Сделан шаг к безопасной добыче газогидратов
Китайские и пермские ученые детально изучили поведение «горючего льда» при гидроразрыве пласта.
(12 ноября 2026 15:07 , ИА "Девон" ) Ученые Китайского нефтяного университета и Пермского Политеха выяснили, как правильно создавать трещины в пласте с гидратами для быстрой и безопасной добычи газа. Об этом Информагентство «Девон» узнало из сообщения ПНИПУ.Газовые гидраты называют главным энергетическим резервом планеты. Внешне они выглядят как обычный лед, но внутри них под огромным давлением спрессован метан.
Энергии в этих залежах может содержаться вдвое больше, чем во всей мировой нефти и угле вместе взятых. Однако до сегодняшнего дня эффективных технологий их освоения не существовало. Ледяная порода блокирует газ, не давая ему свободно и быстро выйти на поверхность.
Единственный способ эффективно добыть топливо из них — искусственно расколоть пласт водой под высоким давлением. Однако в процессе гидроразрыва пласта (ГРП) инженеры сталкиваются с опасным барьером.
Стоит немного изменить температуру или давление под землей, как «горючий лед» начинает стремительно таять. Порода мгновенно теряет прочность. Это приводит к обрушению подземных пластов, разрушению стволов скважин и неконтролируемым выбросам взрывоопасного метана.
Попадая в атмосферу в чистом виде, метан задерживает тепло. Это может провоцировать резкие изменения климата. До сих пор инженеры не могли спрогнозировать поведение такого пласта при гидроразрыве, что делало добычу газогидратов невозможной.
Чтобы детально изучить процесс, ученые изготовили образцы, максимально приближенные по составу к реальным отложениям. Они сделаны из разных смесей кварцевого песка и газовых гидратов. Каждый образец помещали в специальную установку и сжимали, имитируя естественное давление горных пород под землей. Затем ученые проводили гидравлический разрыв. Они закачивали воду под высоким давлением, которая раскалывала массив.
Динамику и направление трещин отслеживали с помощью сверхчувствительных звуковых датчиков. В момент раскола порода издает микроскопический щелчок. По нему в реальном времени можно увидеть, где именно появился и куда распространился разлом.
Эксперименты дали несколько ключевых результатов для нефтегазовой отрасли. Выяснилось, что участки с высоким содержанием гидрата разрушаются легче и быстрее. Это делает их наиболее перспективными для разработки. Также ученые определили, от чего зависит форма будущих разломов.
«Геометрия трещин напрямую связана с естественным давлением, которое действует на породу под землей, — рассказал профессор кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ Владимир ПОПЛЫГИН. — В одних условиях разломы получались простыми и прямыми, а в других — извилистыми, с множеством ответвлений».
Для эффективного извлечения газа необходим второй вариант, поскольку он охватывает большую площадь пласта. Однако прогнозировать и моделировать такие трещины на практике гораздо труднее.
Ученые также доказали, что тающий гидрат сам активно влияет на весь процесс разрушения породы. При изменении внешних условий он резко меняет свои механические свойства. Гидрат генерирует дополнительное внутреннее давление, которое раскалывает пласт. Раньше этот фактор оставался лишь предположением.
«Благодаря использованию звуковых датчиков нам впервые удалось в режиме реального времени прослушать образование трещин, — отметил профессор Китайского нефтяного университета Ксиан ШИ — Мы экспериментально подтвердили, что таяние гидрата — это не пассивное следствие, а активный элемент процесса».
Полученные данные объясняют, какое именно давление воды применять при бурении и как полностью предотвратить аварийные выбросы метана. Это важный шаг к тому, чтобы сделать освоение «горючего льда» безопасным и экономически выгодным.
Комментарий ИА «Девон»:
У газогидратов есть и другая сторона: они создают серьёзные сложности при добыче нефти. Это твёрдые кристаллические соединения (клатраты), которые образуются при контакте газа и воды при определённых сочетаниях температуры и давления. Внешне они напоминают снег или лёд. Гидраты откладываются в различных частях скважины и оборудования, нарушая их работу.
В 2020 году стало известно, что ученые Казанского федерального университета совместно с исследователями из Ирана разработали новый тип реагента для борьбы с гидратообразованием в арктических условиях. Он создан из природных компонентов, не содержит токсичные вещества и снижает нагрузку на окружающую среду.
Недавно сообщалось, что ученые Российского государственного университета нефти и газа нашли замену токсичному метанолу в качестве реагента для борьбы с газогидратами. Это поможет повысить эффективность добычи углеводородов, в том числе, на арктических месторождениях.
А Казанском федеральном университете разрабатывали способ ускоренного получения газогидратов с минимальными энергозатратами. Это предлагалось делать в статических условиях с помощью замороженных растворов промоторов.
| Поделиться этой новостью у себя в соцсетях |