Газогідрати Чорного моря

8 Мар

Запаси газогідратів на планеті, за орієнтовними оцінками, складають не менше 250 трильйонів м3. Це достатньо песимістична оцінка, але навіть вона переважає відомі запаси традиційного природного газу, що становлять за поточними даними ВР Statistical Review 187,1 трлн. куб. м. Близько 98% світових запасів газових гідратів зосереджено в океані, 2% — на суші в зоні вічної мерзлоти.

Є два типи середовища, які відповідають умовам виникнення та підтримання стабільного стану метангідратів: океанічне (континентальні схили й морське дно на глибинах від кількасот метрів) та суходільне (вічна мерзлота). У світі виявлено понад 220 зон метан-гідратних покладів на шельфах океанів і морів. Як правило, вони знаходяться на глибинах моря, де температура не вище +4°С і тиск не менше 20 атмосфер, що забезпечує їх термостатичну рівновагу. Метангідратні пласти являють собою, переважно, осадові породи, що містять 70-80% піску і глини та 20-30% льодоподібної маси гідратів. Найбільші з них знаходяться на Американському узбережжі Атлантики в Тихому океані і Арктичному басейні. У морських відкладеннях гідратовмісні пласти можуть мати товщу в кількасот метрів.

Розробкою проблематики метангідратів на системній основі займаються з 90-х років Японія, США та Канада. Вони мають національні програми вивчення та промислового освоєння метангідратів. В арктичних районах США і Канади запущені експериментальні установки для видобутку на суходолі. Поклади метангідратів розташовані у вічній мерзлоті на глибині 500 метрів і нижче. У 2002 році міжнародний дослідницький консорціум з числа наукових організацій трьох країн отримав експериментальний видобуток метану з офшорного родовища Маллік в Канадській Арктиці в дельті ріки Мак-Кензі. Аналогічний досвід на родовищі Мессоях отримано і в Росії.

Тематикою газогідратів активно займаються Індія і Південна Корея. Китай став активно розвивати програму досліджень метангідратів з минулого десятиліття. Список зацікавлених країн розширюється з кожним роком: Бразилія, Чилі, Австралія, Нова Зеландія тощо. Розробка газогідратів в перспективі сприятиме як економічному розвитку, так і унезалежненню від політизованих постачань традиційного природного газу трубопровідним способом. З поміж останніх прикладів робіт у сфері освоєння метангідратів, можна привести пошуково-розвідувальну експедицію південно-корейських вчених в басейні Улеюнг Східного (Японського) Моря.

Що стосується фінансування наукових робіт з метангідратної тематики, то ще в 1999 році Конгрес США виділив $42,5 млн. на відповідні дослідження. У 2006 році американський уряд направив додаткові $8,6 млн. У 2007 році дослідження, що фінансуються з федерального бюджету, були сфокусовані на можливості видобутку газових гідратів в Арктиці. Окрім цього, значні кошти виділяються в рамках дослідницьких проектів провідних нафтових компаній. Так, в Мексиканській затоці здійснюється експериментальне буріння в рамках спільної програми Міністерства енергетики США та компанії Chevron. Колосальна робота була виконана компанією «Коноко-Філіпс» з підготовки тестової свердловини «Ігнік Сікумі №1» для експериментального відпрацювання однієї з можливих та найбільш перспективних технологій видобутку метану з газогідратів. Суть цієї технології полягає в тому, що в структурі газогідрату молекули метану будуть заміщені молекулами вуглекислого газу. При цьому гідрат вуглекислого газу є більш стійким порівняно з метан-гідратом. Таким чином, у випадку успіху подібної технології, одночасно можуть вирішуватись три важливих завдання – видобуток метану, утилізація СО2 та запобігання некерованій деградації метангідратних пластів.

