Нетрадиционные ресурсы природных газов

Газообразные углеводороды и, прежде всего, метан широко распространены в природе не только в виде крупных залежей традиционного природного газа в пористых и трещиноватых осадочных породах или в растворенном виде в нефти. Огромное количество метана рассеяно в осадочных и изверженных горных породах и в илах озер, морей и океанов. Метан содержится в кристаллических сланцах, мраморах, гнейсах, гранитах и других горных породах, причем на каждый килограмм породы приходится до 0,1 м³ метана. В небольших концентрациях метан растворен в пресной и морской воде, входит в состав почвенного воздуха и является одной из важных составляющих земной атмосферы. Много метана растворено в пластовых водах на глубинах 1,5-5 км. К нетрадиционным ресурсам природного газа относятся: метан угленосных толщ, водорастворенные газы подземной гидросферы, природные газовые гидраты.

Удельное газосодержание подземных вод относительно невелико (0,3 – 20 м³ газа на 1 м³ воды), что затрудняет добычу газа в промышленных масштабах. Общие ресурсы газа в подземных водах до глубины 4500 м могут достигать 10 000 трлн м³. Однако вследствие низкого газосодержания, промышленная добыча возможна лишь в небольших объемах и в местах аномально высокой газонасыщенности подземных вод (например, месторождение Мобара в Японии, где газосодержание подземных вод в хорошо проницаемых породах на глубине 200 – 600 м достигает 25 – 28 м³ на 1 м³ добываемой воды). Поэтому газ подземной гидросферы рассматривается как весьма проблематичный источник природного газа [16].

Важным источником практически чистого метана могут служить залежи каменного угля. Большие объемы метана выделяются в угольных пластах при метаморфизме угля, который сопровождается низкотемпературным термохимическим распадом органического вещества. Количество выделяющегося метана на одну тонну угольного вещества увеличивается от 161 м³ при образовании бурого угля до 192 м³ при образовании каменного угля. В процессе метаморфизма происходит изомеризация углеродсодержащих группировок атомов с образованием более устойчивых структурных элементов ароматической графитоподобной решетки. Распад функциональных групп приводит к переходу части органического вещества в газовую фазу в виде молекул СО₂, СО, СН₄ и т.п. Гомогенный твердофазный процесс изомерной перегруппировки атомов протекает самопроизвольно и имеет низкую энергию активации 29-53 кДж/моль [20].

Метан скапливается благодаря адсорбции в угле, в вертикальных разломах и трещинах угольных пластов, расслоениях и трещинах между ними. Из одной тонны угля обычно выделяется 6-8 м³ газа. Так как мировые ресурсы угля составляют примерно 10⁴ млрд т, содержание газа в угольных залежах сопоставимо с его содержанием в газовых месторождениях. По разным источникам в угленосных толщах угольных бассейнов мира содержится от 85 до 262 трлн м³ природного газа. Поэтому даже умеренная добыча газа из угольных пластов могла бы внести существенный вклад в обеспечение мира природным газом.

В объеме газодобычи ряда стран «нетрадиционный» газ уже сейчас занимает заметное место. В США активная добыча угольного метана ведется с 50-х годов, а ее годовой объем в настоящее время превышает 38 млрд м³, что составляет 7% от общей добычи природного газа. Планы добычи шахтного метана разрабатываются также в Австралии, Канаде, Китае, Индии, Индонезии и др. странах.

Большинство каменноугольных бассейнов России (Кузнецкий, Печорский, Донецкий, Таймырский, Тунгусский и др.) являются газоугольными. Метаноносность таких высокометаморфизованных угольных пластов возрастает с увеличением глубины их залегания и достигает 40-50 м³/т. Предварительная дегазация угольных пластов является необходимым условием безопасной работы шахтеров и источником сопутствующего метана. Хотя шахтами отрасли ежегодно выбрасывается в атмосферу свыше 7,5 млрд м³ метана, его утилизация до сих пор практически не осуществляется.

Важным источником газообразного углеводородного сырья являются газы нефтеперерабатывающих заводов. В отличие от природных, в нефтезаводских газах содержатся не только насыщенные, но и ненасыщенные углеводороды. Кроме того, в состав этих газов обычно входят водород, сероводород и небольшое количество органических сернистых соединений. Основным источником нефтезаводских газов являются процессы деструктивной переработки нефти, а их состав зависит от конкретных процессов, применяемых на данном производстве.

Среди нетрадиционных источников углеводородных газов необходимо также отметить природные и антропогенные источники биогаза, преимущественно метана, образующегося в результате бактериального брожения органического вещества. В ряде стран, бедных энергоресурсами, напр. Индии, биогаз активно используется в бытовом секторе. Швеция и др. европейские страны реализуют проекты переработки отходов сельскохозяйственной продукции и деревообработки в биогаз с последующим производством из него альтернативных моторных топлив. Биогаз может стать серьезным дополнительным источником ув сырья, т.к. ежегодные воспроизводимые ресурсы биомассы в мире оцениваются в 200 млрд т.

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 281; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!