Akiba ya dunia ya gesi ya shale inakadiriwa kuwa takriban mita za ujazo trilioni 200, gesi asilia (pamoja na mafuta yanayohusiana) - katika mita za ujazo trilioni 300... Lakini hii ni sehemu ndogo tu ya jumla ya gesi asilia Duniani: sehemu yake kuu. hupatikana kwa namna ya maji ya gesi chini ya bahari. Hidrati hizo ni clathrates ya molekuli gesi asilia (hasa methane hidrati). Mbali na sakafu ya bahari, maji ya gesi yanapatikana katika miamba ya permafrost.
Bado ni vigumu kuamua akiba halisi ya hidrati za gesi chini ya bahari, hata hivyo, kulingana na makadirio ya wastani, kuna karibu 100 quadrillion mita za ujazo za methane (zinapopunguzwa kwa shinikizo la anga). Kwa hivyo, hifadhi ya gesi katika mfumo wa hidrati chini ya bahari ya dunia ni mara mia zaidi ya shale na gesi ya jadi pamoja.
Maji ya gesi yana nyimbo tofauti, hizi ni misombo ya kemikali ya aina ya clathrate(kinachojulikana kama clathrate ya kimiani), wakati atomi za kigeni au molekuli ("wageni") zinaweza kupenya ndani ya patiti ya kimiani ya fuwele ya "mwenyeji" (maji). Katika maisha ya kila siku, clathrate maarufu zaidi ni sulfate ya shaba (sulfate ya shaba), ambayo ina rangi ya bluu mkali (rangi hii inapatikana tu katika hydrate ya fuwele; sulfate ya shaba isiyo na maji ni nyeupe).
Maji ya gesi pia ni hidrati za fuwele. Chini ya bahari, ambapo kwa sababu fulani gesi ya asili ilitolewa, gesi asilia haipanda juu ya uso, lakini kemikali hufunga na maji, na kutengeneza hydrates ya fuwele. Utaratibu huu unawezekana kina kikubwa, shinikizo la juu liko wapi, au katika hali ya permafrost, wapi joto hasi kila wakati.
Maji ya gesi (hasa hidrati ya methane) ni dutu ngumu, fuwele. Kiasi 1 cha hidrati ya gesi ina ujazo 160-180 wa gesi asilia safi. Uzito wa hidrati ya gesi ni takriban 0.9 g/cubic sentimita, ambayo ni chini ya msongamano wa maji na barafu. Ni nyepesi kuliko maji na ingelazimika kuelea, na kisha hydrate ya gesi, pamoja na kupungua kwa shinikizo, inaweza kuvunja ndani ya methane na maji, na yote yangeweza kuyeyuka. Hata hivyo, hii haina kutokea.
Hii inazuiwa na miamba ya sedimentary ya sakafu ya bahari - ni juu yao kwamba malezi ya hydrate hutokea. Kuingiliana na miamba ya sedimentary ya chini, hidrati haiwezi kuelea. Kwa kuwa sehemu ya chini si tambarare, lakini ni tambarare, hatua kwa hatua sampuli za majimaji ya gesi pamoja na miamba ya sedimentary huzama chini na kuunda amana za pamoja. Eneo la uundaji wa hidrati hutokea chini ambapo gesi asilia hutoka kwenye chanzo. Mchakato wa malezi ya aina hii ya amana hudumu muda mrefu, na maji ya gesi haipo katika fomu "safi"; ni lazima iambatane na miamba. Matokeo yake ni uwanja wa hidrati wa gesi - mkusanyiko wa miamba ya hydrate ya gesi kwenye sakafu ya bahari.
Uundaji wa maji ya gesi huhitaji joto la chini au shinikizo la juu. Uundaji wa hydrate ya methane wakati shinikizo la anga inawezekana tu kwa joto la -80 ° C. Baridi kama hizo zinawezekana (na hata mara chache sana) tu huko Antaktika, lakini katika hali inayoweza kubadilika, maji ya gesi yanaweza kuwepo kwa shinikizo la anga na zaidi. joto la juu. Lakini halijoto hizi bado zinapaswa kuwa hasi - ukoko wa barafu huundwa wakati safu ya juu inatengana, hulinda zaidi hydrates kutokana na kuoza, ambayo ni nini hutokea katika maeneo ya permafrost.
Maji ya gesi yalipatikana kwa mara ya kwanza wakati wa ukuzaji wa uwanja unaoonekana kuwa wa kawaida wa Messoyakha (Yamalo-Nenets Autonomous Okrug) mnamo 1969, ambayo, kwa sababu ya mchanganyiko wa sababu, iliwezekana kutoa gesi asilia moja kwa moja kutoka kwa maji ya gesi - karibu 36% ya kiasi cha gesi iliyotolewa kutoka humo ilikuwa asili ya hydrate.
Mbali na hilo, Mmenyuko wa mtengano wa hydrate ya gesi ni endothermic, yaani, nishati wakati wa mtengano huingizwa kutoka kwa mazingira ya nje. Zaidi ya hayo, nishati nyingi lazima zitumike: hydrate, ikiwa huanza kuharibika, hujifungua yenyewe na mtengano wake huacha.
Kwa joto la 0 ° C, hydrate ya methane itakuwa imara kwa shinikizo la 2.5 MPa. Joto la maji karibu na chini ya bahari na bahari ni madhubuti +4 °C - chini ya hali kama hizo maji yana msongamano mkubwa zaidi. Katika halijoto hii, shinikizo linalohitajika kwa uwepo thabiti wa hidrati ya methane itakuwa juu mara mbili kuliko 0 °C na itakuwa 5 MPa. Ipasavyo, hydrate ya methane inaweza kutokea tu kwa kina cha hifadhi cha zaidi ya mita 500 , kwani takriban mita 100 za maji zinalingana na shinikizo la 1 MPa.
Kando na "asili" ya hydrate ya gesi, uundaji wa hydrates ya gesi ni tatizo kubwa katika mabomba kuu ya gesi iko katika hali ya hewa ya joto na baridi, kwani maji ya gesi yanaweza kuziba bomba la gesi na kupunguza yake matokeo. Ili kuzuia hili kutokea, kiasi kidogo cha kizuizi cha malezi ya hydrate huongezwa kwa gesi asilia, haswa pombe ya methyl, diethylene glycol, triethylene glycol, na wakati mwingine suluhisho za kloridi (haswa. chumvi ya meza au kloridi ya kalsiamu ya bei nafuu). Au hutumia tu inapokanzwa, kuzuia gesi kutoka kwa baridi hadi joto ambalo malezi ya hydrate huanza.
Kwa kuzingatia akiba kubwa ya maji ya gesi, riba kwao kwa sasa ni kubwa sana - baada ya yote, mbali na eneo la kiuchumi la maili 200, bahari ni eneo lisilo na upande wowote. nchi yoyote inaweza kuanza kuzalisha gesi asilia kutokana na maliasili ya aina hii . Kwa hiyo, kuna uwezekano kwamba gesi ya asili kutoka kwa hydrates ya gesi ni mafuta ya siku za usoni, ikiwa njia ya gharama nafuu ya kuchimba inaweza kuendelezwa.
Hata hivyo, kuchimba gesi asilia kutoka kwa hidrati ni kazi ngumu zaidi kuliko kuchimba gesi ya shale, ambayo inategemea kupasuka kwa majimaji ya uundaji wa shale ya mafuta. Haiwezekani kuchimba maji ya gesi kwa maana ya jadi: safu ya hydrates iko kwenye sakafu ya bahari, na kuchimba kisima tu haitoshi. Ni muhimu kuharibu hydrates.
Hii inaweza kufanyika ama kwa kupunguza shinikizo kwa namna fulani (njia ya kwanza), au kwa kupokanzwa mwamba na kitu (njia ya pili). Njia ya tatu inahusisha mchanganyiko wa vitendo vyote viwili. Baada ya hayo, ni muhimu kukusanya gesi iliyotolewa. Pia haikubaliki kwa methane kuingia kwenye angahewa, kwa sababu methane ni gesi yenye nguvu ya chafu, karibu mara 20 yenye nguvu kuliko dioksidi kaboni. Kinadharia, inawezekana kutumia inhibitors (yale yale ambayo hutumiwa katika mabomba ya gesi), lakini kwa kweli gharama ya inhibitors inageuka kuwa ya juu sana kwa matumizi yao ya vitendo.
Mvuto wa uzalishaji wa gesi ya hidrati kwa Japani ni kwamba, kulingana na tafiti za ultrasonic, hifadhi ya hidrati ya gesi katika bahari karibu na Japani inakadiriwa katika safu kutoka mita za ujazo trilioni 4 hadi 20. Kuna amana nyingi za hidrati katika maeneo mengine ya bahari. Hasa, kuna hifadhi kubwa ya hydrates chini ya Bahari Nyeusi (kulingana na makadirio mabaya, mita za ujazo trilioni 30) na hata chini ya Ziwa Baikal.
Waanzilishi katika uchimbaji wa gesi asilia kutoka kwa hydrates ilifanywa na kampuni ya Kijapani ya Japan Oil, Gas and Metal National Corporarion. Japan ni nchi iliyoendelea sana, lakini maskini sana maliasili, na ndiye magizaji mkuu zaidi wa gesi asilia duniani, mahitaji ambayo yameongezeka tu baada ya ajali kwenye kinu cha nyuklia cha Fukushima.
Kwa ajili ya uzalishaji wa majaribio ya maji ya methane kwa kutumia meli ya kuchimba visima, wataalamu wa Kijapani alichagua chaguo la kupunguza shinikizo (decompression) . Uzalishaji wa majaribio ya gesi asilia kutoka kwa hidrati ulifanyika kwa mafanikio takriban kilomita 80 kusini mwa Peninsula ya Atsumi, ambapo kina cha bahari ni kama kilomita. Chombo cha utafiti cha Kijapani Chikyu kilitumia takriban mwaka mmoja (tangu Februari 2012) kuchimba visima vitatu vya majaribio na kina cha mita 260 (bila kuhesabu kina cha bahari). Kwa kutumia teknolojia maalum unyogovu, hydrates ya gesi hutengana.
