Помощь студентам в учебе
Газогидраты Нанкайского прогиба, Охотского моря и дельты реки Нигер
|
Аннотация 2
Список сокращений 4
Список иллюстраций 5
Список таблиц 6
Введение 7
1 Краткий географо-экономический очерк 9
1.1 Нанкайская впадина 9
1.2 Охотское море 10
1.3 Дельта Нигера 12
2 История исследований и геологическая изученность 14
2.1 Нанкайская впадина 15
2.2 Охотское море 17
2.3 Дельта Нигера 18
3 Условия накопления газогидратов в различных акваториях мирового океана,
особенности их морфологии 19
3.1 Морфология гидратов океанского дна 22
4 Геолого-географическая характеристика залежи 28
4.1 Нанкайская впадина 28
4.2 Охотское море 31
4.3 Дельта Нигера 33
5 Краткая история и текущее состояние освоения 36
5.1 Текущая деятельность в области НИОКР 37
6 Специальная часть 43
7 Технико-технологическая часть 46
7.1 Глубоководные газогидратные системы 47
7.2 Отбор и анализ газовых гидратов 47
7.3 Лабораторное исследование 47
7.4 Технологии добычи газогидратов 48
8 Перспективы освоения 51
Заключение 59
Список использованных источников
Список сокращений 4
Список иллюстраций 5
Список таблиц 6
Введение 7
1 Краткий географо-экономический очерк 9
1.1 Нанкайская впадина 9
1.2 Охотское море 10
1.3 Дельта Нигера 12
2 История исследований и геологическая изученность 14
2.1 Нанкайская впадина 15
2.2 Охотское море 17
2.3 Дельта Нигера 18
3 Условия накопления газогидратов в различных акваториях мирового океана,
особенности их морфологии 19
3.1 Морфология гидратов океанского дна 22
4 Геолого-географическая характеристика залежи 28
4.1 Нанкайская впадина 28
4.2 Охотское море 31
4.3 Дельта Нигера 33
5 Краткая история и текущее состояние освоения 36
5.1 Текущая деятельность в области НИОКР 37
6 Специальная часть 43
7 Технико-технологическая часть 46
7.1 Глубоководные газогидратные системы 47
7.2 Отбор и анализ газовых гидратов 47
7.3 Лабораторное исследование 47
7.4 Технологии добычи газогидратов 48
8 Перспективы освоения 51
Заключение 59
Список использованных источников
Настоящая работа написана по результатам обобщения аналитических материалов, изложенных в многочисленных публикациях, главным образом англоязычных..
Огромные запасы метана (главного компонента того, что называется «натуральным газом») содержатся в газовых гидратах - новейшем источнике энергии, который может удовлетворить глобальную потребность в топливе на многие сотни лет. Газовые гидраты - это замороженные твердые кристаллы на водной основе, внутри которых как бы заперт метан; они образуются при высоких давлениях и низких температурах. Несмотря на то, что они похожи на лёд, при снижении давления или увеличении температуры гидраты превращаются в воду и газ. Высококонцентрированные запасы газовых гидратов массивной формы расположены в глубоководных морских отложениях, в зоне арктической мерзлоты и иногда в глубоких озёрных осадках, например, на озере Байкал. Большая часть океанических отложений гидратов находится на глубинах более 500 метров. Недавние оценки выявили наличие обширных запасов газовых гидратов в Нанкайском прогибе, Охотском море и дельте Нигера. Это обуславливает актуальность данного исследования.
В гидратах газ сильно сконцентрирован. На одну единицу объёма метановых гидратов под давлением в 1 атмосферу приходится 160 единиц объёма метанового газа - поэтому газовые гидраты являются очень выгодными резервуарами топлива. Мировые запасы метана в газовых гидратах недостаточно изучены, но по оценкам геологической службы США эти запасы в два раза превосходят количество углеводорода в других источниках топлива - нефти, газа и угля вместе взятых. Хотя в данный момент коммерческая добыча гидратов почти не ведется, интерес в них растет, особенно в тех частях света, где другие источники энергии недоступны или слишком дороги для добычи. Однако только небольшая часть резервуаров была исследована из-за технических трудностей, вызванных температурой, давлением и другими факторами - каждый из которых увеличивает затраты на добычу. Газовые гидраты стабильны только в определенном диапазоне температур и давлений. В идеальных условиях они образуют непроницаемый слой, который захватывает больше газа, создавая значительную зону накопления метана. В то же время изменение давления и температуры в вышележащих слоях может ускорять утечку больших объёмов метана.
Общий объём углерода в отложениях гидратов исчисляются гигатоннами, во много раз превосходя содержание углерода в современной атмосфере. Из-за этого существует опасение, что текущее глобальное потепление может запустить цепочку реакций, в ходе которой высвободится еще больше метана, замороженного в морях и арктической мерзлоте. Так как метан в 20 раз более эффективно хранит тепло, чем углекислый газ, даже небольшое количество дополнительного метана может привести к быстрому увеличению температуры, что вызовет еще большую утечку метана.
