Месторождение газогидратов Маллик

Месторождение гидрата метана Маллик (или исследовательская скважина по добыче газогидрата Маллик , испытательная скважина Маллик ) расположено в море Бофорта , Канада .

• Первый специализированный научно-технический исследовательский полигон по исследованию газовых гидратов вечной мерзлоты ;
• Первая площадка, где были завершены полномасштабные испытания на термическую и пластовую депрессию;
• Место проведения обширных исследований и разработок в области газовых гидратов в 1998, 2002 и 2007/2008 годах;
• Количественные определения каротажа скважин и исследования керна выявили три основных интервала газогидратов от 890 до 1160 м, общая толщина которых превышает 110 м;
• Газогидраты залегают в поровом пространстве среднезернистых песков, при этом концентрация газовых гидратов колеблется от 50 до 90%;
• Применение вертикального сейсмического профиля (ВСП); используется как для изучения характеристик пластовых газогидратных резервуаров, так и изменений, вызванных эксплуатационными испытаниями;
• Программа исследований и разработок (R&D) 2002 года включала 7 участников из 5 стран и была сосредоточена на фундаментальных геологических, геофизических и геохимических исследованиях для количественной оценки и характеристики залежей газовых гидратов на месте залегания. Кроме того, была проведена полномасштабная добыча газовых гидратов путем термического нагрева ^[1] , в результате чего были получены лишь скромные газовые потоки. Зимой 2007 и 2008 годов Канада и Япония вернулись на место, чтобы проверить эффективность добычи газовых гидратов путем снижения пластового давления. В рамках программы в 2007 году была установлена ​​инфраструктура скважин и проведены короткие эксплуатационные испытания. Программа продолжилась в 2008 году с завершением шестидневной программы эксплуатационных испытаний, в ходе которой удалось добиться устойчивого притока газа на поверхность. Программа исследований и разработок доказала концепцию того, что добыча из газогидратного резервуара может быть достигнута с помощью традиционных методов завершения и добычи нефти и газа, модифицированных для уникальных свойств газовых гидратов.

Регион дельты Маккензи на побережье моря Бофорта известен не только своими замечательными арктическими пейзажами и знаковой флорой и фауной, но и своими крупными залежами природного газа и нефти. Благодаря этому сочетанию факторов месторождения природного газа в канадском регионе Северного Ледовитого океана все чаще оказываются в центре внимания исследований энергетических ресурсов и климата, которые направлены на развитие знаний о формировании, появлении и количестве гидратов природного газа в этом районе, их влиянии на окружающую среду и о том, какие естественные и антропогенные изменения могут привести к диссоциации этих гидратов. Дельта находится в устье реки Маккензи , где она впадает в море Бофорта, примерно в 2200 километрах к северо-западу от Калгари, Альберта. Самый важный участок исследования гидратов природного газа в этом районе, месторождение газогидратов Маллик, было открыто в 1971 году с помощью разведочной скважины компанией Imperial Oil Ltd. и расположено в 50 километрах к северу от Полярного круга. Поскольку предполагается, что гидраты природного газа залегают под большими участками континентальных зон Арктики и морского континентального шельфа и являются огромным потенциальным будущим ресурсом углеводородов, место бурения Маллик представляет собой место, представляющее большой интерес. Соответственно, оно является областью продолжающихся научных и технических исследований газовых гидратов на протяжении более тридцати лет.

Департамент природных ресурсов Канады определил регион дельты Маккензи ^[2] (NRCan) как важный регион, содержащий гидраты в Северо-Западных территориях Канады. Оценки ресурсов газовых гидратов NRCan с 2005 года показали потенциал гидратов от 2,4 x 10 ¹² до 87 x 10 ¹² м ³ природного газа в регионе Маллик. Повторная оценка потенциала ресурсов газовых гидратов бассейна моря Бофорта и дельты Маккензи (см. Рисунок 2) в 2010 году Геологической службой Канады выявила потенциальные 8,82 x 10 ¹² м ^{3 [3]} сырого начального природного газа на месте (GIP). Почти все скопления природных гидратов газа, обнаруженные в районе Маллик, залегают под слоем вечной мерзлоты толщиной от 300 до 700 метров на ожидаемой глубине от 890 до 1100 метров ниже поверхности. Исследовательская буровая площадка Маллик в бассейне дельты Маккензи расположена на суше и под шельфом Бофорта на глубине около 100 м; температурный режим грунта в недрах контролируется мощными интервалами вечной мерзлоты, скрепленной льдом.