Ingawa uchimbaji wa kesi ulidumu kwa siku 6 tu (kutoka Machi 12 hadi 18, 2013), licha ya ukweli kwamba wiki mbili za uchimbaji madini zilipangwa (hali mbaya ya hewa iliingiliwa), Mita za ujazo elfu 120 za gesi asilia zilitolewa (kwa wastani mita za ujazo elfu 20 kwa siku). Wizara ya Uchumi, Biashara na Viwanda ya Japani ilielezea matokeo ya uzalishaji kama "ya kuvutia"; matokeo yalizidi matarajio ya wataalam wa Japani.
Ukuzaji kamili wa viwanda wa shamba hilo umepangwa kuanza mnamo 2018-2019 baada ya "maendeleo ya teknolojia zinazofaa." Muda utaonyesha ikiwa teknolojia hizi zitakuwa na faida na ikiwa zitaonekana. Kutakuwa na matatizo mengi sana ya kiteknolojia kutatua. Mbali na uzalishaji wa gesi, pia Itakuwa muhimu kwa compress au liqueify yake, ambayo itahitaji compressor yenye nguvu kwenye meli au mmea wa cryogenic. Kwa hiyo, uzalishaji wa hidrati za gesi utagharimu zaidi ya gesi ya shale, gharama ya uzalishaji ambayo ni dola 120-150 kwa kila mita za ujazo elfu.Kwa kulinganisha, gharama ya gesi ya jadi kutoka kwa mashamba ya jadi haizidi $ 50 kwa kila mita za ujazo elfu.
Nikolay Blinkov
Hidrati za gesi ni miyeyusho thabiti ambayo kutengenezea ni kimiani ya kioo inayojumuisha molekuli za maji. Ndani ya maji kuna molekuli za "gesi iliyoharibika", ukubwa ambao huamua uwezekano wa kuundwa kwa hydrates tu kutoka kwa methane, ethane, propane na isobutane. Kwa ajili ya malezi ya hydrates ya gesi, joto la chini na shinikizo zinahitajika, mchanganyiko wa ambayo inawezekana chini ya hali ya hifadhi tu katika maeneo ya maendeleo ya permafrost nene.
Kulingana na makadirio mbalimbali, hifadhi ya hidrokaboni duniani katika hidrati huanzia 1.8 · 10 5 hadi 7.6 · 10 9 km³. Sasa hydrates ya gesi asilia ni minyororo Tahadhari maalum kama chanzo kinachowezekana cha nishati ya mafuta, na vile vile mchangiaji wa mabadiliko ya hali ya hewa.
Uundaji wa hydrates ya gesi
Maji ya gesi yanagawanywa katika technogenic (bandia) na asili (asili). Gesi zote zinazojulikana kwa shinikizo na joto fulani huunda hydrates ya fuwele, muundo ambao unategemea muundo wa gesi, shinikizo na joto. Hydrates inaweza kuwepo kwa utulivu juu ya aina mbalimbali za shinikizo na joto. Kwa mfano, hidrati ya methane inapatikana kwa shinikizo kutoka 2*10 -8 hadi 2*10 3 MPa na joto kutoka 70 hadi 350 K.
Baadhi ya mali ya hydrates ni ya kipekee. Kwa mfano, kiasi kimoja cha maji, wakati wa mpito kwa hali ya hydrate, hufunga kiasi cha 207 cha methane. Wakati huo huo, kiasi chake maalum huongezeka kwa 26% (wakati maji yanafungia, kiasi chake maalum huongezeka kwa 9%). 1 m 3 ya hidrati ya methane katika P=26 atm na T=0°C ina kiasi cha 164 cha gesi. Katika kesi hii, sehemu ya gesi ni 0.2 m 3, na maji ni 0.8 m 3. Kiasi maalum cha methane katika hydrate inalingana na shinikizo la karibu 1400 atm. Kutengana kwa hydrate kwa kiasi kilichofungwa kunafuatana na ongezeko kubwa la shinikizo. Mchoro 3.1.1 unaonyesha mchoro wa hali ya kuwepo kwa hidrati ya baadhi ya vipengele vya gesi asilia katika kuratibu za shinikizo-joto.
Mchoro 3.1.1 - Mikondo ya kutengeneza gesi-hydrate kwa baadhi ya vipengele vya gesi asilia.
Ili kuunda hydrate ya gesi, hali tatu zifuatazo ni muhimu:
1. Hali nzuri ya thermobaric. Uundaji wa maji ya gesi hupendezwa na mchanganyiko wa joto la chini na shinikizo la juu.
2. Uwepo wa dutu inayotengeneza hydrate. Dutu zinazounda hidrati ni pamoja na methane, ethane, propane, dioksidi kaboni, nk.
3. Kiasi cha kutosha cha maji. Haipaswi kuwa na maji kidogo au mengi sana.
Ili kuzuia malezi ya hydrate ya gesi, inatosha kuwatenga moja ya hali tatu.
Maji ya gesi asilia ni madini ya metastable, malezi na mtengano ambayo inategemea joto, shinikizo, utungaji wa kemikali ya gesi na maji, mali ya kati ya porous, nk.
Mofolojia ya hydrates ya gesi ni tofauti sana. Hivi sasa, kuna aina tatu kuu za fuwele:
· fuwele kubwa. Wao huundwa kutokana na sorption ya gesi na maji kwenye uso mzima wa kioo kinachoendelea kukua;
· Fuwele za whisky. Kutokea wakati wa kuchuja kwa handaki ya molekuli hadi msingi wa fuwele inayokua;
· fuwele za gel. Wao huundwa kwa kiasi cha maji kutoka kwa gesi kufutwa ndani yake wakati hali ya malezi ya hydrate inafikiwa.
Katika tabaka za miamba, hydrates inaweza kusambazwa kwa namna ya inclusions microscopic au kuunda chembe kubwa, hadi tabaka kupanuliwa mita nyingi nene.
Kutokana na muundo wake wa clathrate, kiasi cha kitengo cha hidrati ya gesi kinaweza kuwa na kiasi cha 160-180 cha gesi safi. Msongamano wa hidrati ni wa chini kuliko msongamano wa maji na barafu (kwa methane hidrati, karibu 900 kg/m³).
Uundaji wa kasi wa hydrate ya gesi huwezeshwa na matukio yafuatayo:
· Msukosuko. Uundaji wa maji ya gesi hutokea kikamilifu katika maeneo yenye viwango vya juu vya mtiririko wa kati. Wakati wa kuchanganya gesi kwenye bomba, tank ya mchakato, mchanganyiko wa joto, nk. nguvu ya malezi ya hydrate ya gesi huongezeka.
· Vituo vya Crystallization. Kituo cha crystallization ni hatua ambayo kuna hali nzuri ya mabadiliko ya awamu, ndani kwa kesi hii- kuundwa kwa awamu imara kutoka kwa kioevu.
· Maji ya bure. Uwepo wa maji ya bure sio sharti kwa malezi ya hydrate, hata hivyo, ukubwa wa mchakato huu mbele ya maji ya bure huongezeka kwa kiasi kikubwa. Kwa kuongeza, interface ya maji-gesi ni kituo cha urahisi cha crystallization kwa ajili ya malezi ya hydrates ya gesi.
Muundo wa hydrates
Katika muundo wa hydrates ya gesi, molekuli za maji huunda sura ya wazi (yaani, latiti ya jeshi), ambayo kuna cavities. Imethibitishwa kuwa mashimo ya fremu kawaida huwa na mashimo 12- ("ndogo"), 14-, 16- na 20-upande (mashimo "makubwa"), yaliyoharibika kidogo kuhusiana na. umbo kamili. Mashimo haya yanaweza kuchukuliwa na molekuli za gesi ("molekuli za wageni"). Molekuli za gesi zimeunganishwa kwenye mfumo wa maji kwa vifungo vya van der Waals. KATIKA mtazamo wa jumla muundo wa hidrati za gesi unaelezewa na formula M n H 2 O, ambapo M ni molekuli ya gesi inayotengeneza hydrate, n ni idadi ya molekuli za maji kwa molekuli ya gesi iliyojumuishwa, na n ni nambari inayobadilika kulingana na aina ya hidrati. -wakala wa kutengeneza, shinikizo na joto.
Cavities, kuchanganya na kila mmoja, huunda muundo unaoendelea wa aina mbalimbali. Kwa mujibu wa uainishaji uliokubaliwa, wanaitwa KS, TS, GS - cubic, tetragonal na muundo wa hexagonal, kwa mtiririko huo. Kwa asili, hidrati za kawaida ni aina KS-I (eng. sI), KS-II (eng. sII), wakati wengine ni metastable.
Jedwali 3.2.1 - Baadhi ya miundo ya mifumo ya clathrate ya hidrati za gesi.
Mchoro 3.2.1 - Marekebisho ya kioo ya hidrati za gesi.
Wakati joto linapoongezeka na shinikizo linapungua, hydrate hutengana katika gesi na maji, kunyonya kiasi kikubwa cha joto. Mtengano wa hydrate kwa kiasi kilichofungwa au katikati ya porous (hali ya asili) husababisha ongezeko kubwa la shinikizo.
Hidrati za fuwele zina ukinzani mkubwa wa umeme, hufanya sauti vizuri, na kwa kweli hazipenyeki kwa molekuli za bure za maji na gesi. Wao ni sifa ya conductivity ya chini ya kawaida ya mafuta (kwa methane hydrate saa 273 K ni mara tano chini kuliko ile ya barafu).
