Історія видобування газогідратів як вуглеводневої сировини
Гідрати природних газів, або клатрати — це кристалічні сполуки, що утворюються за певних термобаричних умов з води і газу, які за зовнішніми ознаками подібні на звичайний лід. Вперше газогідрати були відкриті англійським хіміком Гемфрі Деві в 1810 р. У 1888 р. французький фізик і хімік Поль Віллар вперше в лабораторних умовах отримав гідрати вуглеводнів CH4, C2H6, C2H4, C2H2.
Газогідрати довгий час лишалися мало вивченими. У 1934 р. Гаммершмідт опублікував результати дослідження газопроводів США, робота яких ускладнювалася формуванням пробок в зимовий час. Передбачалося, що утворюються крижані пробки з конденсатної води. Гаммершмідт, спираючись на лабораторні дослідження, показав, що тверді пробки складаються не з льоду, а з гідрату газу, який транспортується. Інтерес до газогідратів різко зріс. Потрібно було детально дослідити умови утворення газогідратів, створити ефективні засоби виключення ускладнень при транспорті газу. Дослідження цих проблем тривають і до сьогодні. Наступний період в історії дослідження газогідратів пов'язаний з відкриттям існування природних газогідратів, які відігравали одну з провідних ролей при формуванні планет, атмосфери та гідросфери Землі, але були невідомі.
Перше припущення про існування газогідратних покладів в районах вічної мерзлоти Канади в 1943 р. зробив Д. Катц, професор Мічиганського Університету, проте довести їх наявність бурінням свердловин тоді не вдалося. У 1946 р. аналогічне припущення було висловлено професором Московського нафтового інституту ім. І. М. Губкіна Стрижовим І. М., проте доказової бази не було наведено. У 1963 р., коли в Росії (Якутія) була пробурена Мархинська свердловина глибиною 1850 м, яка на глибині 1450 м розкрила розріз порід з температурою 0°С, також було висловлено припущення про існування газогідратних скупчень в охолоджених пластах. На той час висунута гіпотеза у багатьох викликала сумніви. Були потрібні докази можливості утворення гідратів в реальних пористих середовищах та формування газогідратних покладів.
Історичні відомості, які наводить в своїх роботах український вчений-геолог, академік НАН України Є. Ф. Шнюков свідчать, що в Чорному морі в 1920 — 1930-х рр. спостерігалися виділення великої кількості горючих газів, які супроводжувалися спалахами та вибухами. Найпотужніші спалахи були зафіксовані під час Кримського землетрусу (12.08.1927 р.) на відстані 55,5 км між Севастополем і мисом Лукул. Болгарські дослідники також стверджують, що викиди газу в Чорному морі — ординарне явище, відоме ще з часів Римської імперії.
Перші експериментальні дослідження умов утворення гідратів природного газу в пористому середовищі були виконані на кафедрі розробки газових родовищ Московського інституту нафтохімічної і газової промисловості ім. І. М. Губкіна. Отримані результати, які було викладено на науковій конференції молодих нафтовиків в Москві в квітні 1965 р., показали можливість утворення гідратів в пористих середовищах в реальних кернах і стали обґрунтуванням існування газогідратних покладів в надрах землі.
Після комплексної міжнародної експертизи, 24 грудня 1969 р. Комітетом у справах винаходів і відкриттів СРСР було засвідчено, що автори Ю. Ф. Макогон, Ф. А. Требін, А. А. Трофимук, Н. В. Черський, В. Г. Васильєв зробили відкриття, яке визначається наступною формулою: «Експериментально встановлена раніше невідома властивість природних газів утворювати в земній корі за певних термодинамічних умов поклади в твердому газогідратному стані». Після доповіді на 11-му Міжнародному Газовому Конгресі в червні 1970 р. про результати лабораторних і промислових досліджень, відкриття одержало широкий міжнародний резонанс. Незабаром в ряді країн були створені національні програми досліджень і освоєння гідратних покладів.
У 1969 р. почалася розробка Мессояхського родовища в Сибіру (Росія), де вперше вдалося вилучити природний газ безпосередньо з гідратів. Станом на 1990 р. на Мессояхському родовищі видобуто до 36 % природного газу від загального обсягу газогідратих покладів родовища. У 1998 р. в Канаді на суші (дельта річки Макензі в північно-західній частині) пробурена свердловина, де на глибинах 819—1111 м виявлено пласт гідратів метану потужністю 110 м. Ця свердловина уперше виявила гідрати метану і супутній їм «вільний газ» на глибині нижче рівня вічної мерзлоти. У 2012 р. японське судно «Тікю» виконало буріння експериментальних свердловин глибиною 260 м нижче океанського дна, здійснивши у 2013 р. перший видобуток метану морських газогідратів біля берегів Японії.
У травні 2017 р. з'явилося офіційне повідомлення геологічної служби міністерства земельних і природних ресурсів КНР про «історичний прорив» у цій галузі. Зазначається, що з родовища на глибині 200 м, що знаходиться під шаром води 1200 м, за тиждень було отримано 120 тис. м3 газу з вмістом метану 99,5 %.
На межі ХХ — XXI ст. розвіданість ресурсів гідратів метану була ще досить фрагментарною, проте початок ХХІ ст. привів до більш системних і широких геологічних досліджень морського дна, що виявило значний потенціал газогідратних ресурсів.
Див. також Газогідратне родовище Гідрати вуглецевих газів Гідрат метану Способи розробки морських газогідратів
Література Білецький В. С., Гайко Г. І., Орловський В. М. Історія та перспективи нафтогазовидобування: Навчальний посібник. — Харків–Київ, НТУ «ХПІ»; Київ, НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського»: ФОП Халіков Р. Х., 2019. — 302 с. ISBN 978-617-7565-25-2
Примітки