В случае вечной мерзлоты, связанной с обстановкой на севере Аляски и Канады, залежи газовых гидратов были обнаружены в богатых песком единицах, отложенных в основном в дельтовых средах. Многие залежи, как полагают ^{[ кем? ],} образовались во время последнего ледникового периода , когда температура грунта остыла, и бывшие резервуары свободного газа, вероятно, оказались захвачены в виде гидратов. Геометрия, резервуар-хозяин и физические и химические свойства современных залежей природных газовых гидратов указывают на преобразование обычных скоплений свободного газа, когда они остыли до точки, которая находилась в пределах условий стабильности гидратов, что позволило образоваться гидратам (см. Глобальный обзор ЮНЕП по метановым газовым гидратам (2012, в процессе) для получения более подробной информации).

Исследовательская скважина по добыче газового гидрата Маллик, часть «Программы исследований и разработок (НИР) гидрата метана», ^[4] расположена на северо-западной стороне островов Ричардс и является частью дельты Маккензи, впадающей в море Бофорта. Проект исследовательской скважины по добыче был разработан в регионе Маллик после того, как там был извлечен гидрат метана в ходе исследовательского проекта в 1998 году, возглавляемого Геологической службой Канады и бывшей Японской национальной корпорацией по нефти, газу и металлам (JNOC), при участии Геологической службы США (USGS), Министерства энергетики США (DOE), а также других отраслевых партнеров. ^[5] Проект включал рабочие усилия более 200 ученых и инженеров по всему миру. На сегодняшний день было опубликовано множество статей, чтобы задокументировать результаты и дополнительные наборы данных, а также предоставить информацию о физических и геофизических свойствах газовых гидратов на месте, испытаниях по добыче газовых гидратов и значимости газовых гидратов для исследований в области энергетики, климата и геологических опасностей. Ее главным результатом стала характеристика газовых гидратов, обнаруженных на Северо-Западных территориях, и планирование дополнительных полевых и лабораторных исследований. Целью было определить будущий потенциал метана как важного фактора будущего мирового потребления энергии , дополнительной энергетической политики и оценить производство и свойства газового гидрата и его стабильность. Программа была дополнительно разработана, чтобы выяснить, может ли более широкое использование сжигаемого метана способствовать сокращению выбросов парниковых газов в глобальном масштабе, влияя на будущее изменение климата в случае выброса в окружающую среду. Кроме того, научное исследование было направлено на разработку новых методов безопасности, защищающих от любых опасных условий, создаваемых бурением газовых гидратов и строительством трубопроводов, и дать представление о технологии бурения и добычи в отношении нового промышленного развития.

В течение шести лет (бурение началось в декабре 2001 года) на исследовательском участке Маллик были успешно пробурены три различные скважины (две наблюдательные скважины: Маллик 3L-38 и 4L-38, одна эксплуатационная скважина: Маллик 5L-38). Полевые работы включали получение полного набора каротажных диаграмм открытого ствола, непрерывного керна, содержащего вечную мерзлоту и гидраты, и экспериментов по томографии между скважинами до, во время и после эксплуатационных испытаний. Скважины были пробурены вертикально на глубину 1160 метров ниже поверхности земли. Последующий анализ данных каротажа подтвердил существование в общей сложности приблизительно 110 метров (360 футов) объединенных интервалов 50–90% насыщенных газогидратосодержащих неконсолидированных среднезернистых песчаных коллекторов в переслаивающихся песках, песчаниках , иле и алевритах олигоценовой последовательности Кугмаллит. Гидраты природного газа в этих богатых песком интервалах в районе дельты Маккензи в основном встречаются как заполняющий поры материал в песчаных резервуарах, а также иногда могут наблюдаться как покрытия вокруг отдельных песчинок. Газ, захваченный внутри клатратов, в основном представляет собой термогенный метан , который образуется в результате термического изменения органического материала. Учитывая химический и углеродно-изотопный состав органического материала, органический материал в основном состоит из различных высших наземных растений наземного происхождения. ^[6]