Nadharia ya van der Waals-Platteu kwa sasa inatumika sana kuelezea sifa za thermodynamic za hidrati. Masharti kuu ya nadharia hii:
· kimiani cha mwenyeji hakiharibiki kulingana na kiwango cha kujazwa kwa molekuli za wageni au aina zao;
· kila cavity ya molekuli inaweza kuwa na si zaidi ya molekuli moja ya wageni;
· mwingiliano wa molekuli za wageni hauwezekani;
· Fizikia ya takwimu inatumika kwa maelezo.
Licha ya maelezo ya mafanikio ya sifa za thermodynamic, nadharia ya van der Waals - Platteu inapingana na data ya baadhi ya majaribio. Hasa, imeonyeshwa kuwa molekuli za wageni zina uwezo wa kuamua ulinganifu wa kimiani ya hydrate ya kioo na mlolongo wa mabadiliko ya awamu ya hidrati. Kwa kuongeza, athari kali ya wageni kwenye molekuli za mwenyeji iligunduliwa, na kusababisha ongezeko la masafa ya uwezekano wa vibrations asili.
Gesi nyingi za asili (CH4, C2H6, C3H8, CO2, N2, H2S, isobutane, nk.) huunda hidrati, ambazo zipo chini ya hali fulani za thermobaric. Eneo la kuwepo kwao limefungwa kwenye mchanga wa chini ya bahari na maeneo ya permafrost. Hidrati kuu za gesi asilia ni methane na dioksidi kaboni.
Wakati wa uzalishaji wa gesi, hydrates inaweza kuunda katika visima vya kisima, mawasiliano ya viwanda na mabomba kuu ya gesi. Kwa kuweka kwenye kuta za mabomba, hydrates hupunguza kwa kasi upitishaji wao. Ili kupambana na malezi ya hydrates katika uwanja wa gesi, inhibitors mbalimbali (methyl alkoholi, glycols, 30% CaCl2 ufumbuzi) huletwa ndani ya visima na mabomba, na joto la mtiririko wa gesi huhifadhiwa juu ya joto la malezi ya hydrate kwa kutumia hita, insulation ya mafuta. ya mabomba na uteuzi wa mode ya uendeshaji ambayo inahakikisha joto la juu la mtiririko wa gesi. Ili kuzuia malezi ya hydrate katika mabomba kuu ya gesi, kukausha gesi ni bora zaidi - kusafisha gesi kutoka kwa mvuke wa maji.
Muundo na mali ya maji
Karibu 71% ya uso wa Dunia umefunikwa na maji (bahari, bahari, maziwa, mito, barafu) - 361.13 milioni km 2. Duniani, takriban 96.5% ya maji ya dunia yako katika bahari, 1.7% ya hifadhi ya dunia ni chini ya ardhi, 1.7% nyingine iko kwenye barafu na vifuniko vya barafu vya Antarctica na Greenland, sehemu ndogo iko kwenye mito, maziwa na vinamasi. na 0.001% katika mawingu (iliyoundwa kutoka kwa chembe za barafu na maji ya kioevu yaliyosimamishwa hewani). Maji mengi ya dunia yana chumvi, hayafai kwa kilimo na kunywa. Sehemu ya maji safi ni karibu 2.5%, na 98.8% ya maji haya hupatikana kwenye barafu na maji ya ardhini. Chini ya 0.3% ya maji yote safi hupatikana katika mito, maziwa na angahewa, na kiasi kidogo zaidi (0.003%) kinapatikana katika viumbe hai.
Jukumu la maji katika kuibuka na kudumisha maisha duniani ni muhimu sana, katika muundo wa kemikali viumbe hai, katika malezi ya hali ya hewa na hali ya hewa. Maji ni dutu muhimu zaidi kwa viumbe vyote vilivyo kwenye sayari ya Dunia.
Muundo wa kemikali maji
Maji (oksidi hidrojeni) ni kiwanja cha isokaboni cha binary na formula ya kemikali H 2 O. Molekuli ya maji ina atomi mbili za hidrojeni na atomi moja ya oksijeni, ambayo imeunganishwa na kifungo cha ushirikiano. Katika hali ya kawaida Ni kioevu cha uwazi, isiyo na rangi (kwa kiasi kidogo), harufu na ladha. Katika hali imara inaitwa barafu (fuwele za barafu zinaweza kuunda theluji au baridi), na katika hali ya gesi inaitwa mvuke wa maji. Maji yanaweza pia kuwepo kwa namna ya fuwele za kioevu (kwenye nyuso za hydrophilic). Ni takriban mara 0.05 ya uzito wa Dunia.
Muundo wa maji unaweza kuamua kwa kutumia mmenyuko wa mtengano wa umeme. Kiasi cha hidrojeni huundwa kwa kila kiasi cha oksijeni (kiasi cha gesi ni sawia na kiasi cha dutu):
2H 2 O = 2H 2 + O 2
Maji yanaundwa na molekuli. Kila molekuli ina atomi mbili za hidrojeni zilizounganishwa na vifungo vya ushirikiano kwa atomi moja ya oksijeni. Pembe kati ya vifungo ni karibu 105º.
Hidrati ya gesi ni wingi wa barafu iliyo na gesi ya hidrokaboni, mara nyingi methane, au mchanganyiko wa maji na methane katika viwango fulani, inayoweza kutengeneza barafu chini ya hali fulani za thermobaric. Hidrati ya gesi, kwa mfano, huundwa kwa 0 Celsius na kwa shinikizo la anga 25. Ikiwa hali ya joto ni ya juu, basi malezi ya hydrate ya gesi inahitaji ongezeko la shinikizo la maji. Ndiyo maana maji ya gesi hupatikana hasa katika bahari na bahari kwenye kina cha mita 300 hadi 1200.
Kipengele kikuu cha hydrate ya gesi ni kiini cha fuwele cha molekuli ya maji, ndani ambayo molekuli ya gesi inayowaka iko. Seli hizo huunda kimiani mnene wa fuwele, sawa na barafu.
Maji ya gesi yaligunduliwa kwa mara ya kwanza katikati ya miaka ya 70 ya karne ya ishirini na wavuvi wa Kanada. Mara nyingi, nyangumi zenye samaki zilipoinuliwa kutoka kwenye kina kirefu, walipata vipande vikubwa vya kitu chenye theluji-kama theluji kilichochafuliwa na matope ya chini. Mtu fulani alikuwa na wazo la kuweka "theluji" hii ya kina kirefu kwenye moto. Na ikashika moto!
Kuna nadharia kulingana na ambayo muda fulani, kuhusiana na matukio mbalimbali ya kushuka kwa thamani, hali hutokea wakati gesi inatolewa kutoka kwa seli ya fuwele ya maji, na kutengeneza mashimo ya utupu yenye nishati ya juu, ambapo, kuanguka kupitia, meli, ndege na kila kitu kinachotembea juu na baharini hupotea. Kwa kuzingatia hilo katika eneo hilo Pembetatu ya Bermuda chini ya bahari kuna amana kubwa ya (1500-2010 m) ya gesi na gesi ya methane, basi kitendawili cha Pembetatu ya Bermuda kinaweza kuzingatiwa kutatuliwa.
Methane hydrate - mafuta ya gesi ya siku zijazo
Licha ya maendeleo ya vyanzo vya nishati mbadala, mafuta ya mafuta bado yanahifadhi na, katika siku zijazo inayoonekana, itahifadhi jukumu kubwa katika usawa wa mafuta ya sayari. Kulingana na wataalamu wa ExxonMobil, matumizi ya nishati kwenye sayari yataongezeka kwa nusu katika miaka 30 ijayo. Wakati tija ya amana za hidrokaboni inayojulikana inapungua, amana mpya kubwa zinagunduliwa mara kwa mara, na matumizi ya makaa ya mawe yanadhuru mazingira. Hata hivyo, akiba inayopungua ya hidrokaboni ya kawaida inaweza kulipwa.
Wataalam hao hao wa ExxonMobil hawana mwelekeo wa kuigiza hali hiyo.
Kwanza, teknolojia za uzalishaji wa mafuta na gesi zinaendelea. Leo katika Ghuba ya Mexico, kwa mfano, mafuta hutolewa kutoka kwa kina cha kilomita 2.5-3 chini ya uso wa maji, kina kama hicho kilikuwa kisichofikirika miaka 15 iliyopita.
Pili, teknolojia za usindikaji zinaendelea aina tata hidrokaboni (mafuta mazito na ya juu-sulfuri) na washirika wa mafuta (lami, mchanga wa mafuta). Hii inafanya uwezekano wa kurudi na kuanza tena kazi katika maeneo ya jadi ya uchimbaji madini, na pia kuanza uchimbaji katika maeneo mapya. Kwa mfano, huko Tatarstan, kwa msaada wa Shell, uzalishaji wa kinachojulikana kama "mafuta mazito" huanza. Huko Kuzbass, miradi inaandaliwa ili kutoa methane kutoka kwa mshono wa makaa ya mawe.
Mwelekeo wa tatu wa kudumisha kiwango cha uzalishaji wa hidrokaboni ni kuhusiana na kutafuta njia za kutumia aina zisizo za jadi. Miongoni mwa aina mpya za kuahidi za malighafi ya hydrocarbon, wanasayansi wanaangazia methane hydrate, akiba ambayo kwenye sayari, kulingana na makadirio mabaya, ni angalau mita za ujazo trilioni 250 (kwa suala la thamani ya nishati, hii ni mara 2 zaidi ya thamani ya akiba zote za mafuta, makaa ya mawe na gesi kwenye sayari kwa pamoja) .
