Ну, давайте так: количество золота на планете Земля за последние 50 лет уменьшилось на несколько килограммов. Это только потому, что эти килограммы были заброшены в космос, на Луну и планеты. Такая же история с серебром. Лития в космос выбросили никак не более пары тонн. Почему же этих полезных и нужных обществу металлов не хватает?
Правильно. Потому что природа собирала золото в месторождения миллионы лет, а человечество -- концентрированное добыло и размазало по планете тонким слоем. Если хочется поставить домашний эксперимент, разлейте по столу банку сметаны, а потом -- попробуйте всю сметану съесть! По массе, сметаны же меньше не стало? А кушать -- неудобно.
Ну вот, а теперь от сметаны и золота -- к газу и метан-гидратам.
"Классическое" газовое месторождение -- это пласт пористого песчаника на глубине, для примера, 3 км. Средняя общая пористость, опять-таки для примера, 15%, и около 80% от объёма пор заполнено газом (20% -- неотделяемой от глинистых частичек воды). Значит, в каждом кубометре пласта содержится 1*0.15*0.8=0.12 кубометра газа при давлении около 300 атм и температуре около 100 Ц. Пересчитаем газ в стандартные условия: 0.12*300*291/391=27 -- примерно двадцать семь кубов газа на кубометр породы.
Теперь метан-гидратное месторождение (по примеру акватории Охотского моря. Глубины залегания -- около 400 м (т.е. давление примерно 40 атм). Температура - около 5 Ц. Метан-гидрат не сам по себе, а "вморожен" между зёрнами песчаника. К счастью, на таких глубинах пористость выше: 30%. То есть, на один кубометр породы приходится 0.3 куба гидратов. К несчастью, в одном кубометре гидрата метана при таких пластовых условиях содержитася всего 160-190 кубометров стандартного метана: 1 моль метана на 5.75 моль воды. То есть, из кубометра породы можнo получить 0.3*180=54 кубометра метана.
Вроде -- всё хорошо? Не торопитесь. Есть такая штука: проницаемость. Предположим для примера, что толщина "классического" и "метан-гидратного" пласта -- одинаковы: 100 м.
На обычном газовом месторождении, проницаемость от 0.1 до примерно 1000 милли-Дарси. Одна скважина в таких условиях может дренировать около 150 млн кубических метров породы (радиус дренирования порядка 700 м). Напомним, что каждый кубометр породы может отдать около 27 м3 газа. Итого: 150*27=4 млрд м3 газа. Это консервативное значение. Есть месторождения, где одна скважина может отдать за 20-30 лет до 100 млрд.
Идём в метан-гидраты. Метан-гидрат -- это вообще-то лёд. А проницаемость льда? А нету там проницаемости почти никакой. Нано-дарси (вот вам и нано-технология!) Радиус дренирования скважины определяется по способности расплавить лёд. Пусть, очень оптимистично, 100 метров. Значит, одна скважина может дренировать: 3 млн м3 породы, из которой, о удача, получается 0.16 млрд м3 метана! Уникальные геологические условия Мессояхского -- счастливое исключение из правил. На деле, там нормальный "классический" пласт-коллектор с "подпиткой" от метан-гидратной подстилки. Чтобы сделать такой же пласт искусственно, надо "выложить" миллиарды кубометров песка и глины, так что проще скважины бурить.
Теперь сравните консервативные 4 и оптимистичные 0.16. Одна скважина на самом паршивом классическом месторождении даст столько же газа, сколько 25 скважин на самом лучшем метан-гидратном. То есть: "дрилл, бэби, дрилл!" Можем ли мы себе позволить такое бурение?
Лично я предпочитаю есть сметану из банки. Надо меньше по столу скрести, и вообще...
Удачи.
Комментарии
Зашёл, вынес мозг, ушёл. А поговорить?
А кто ему вообще сказал что гидраты надо добывать скважинами? Они же просто на дне лежат. Их надо насосом/черпалками как песок добывать, при извлечении на поверхность и лёгком подогреве весь газ вылезет, и можно выливать остатки в море.
Про лежащие на дне моря, я написал отдельно.
Плотность метан-гидратов 0.92 г/см3. Они всплывают, однако.
