Учёные старейшего технического вуза России получили в своё распоряжение новую лабораторию «Освоения газовых и газоконденсатных скважин». Она оснащена самым современным оборудованием, которое позволит вывести фундаментальные исследования процессов формирования газовых гидратов на качественно новый уровень. «Форпост» решил разобраться в том, насколько актуальным является это направление изысканий и какую роль в его активизации играет российско-германское партнёрство.
Что такое газовые гидраты?
Газогидраты – это молекулярные соединения воды и метана, сформированные за счёт сочетания низких температур и высокого давления. В природе они встречаются либо в зонах вечной мерзлоты, либо на глубоководье, что априори затрудняет их разработку. В то же время приблизительная оценка мировых залежей газогидратов свидетельствует о том, что они содержат значительно больше газа, чем традиционные месторождения.
Перспектива получить первичный источник энергии практически в неограниченном объёме, будоражит умы учёных, политиков и бизнесменов уже многие десятилетия. В 2013 году японцы даже провели в море успешную экспериментальную добычу метана из газогидратов. Профильные исследования идут в США, Канаде и некоторых других странах. Их цель – снизить себестоимость ресурса, полученного таким необычным образом, до уровня экономической рентабельности.
Пока не получается. Несмотря на это, никто не спешит ставить на идее крест и отказываться от попыток её реализации. Многие эксперты приводят в пример «сланцевую революцию», позволившую США существенно нарастить добычу углеводородов и стать крупным экспортёром ископаемого топлива. В её успех десять лет назад тоже верили немногие. Так что аналогии с газогидратами вполне уместны.
Впрочем, их изучение, необходимое для того, чтобы обеспечить энергобезопасность будущих поколений, имеет прикладное значение и сегодня. Всё дело в том, что соединения воды и метана образуются не только в естественных экосистемах, но также в газопроводах и даже в действующих скважинах. А это ведёт к сокращению их межремонтных периодов.
«На данный момент в России отсутствуют технологии освоения газогидратных залежей. Поэтому создание новой лаборатории – это большой шаг, который позволит нам внести свой вклад в столь перспективное направление исследований, которым занимаются практически все технологически развитые государства. Если же говорить о борьбе с образованием газогидратов в насосно-компрессорных трубах, то здесь широко применяется метиловый спирт. Но, во-первых, это сильный кумулятивный яд, а, во-вторых, необходимость его закупки и транспортировки зачастую ведёт к увеличению расходов профильных компаний. Бизнес сегодня крайне заинтересован в снижении рисков образования гидратных пробок. Поэтому наши изыскания обязательно будут востребованы», - уверен директор научного центра «Арктика» Горного университета, в состав которого вошла новая лаборатория, Михаил Двойников.
Российско-Германское сотрудничество
На церемонии открытия лаборатории «Освоения газовых и газоконденсатных скважин» присутствовал основатель и главный конструктор немецкой PSL Systemtechnik Йенс Пфайффер. Среди его клиентов ведущие мировые исследовательские центры, в том числе, Университет Ставангера и катарский IFP, сервисные компании Schlumberger, Halliburton, Baker Hughes, а также крупнейшие нефтегазодобывающие корпорации - ENI, ExxonMobile, BP, Chevron и Shell. Теперь оборудованием, ставшим индустриальным стандартом в области изучения газовых гидратов, располагает и Санкт-Петербургский горный университет.
«Наличие современного оборудования, в частности, установки Systemtechnik GHA-350, которую мы смонтировали совместно с господином Пфайффером, позволит нам расширить спектр решаемых научных задач и интенсифицировать сотрудничество с партнёрами вуза. Мы планируем вести исследования в таких областях, как получение газовых гидратов различного состава в изотермических и изобарно-изотермических условиях, извлечение метана из газогидратов в условиях их естественного залегания, тестирование термодинамических и кинетических ингибиторов гидратообразования и многих других», - уточнил исполнительный директор Научного центра «Арктика» Кирилл Купавых.
Он отметил, что в 2022 году планируется заключить соответствующий договор с компанией «Газпром», заинтересованной в разработке и внедрении новых технологий и технических средств, сокращающих риски образования газовых гидратов при эксплуатации Чаяндинского месторождения. Целью сотрудничества станет создание регламента по разработке низкотемпературных пластов, в котором будут изложены рекомендации по предотвращению образования газогидратов в стволе скважины. Ещё одна задача, стоящая перед учёными, - создание новых технологий освоения газогидратных залежей с учётом конкретных условий эксплуатации скважин на севере Тюменской области, а также химического состава газа, который предстоит извлечь из недр Заполярья.
Часть системы совершенствования научно-образовательной среды
Новая лаборатория – далеко не единичный пример того, какие шаги предпринимает руководство Санкт-Петербургского горного университета для создания среды, мотивирующей учёных всерьез заниматься исследованиями и позволяющей им сполна раскрыть свой потенциал. Только в 2021 году здесь было создано с нуля или модернизировано 32 лаборатории, которые вошли в состав шести крупных научных центров мирового уровня. Эти площадки объединяют всех штатных учёных, преподавателей, студентов и аспирантов вуза, ведущих изыскания по схожей тематике.
Сфера научных интересов сотрудников Горного весьма многообразна. Это рост рентабельности добычи и переработки сырья, повышение энергоэффективности производств, минимизация техногенной нагрузки на окружающую среду, воспроизводство минерально-сырьевой базы и ряд других направлений. Теперь в их число вошло и изучение газогидратов.
Но задача, какой бы тематикой ни занимались учёные, остаётся прежней – получить в ходе научных экспериментов достоверный результат, создать на его основе инновационный продукт и внедрить его в производство.