Methane hidrati ni kiwanja supramolecular ya methane na maji. Chini ni mfano wa methane hydrate juu kiwango cha molekuli. Mwamba wa molekuli za maji (barafu) huunda karibu na molekuli ya methane. Kiwanja ni imara kwa joto la chini na shinikizo la juu. Kwa mfano, hidrati ya methane ni thabiti kwa joto la 0 ° C na shinikizo la karibu 25 bar na zaidi. Shinikizo hili hutokea kwenye kina cha bahari cha karibu m 250. Kwa shinikizo la anga, hidrati ya methane hubakia imara kwa joto la -80 °C.
Ikiwa methane hidrati inapokanzwa au shinikizo linaongezeka, kiwanja huvunjika ndani ya maji na gesi asilia (methane). Kutoka kwa mita moja ya ujazo ya methane hidrati kwa shinikizo la kawaida la anga unaweza kupata 164 mita za ujazo gesi asilia.
Kulingana na makadirio ya Idara ya Nishati ya Marekani, hifadhi ya methane hidrati kwenye sayari ni kubwa sana. Walakini, hadi sasa kiwanja hiki hakijatumika kama rasilimali ya nishati. Idara imeanzisha na kutekeleza mpango mzima (Mpango wa R&D) wa utafutaji, tathmini na biashara ya uzalishaji wa methane hidrati.
Sio bahati mbaya kwamba Marekani iko tayari kutenga fedha muhimu kwa ajili ya maendeleo ya teknolojia ya uzalishaji wa methane hydrate. Gesi asilia inachukua karibu 23% ya salio la mafuta nchini. Sehemu kubwa ya gesi asilia ya Marekani hupatikana kupitia mabomba kutoka Kanada. Mwaka 2007, matumizi ya gesi asilia nchini yalifikia mita za ujazo bilioni 623. m. By 2030 inaweza kukua kwa 18-20%. Kutumia amana za kawaida za gesi asilia huko USA, Kanada na kwenye rafu, haiwezekani kuhakikisha kiwango kama hicho cha uzalishaji.
Kadiri kauli mbiu ya "karne ya 21 ni karne ya gesi" inapenya ufahamu wa umma, hamu ya chanzo kisicho cha kawaida cha gesi kama vile amana za hydrate ya gesi inakua.
Soko la kimataifa la nishati hufanya kazi na takwimu za akiba ya mafuta na gesi katika maeneo fulani. Wao, kwa kweli, ni msingi wa hali ya usambazaji na mahitaji ya kimataifa ya malighafi ya hidrokaboni. Mamia ya wataalam wanachambua bila kuchoka wakati wa maendeleo ya rasilimali zisizoweza kutengezwa upya. miaka 20? Naam, sawa, miaka 30. Nini sasa? Mizani ya nishati ya sayari itaundwaje? Ni vyanzo gani mbadala vya nishati kwa mafuta na gesi vitakuwa vya manufaa ya kibiashara katika siku za usoni zisizo mbali sana? Moja ya majibu inaonekana tayari ipo. Methane ya amana za hydrate ya gesi. Kwenye ardhi, amana kadhaa tayari zimetambuliwa na uzalishaji wa majaribio umefanywa katika maeneo ya permafrost ya Urusi, Kanada na Alaska. Wanajiofizikia kutoka nchi tofauti wanaosoma hydrate ya gesi wamefikia hitimisho kwamba hifadhi ya hidrati ya gesi ni mamia ya mara zaidi ya hifadhi ya mafuta na gesi asilia. "Sayari imejaa maji ya gesi," wengi wanasema kwa ujasiri. Ikiwa hifadhi ya gesi iliyotabiriwa kwenye sayari ni kati ya mita za ujazo trilioni 300 hadi 600, basi akiba iliyotabiriwa ya hidrati ya gesi ni zaidi ya mita za ujazo trilioni 25,000. Juu yao, ubinadamu, bila kupunguza matumizi ya nishati wakati wote, wanaweza kuishi kwa raha kwa mamia ya miaka.
Maji ya gesi (au hidrati za gesi) ni molekuli za gesi, mara nyingi methane, "zilizopachikwa" kwenye kioo cha barafu au kioo cha maji. Hidrati ya gesi huundwa kwa shinikizo la juu na joto la chini, kwa hiyo hupatikana katika asili ama katika mchanga wa maji ya bahari ya kina au katika ukanda wa ardhi wa permafrost, kwa kina cha mita mia kadhaa chini ya usawa wa bahari. Wakati wa kuundwa kwa misombo hii kwa joto la chini chini ya hali ya shinikizo la juu, molekuli za methane hubadilishwa kuwa fuwele za hydrate, na kutengeneza imara na msimamo sawa na barafu huru. Kama matokeo ya kuunganishwa kwa molekuli, mita moja ya ujazo ya hidrati ya methane ya asili katika hali ngumu ina karibu 164 m 3 ya methane katika awamu ya gesi na 0.87 m 3 ya maji. Kama sheria, kuna akiba kubwa ya gesi ya subhydrate chini yao. Wigo mzima unachukuliwa - kutoka kwa nyanja kubwa za anga za nguzo kubwa hadi hali iliyotawanyika, pamoja na aina zingine zozote, hadi sasa ambazo hazijajulikana.
Dhana ya kwamba kwa kina cha mita mia kadhaa chini ya bahari kuna eneo lililo na hydrates ya gesi ilionyeshwa kwanza na wataalam wa bahari wa Kirusi. Baadaye ilithibitishwa na wanajiofizikia katika nchi nyingi. Tangu mwishoni mwa miaka ya 1970, ndani ya mfumo wa mipango ya kimataifa ya bahari, tafiti zilizolengwa za sakafu ya bahari katika kutafuta hidrati za gesi zilianza. Masomo ya kikanda ya kijiofizikia, seismic, geomorphological, na acoustic yalifuatana na kuchimba jumla ya visima elfu kadhaa kwenye kina cha maji hadi 7,000 m, ambayo kilomita 250 za msingi zilichaguliwa. Kama matokeo ya kazi hizi, zilizoandaliwa na taasisi za kisayansi na maabara ya vyuo vikuu katika nchi tofauti, leo mamia ya mita za kwanza za chini ya Bahari ya Dunia na jumla ya eneo la milioni 360 km 2 zimesomwa kwa undani. Kama matokeo, ushahidi mwingi wa uwepo wa hydrate ya gesi uligunduliwa katika sehemu ya chini ya tabaka la sedimentary la bahari, haswa kando ya mashariki na magharibi mwa Bahari ya Pasifiki, na vile vile kando ya mashariki ya Bahari ya Atlantiki. Walakini, kimsingi, ushahidi huu unategemea data isiyo ya moja kwa moja iliyopatikana kutoka kwa matokeo ya mshtuko wa ardhi, uchambuzi, ukataji miti, nk. Ni mkusanyiko mkubwa tu ambao unaweza kuzingatiwa kuwa umethibitishwa, maarufu zaidi ambayo iko katika eneo la Blake. ukingo wa bahari katika pwani ya kusini mashariki mwa Marekani. Huko, kwa namna ya shamba moja la kupanuliwa kwa kina cha maji cha kilomita 2.5-3.5, karibu trilioni 30 za methane za methane zinaweza kuwekwa.
Licha ya kuwepo kwa kiasi kikubwa cha hydrates ya gesi katika bahari, inaweza tu kuchukuliwa kwa muda mrefu kama chanzo mbadala cha gesi asilia. Maoni ya wafanyikazi wa mafuta yaliyotolewa katika ripoti ya kampuni hiyo Chevron kwa Seneti ya Marekani mwaka 1998, inaonekana kali zaidi. Inatokana na ukweli kwamba ndani ya bahari, hidrati za gesi ziko katika hali ya kutawanywa au katika viwango vidogo na sio vya faida ya kibiashara. Wanajiolojia kutoka Gazprom ya Urusi walifikia hitimisho sawa.
Kuna maoni mengine. Ikiwa unainua maji ya gesi kutoka kwa kina cha bahari hadi juu, unaweza kuona athari ya kushangaza - maji ya gesi yataanza Bubble, kuzomea na kutengana mbele ya macho yako. Wanasayansi wa Urusi waliona picha kama hiyo kwa mara ya kwanza katika miaka ya 70 ya karne iliyopita, wakati wakati wa safari ya Bahari ya Okhotsk sampuli za kwanza za "gesi ya barafu" ziliinuliwa kutoka chini hadi kwenye staha ya meli. Jambo la kuvutia zaidi ni kwamba wakati hydrate ya gesi "inayeyuka," dutu imara, kupita awamu ya kioevu, inageuka kuwa gesi, ambayo ina nishati kubwa. Ikiwa gesi hii inatolewa mara moja, inaweza kusababisha maafa ya kiikolojia. Lakini ikiwa utaizuia, faida zitakuwa kubwa. Baada ya yote, hifadhi ya nishati ya hydrates ya gesi ni kubwa zaidi kuliko ya mafuta na gesi. Watafiti wengi wanafikiri hivyo.
Kulingana na makadirio yaliyopo hivi sasa, makadirio ya kiasi cha methane kilichomo katika mfumo wa hidrati za fuwele kwenye mchanga wa chini wa Bahari ya Dunia na kwenye barafu ni angalau trilioni 250,000 za m3. Kwa upande wa mafuta ya jadi, hii ni zaidi ya mara mbili ya kiasi cha hifadhi ya mafuta, makaa ya mawe na gesi pamoja kwenye sayari.