Метан гидраты, это молекулы метана встроенные в молекулярные полости кристаллов льда. Метангидрат -Это твёрдое вещество. Что б добыть метан, лёд надо растопить от слова совсем. метан гидраты можно добывать только доставая породу на судно , где её будут плавить и собирать метан.
А говорить с этим человеком не о чем. Он сравнил поры в пласте и и "поры" в кристаллической решетки льда
К чему вообще статья? Это будущее нашего Газпрома? Альтенатива? Новый тренд?
Ещё метан можно вытеснить из гидрата оксидом углерода, например.
Не полностью и углекислоты не хватит.
Предлагаю другой способ: на судно не поднимать, расплавлять лёд прямо там, внизу, собирая освободившийся газ под купол, откуда его и откачивать. Не хотите плавить лёд нагревом? Посыпьте на него соль (или ещё что-нибудь).
Ап том и речь, что затраты на такую дОбычу в современных условиях, на нынешнем уровне развития технологий и энергетики насмерть убивают ту самую ЭРОИ.
расплавлять лёд прямо там - плавить - дорого. По идее гидраты имеют плотность 0,9 и при снижении давления и повышении температуры сами разлагаются на воду и метан.
1)
Вы мой комментарий до конца прочитали? Я писал про внесение доп.веществ для плавления.
2) Если менатгидрат "разваливается" на составляющие (а это нам и нужно) при уменьшении давления, то дробить его и приподнимать (не поднимать на поверхность, а пусть всплывает немного) под куполом, под которым и собирать газ. Как его "приподнимать"? Да хоть воздушными пузырьками.
Я писал про внесение доп.веществ для плавления. - покажите мне водяной насос который создаст давление мнимум 10МПа на выкиде при промышленном расходе 300-400 кубов соляного раствора в час.
Нет, я знаю как он выглядит. Точнее - ОНИ. Гуглите фото с фрекинговыми скважинами. Ну и в чем прикол?
то дробить его и приподнимать - япошки так и делают. Но дробить лед - не менее энергоемкая задача чем греть.
под куполом, под которым и собирать газ - горизонтальные течения унесут много газа.
Как его "приподнимать"? - как вариант - сверлить дырки, закладывать тротил и подрывать так что бы огромный такой кусок метангидрата оторвался от породы и пронзая пространство и время преодолевая давление воды за счет плотности всплывал самостоятельно до глубины примерно 250-500 метров, где и произойдет его самостоятельное разложение на метан и воду.
Хорошо, будем сидеть на жопе ровно и не дёргаться. Я правильно понял Ваши намерения?
Я правильно понял Ваши намерения? - нихт правильно))) пускай япошки балуются морскими гидратами, у нас суши поболе - надо её сначала осовить)))
Предлагаю другой вариант: основные усилия тратить на "классическую" добычу газа, но параллельно разрабатывать способы добычи газа из нерентабльных месторождений, чтобы однажды некоторыми из этих способов воспользоваться. И не только разрабатывать, но и иногда использовать, не смотря на малую прибыль. Новые технологии из "ниоткуда" не возьмутся - их нужно разрабатывать, за деньги, причём, чем раньше, тем лучше.
Но дробить лед - не менее энергоемкая задача чем греть. - А ха ха, ну ты и клоун. Прочитай чтоли на досуге школьный курс физики.
1. термит "плавить лед" в корне не верен и прописывает не верное понимание протекающих процессов. Правильно говорить о разложении гидрата либо при повышении температуры, либо при понижении давления.
2. насос - элементарно. Вертикальная труба с разницей давления на нижнем и верхнем срезе в которой движущей силой является разность плотностей. Самый элементарный эрлифт.
3. взрывать ничего не надо)). По мере разрушения гидрата появляется доступ к следующим капсулам, которые разрушаются от снижения давления. Процесс будет идти до тех пор, пока пласт гидрата не закончится.
Ну про доствку породы -- это погорячившись. Читайте следующий пост.
А так, в голове у Вас каша, конечно, но будем пробовать лечить. Лечить будем пробовать.
>>>Что б добыть метан, лёд надо растопить от слова совсем.
Не совсем так.Требцется сдвинуть равновесие Т-Р. Разрушения метангидрата можно добится снижением давления в пласте. И это основная ошибка автора, когда он пишет, что:
>>>А проницаемость льда? А нету там проницаемости почти никакой. Нано-дарси (вот вам и нано-технология!) Радиус дренирования скважины определяется по способности расплавить лёд. Пусть, очень оптимистично, 100 метров.