Зимой 2007 и 2008 годов небольшая группа участников, включая JNOC и Геологическую службу Канады, провела новую программу Mallik, основной целью которой была установка физических установок для испытаний на добычу и повторного закачивания пластовой воды, развертывание и оценка новых систем мониторинга, а также проведение краткосрочного испытания на понижение давления для получения новых и новаторских знаний перед проведением долгосрочных испытаний на добычу в 2008 году. ^[7] Постоянный анализ данных, собранных в ходе программы, приведет к более глубокому и лучшему пониманию свойств газового гидрата и его образования, реакции на добычу и эффективности традиционных технологий добычи. Научные и инженерные результаты были опубликованы для ученых, заинтересованных сторон и инженеров через Бюллетень Геологической службы Канады (Бюллетень 544 ^[8] и 585 ^[9] ).

Mallik, как продолжающийся участок исследования газовых гидратов, является первой полностью интегрированной скважиной для полевых исследований и современной испытательной добычи гидратов природного газа в Канаде. Скважины были успешно пробурены для проверки крупного скопления гидратов природного газа в дельте Маккензи на северо-западе канадской Арктики. Это дало ученым возможность отслеживать физическую реакцию залежей газовых гидратов и исследовать газовые гидраты вечной мерзлоты в одном из ее самых выдающихся проявлений. С технической точки зрения результаты научной программы НИОКР в бассейне дельты Маккензи подтвердили прогнозы до бурения о том, что газовые гидраты присутствуют в высоконасыщенных, богатых песком коллекторах. В результате ученые смогли успешно извлечь керны с помощью кабеля через различные интервалы газовых гидратов. Кроме того, эксперты могли проводить эксперименты по межскважинной томографии не только до, но и во время и после фактических испытаний на добычу. В ходе проекта удалось получить набор из нескольких различных диаграмм открытого ствола скважины с использованием современных и новых инструментов для газового гидратного каротажа, что дало первые сведения о толщине пласта и общей насыщенности природными гидратами газа. К сожалению, из-за отсутствия трубопровода или системы сбора в настоящее время в дельте Маккензи есть только одно месторождение, обеспечивающее город Инувик природным газом, и нет коммерческой добычи нефти или газа.

Кроме того, испытания термического моделирования, проведенные на исследовательской скважине Mallik 5L-38, были проведены не только для оценки потенциального метода добычи или для доказательства коммерческой жизнеспособности газовых гидратов в Канаде; но и для наблюдения за диссоциацией интервала газового гидрата при температурах выше точки стабильности газового гидрата, при поддержании постоянного давления. Результаты термического моделирования затем использовались для калибровки численных имитационных моделей, которые дают новое понимание кинетических и термодинамических свойств газовых гидратов. ^[10]

• Видео: Хроника программы исследования скважин на месторождении Маллик 2002 года по добыче гидратов газа [1]
• Бюллетень GSC 585 — Научные результаты программы исследований скважин по добыче газового гидрата Маллик 2002, август 2005 г. [2]
• Национальная лаборатория энергетических технологий, Соединенные Штаты Америки - Потенциал энергетических ресурсов гидратов метана [3]
• Национальная лаборатория энергетических технологий, Соединенные Штаты Америки - Общее введение в гидраты метана [4]
• Национальная лаборатория энергетических технологий, Соединенные Штаты Америки - Введение в буровую площадку Маллик [5]
• «Глобальный обзор ЮНЕП по метановым гидратам», в процессе разработки [6]
• Международная программа континентального научного бурения (ICDP) - Маллик 2002 [7]
• Министерство природных ресурсов Канады - Информационный бюллетень Маллика 2002 г. [8]
• Geoforschungszentrum Potsdam, Германия, на буровой площадке Mallik [9] Архивировано 27.09.2011 на Wayback Machine
• Фотогалерея образцов гидратов и полевых работ в Арктике [10] ^{[ постоянная нерабочая ссылка ‍ ]}