Maji ya gesi asilia hubakia kuwa thabiti ama kwa joto la chini sana katika hali ya hewa ya barafu juu ya ardhi, au katika mchanganyiko wa joto la chini na shinikizo la juu, ambalo liko chini ya tabaka la sedimentary la maeneo ya bahari ya kina ya Bahari ya Dunia. . Imethibitishwa kuwa ukanda wa utulivu wa hidrati ya gesi (GSZ) katika hali ya bahari wazi huenea kutoka kwa kina cha maji cha takriban 450 m na zaidi chini ya sakafu ya bahari hadi kiwango cha mteremko wa jotoardhi wa miamba ya sedimentary. Ili kuchunguza maji ya gesi, njia za geophysical hutumiwa, pamoja na kuchimba miamba ya sedimentary. Mara chache sana, maji ya gesi hupatikana karibu na bahari (kwa kina cha mita kadhaa kutoka kwenye uso wake) ndani ya miundo inayotoa gesi sawa na volkano za matope. Hii hutokea, kwa mfano, katika bahari ya Black, Caspian, Mediterranean na Okhotsk. Unene wa SGI kila mahali ni takriban mita mia kadhaa. Rasilimali za methane zinazowezekana hazipatikani tu ndani ya SGI kwa fomu imara, lakini pia zimefungwa chini yake katika hali ya gesi asilia. Kwa makadirio mengi, bahari zina methane mara mbili zaidi ya nishati zingine zote zinazopatikana kwenye mabara na pwani. Kweli, kuna pia watu wenye kutilia shaka ambao wanaona makadirio haya kuwa yamekadiriwa sana. Swali, hata hivyo, sio tu kiasi cha methane.
Jambo kuu ni sehemu gani ya gesi hii haiko katika hali ya kutawanywa, lakini imejilimbikizia katika mkusanyiko mkubwa wa kutosha ili kuhakikisha faida ya maendeleo yao. Leo hakuna wazo wazi la aina ya hydrates ya gesi katika bahari.
Tofauti na zile za bahari, mkusanyiko wa hydrate ya gesi kwenye ardhi na katika eneo la karibu la rafu huzingatiwa kutoka kwa mtazamo wa kweli sana. Hifadhi ya kwanza ya hydrate ya gesi kwenye ardhi iligunduliwa mnamo 1964 huko Urusi kwenye uwanja wa Messoyakha huko. Siberia ya Magharibi. Huko katika nusu ya kwanza ya miaka ya 1970. Uchimbaji madini wa kwanza wa majaribio duniani pia ulifanyika. Baadaye, amana sawa ziligunduliwa katika eneo la delta la Mto Mackenzie huko Kanada. Masomo makubwa ya kwanza ya mkusanyiko wa hidrati ya gesi kwenye ardhi na rafu iliyo karibu yalifanywa chini ya usimamizi wa Idara ya Nishati ya Merika mnamo 1982-1991. Kwa kipindi cha muongo mmoja, uwepo wa amana dhabiti za methane huko Alaska ulianzishwa, kanda 15 za mkusanyiko wa hydrate ya gesi kwenye rafu zilisomwa, na mfano wa michakato ya unyogovu wa misombo ya hydrate na uchimbaji wa mafuta ya gesi ya methane ulifanyika. Uzalishaji wa majaribio ya methane ulifanyika katika uwanja wa Prudhoe Bay huko Alaska. Rasilimali za gesi za amana za hydrate za gesi katika mahali nchi kavu na pwani ya Marekani inakadiriwa kuwa trilioni 6,000 za m3. Hii ina maana kwamba hifadhi zinazoweza kurejeshwa, hata zikiwa na kipengele cha kurejesha kisichozidi 1%, kinafikia trilioni 60 za m3, ambayo ni mara mbili ya hifadhi iliyothibitishwa ya maeneo yote ya kawaida ya gesi ya Marekani.
Katika miaka ya hivi karibuni, kufuatia kuchapishwa kwa matokeo ya mpango wa USGS, riba katika amana za hydrate ya gesi kwenye ardhi imeongezeka kwa kasi na kupanuka kijiografia. Mnamo 1995, serikali ya Japani ilianzisha mpango kama huo kwenye rafu ya nchi. Kulingana na wanajiolojia wa Kijapani, hadi sasa, kiwango cha uchunguzi wa rasilimali zilizotambuliwa inakaribia hatua wakati zinaweza kuhamishiwa kwenye jamii ya hifadhi. Mnamo 1998, kisima cha majaribio kilichimbwa katika delta ya Mto Mackenzie huko Kanada Mallik, kulingana na ambayo uwepo wa uwanja uliopanuliwa wa mkusanyiko wa hydrate ya gesi ulianzishwa, misa yao jumla ilikadiriwa kuwa bilioni 4 m 3 / km 2. Masomo haya yanafanywa Japani Mafuta ya petroli Uchunguzi Co ., Ltd. na idadi ya makampuni ya viwanda ya Kijapani kwa ushiriki wa Utafiti wa Jiolojia wa Marekani, Kanada na vyuo vikuu kadhaa. Tangu 1996, uchunguzi wa eneo la rafu na uchoraji wa ramani ya mikusanyiko iliyotambuliwa, chini ya mwamvuli wa serikali na kampuni ya gesi ya serikali ya nchi, imefanywa nchini India. Umoja wa Ulaya uliamua kuunda fedha maalum za kufadhili programu kama hizo, na huko Merika, riba ya amana za hydrate ya gesi ilipata hali ya kisheria: mnamo 1999, Bunge la Merika liliidhinisha kitendo maalum kuhusu maendeleo ya programu kubwa ya utaftaji. na uendelezaji wa amana za methane hydrate kwenye ardhi na nje ya nchi.
Uchimbaji wa hidrati za gesi bado hauna teknolojia za kawaida za viwanda. Wataalam wengine wanaamini kuwa Urusi ndio nchi tajiri zaidi katika suala la amana za gesi asilia; akiba yake itadumu kwa miaka 200-250, kwa hivyo uzalishaji wa viwandani wa maji ya gesi bado sio kazi ya umuhimu wa msingi kwa nchi yetu.
Methane kutoka kwa amana za hydrate ya gesi ni carrier wa nishati ya siku zijazo, ambayo, kulingana na makadirio ya matumaini zaidi, haitakuja mapema zaidi ya muongo wa pili wa karne ya 21. Kwa ujumla, makampuni makubwa ya kigeni hutumika kama kiashiria cha kuaminika cha kiwango cha matarajio ya mwelekeo wowote mpya: maslahi ambayo huanza kuonyesha katika eneo moja au jingine la biashara ya mafuta na gesi kawaida ni dalili ya kwanza ya kuibuka kwa biashara. mitindo mipya. Sio bahati mbaya kwamba sehemu ya mali inayohusiana na gesi katika rejista ya kampuni nyingi imeongezeka katika miaka ya hivi karibuni; ni makampuni makubwa ya mafuta ambayo yanafanya mashambulizi makubwa kwenye rafu ya kina cha bahari; Pia ni kawaida kwamba katika mwelekeo mpya, bado mdogo wa kibiashara unaohusishwa na usindikaji wa gesi asilia kuwa mafuta ya kioevu ( Gesi kwa vimiminika, GTL) makampuni yanaonekana ARCO, B.P., Amoco, Chevron, Exxon, Shell na wengine. Lakini makampuni ya mafuta bado hayajaonyesha nia yoyote ya maji ya gesi asilia.
Wakati huo huo, wawakilishi wa mashirika ya mazingira wanaonya kwamba matumizi ya kazi ya methane iliyotolewa kutoka kwa hydrates yatazidisha hali hiyo na ongezeko la joto la hali ya hewa, kwani methane ina athari ya "chafu" yenye nguvu zaidi kuliko dioksidi kaboni. Kwa kuongeza, wanasayansi wengine wameelezea wasiwasi kwamba uchimbaji wa hidrati ya methane kwenye bahari inaweza kusababisha mabadiliko yasiyotabirika katika muundo wake wa kijiolojia.
Imethibitishwa kuwa kutoka kwa lita moja " mafuta imara"Unaweza kupata lita 168 za gesi. Kwa hivyo, nchi kadhaa, kama vile USA, Japan, na India, tayari zimeunda programu za kitaifa za utafiti wa matumizi ya kiviwanda ya hydrate ya gesi kama chanzo cha nishati. Kwa hivyo, mpango wa kitaifa wa India unalenga uchunguzi mkubwa wa amana za hydrate za gesi asilia ziko ndani ya mteremko wa bara karibu na Peninsula ya Hindustan. Serikali ya India imetenga fedha nyingi kwa ajili ya utekelezaji wa mpango huu. Kwa mujibu wa hayo, India inatarajia kuanza uzalishaji wa viwanda wa gesi asilia kutoka kwa maji ya gesi.
Kurugenzi Kuu ya Haidrokaboni ( DGH) ni mwanzilishi katika uchunguzi wa hidrati ya gesi nchini India. Tafiti zilizofanywa na Kurugenzi mwaka wa 1997 katika Pwani ya Mashariki na katika eneo la kina kirefu cha maji la Andaman zilipelekea ugunduzi wa maeneo yenye matumaini ya kupata hidrati za gesi (Mchoro 1.2). Jumla ya rasilimali za gesi zilizotabiriwa, kwa kuzingatia maji ya gesi kwenye rafu za India, inakadiriwa kuwa trilioni 40-120 m3. Visiwa vya Andaman vinachukuliwa kuwa vya kuahidi sana, ambapo akiba ya gesi iliyotiwa maji na ya bure inakadiriwa kuwa trilioni 6 za m3.
Mchele. 1.2. Ramani ya maeneo yenye kuahidi ya gesi-hidrati ya rafu ya Hindi
Maeneo mengine, yaliyo katika kina cha 1,300-1,500 m, yanalenga kuchimba visima hasa, si tu kupima uwepo wa maji ya gesi, bali pia kwa gesi ya bure.