Основная цель исследования - изучить возможность коммерческой добычи гидратов в Нанкайской впадине, Охотском море и дельте реки Нигер, учитывая технические, экологические и экономические трудности.
Эта работа обзорного характера, основанная исключительно на результатах многочисленных исследований, приведенных в опубликованных источниках, изложена в восьми разделах, каждый из которых решает определенную задачу, чтобы в конечном итоге привести к пониманию того, где образуются газовые гидраты, каков текущий прогресс в разведке, его будущим перспективам и некоторым предлагаемым средствам для добычи гидратов. Эти предложенные средства, хотя и сильно отличаются от тех, которые уже были испытаны на месторождениях, представляют собой гипотетическое решение, основанное на характере образования газовых гидратов и проблемах, которые уже существуют в современных технологиях на местах.
Огромные запасы метана (главного компонента того, что называется «натуральным газом») содержатся в газовых гидратах - новейшем источнике энергии, который может удовлетворить глобальную потребность в топливе на многие сотни лет. Газовые гидраты - это замороженные твердые кристаллы на водной основе, внутри которых как бы заперт метан; они образуются при высоких давлениях и низких температурах. Несмотря на то, что они похожи на лёд, при снижении давления или увеличении температуры гидраты превращаются в воду и газ. Высококонцентрированные запасы газовых гидратов массивной формы расположены в глубоководных морских отложениях, в зоне арктической мерзлоты и иногда в глубоких озёрных осадках, например, на озере Байкал. Большая часть океанических отложений гидратов находится на глубинах более 500 метров. Недавние оценки выявили наличие обширных запасов газовых гидратов в Нанкайском прогибе, Охотском море и дельте Нигера. Это обуславливает актуальность данного исследования.
В гидратах газ сильно сконцентрирован. На одну единицу объёма метановых гидратов под давлением в 1 атмосферу приходится 160 единиц объёма метанового газа - поэтому газовые гидраты являются очень выгодными резервуарами топлива. Мировые запасы метана в газовых гидратах недостаточно изучены, но по оценкам геологической службы США эти запасы в два раза превосходят количество углеводорода в других источниках топлива - нефти, газа и угля вместе взятых. Хотя в данный момент коммерческая добыча гидратов почти не ведется, интерес в них растет, особенно в тех частях света, где другие источники энергии недоступны или слишком дороги для добычи. Однако только небольшая часть резервуаров была исследована из-за технических трудностей, вызванных температурой, давлением и другими факторами - каждый из которых увеличивает затраты на добычу. Газовые гидраты стабильны только в определенном диапазоне температур и давлений. В идеальных условиях они образуют непроницаемый слой, который захватывает больше газа, создавая значительную зону накопления метана. В то же время изменение давления и температуры в вышележащих слоях может ускорять утечку больших объёмов метана.
Общий объём углерода в отложениях гидратов исчисляются гигатоннами, во много раз превосходя содержание углерода в современной атмосфере. Из-за этого существует опасение, что текущее глобальное потепление может запустить цепочку реакций, в ходе которой высвободится еще больше метана, замороженного в морях и арктической мерзлоте. Так как метан в 20 раз более эффективно хранит тепло, чем углекислый газ, даже небольшое количество дополнительного метана может привести к быстрому увеличению температуры, что вызовет еще большую утечку метана.
Основная цель исследования - изучить возможность коммерческой добычи гидратов в Нанкайской впадине, Охотском море и дельте реки Нигер, учитывая технические, экологические и экономические трудности.
Эта работа обзорного характера, основанная исключительно на результатах многочисленных исследований, приведенных в опубликованных источниках, изложена в восьми разделах, каждый из которых решает определенную задачу, чтобы в конечном итоге привести к пониманию того, где образуются газовые гидраты, каков текущий прогресс в разведке, его будущим перспективам и некоторым предлагаемым средствам для добычи гидратов. Эти предложенные средства, хотя и сильно отличаются от тех, которые уже были испытаны на месторождениях, представляют собой гипотетическое решение, основанное на характере образования газовых гидратов и проблемах, которые уже существуют в современных технологиях на местах.
Критически важным для окончательного успеха любой научно-исследовательской работы в области газогидратов будет тщательное научное исследование экономических и экологических последствий применения газовых гидратов и эффективная передача этих результатов общественности. Газовые гидраты могут представлять собой новый ископаемый энергетический ресурс, и, учитывая: 1) сильную связь между ископаемым топливом и потенциальным антропогенным изменением климата и 2) роль, которую газовые гидраты могли играть в глобальных климатических событиях в геологической истории во время великого исчезновения пермско-триасового происхождения, важно, чтобы в любом исследовании изучались и сообщались экологические последствия потенциального использования газовых гидратов в качестве связующего топлива для устойчивых источников будущего. Чтобы быть достоверным, этот охват должен включать демонстрацию того, что научное сообщество хорошо понимает роль, которую природные газогидраты играют в текущих глобальных экологических процессах, а также то, как газовые гидраты реагируют на изменения окружающей среды - как естественные, так и вызванные.
