Selecting the method of gas hydrate deposits development in terms of the regularities of their formation

Abstract

Purpose. To establish and show regularities of gas hydrates fields distribution in the World Ocean for the development of flow diagrams of methane extraction depending on genetic structures and the composition of the host rocks. Methods. The analysis of the existing fields of gas hydrates is made and, in view of impossibility to carry out detailed investigation, an opportunity to develop them is proved, a theoretical approach to a preliminary estimation of mining-and-geological conditions of such fields’ excavation is developed. Findings. On the basis of the data obtained in the suggested way, it becomes possible to calculate the necessary technological parameters of processes related to deposits’ opening and gas production from the bottom of the World Ocean. Originality. At the present stage of the research into a new alternative and the most promising source of energy, in the total absence of experience in the gas hydrates fields development, great practical significance is attached to the classification of fields by mining-and-geological conditions of their occurrence, as well as to the methodological approach to their development and calculation of technological parameters of methane extraction process from the bottom of the World Ocean with minimum effect onto the Earth’s hydrosphere. Practical implications. Types of gas hydrates fields are determined for the first time in terms of mining-and-geological conditions of their development on the basis of genetic origin and structure of the host rocks. A theoretical approach to the description of the processes taking place in the seam during gas hydrates fields development is elaborated.

Мета. Виявлення закономірностей поширення родовищ газових гідратів у Світовому океані для розробки технологічних схем вилучення метану залежно від генетичних структур і складу вміщуючих порід. Методика. Для досягнення поставленої мети в роботі виконано комплексний аналіз, зіставлення й накладення карт аерофотознімків виявлених газогідратних родовищ у Світовому океані, карт тектонічних плит і зон глобальних тектонічних розломів для виявлення відношення більшості даних родовищ до цих зон. Для вибору схеми розробки родовища газових гідратів на основі розрахунку швидкості нагрівання покладу застосовано закон Дарсі для опису процесу фільтрації води і газу, та закон Фур’є – для процесу теплопереносу. Результати. Розроблено теоретичний підхід до попередньої оцінки гірничо-геологічних умов залягання родовищ газових гідратів до розробки. На підставі запропонованого підходу є можливим виконання необхідних розрахунків технологічних параметрів розкриття газогідратних покладів і видобутку газу з дна Світового океану. Аналітичним способом визначені основні технологічні параметри та швидкість нагрівання покладу газових гідратів в умовах Північного Льодовитого океану. Наукова новизна. Вперше виділені типи родовищ газових гідратів за гірничо-геологічними умовами розробки на основі їх генетичного походження і складу вміщуючих порід. Розроблено новий теоретичний підхід до опису процесів, що відбуваються у пласті при розробці родовищ газових гідратів. Практична значимість. Розподіл родовищ газових гідратів за генетичним походженням дозволить більш точно підходити до оцінки раціональних технологічних схем їх розробки. Створено методологічний підхід до розробки газових гідратів і розрахунку технологічних параметрів процесу вилучення метану з дна Світового океану з мінімальним впливом на гідросферу Землі.

Цель. Выявление закономерностей распространения месторождений газовых гидратов в Мировом океане для разработки технологических схем извлечения метана в зависимости от генетических структур и состава вмещающих пород. Методика. Для достижения поставленной цели в работе выполнен комплексный анализ, сопоставление и наложение карт аэрофотосъемок обнаруженных газогидратных месторождений в Мировом океане, карт тектонических плит и зон глобальных тектонических разломов для выявления приуроченности большинства данных месторождений к этим зонам. Для выбора схемы разработки месторождения газовых гидратов на основе расчета скорости нагревания залежи применен закон Дарси для описания процесса фильтрации воды и газа, и закон Фурье – для процесса теплопереноса. Результаты. Разработан теоретический подход к предварительной оценке горно-геологических условий залегания месторождений газовых гидратов к разработке. На основании предложенного подхода представляется возможным выполнять необходимые расчеты технологических параметров вскрытия газогидратных залежей и добычи газа со дна Мирового океана. Аналитическим способом определены основные технологические параметры и скорость нагревания залежи газовых гидратов в условиях Северного Ледовитого океана. Научная новизна. Впервые выделены типы месторождений газовых гидратов по горно-геологическим условиям разработки на основе их генетического происхождения и состава вмещающих пород. Разработан новый теоретический подход к описанию процессов, происходящих в пласте при разработке месторождений газовых гидратов. Практическая значимость. Разделение месторождений газовых гидратов по генетическому происхождению позволит более точно подходить к оценке рациональных технологических схем их разработки. Создан методологический подход к разработке газовых гидратов и расчету технологических параметров процесса извлечения метана со дна Мирового океана с минимальным воздействием на гидросферу Земли.