Результат интеллектуальной деятельности: Способ добычи газа на месторождениях гидратов

Изобретение относится к области газовой и нефтяной промышленности и, в частности, к разработке месторождений (залежей) газовых гидратов.

Известен способ добычи газа на месторождении гидратов путем контакта последних с химическим реагентом - метанолом (а.с. СССР №390257, М. Кл.² Е21В 43/00. опубл. 11.07.73. Бюл. №30).

Общим признаком известного и предлагаемого способов является контакт гидратов с химическим реагентом.

Недостатком данного способа является использование в качестве химического реагента высокотоксичного вещества - метанола, который загрязняет окружающую среду, в которой находятся гидраты. Этой средой являются подземные или морские и океанические воды. Отравление этих вод недопустимо.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ добычи газа на месторождении гидратов, включающий воздействие на гидрат химического реагента - метанола и тепла, получаемого от сжигания целевого компонента газа, добываемого из гидратов (Патент РФ №2433255. МПК Е21В 43/24 (2006.01)).

Общими признаками известного и предлагаемого способов является воздействие на гидрат химического реагента и тепла.

Недостатками описанного способа являются:

- использование в качестве химического реагента высокотоксичного вещества - метанола, который загрязняет окружающую среду, отравляя биосферу;

- получение тепла от сжигания целевого компонента - газа, добываемого из гидратов, во-первых, снижает производительность, во-вторых, загрязняет окружающую среду продуктами сгорания, типа СО, СО₂, NO_x.

Задачей изобретения является повышение эффективности способа добычи газа на месторождении гидратов.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение производительности по газу с минимальной техногенной нагрузкой на экосистему.

Технический результат достигается тем, что в способе добычи газа на месторождении гидратов, включающем разлагающее воздействие химического реагента и тепла на гидраты для выделения из них газа, новым является то, что в качестве химического реагента используют водный раствор пероксида водорода, снижающий равновесную температуру существования гидратов, а тепло получают от экзотермической реакции диссоциации последнего при его непосредственном контакте с гидратами.

Технический прием, заключающийся в использовании в качестве химического реагента водного раствора (например, 3-5% масс.) пероксида водорода, снижающего равновесную температуру существования гидратов, при непосредственном контакте с гидратом приводит к уменьшению их равновесной температуры на 2,5-3 градуса, что является достаточным для полного разложения на воду и природный газ в условиях их залегания, т.е. под давлением. В процессе разложения гидратов не выделяется никаких вредных побочных веществ. В связи с тем, что при воздействии этого раствора на гидраты, пероксид водорода разлагается на воду и кислород техногенная нагрузка на экосистему минимальна.

Технический прием, заключающийся в том, что тепло получают от экзотермической реакции диссоциации пероксида водорода

Н₂О₂→Н₂О+1/2О₂ с выделением 98 кДж на моль Н₂О₂

при непосредственном контакте с гидратами, способствует их локальному нагреву, интенсифицируя процесс разложения на газ и воду. Локальный нагрев гидратов диссоциацией 3-5% водного раствора пероксида способствует процессу добычи газа с минимальной энтропией. При этом тепло практически не воздействует на всю систему, окружающую гидраты. Таким образом, использование водного раствора пероксида водорода является безопасным и эффективным для добычи газа из гидратов с минимальной техногенной нагрузкой на экосистему.

Водный раствор пероксида водорода (с концентрацией 3-5%) не вреден и пожаровзрывобезопасен. Его использование приводит к повышению эффективности добычи газа с минимальной техногенной нагрузкой на экосистему.

Авторам не известны способы добычи газа на месторождении гидратов подобным образом.

Практическая реализация предлагаемого способа добычи газа на месторождении гидратов представлена следующим примером.

ПРИМЕР

Добыча газа на месторождении гидратов включает подачу водного раствора пероксида водорода в гидратную залежь. При контакте пероксида водорода с гидратами снижается их равновесная температура, соответственно, до 269 К, при которой они разлагаются с выделением газа.

Разлагающее воздействие химического реагента и тепла с выделением из них газа. В качестве химического реагента используют водный раствор пероксида водорода с концентрацией 5%. Тепло получают от экзотермической реакции диссоциации пероксида водорода при непосредственном контакте его водного раствора с гидратами.

Разложение 1 кг гидрата с выделением 170 нм³ газа происходит при воздействии 1,3 кг водного раствора пероксида водорода. Доставка 1 кг 5%-го водного раствора пероксида водорода стоит порядка 43 рублей. Стоимость 170 нм³ газа составляет 1300 рублей. Эффективность добычи газа этим способом очевидна.