9. Методы добычи, подготовки и транспортировки гидратного газа из морских газогидратных залежей

До настоящего времени специализированных технико-эксперимен­тальных работ по добыче гидратного газа в субаквальных условиях не про­водилось. Повидимому, методы добычи субаквальных газогидратов несколько отличаются от методов добычи газогидратов, опробованных в континентальных условиях, – это тепловой, депрессионный и ингибиторные методы (рис. 9.1), а также их сочетание. При этом должны активно ис­пользоваться горизонтальные и многозабойные скважины.

Рис. 9.1. Схема основных методов добычи гидратного газа

9.1. Тепловой метод добычи газогидратов

Метод состоит в подводе тепла к гидратосодержащему пласту последующим разложением газогидратов и сборе выделяющегося газа. Нагревание может осуществляться через скважину за счет горячей воды и/или пара, а также в комбинации с воздействием на пласт электро­магнитными, сейсмическими, акустическими и другими волнами. Метод имеет ограниченные перспективы. Применим в основном в слаболитифицированных водонасыщенных породах с высоким содержанием гидратных включений и в проницаемых породах с объемным гидратосодержанием свыше 40 % от порового пространства.

9.2. Депрессионный метод добычи газогидратов

Метод состоит в постепенном понижении давления в газовой фазе над газогидратной в порах коллектора или в залежи сво­бодного газа, контактирующей с гидратосодержащим пластом. Имеет ог­раниченные перспективы применения. Является наиболее экономически эффективным по сравнению с другими. Пригоден для проницаемых пла­стов с малым, средним и высоким гидратосодержанием. Однако необхо­димым условием для его применения является наличие свободной газовой фазы и гидравлическая связь по газовой фазе между порами пласта (дос­таточная проницаемость).

9.3. Ингибиторный метод добычи газогидратов

Метод состоит во введении в гидратосодержащий пласт ингибиторов гидратообразования (например, метанола или гликоля), которые сдвигают термодинамическое равновесие газовых гидратов, понижая температуру диссоциации, и вызывают их раз­ложение. Метод имеет ограниченные перспективы из-за высокой стоимо­сти ингибиторов и применим в основном для проницаемых пород с высо­ким гидратосодержанием.

В последние годы рядом фирм предложены новые классы ингибиторов гидратообразования:

• кинетические ингибиторы, вызывающие резкое увеличение индукционного периода гидратообразова­ния (главным образом, это низкомолекулярные водо­растворимые полимерные композиции);

• вещества-диспергаторы (различные ПАВ), обес­печивающие многофазный транспорт углеводородных систем в режиме гидратообразования без отложения гидратов в промысловых коммуникациях.

Эти новые типы ингибиторов часто объединяют термином “низкодозируемые ингибиторы” (LOH-ингибиторы), подчеркивая тем самым их существенно меньший удельный расход по сравнению с традици­онными термодинамическими ингибиторами гидрато­образования (метанол, гликоли и пр.). Стоит отме­тить, что в настоящее время подобные ингибиторы реально можно использовать только в системах нефтегазосбора (преимущественно в морских продуктопроводах) при исключительно благоприятных термо­барических условиях: небольшая степень переохлаж­дения, отсутствие резких колебаний температуры ок­ружающей среды и ряда других условий.

Для субаквальных ГГЗ теоретически рассматривается и механиче­ский способ добычи газогидратов, который состоит в открытой разработ­ке придонных отложений газогидратов специальными глубоководными аппаратами. Перспективы его пока неясны, так как для разработки подоб­ным методом пригодны месторождения, практически целиком состоящие из газогидратов и залегающие с поверхности дна. В природных условиях такие месторождения обнаруживаются пока очень редко.

Таким образом, выбор метода добычи гидратного газа будет зави­сеть от конкретных, геологических, геохимических и литологических осо­бенностей газогидратной залежи. При этом типизация субаквальных ГГЗ, в основу которой положены именно эти принципы, позволит определить наиболее рентабельный способ разработки в каждом конкретном случае. Например, в субаквально-катагенных ГГЗ, сложенных, как правило, хо­рошо проницаемыми породами (по сравнению с субаквально-биохимическими ГГЗ), вполне применимым для разработки будет являть­ся наиболее рентабельный депрессионный метод. В слабопроницаемых породах, как правило, вмещающие гидраты биохимического метана, при­дется использовать более дорогостоящий тепловой метод.