Конечно, у льда (в рассматриваемых условиях) проницаемость можно принять нулевой. Но. Идет процесс разложения гидратов. Результатом является газообразный метан и жидкая вода. Соответственно, что с проницаемостью происходит? Правильно, она возрастает на порядки.
И именно поэтому я считаю не верным термин "плавится лед" и оценку в радиус 100 метров.
Так же считаю, притянутой за уши оценк:
>>>...на таких глубинах пористость выше: 30%. То есть, на один кубометр породы приходится 0.3 куба гидратов.
На чем основано такое безаппеляционное заявление по отношению ко всем залежам гидратов, мне лично не понятно.
Соответственно и все дальнейшие выкладки сомнительны.
Карбонатные коллекторы тоже считаются "классическими" (conventional).
Основной смысл-то какой у статьи?
Основной смысл статьи в том, что висят бананы высоко, достать бананы нелегко лежат гидраты глубоко, достать метанчег нелегко. Запаришься добывать, короче. А то развелось фантазеров. Как-то так.
Зависит от цены на баррель, не? Сланцевая нефть - показательный пример.
Прижмёт - и за гидраты примутся. Та же Индия.
Вопрос лишь в том какой объем энергии уйдет на сам процесс, и сколько останется на другие задачи.
ну и на добычу сланцевой нефти уходило вроде 2 барреля из трёх добытых (если не путаю) - ничё, индустрия развивалась. Неприятно, конечно, такой фигнёй заниматься, с другой стороны у нас уже доля трудноизвлекаемых запасов 60% - так что нас ждёт то же самое. Собственно, санкции-то и ввели на сланцы да на глубокий оффшор.
Хозяйство в США энергетически дотируется иностранцами в диком объеме, что позволяет покрывать дисбалансы.
Поэтому говорить о состоятельности сланцев можно не ранее, чем США станет жить за свой счет.
Заодно оценим какой уровень жизни и цивилизации в целом будет достижим на сланцевой энергетике.
"США станет жить за свой счет" - спасибо, поржал :)))
Мне трудно судить, при какой цене барреля добыча гидратов станет рентабельной. У нас, между делом, Штокман еще нетронутый, не проще ли там будет искусственный остров насыпать, за такие баПки-то? А еще, я как-то писал здесь в коментах, есть в Ульяновской области, не очень далеко от Димитровграда, такое месторождение нефти, Зимницкое. С извлекаемыми (!) запасами нефти, на секундочку, 12 миллионов тонн. А геологические запасы по Зимницкому и рядом расположенному Северо-Зимницкому месторождениям - около (держитесь за стул крепче) 70 (семидесяти) миллионов тонн. Как говорится, какой там, в баню, Баккен с Игл Фордом. Не разрабатывается. Потому что вязкость тамошней нефти - что-то около 2000 сантипуаз. Как у очень густого меда. Тоже лежит, ждет своего часа.
>>А говорить с этим человеком не о чем. Он сравнил поры в пласте и и "поры" в кристаллической решетки льда
Не уверен. На самом деле, проницаемость гидратонасыщенных пород и в самом деле в сотни, если не в тысячи раз ниже таких же пород, но не насыщенных гидратами. Это установленный научный факт, подтвержденный многократными экспериментами.
Ну и, если вы в теме, то и сами знаете, что прямой связи между пористостью и проницаемостью не существует. Только опосредованная. По каждому отдельно взятому керну будут свои параметры.
Короче, я с myak555 совершенно согласен (разве что м.б. выкладки пересчитал бы и изложил бы немного по-другому, но в данном случае это не принципиально). Так что спасибо за полезный материал.
Объясните, плиз. Не понимаю до конца.
Если это лёд, то как он в твёрдом состоянии под водой адекватное количество времени находится? Почему не плавится сам просто потому, что температура воды > 0?
И как он вообще заморозился то на дне?
Этот "лед" не лежит слоем на дне моря. Он находится под поверхностью морского дна. И скрыт от воздействия воды слоем покрывающей породы. Вечную мерзлоту представляете, эдакую, насыщенную водой и промерзшую насквозь "землю"? Теперь представьте себе, что эти крохотные кристаллики льда не просто вода, а вода с растворенным в ней метаном. Как-то так, если "на пальцах".