Недавние оценки выявили наличие больших объемов газовых гидратов в Нанкайском прогибе, Охотском море и дельте Нигера. Эти оценки были поддержаны и подтверждены полевыми программами, которые продемонстрировали правильность разведки газовых гидратов и методы определения их характеристик.
Успешные полевые программы на шельфе Японии подтвердили техническую осуществимость добычи природного газа с использованием сброса давления и обеспечили первые полевые испытания дополнительных технологий, которые могли бы улучшить общий углеродный след добычи. Тем не менее, прежде чем можно будет с уверенностью понять потенциал ресурсов гидрата газа дельты реки Нигер, необходимы дополнительные возможности для проверки и калибровки месторождения.
Кроме того, газовые гидраты представляют потенциальные неограниченные риски для глобального климата, которые должны быть должным образом оценены и оценены. Последние тенденции в добыче нетрадиционного газа повлияли на способность частной промышленности участвовать в НИОКР по гидратам газа. До тех пор, пока частная промышленность не возобновит эти усилия, частно-государственные партнерства в области НИОКР в области добычи гидратов газа могут быть расширены за счет межведомственного сотрудничества и взаимодействия с международными партнерами.
Основной необходимостью в исследованиях и разработках гидратов газа является развитие науки и техники, которое позволит: 1) точно оценить природу и наличие газовых гидратов в вышеупомянутых регионах; 2) отработку и демонстрацию технологий, которые могут обеспечить добычу экономически жизнеспособным и экологически ответственным образом; и 3) определение и эффективное информирование общественности о роли газовых гидратов в естественных геологических угрозах и в естественном улавливании и циклировании углерода в ответ как на долгосрочные (глобальный углеродный цикл), так и краткосрочные (потенциальные эффекты продолжающегося изменения климата) временные периоды.
Успех в этих усилиях обеспечит полную научную оценку потенциала газовых гидратов для предоставления дополнительной возможности для удовлетворения потенциальных будущих энергетических потребностей мира. Эта оценка должна включать оценку и демонстрацию безопасных и эффективных технологий разведки и добычи, а также понимание потенциальных воздействий на окружающую среду и стратегий смягчения.
Дополнительным результатом могло бы стать более глубокое понимание нашей природной среды, обеспечивающее более обоснованное принятие решений по широкому кругу вопросов, от политики контроля океана до глобального изменения климата. Ожидаются и другие преимущества, в том числе успешное сотрудничество с ключевыми международными партнерами, более полное понимание геологических опасностей, связанных с гидратами газа, и вклад в образование и подготовку следующего поколения ученых.
Недавние оценки выявили наличие больших объемов газовых гидратов в Нанкайском прогибе, Охотском море и дельте Нигера. Эти оценки были поддержаны и подтверждены полевыми программами, которые продемонстрировали правильность разведки газовых гидратов и методы определения их характеристик.
Успешные полевые программы на шельфе Японии подтвердили техническую осуществимость добычи природного газа с использованием сброса давления и обеспечили первые полевые испытания дополнительных технологий, которые могли бы улучшить общий углеродный след добычи. Тем не менее, прежде чем можно будет с уверенностью понять потенциал ресурсов гидрата газа дельты реки Нигер, необходимы дополнительные возможности для проверки и калибровки месторождения.
Кроме того, газовые гидраты представляют потенциальные неограниченные риски для глобального климата, которые должны быть должным образом оценены и оценены. Последние тенденции в добыче нетрадиционного газа повлияли на способность частной промышленности участвовать в НИОКР по гидратам газа. До тех пор, пока частная промышленность не возобновит эти усилия, частно-государственные партнерства в области НИОКР в области добычи гидратов газа могут быть расширены за счет межведомственного сотрудничества и взаимодействия с международными партнерами.
Основной необходимостью в исследованиях и разработках гидратов газа является развитие науки и техники, которое позволит: 1) точно оценить природу и наличие газовых гидратов в вышеупомянутых регионах; 2) отработку и демонстрацию технологий, которые могут обеспечить добычу экономически жизнеспособным и экологически ответственным образом; и 3) определение и эффективное информирование общественности о роли газовых гидратов в естественных геологических угрозах и в естественном улавливании и циклировании углерода в ответ как на долгосрочные (глобальный углеродный цикл), так и краткосрочные (потенциальные эффекты продолжающегося изменения климата) временные периоды.
Успех в этих усилиях обеспечит полную научную оценку потенциала газовых гидратов для предоставления дополнительной возможности для удовлетворения потенциальных будущих энергетических потребностей мира. Эта оценка должна включать оценку и демонстрацию безопасных и эффективных технологий разведки и добычи, а также понимание потенциальных воздействий на окружающую среду и стратегий смягчения.
Дополнительным результатом могло бы стать более глубокое понимание нашей природной среды, обеспечивающее более обоснованное принятие решений по широкому кругу вопросов, от политики контроля океана до глобального изменения климата. Ожидаются и другие преимущества, в том числе успешное сотрудничество с ключевыми международными партнерами, более полное понимание геологических опасностей, связанных с гидратами газа, и вклад в образование и подготовку следующего поколения ученых.