İçerik
- Bir Sonraki Enerji "Oyun Değiştirici"?
- Metan Hidrat Nedir?
- Metan Hidrat Yatakları Nerede?
- Metan Hidrat Günümüzde Nerede Üretilir?
- Metan Hidrat Tehlikeleri
- Muazzam Potansiyel
Metan hidrat: Solda, merkezi metan molekülünü, su moleküllerinin bir "kafesi" ile çevrili gösteren metan hidrattan topaklı bir model var. Pentan ve etan gibi diğer hidrokarbon molekülleri bu yapıdaki merkezi pozisyonda kalabilir. Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı görüntüsü. Sağ tarafta bir metan hidrat buzu örneği görülmektedir (ABD Geological Survey image).
Konglomera'da metan hidrat "çimento" ?: Bu fotoğraf, Mallik Test Well'deki metan hidrat bölgesinin bir çekirdek örneğini göstermektedir. Bu kuyu, Kanada'nın Mackenzie Nehri Deltası bölgesindeki permafrost birikintilerine nüfuz eder. Çekirdeğin bu kısmı metan hidrat buz ile bir "konglomerat" içine yapıştırılmış çakıllar göstermektedir. Resmi büyütmek için tıklayın.
Bir Sonraki Enerji "Oyun Değiştirici"?
Şeylden elde edilen doğal gaz küresel bir enerji "oyun değiştirici" haline geldikçe, petrol ve gaz araştırmacıları metan hidrat yataklarından doğal gaz üretmek için yeni teknolojiler geliştirmek için çalışıyor. Bu araştırma önemlidir, çünkü metan hidrat yataklarının, bütün dünyadaki petrol, doğal gaz ve kömür kaynaklarından daha büyük bir hidrokarbon kaynağı olduğuna inanılmaktadır. Bu birikintiler verimli ve ekonomik olarak geliştirilebilirse, metan hidrat bir sonraki enerji oyunu değiştirici olabilir.
Arctic permafrost'un altında, Antarktika buzunun altında ve dünyadaki karasal sınırlar boyunca tortul birikintilerde muazzam miktarda metan hidrat bulundu. Dünyanın bazı bölgelerinde, yüksek nüfuslu bölgelere, doğal gaz alanlarından çok daha yakınlar. Bu yakındaki birikintiler, şu anda doğal gaz ithal eden ülkelerin kendi kendine yeterli olmalarını sağlayabilir. Şu anki zorluk bu kaynağı envanterden çıkarmak ve onu geliştirmek için güvenli, ekonomik yollar bulmak.
Metan hidrat stabilite şeması: Bu faz diyagramı dikey eksende su derinliğini (basınç) ve yatay eksende sıcaklığı gösterir. Kesikli çizgiler su, su buzu, gaz ve gaz hidratın stabilite alanlarını ayırır. "Hidrattan gaza geçişi" etiketli satır önemlidir. Metan hidrat oluşumu için koşullar bu çizginin altında meydana gelir.Bu çizginin üzerinde metan hidrat oluşmayacak. Kırmızı çizgi bir jeoterm izler (belirli bir yerde derinlikli sıcaklık değişimi). Derinlik arttıkça, jeotermanın hidratı gaz geçiş hattına nasıl geçtiğini not edin. Bu, çökeltilerdeki gaz hidratının genellikle serbest gazın üzerine geldiği anlamına gelir. NOAA'dan sonra değiştirilmiş grafik.
Metan Hidrat Nedir?
Metan hidrat, birbirine kenetlenen su molekülleri kafesiyle çevrili bir metan molekülünden oluşan kristalimsi bir katıdır (bu sayfanın üstündeki resme bakınız). Metan hidrat, yalnızca sıcaklık ve basınç koşullarının oluşumu için uygun olduğu yeraltı tortularında doğal olarak oluşan bir "buz" dur. Bu koşullar bu sayfadaki faz diyagramında gösterilmiştir.
Buz bu sıcaklık / basınç ortamından uzaklaştırılırsa dengesiz hale gelir. Bu nedenle metan hidrat yataklarını incelemek zordur. Diğer yeraltı malzemeleri gibi çalışma için delinemez ve delinemezler, çünkü yüzeye çıkarıldıklarında, basınç düşer ve sıcaklık artar. Bu, buzun erimesine ve metanın kaçmasına neden olur.
Metan hidrat için yaygın olarak başka birkaç isim kullanılır. Bunlar: metan klatrat, hidrometan, metan buzu, ateş buzu, doğal gaz hidrat ve gaz hidratı içerir. Çoğu metan hidrat tortusu, az miktarda başka hidrokarbon hidratları da içerir. Bunlar propan hidrat ve etan hidratı içerir.
Metan hidrat haritası: Bu harita USGS'nin doğal gaz hidrat oluşumu veri tabanındaki global envanterindeki yerlerin genelleştirilmiş bir sürümüdür.