Тогда что мешает его тупо дробить каким-нибудь аналогом проходческого щита? Выносить породу на глубину в метр. И пусть она водичкой плавится. Газ собирать чем-нибудь удобным.
Или так не выйдет?
Технически - ничего не мешает. Мешают бешеные затраты на строительство и эксплуатацию такого девайса.
Тогда что мешает его тупо дробить каким-нибудь аналогом проходческого щита? - глубины залегания метангидратов знаете? Примерно километр. Кто интересно полезет на километр глубины с проходческим щитом, причем ошибка и шахта заполнится водой под давлением 10 МПа?
Выносить породу на глубину в метр.- из-под воды глубиной 1км? Япошки вон крошку выкачивали насосом, пока поднимается - плавится сама, но эффективность по их собственному признанию - мизерная...
Основной фактор там как бы и не температура даже, а давление. Именно оно удерживает метан во льду. То есть банально откопать и ждать выделения метана не прокатит. Нужно там же на дне нагревать или поднимать к поверхности. А это все во смерть ероев.
Основной фактор там как бы и не температура даже, а давление. Именно оно удерживает метан во льду. - в воде - да. А вот на суше - давление в трубе будет в сотни раз ниже чем давление в породе.
да вроде может и просто слоем лежать. Вон, со дна Байкала доставали без всяких геологоразведочных работ, просто батискафом.
Это просто агрегатное состояние раствора метана в воде. В определенном диапазоне температур и давлений, встречающемся, как правило, на большой глубине, он является твердым телом.
Местами - может конечно. При определенных условиях образуется и будет лежать при температуре воды выше 0°C (но не выше +5°C, вроде бы, не уверен, а лезть искать некогда).
Читайте следующие посты в серии. Ни к чему делать простыню.
Автор молодец!
По-простому на пальцах показал, что пусть другие вкладываются в него, как говорится в поговорке - близок локоть, а не укусишь.
Это в воде не укусишь. А вот на суше...
есть вот такая карта
красная точка в районе байкала - КАК? Откуда? А это - бывшее дно океана.
И есть еще данные что под слоем вечной мерзлОты - тоже есть метангидраты.
Вот там добывать их, не просто - а очень просто. Сверли дырку, как только давление упало - метан с водой сам из трубы пойдет, знай воду отбивай на сепараторах.
>>Вот там добывать их, не просто - а очень просто. Сверли дырку, как только давление упало - метан с водой сам из трубы пойдет, знай воду отбивай на сепараторах.
Как там жилье индейца по-русски называется?
Оно надо было бы надо Газпрому на Ямале бурить на 4 тыс метров, если бы с 500 м вот так влегкую метан пёр бы?
Вообще, кому тема интересна, рекомендую почитать: http://ac.gov.ru/files/publication/a/1437.pdf
Короче, покамест экзотика. Правнуки, может, и доберутся.
если бы с 500 м вот так влегкую метан - 500 метров - это в зоне вечной мерзлоты. С таким же успехом можно добывать метан из снегов гренландии))) Нас интересуют метангидраты из слоев, бывших когда-то морским дном, это глубины 1000-1500м. Там температура окружающих пород будет градусов 30, то есть даже греть ничего не понадобится. Теоретически))))
Короче, покамест экзотика. - дык! кто б спорил)))) с другой стороны - 50 лет назад смартфон на андроиде тоже был "экзотикой")))
оказывыется, мы серем тем самым )
так что проблема не изучена )
гм
Спасибо.
Очень информативно.
Спасибо.
Любой цели надо добиваться с наименьшими затратами. А какая у нас цель? Чтобы жили внуки, правнуки и так далее всегда. Этому мешают морозы в России, морозам пытаемся противопоставить эти самые метангидраты. Но ведь жители, допустим, Бразилии совсем не озабочены борьбой с морозами. Так надо заняться эвакуацией молодежи туда, где эти гидраты не требуются. Ну и что с того, что правнуки будут жить не здесь? И наши предки 100000 лет тому назад жили не здесь. Зато они, по крайней мере, будут жить. А здесь они погибнут в неотапливаемых квартирах.
Как "подымать" (дорого, но ERoEI>1) -- ответ есть. Читайте ликбезы далее если интересно.