Serikali ya India imeandaa programu ya kitaifa ya hidrati ya gesi (NGP) inayolenga kuchunguza na kuendeleza rasilimali za gesi nchini. Kurugenzi ni mshiriki hai katika mpango huu. Mkuu wa Kurugenzi ndiye mratibu wa kamati ya kiufundi ya NPG. Data ya seismic kutoka Sauratra ya pwani na pwani nzima ya magharibi na mashariki ya India imepitiwa upya ili kuamua maeneo bora kwa masomo zaidi ya hydrate ya gesi; "Kanda mbili za mfano za maabara" pia zilitambuliwa, moja kwa kila pwani. Kama sehemu ya NPG katika maeneo haya, Taasisi ya Kitaifa ya Uchunguzi wa Bahari imekusanya maelezo ya ziada ambayo yataruhusu kuchagua maeneo ya kuchimba visima na kupata msingi. Kuna makubaliano ya ushirikiano wa kimataifa kati ya India na muungano wa makampuni ya Japan, Marekani, Kanada na Ujerumani.
Kuhusu uwezekano wa kuwepo kwa maji ya gesi katika mchanga wa ziwa. Baikal ilijadiliwa kwa mara ya kwanza mnamo 1992 kulingana na matokeo ya msafara wa kina wa seismic wa Urusi na Amerika ambao uligundua mabonde ya Kusini na Kati ya ziwa. Ishara ya tetemeko inayojulikana kama BSR ( Chini Kuiga Kiakisi- mpaka unaoonekana wa kutafakari), ulirekodiwa katika maelezo ya seismic kwa kina cha mita mia kadhaa ya miamba ya sedimentary na ilipendekeza kuwepo kwa safu ya hydrates ya gesi. Ishara inaonekana katika mchanga juu ya eneo pana kaskazini na kusini mwa delta ya mto. Selenga. Mnamo 1998, maji ya gesi yalipatikana kwa kina cha m 120 katika eneo la Bonde la Kusini wakati wa utekelezaji wa mpango wa kuchimba visima vya Baikal chini ya uongozi wa Msomi wa Chuo cha Sayansi cha Urusi M. Kuzmin. Ugunduzi huo ulithibitisha uwepo wa maji ya gesi kwenye mchanga wa chini wa ziwa. Baikal kwa kina cha mita mia kadhaa (Mchoro 1. 3). Hifadhi ya hydrates ya gesi katika maji safi ni ya kipekee.
Mchele. 1.3. Maji ya gesi katika mchanga wa Ziwa Baikal
Ingawa hidrati za gesi zimegunduliwa mara kwa mara katika maeneo ya kutolewa kwa gesi baharini, usambazaji na, haswa, kiasi cha amana zilizomo katika miundo hii bado hakijaeleweka vizuri. Uchunguzi wa makini wa maeneo ya utoaji wa gesi unahitajika. Ziwa Baikal linafaa sana kwa kazi hii, kwani utafiti unaweza kufanywa hapa katika msimu wa joto kutoka kwa meli na wakati wa baridi kutoka kwa barafu, ambayo hukuruhusu kuchagua inayofaa zaidi. mahali panapofaa kwa majaribio na chunguza eneo lililochaguliwa kwa undani.
Maeneo ya chini ya maji ya gesi katika ziwa. Baikal ni msingi bora wa majaribio wa kutathmini kiasi na usambazaji wa anga wa hidrati za gesi katika miundo. wa aina hii. Ili kufanya utafiti, ni muhimu kupata sampuli za tabaka za kina za sedimentary na kutumia mbinu kadhaa za kimwili kwa njia ya kina. Maji ya ziwa Baikal inachukuliwa kuwa safi sana. Ikiwa uchafuzi wa nje upo, unadhibitiwa na mdogo. Sasa imebainika kuwa uchafuzi wa methane wa ziwa pia unasababishwa na michakato ya asili. Ni muhimu kukadiria maudhui ya methane katika maji.
Katika muongo mmoja ujao, Marekani inakusudia kuanza kutengeneza chanzo kipya cha nishati kisichokwisha - methane hidrati. Ili kufanya hivyo, meli ya utafiti iliyo na vifaa vya kuchimba visima inatumwa kwenye Ghuba ya Mexico, ambayo lazima ifanyie uchunguzi wa awali wa kijiolojia. Wakati wa msafara huo, imepangwa kukusanya sampuli kutoka kwa amana mbili kubwa zaidi za hidrati katika kanda. Katika siku zijazo, wanasayansi watafanya majaribio ya kukuza teknolojia ya kutoa methane kutoka kwa fuwele na kuisafirisha hadi juu.
Nchi nyingi zinazotafuta vyanzo mbadala vya nishati ya kisukuku zinawekeza mamilioni ya dola katika utafiti wa hidrati ya gesi. Mbali na Marekani, kazi hai Japan, India na Korea zinaongoza katika eneo hili. Ni rahisi kuchimba maji ya gesi ardhini kuliko kwenye sakafu ya bahari. Nyuma mnamo 2003, kikundi cha wanasayansi na wawakilishi wa kampuni za mafuta kutoka Kanada, Japan, India, Ujerumani na USA walithibitisha uwezekano wa uchimbaji wao kutoka kwa permafrost kaskazini mwa Kanada. Majaribio kama haya yanafanywa huko Alaska.
Tabia za gesi asilia ndani masharti fulani kuunda misombo imara hutumiwa kikamilifu katika uwanja wa teknolojia mpya. Watafiti wa Norway, kwa mfano, wameunda teknolojia ya kubadilisha gesi asilia kuwa hidrati ya gesi, ambayo inaruhusu kusafirishwa bila kutumia bomba na kuhifadhiwa kwenye sehemu za juu za ardhi kwa shinikizo la kawaida (gesi hubadilishwa kuwa hidrati iliyoganda na kuchanganywa na mafuta kilichopozwa kwa msimamo wa udongo wa kioevu). Kiwanda cha kusindika gesi asilia kuwa mchanganyiko wa mafuta ya gesi kimepangwa kufikia kiwango cha kibiashara katika miaka ijayo. Inapendekezwa pia kutumia hidrati za gesi kama malisho ya kemikali kwa kuondoa chumvi maji ya bahari na kujitenga kwa mchanganyiko wa gesi.
Licha ya kuvutia kwa kutumia hydrates ya gesi kama mafuta, maendeleo ya amana mpya inaweza kusababisha matokeo mabaya. Kutolewa kwa kuepukika kwa methane kutoka kwa GGZ kwenye anga itaongeza athari ya chafu. Kuchimba visima vya mafuta na gesi kupitia tabaka zenye hydrate chini ya bahari kunaweza kusababisha unyevu kuyeyuka na kuharibika visima, na hivyo kuongeza hatari ya ajali za jukwaa. Ujenzi na uendeshaji wa majukwaa ya uzalishaji wa bahari ya kina katika maeneo ya tabaka za kuzaa hydrate, ambapo kuna mteremko wa baharini, inakabiliwa na uundaji wa maporomoko ya chini ya maji ambayo yanaweza kuharibu jukwaa.
Hivi sasa, nchi nyingi zinazingatia sana utafiti wa hidrati za gesi asilia - kama vyanzo vya kuahidi vya gesi na kama sababu inayotatiza uzalishaji wa mafuta na gesi baharini. Kwa kuzingatia uwepo wa hifadhi kubwa ya gesi ya "jadi" nchini Urusi, utafutaji wa vyanzo vya nishati isiyo ya kawaida na maendeleo ya mbinu za maendeleo yao inaweza kuonekana kuwa haina maana. Walakini, mwanzo wa maendeleo ya uwanja wa hydrate ya gesi pia inaweza kuwa mwanzo wa hatua mpya katika ugawaji wa soko la gesi la ulimwengu, kama matokeo ambayo msimamo wa Urusi utadhoofika.
Kwa hivyo, hitimisho zifuatazo zinaweza kutolewa:
· hidrati za gesi ndicho chanzo pekee ambacho hakijaendelezwa cha gesi asilia Duniani, ambacho kinaweza kuwa mshindani halisi wa amana za jadi. Rasilimali kubwa za gesi zinazowezekana katika amana za hydrate zitatoa ubinadamu na malighafi ya juu ya nishati kwa muda mrefu;
· Uendelezaji wa mashamba ya hydrate ya gesi unahitaji maendeleo ya teknolojia mpya, yenye ufanisi zaidi ya utafutaji, uzalishaji, usafiri na uhifadhi wa gesi ikilinganishwa na zilizopo, ambazo zinaweza kutumika katika maeneo ya gesi ya jadi, ikiwa ni pamoja na wale ambao maendeleo yao hayana faida kwa sasa;
· Uzalishaji wa gesi kutoka kwa amana za hydrate unaweza haraka sana kubadilisha hali kwenye soko la gesi, ambayo inaweza kuathiri fursa za kuuza nje za Urusi.
Baadhi Taarifa za ziada kuhusu hydrates ya gesi
Kutokana na ukweli kwamba maji ya gesi yalianza kuzingatiwa katika maandiko ya kijiolojia hivi karibuni, inashauriwa kutoa muhtasari mfupi wa utungaji wa darasa hili la vitu na hali ya malezi yao.
Hidrati za gesi ni fuwele, dutu kama barafu,
hutengenezwa kwa viwango vya chini (lakini si lazima ziwe hasi kwenye mizani ya Selsiasi) kutoka kwa maji na gesi kwa shinikizo la juu sana. Hydrates ni misombo isiyo ya stoichiometric na inaelezwa formula ya jumla M×nH 2 O, ambapo M ni molekuli ya gesi inayotengeneza hidrati. Mbali na maji ya mtu binafsi, hydrates mbili na mchanganyiko hujulikana (ambayo ni pamoja na gesi kadhaa). Vipengele vingi vya gesi asilia (isipokuwa H2, He, Ne, n-C4H10 na alkanes nzito) vina uwezo wa kutengeneza hidrati za kibinafsi. Molekuli za maji huunda mfumo wa polihedral katika hydrates (yaani, kimiani "mwenyeji"), ambapo kuna mashimo ambayo yanaweza kuchukuliwa na molekuli za gesi. Vigezo vya usawa wa hydrates utungaji tofauti hutofautiana, lakini kwa ajili ya kuundwa kwa hydrate yoyote kwa joto la juu, mkusanyiko wa juu wa usawa (shinikizo) wa gesi ya kutengeneza hydrate inahitajika.
