Краткая характеристика газогидратных залежей

3. Краткая характеристика газогидратных залежей

В определенных термодинамических условиях природный газ в земной коре может находиться в твердом (гидратном) состоянии, а его скопления образуют газогидратные залежи.

Газ в связанном гидратном состоянии характеризуется иными свойствами, чем в свободном состоянии.

Природные газы при высоких давлениях и пониженных температурах вступают в соединение с водой и образуют твердое соединение — гидрат.

Состав гидрата определяется выражением nGmH₂O, где G — углеводородная составляющая.

По составу исходного газа, давлению и температуре определяется состав гидрата и его кристаллическая структура.

Процесс начала образования гидратов газов поверхностно-контактный. Обычно центры кристаллизации зарождаются на поверхности контакта газ — вода. Рост гидрата может происходить как в газовой среде, так и в объеме воды, как в области положительных, так и отрицательных температур.

Гидраты газов могут образоваться в аппаратах и газопроводах, в скважине, а также в пористой среде — в пластах. В пластовых условиях гидраты образуются в двух случаях: в призабойной зоне скважины при ее эксплуатации с высокими депрессиями, когда температура газа снижается до температуры гидратообразования, и непосредственно пласте (до ввода залежи в разработку), когда температура залежи ниже равновесной температуры гидратообразовання.

Термодинамические условия, соответствующие образованию гидратов газов непосредственно в пласте, обычно приурочены к районам распространения многолетнемерзлых грунтов.

Многолетнемерзлые грунты покрывают 23 % суши земного шара. Глубина залегания таких грунтов достигает 500—700 м, а иногда и 1500 м.

Как показали исследования, на территории распространения вечной мерзлоты находятся большие запасы нефти и природных газов. Естественно, что значительные запасы газа в таких районах приурочены к термодинамическим зонам, соответствующим условиям образования гидратов газов в пластах.

Газогидратная залежь по характеристике значительно отличается от обычной газовой залежи.

Переход газа из свободного состояния в связанное гидратное сопровождается значительным сокращением его объема, т. е. при переходе обычной газовой залежи в газогидратную понижается давление (при неизменном положении газо-водяного контакта) либо уменьшается объем залежи (при неизменном пластовом давлении). Поровое пространство газогидратной залежи частично или полностью заполняется гидратом. Наряду с газом в связанном гидратном состоянии он содержится в свободном или растворенном в воде виде.

Запасы газа в газогидратной залежи при одинаковых давлениях значительно превышают запасы обычной равнообъемной газовой залежи.