С начала этого года в Институте нефтегазовой геологии и геофизики имени А. А. Трофимука СО РАН начали работать три новых научных подразделения, включая лабораторию математического моделирования многофазных процессов в нативных и искусственных масштабных гетерогенных средах.
Одна из групп этой лаборатории занимается изучением газовых гидратов - твердых кристаллических соединений, образующихся в породе при определенном давлении и температуре.
В новой лаборатории направление по исследованию газогидратов получит более широкие перспективы. Ранее изучение акустических свойств гидратов развивалось в лаборатории динамических проблем сейсмики, однако выходило за рамки ее тематики - исследователи могли работать только за счет грантов. Теперь же ученые смогут получить дополнительные средства за счет бюджетного финансирования фундаментальных исследований, что обеспечит большую стабильность изысканий.
В частности, одна из целей, стоящая перед специалистами, это численное моделирование многофазной среды, в которой бы учитывалось поведение песка, газогидрата, жидкости и газа при взаимодействии. Такое моделирование проводится на микроуровне. Также необходимо будет решить отдельную задачу по переносу полученных результатов на макроуровень, уровень сейсмических наблюдений.
"Хотелось бы провести численное моделирование отдельных месторождений газогидратов и попытаться определить их свойства, как именно следует проводить, например, сейсмический мониторинг для наших задач, - отмечает старший научный сотрудник Института нефтегазовой геологии и геофизики, кандидат физико-математических наук Гэсэр Дугаров . - Лед и газогидраты очень похожи по акустическим свойствам, но при разложении газогидратов выделяется газ, что сильно сказывается на акустике. Думаю, что за 3-5 лет работы мы сможем добиться необходимых результатов".
В исследованиях заинтересовано и государство. В этом году Гэсэр Дугаров получил грант президента РФ по теме "Калибровка поглощающих акустических моделей гидратосодержащих образцов по данным лабораторных экспериментов". Кроме того, ученый намерен подать заявку Все эти средства необходимы на финансирование работ по созданию численных моделей, а также модернизацию и поддержание в рабочем состоянии экспериментальной установки, созданной учеными совместно с коллегами из Института неорганической химии СО РАН.
Ученые хотят понять, при каких условиях газогидрат цементирует частицы породы, в какой степени, может ли происходить его переформирование при различных давлениях и температуре. Также научные сотрудники планируют провести томографические исследования образцов, чтобы лучше разбираться в структуре расположения газогидратов в поровом пространстве пород.
Полученные знания можно будет применять при добыче газовых гидратов. Со временем они могут стать основным источником метана, отметил пресс-секретарь Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН Павел Красин .
Справка .
Газогидраты встречаются на дне морей и океанов, а на суше - в Арктике. Гипотезу, что в Арктике, в мерзлых породах, есть большие залежи газогидратов, высказали советские ученые еще в 40-х годах XX века. Через 25 лет догадка подтвердилась во время разведывательных работ на "обычный" природный газ. Выяснилось, что скопления газогидратов в арктических частях Сибири и Канады находятся на глубинах 200-800 метров. В ту же эпоху появляются идеи об использовании этих месторождений как источника углеводородов.
Открытие принесло не только обнадеживающие перспективы, но и породило проблемы для производственников: выбросы метана, высвобождавшегося из газогидратов, мешали бурению скважин, даже вызывали пожары. Кроме того, газогидратные соединения, внешне напоминающие спресованный грязноватый снег, оседали на внутренних стенках трубопроводов. Что, в конце концов, приводило к поломкам оборудования.
Однако запасы газогидратов, обнаруженные на суше - ничтожная мелочь по сравнению с тем, что находится на дне океанов.
Если в Арктике формированию залежей "метанового мороженого" способствуют холода, то в океанах на первое место выходит давление толщи воды. А в северных бассейнах, к слову, влияют оба фактора. Морские геологи выяснили, что в толще донных осадков, под слоем воды в 300—400 м, есть колоссальные скопления газогидратов.
Самая общая оценка показала: их в Мировом океане минимум в два раза больше запасов разведанных к данному моменту месторождений нефти, природного газа и угля.
http://znaj.org/chto-takoe-gazogidraty-i-pochemu-arktika-yavlyaetsya-bogateyshim-hranilischem-topliva-597