Joto la chini kiasi kwa shinikizo la juu la kutosha la hidrostatic kwenye bahari kwenye vilindi vya maji kuanzia 300-400 m na zaidi huamua uwezekano wa kuwepo kwa hidrati za gesi katika sehemu ya juu ya sehemu ya chini ya chini. Hali hii iliamsha shauku kubwa ya wanajiolojia katika maji ya chini ya bahari mara tu baada ya usajili katika USSR mnamo 1969 wa ugunduzi wa V. G. Vasiliev, Yu. F. Makogon, F. A. Trebin na A. A. Trofimuk "Sifa za gesi asilia ziko kwenye ukoko wa ardhi kwenye ganda la ardhi." hali ngumu na kuunda amana za hydrate ya gesi." Kuvutiwa na maji ya gesi ya manowari imedhamiriwa, kwanza kabisa, na ukweli kwamba wanazingatiwa kama hifadhi ya malighafi ya hydrocarbon. Inachukuliwa kuwa amana za gesi-hydrate zinaweza kulinda amana za gesi "ya kawaida" na mafuta. Hidrati za gesi pia huzingatiwa kama sehemu ya mazingira ya kijiolojia, nyeti kwa mabadiliko yake ya kiteknolojia. Mabadiliko ya ndani yanavutia katika jiolojia ya uhandisi, ilhali mabadiliko ya kimataifa yanavutia kutoka kwa mtazamo wa ikolojia. Katika kesi ya kwanza, tunamaanisha maalum ya mali ya kimwili na mitambo ya udongo wenye hydrate na mabadiliko yao ya wazi wakati wa mtengano wa technogenic wa hydrates, kwa pili - uwezekano wa kuimarisha duniani. athari ya chafu wakati methane inatolewa kutoka kwa hidrati kwenye angahewa kutokana na mabadiliko ya hali ya hewa ya anthropogenic.
Eneo la thermobaric, ambalo hydrates ya gesi inaweza kuwepo, inachukua karibu maji yote ya kina ya Bahari ya Dunia na sehemu kubwa ya rafu za mviringo na ni mamia ya mita nene. Walakini, hydrates hazipatikani kila mahali katika ukanda huu. Zaidi ya maeneo 40 ya nyambizi yanajulikana ambapo gesi hujitia maji yenyewe au ishara zao za kijiofizikia na kijiokemia zilizingatiwa. Ishara zisizo za moja kwa moja za hidrati za gesi ni pamoja na maudhui ya juu ya gesi kwenye mwamba, klorini isiyo ya kawaida na muundo wa isotopiki wa maji ya pore. Ushahidi wa seismic wa kuwepo kwa hydrates unajulikana. Kati yao thamani ya juu ina BSR inayoonyesha upeo wa macho, unaotambuliwa na msingi wa eneo la utulivu wa hydrate ya gesi. Maeneo yote ya manowari ambapo hydrates zilizingatiwa, na maeneo yenye ishara zao (isipokuwa maeneo kadhaa kwenye rafu ya Arctic ya Marekani na Kanada) iko kwenye mteremko wa bara na kisiwa, vilima, na pia katika maji ya kina ya ndani na ya ndani. bahari ya pembezoni ndani ya mabonde ya miamba ya mchanga yenye mfuniko wa mashapo unaoundwa kwa kasi wa unene mkubwa kiasi. Tukio hili linaweza kuelezewa kwa kutumia mifano ya uchujaji au mchanga wa malezi ya hydrate.
Maji ya gesi ni chanzo kipya na kinachoweza kuwa kikubwa cha gesi asilia. Ni misombo ya molekuli ya maji na methane ambayo ipo kwa joto la chini na shinikizo la juu. Kwa sababu ya kufanana kwao kwa nje, maji ya gesi yalianza kuitwa "barafu inayowaka." Kwa asili, maji ya gesi hupatikana ama katika maeneo ya permafrost au katika maji ya kina, ambayo awali hujenga hali ngumu kwa maendeleo yao.
Mnamo 2013, Japan ilikuwa ya kwanza ulimwenguni kufanya majaribio ya uzalishaji wa methane kutoka kwa maji ya gesi baharini. Mafanikio haya yanatulazimisha kuangalia kwa karibu matarajio ya ukuzaji wa hidrati za gesi Je, tunaweza kutarajia mapinduzi ya hidrati ya gesi baada ya kuanza "kusizotarajiwa" kwa mapinduzi ya shale?
Makadirio ya awali Akiba ya hidrati za gesi ulimwenguni zinaonyesha kuwa ni mpangilio wa ukubwa wa juu kuliko akiba ya gesi asilia ya kawaida.Lakini, kwanza, ni takriban sana; pili, sehemu ndogo tu yao inaweza kutolewa kwa kiwango cha sasa cha maendeleo ya teknolojia. Na hata sehemu hii itahitaji gharama kubwa na inaweza kuhusishwa na hatari zisizotarajiwa za mazingira. Walakini, nchi kadhaa, kama vile USA, Canada na nchi za mkoa wa Asia, ambazo hutofautiana bei ya juu kwa gesi asilia na mahitaji ya kuongezeka kwa hiyo, onyesha nia kubwa katika maendeleo ya hydrates ya gesi na kuendelea kuchunguza kikamilifu eneo hili.
Wataalam wanaona kutokuwa na uhakika juu ya siku zijazo za hydrates za gesi na wanaamini kuwa maendeleo yao ya viwanda hayataanza mapema kuliko miaka 10-20, lakini rasilimali hii haiwezi kupuuzwa.
Je! hydrate za gesi ni nini?
Hidrati za gesi (clathrates) ni misombo ya fuwele dhabiti ya gesi zenye uzito mdogo wa Masi, kama vile methane, ethane, propane, butane, n.k., pamoja na maji. Kwa nje, zinafanana na theluji au barafu huru. Wao ni imara kwa joto la chini na shinikizo la juu; Ikiwa hali hizi zinakiukwa, maji ya gesi hutengana kwa urahisi ndani ya maji na gesi. Gesi ya kawaida ya kutengeneza hydrate ni methane.
Teknolojia ya hidrati ya gesi asilia na teknolojia
Kuna hidrati za gesi asilia zinazotengenezwa na binadamu. Hidrati za teknolojia zinaweza kuunda katika mifumo ya kawaida ya uzalishaji wa gesi asilia (katika ukanda wa shimo la chini, kwenye visima, nk) na wakati wa usafiri wake. KATIKA michakato ya kiteknolojia uzalishaji na usafirishaji wa gesi asilia ya kawaida, malezi ya hydrates ya gesi inachukuliwa kuwa jambo lisilofaa, ambalo linahitaji uboreshaji zaidi wa njia za kuzuia na kuondoa. Wakati huo huo, hydrates ya gesi ya technogenic inaweza kutumika kuhifadhi kubwa
kiasi cha gesi, katika teknolojia ya kusafisha na kutenganisha gesi, kwa ajili ya kuondoa chumvi katika maji ya bahari na kuhifadhi nishati kwa madhumuni ya friji na hali ya hewa.
Hidrati za asili zinaweza kuunda makundi au kuwa katika hali ya kutawanywa. Wanapatikana katika maeneo yanayochanganya halijoto ya chini na shinikizo la juu, kama vile bahari ya kina kirefu (maeneo ya chini ya maziwa ya kina, bahari na bahari) na maeneo ya permafrost (eneo la Arctic). Ya kina cha maji ya gesi kwenye bahari ni 500-1,500 m, na katika ukanda wa Arctic - 200-1,000 m.
Maana maalum kutoka kwa mtazamo wa matarajio ya maendeleo ya amana za hydrate ya gesi, uwepo wa safu ya chini ya gesi asilia ya bure au maji ya bure ina:
Gesi ya bure. Katika kesi hiyo, maendeleo ya mashamba ya hydrate ya gesi hutokea kwa namna sawa na uzalishaji wa kawaida wa gesi. Uzalishaji wa gesi ya bure kutoka kwa malezi ya chini husababisha kupungua kwa shinikizo katika malezi ya hydrate-saturated na kuharibu mpaka kati yao. Gesi inayozalishwa kutoka kwa maji ya gesi inakamilisha gesi inayozalishwa kutoka kwa malezi ya msingi. Hii ndiyo zaidi mwelekeo wa kuahidi maendeleo ya amana za hydrate ya gesi. Maji ya bure. Wakati kuna maji chini ya hifadhi ya hidrati ya gesi, kupunguza shinikizo katika eneo la hidrati kunaweza kupatikana kwa kuitoa. Njia hii inawezekana kitaalam, lakini chini ya kuvutia kiuchumi ikilinganishwa na ya kwanza. Hakuna safu ya chini. Matarajio ya ukuzaji wa uwanja wa hidrati wa gesi, unaozungukwa chini na juu na miamba ya sedimentary isiyoweza kupenya, bado haueleweki.
Makadirio ya rasilimali za hydrate ya gesi asilia ulimwenguni.
Makadirio ya rasilimali za hydrate ya gesi duniani yamekuwa ya kutatanisha na kwa kiasi fulani ya kubahatisha tangu mwanzo kabisa, yaani miaka ya 1970. Katika miaka ya 1970-1980 walikuwa katika kiwango cha 100-1,000 quadrillion. mchemraba m, katika miaka ya 1990 - ilipungua hadi 10 quadrillion. mchemraba m, na katika miaka ya 2000 - hadi 100-1,000 trilioni. mchemraba m.