Дана технологія також з 2008 року розробляється і в Німеччині в рамках проекту SUGAR (Submarine Gas Hydrated Reservoirs) Інститутом морських досліджень Лейбніца (м. Кіль)

До речі, 2 травня 2012 року Міністерство енергетики США оголосило про прорив у дослідженнях на «Ігнік Сікумі №1». Вводячи суміш вуглекислого газу та азоту у поклади гідрату метану на Північному схилі Аляски, було отримано постійний притік природного газу в першому з польових випробувань цього методу. Але схоже, що пройдуть роки, перш ніж видобуток метан-гідратів стане економічно життєздатним. Міністерство енергетики, яке співпрацює при проведенні випробувань з ConocoPhillips, Japan Oil, Gas and Metals National Corp, заявило, що надасть $6,5 млн. у цьому році для подальших досліджень видобутку метангідратів, і запросить ще $ 5 млн. на дослідження в наступному 2013-му році.

Дослідження з видобутку океанічних метангідратів було розпочато в Японії в середині 90-х років під егідою Міністерства економіки та промисловості. Було створено консорціум японських дослідницьких центрів МН21 для роботи з метангідратної тематики. Встановлено 3 етапи реалізації: І етап передбачає визначення базових технологій видобутку, ІІ етап націлений на видобуток в океані, а ІІІ етап – комерціалізація технологій. Японія перейшла на ІІ етап у 2009 році. Планується адаптувати технології для комерційного видобутку до 2018 року. У червні 2011 року Центр дослідження метангідратів у Саппоро запустив повномасштабний експеримент з моделювання видобутку гідрату метану. У Центрі вперше в світі встановлено устаткування, що повністю моделює процес видобутку. Приблизно на січень 2013 заплановано проведення експерименту з реального видобутку в океані шляхом декомпресії газогідратного пласта. Цей метод вже перевірено на суходолі. У випадку позитивного результату буде розпочато експериментальний видобуток метан гідратів у східній частині прогину Нанкай (Філіпінське море). Консорціум МН21 ще у 2004 р. показав комерційну привабливість видобутку технологією декомпресії метангідратного пласта.

Практична реалізація будь-якого з проектів видобутку містить низку технологічних труднощів та ризиків, у тому числі екологічних та технічних:

  • труднощі буріння під водою на великих глибинах;
  • розсіяння метану у зовнішньому середовищі;
  • ймовірність некерованої деградації метангідратного пласта, що може призвести до утворення гігантського газового міхура.

Що стосується європейських справ, то, на жаль, ЄС не є лідером в метангідратній проблематиці, не дивлячись на серйозну газову залежність і потреби країн ЄС в природному газі. Низка дослідницьких центрів в країнах ЄС (Велика Британія, Німеччина, Італія, Болгарія) мають певні напрацювання з означеної тематики. Деякі з них були підтримані фінансово з боку Єврокомісії. Але поки що це не здатне призвести до прориву в цьому напрямку. Наприклад, в Італії проблематикою метан-гідратів займається Національний інститут океанографії та експериментальної геофізики (Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale). Ініційований ним проект HYDRATECH був підтриманий 2001-2004 р. р. Європейською Комісією в рамках П’ятої рамкової програми (Framework Program, FP5) «Технології для безпечної, стабільної та економічної експлуатації морських ресурсів». Інший проект HYDRAMED (2004-2006) був розроблений для вивчення потенційних систем метангідратів в Середземному морі. Однак, успіхи цього проекту були достатньо скромні. Найбільш просунутими з числа європейських є дослідження, виконані в Німеччині та Норвегії. Але Норвегія не є членом ЄС. В той час, як ФРН, Болгарія та Румунія є членами ЄС. А з урахуванням того, що Румунія та Болгарія приєднались до ЄС, то, таким чином, Чорне море з 2007 року є морем ЄС.

Чорне море багате на поклади метангідратів. Пошуково-розвідувальними експедиціями ще впродовж 1988–1989 років виявлено на глибинах моря 300–1000 м метангідратні родовища під донним шаром. Загалом у Чорному морі міститься 45–75 трлн. м3 цього газу (оцінки болгарських, російських, українських дослідників).