Shirika la Kimataifa la Nishati (IEA) mwaka 2009 lilitoa makadirio ya trilioni 1,000-5,000. mchemraba m, ingawa muhimu kutawanya bado. Kwa mfano, idadi ya makadirio ya sasa yanaonyesha rasilimali za hydrate ya gesi ya trilioni 2,500-20,000. mchemraba m. Hata hivyo, hata kwa kuzingatia upunguzaji mkubwa wa makadirio, rasilimali za hidrati za gesi zinabaki kuwa mpangilio wa juu kuliko rasilimali za gesi asilia ya kawaida, inayokadiriwa kuwa trilioni 250. mchemraba m (IEA inakadiria hifadhi ya kawaida ya gesi asilia katika mita za ujazo trilioni 468).
Kwa mfano, rasilimali za hidrati za gesi zinazowezekana nchini Marekani kwa aina ya amana zinaonyeshwa kwenye Kielelezo (kwa kulinganisha na rasilimali za gesi asilia). "Piramidi ya hydrate ya gesi" pia inaonyesha uwezekano wa uzalishaji wa gesi kutoka kwa mashamba ya hydrate ya gesi ya aina mbalimbali. Juu ya piramidi kuna amana za Aktiki zilizogunduliwa vyema karibu na miundombinu iliyopo, kama vile amana ya Mallick nchini Kanada. Hii inafuatwa na miundo ya hidrati ya gesi iliyosomwa kidogo na sifa sawa za kijiolojia (kwenye Mteremko wa Kaskazini wa Alaska), lakini inayohitaji maendeleo ya miundombinu. Makadirio ya hivi majuzi yanaweka rasilimali za hidrati za gesi zinazoweza kurejeshwa kitaalamu za Mteremko wa Kaskazini wa Alaska kuwa trilioni 2.4. mchemraba m ya gesi. Kufuatia hifadhi za Aktiki kuna mashamba ya kina kirefu ya maji ya kati na ya juu. Kwa kuwa gharama ya maendeleo yao ni uwezekano mkubwa sana, eneo la kuahidi zaidi kwa hili linachukuliwa kuwa Ghuba ya Mexico, ambapo miundombinu ya uzalishaji wa mafuta na gesi tayari imeundwa. Kiwango cha rasilimali hizi bado hakijajulikana vyema, lakini Huduma ya Usimamizi wa Madini ya Marekani inazichunguza.
Mtini. 1 "Piramidi ya hidrati ya gesi"
Chini ya piramidi (Kielelezo 2) kuna mkusanyiko wa hydrates ya gesi, ambayo ina sifa ya usambazaji usio na usawa wa miamba ya sedimentary iliyopigwa na isiyo na umbo kwa kiasi kikubwa. Mfano wa kawaida wa mkusanyiko kama huo ni uwanja wa bahari ya kina mbali na Blake Ridge (pwani ya jimbo la Amerika la Carolina). Katika kiwango cha sasa cha maendeleo ya teknolojia, maendeleo yao haiwezekani.
Kwa kiwango cha viwanda
Kwa kiwango cha viwanda, uzalishaji wa methane kutoka kwa amana za hydrate ya gesi haufanyiki popote duniani, na imepangwa tu nchini Japan - kwa 2018-2019. Hata hivyo, nchi kadhaa zinatekeleza programu za utafiti. Wanaofanya kazi zaidi hapa ni USA, Canada na Japan.
Japani imesonga mbele zaidi katika kusoma uwezekano wa kutengeneza amana za hidrati za gesi. Mwanzoni mwa miaka ya 2000, nchi hiyo ilianza kutekeleza mpango wa kutengeneza maji ya gesi. Ili kuunga mkono uamuzi wake mashirika ya serikali Muungano wa utafiti wa MH21 uliandaliwa, unaolenga kujenga msingi wa kiteknolojia kwa ajili ya maendeleo ya viwanda ya amana za hydrate ya gesi. Mnamo Februari 2012, Shirika la Kitaifa la Mafuta, Gesi na Metali la Japan (JOGMEC) lilianza kuchimba visima katika Bahari ya Pasifiki, kilomita 70 kusini mwa Peninsula ya Atsumi, ili kuzalisha hidrati za methane. Na mnamo Machi 2013, Japan (ya kwanza ulimwenguni) ilianza majaribio ya uchimbaji wa methane kutoka kwa maji ya gesi kwenye bahari ya wazi. JOGMEC inakadiria kuwa na hifadhi iliyopo ya hydrate ya methane kwenye rafu ya nchi, Japan inaweza kugharamia mahitaji yake ya gesi asilia kwa miaka 100 katika siku zijazo.
Katika uwanja wa maendeleo ya hidrati ya gesi, Japan inaendeleza ushirikiano wa kisayansi na Kanada, USA na nchi zingine. Kanada ina mpango wa utafiti wa kina; Pamoja na wataalamu wa Kijapani, visima vilichimbwa kwenye mdomo wa Mto Mackenzie (shamba la Mallick). Miradi ya utafiti wa hidrati ya gesi ya Marekani imejilimbikizia katika ukanda wa barafu wa Alaska na maji ya kina kirefu katika Ghuba ya Mexico.
Utafiti wa kina kidogo, lakini unaojulikana zaidi, juu ya hidrati za gesi unafanywa na nchi kama vile Korea Kusini, Uchina na India. Korea Kusini inatathmini uwezo wa gesi hydrate katika Bahari ya Japani. Utafiti umeonyesha kuwa amana ya Ulleung ndiyo yenye matumaini zaidi kwa maendeleo zaidi. India ilianzisha mpango wake wa kitaifa wa utafiti juu ya maji ya gesi katikati ya miaka ya 1990. Lengo kuu la utafiti wake ni uwanja wa Krishna-Godavari katika Ghuba ya Bengal.
Mpango wa maji wa gesi wa China unajumuisha utafiti juu ya rafu ya bahari ya China Kusini karibu na Mkoa wa Guangdong na permafrost kwenye Plateau ya Qinghai huko Tibet.Nchi nyingine kadhaa, ikiwa ni pamoja na Norway, Mexico, Vietnam na Malaysia, pia zimeonyesha nia ya utafiti wa hidrati ya gesi. Pia kuna programu za utafiti za utafiti wa hidrati za gesi katika Umoja wa Ulaya: kwa mfano, katika miaka ya 2000, mpango wa HYDRATECH (Methane Hydrate Assessment Technique on the European Shelf) na HYDRAMED (Tathmini ya Kijiolojia ya Hydrates za Gesi katika Mediterania) kuendeshwa. Lakini kinachotofautisha programu za Ulaya ni msisitizo wao katika masuala ya kisayansi na mazingira.
Maji ya gesi nchini Urusi
Urusi ina amana zake za hydrate ya gesi. Uwepo wao umethibitishwa chini ya Ziwa Baikal, Bahari Nyeusi, Caspian na Okhotsk, na pia katika uwanja wa Yamburg, Bovanenkovskoye, Urengoyskoye, Messoyakha. Maji ya gesi hayakuendelezwa katika nyanja hizi, na uwepo wao ulizingatiwa kuwa sababu ya kutatanisha maendeleo ya gesi ya kawaida (ikiwa inapatikana). Mawazo pia yanafanywa, yakiungwa mkono na mabishano ya kinadharia, kuhusu uwepo idadi kubwa amana za hydrate ya gesi katika eneo lote la rafu ya Arctic ya Urusi.
Masomo ya kijiolojia ya maji ya gesi yalianza huko USSR nyuma katika miaka ya 1970. KATIKA Urusi ya kisasa Masomo ya maabara ya maji ya gesi yanafanywa hasa: kwa mfano, kuundwa kwa teknolojia ili kuzuia malezi yao katika mifumo ya usafiri wa gesi au uamuzi wa mali zao za kimwili, kemikali na nyingine. Miongoni mwa vituo vya utafiti wa maji ya gesi nchini Urusi, tunaweza kutambua Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow, Tawi la Siberia la Chuo cha Sayansi cha Kirusi, Gazprom VNIIGAZ LLC, Chuo Kikuu cha Mafuta na Gesi kilichoitwa baada yake. Gubkina.
Mnamo 2003, utafiti ulitumia kutathmini uwezo wa hydrate ya gesi nchini Urusi ulianzishwa na Gazprom OJSC. Makadirio ya awali ya Gazprom VNIIGAZ yanaonyesha uwepo wa rasilimali za hydrate ya gesi nchini ya trilioni 1,100. mchemraba m. Katikati ya 2013, taarifa zilionekana kuwa Taasisi ya Kijiolojia ya Mashariki ya Mbali ya Chuo cha Sayansi cha Kirusi ilimwalika Rosneft kujifunza uwezekano wa kuchimba hydrates ya gesi kwenye rafu ya Visiwa vya Kuril, kukadiria uwezo wao wa 87 trilioni. mchemraba m. Hakuna mipango maalum ya serikali kwa ajili ya utafiti na uzalishaji wa hydrates ya gesi kufuatia mfano wa nchi zilizotajwa hapo juu nchini Urusi. Maji ya gesi yametajwa katika Mpango Mkuu wa Maendeleo ya Sekta ya Gesi hadi 2030
mara moja tu katika muktadha wa mwelekeo unaotarajiwa wa maendeleo ya kisayansi na kiteknolojia.
Kwa ujumla, maendeleo ya hydrates ya gesi nchini Urusi kutoka kwa amana zilizothibitishwa inaonekana kuahidi baada ya kupunguzwa kwa kiasi kikubwa kwa gharama ya teknolojia na tu katika maeneo yenye miundombinu ya usafiri wa gesi.