Methane_clathrate-1

Ще у 1993 році уряд України затвердив програму «Газогідрати Чорного моря», якою був передбачений великий обсяг геологорозвідувальних робіт і створення технологій видобутку. Були виконані сейсмічні дослідження, здійснено декілька наукових експедицій. Проте, економічна криза 90-х, відсутність інвестиційних ресурсів, а головне – байдужість та короткозорість  урядових чиновників не надали розвитку цієї тематики в Україні. Ситуація не зазнала змін і через 20 років. Показовим є той факт, що тематика метан-гідратів не увійшла до проекту оновленої Енергетичної стратегії України.

Зараз, внаслідок «революції сланцевого газу» ми спостерігаємо зростання інтересу до тематики метангідратів, як в окремих країнах ЄС, так і в Україні. 2010 року була започаткована співпраця між Інститутом біології південних морів НАН України (Севастополь) та Дослідницьким Центром екології моря МАРУМ (Бременський університет, ФРН) з використанням можливостей науково-дослідних суден. Шельф західної частини Чорного моря, а також район Феодосійської затоки мають великий потенціал газогідратів, що було ще раз підтверджено під час експедиції 2010 року на німецькому судні “Maria S. Merien”. Не виключено, що в подальшому до проблематики вивчення метан-гідратів Чорного моря підключаться потужні американські та європейські компанії, на кшталт Chevron та Shell що приходять в Україну для розробки покладів нетрадиційного газу, а також ті, що прийдуть в майбутньому як переможці конкурсів на розробку Скіфської, Фороської та інших площ на шельфі Чорного моря.

Можливість перспективної видобутку природного газу з газогідратів Чорного моря планується дослідити в ході ряду запланованих на 2012 і 2013 роки чотири спільних українсько-німецьких експедицій за участі фахівців Інституту біології південних морів, Інституту досліджень Балтійського моря (Варнемюнде) під егідою Інституту Лейбніца (Кіль). Укладено угоду, за якою в 2012 році має відбутися три спільних експедиції на борту українського науково-дослідного судна «Професор Водяницький». Ще одна експедиція запланована на 2013 рік.

Methane_clathrate-3

Що пропонується зробити для форсування метангідратної тематики в Україні та ЄС? Консорціум “Deutsche Meeresforschung” свого часу дав достатню чітку оцінку стану справ з метангідратною тематикою в ЄС у своєму аналізі для Європейського Парламенту: «Газові гідрати існують в водах навколо Європи – в Норвезькому та Баренцевому морях, східній частині Середземного моря, величезні поклади знаходяться в Чорному морі. Жодна європейська країна в даний час не має наукових досліджень і розроблених програм, що спеціально спрямовані на газові гідрати в якості джерела енергії». Виходячи з цього, було би логічним:

1. Зініціювати розробку багатосторонньої програми досліджень на базі українсько-німецького партнерства з підключенням до нього дослідницьких центрів країн Чорноморського басейну (зокрема, Болгарії, Румунії).

2. Зацікавленим сторонам зініціювати створення Міжнародного дослідницького консорціуму “Black Sea MetHydro R&D International Consortium” із залученням до нього потужних транснаціональних енергетичних компаній для цілей:

  • виконання комплексів пошуково-розвідувальних робіт в Чорному морі
  • розробка технологій морського видобутку метан-гідратів
  • розробка інфраструктури збору та транспортування метану на узбережжя
  • вивчення та оцінка екологічних наслідків розробки морських родовищ метан-гідратів
  • оптимізація технологій видобутку до економічно привабливого рівня.

3. Єврокомісії доцільно передбачити у проекті FP8, яка перебуває на етапі розробки, і має стартувати з 2014 року, окреме виділення метангідратної тематики подібно до того, як це має місце в FP7 стосовно ядерних досліджень.

Є старовинна іспанська істина – «доріг немає, їх творить, той, хто йде». Так і в цьому випадку, як і було у випадку з «революцією сланцевого газу», за якою, насправді стояла тривала 20-річна праця американських вчених, інженерів, промисловців. Можливо, ще поточне десятиліття продемонструє яка з країн здатна здійснити метангідратну революцію. Чи здатен на це ЄС, Україна, країни Чорноморського регіону? Ствердну відповідь може дати тільки співробітництво усіх зацікавлених сторін, що здатне породити ефект синергії.

Автор: Михайло Гончар

Перепост: Центр «НОМОС»