Gaz hidrat haritası: En yaygın olarak incelenen gaz hidrat yataklarından biri, Kuzey Carolina ve Güney Carolina açıklarında Blake Ridge'dir. Bu birikintiden metan üretmenin zorlukları, yüksek kil içeriği ve düşük metan konsantrasyonudur. Bu harita, kıta marjı yataklarının potansiyel doğal gaz piyasalarına olan yakınlığına bir örnektir. NOAA tarafından görüntü.
USGS Gazlı Hidratlar Laboratuvarı: Bu video sizi araştırmacıların kutupsal ve kıtasal sınır bölgelerinden toplanan gaz hidrat örnekleri üzerinde deneyler yaptıkları USGS Gaz Hidratları Laboratuvarı'nı ziyarete götürür. Ayrıca sentetik gaz hidratları oluşturur ve kimyasal ve fiziksel özelliklerini belirlemek için deneyler yaparlar.
Metan Hidrat Yatakları Nerede?
Dört Dünya ortamı, metan hidratın oluşumu ve kararlılığı için uygun sıcaklık ve basınç koşullarına sahiptir. Bunlar: 1) Kuzey Kutbu permafrost altındaki tortu ve tortul kaya birimleri; 2) kıta kenarları boyunca tortul birikintiler; 3) iç göl ve denizlerin derin su çökeltileri; ve, 4) Antarktika buzunun altında. . Antarktika birikintileri hariç, metan hidrat birikintileri, Dünya yüzeyinin altında çok derin değildir. Çoğu durumda metan hidrat, tortu yüzeyinin birkaç yüz metre içindedir.
Metan hidrat depozito modelleri: Kıtasal sınırlarda ve permafrost altında metan hidrat birikintileri için depozito modelleri.
Bu ortamlarda metan hidrat, sedimentte tabakalar, nodüller ve tanecikler arası çimentolar halinde oluşur. Tortular çoğu zaman o kadar yoğun ve yanal olarak ısrarcıdır ki, aşağıdan yukarıya doğru hareket eden doğal gazı yakalayan geçirimsiz bir tabaka oluşturur.
2008 yılında, Amerika Birleşik Devletleri Jeoloji Araştırması, Alaska Kuzey Yamaç bölgesi için keşfedilmemiş toplam gaz hidrat kaynağını tahmin etti. Toplam keşfedilmemiş doğal gaz kaynağının gaz hidrat formunda 25.2 ile 157.8 trilyon fit küp arasında değiştiğini tahmin ediyorlar. Gaz hidrat birikimlerinden çok az sayıda kuyu delindiğinden, tahminlerin çok yüksek bir belirsizlik düzeyi vardır.
USGS Gazlı Hidratlar Laboratuvarı: Bu video sizi araştırmacıların kutupsal ve kıtasal sınır bölgelerinden toplanan gaz hidrat örnekleri üzerinde deneyler yaptıkları USGS Gaz Hidratları Laboratuvarı'nı ziyarete götürür. Ayrıca sentetik gaz hidratları oluşturur ve kimyasal ve fiziksel özelliklerini belirlemek için deneyler yaparlar.
Gaz hidrat kuyusu: Ignik Sikumi # 1 gazı Alaska Kuzey Yamacında iyi hidratlanır. Bir USGS gaz hidrat kaynağı değerlendirmesi, Kuzey Yamaç'ın permafrostun altında hapsolmuş kapsamlı bir gaz hidrat kaynağına sahip olduğunu belirledi. Enerji Bakanlığı fotoğrafı.
Ignik Sikumi: Bu video, sizi permafrostun altındaki doğal gazlardan elde edilen doğal gaz üreten Alaskas North Slope'da bir kuyuya Ignik Sikumi gaz hidrat saha denemesini ziyarete götürüyor. Burada yapılan başarı, gaz hidratı eritmeden metanı karbondioksit ile değiştirerek serbest bırakmaktı.
Metan Hidrat Günümüzde Nerede Üretilir?
Bugüne kadar gaz hidrat yataklarından büyük ölçekli ticari metan üretimi yapılmamıştır. Üretimin tamamı küçük ölçekli veya deneysel olmuştur.
2012'nin başlarında, ABD ile Japonya arasındaki ortak bir proje metan hidrat birikimine karbondioksit enjekte edilerek sabit bir metan akışı üretti. Karbondioksit metanı hidrat yapısında değiştirdi ve metanı yüzeye akması için serbest bıraktı. Bu test önemliydi çünkü erime gazı hidratı ile bağlantılı dengesizlikler olmadan metan üretimine izin verdi.
İlk gelişme için seçilecek en muhtemel metan hidrat tortuları aşağıdaki özelliklere sahip olacaktır: 1) yüksek hidrat konsantrasyonları; 2) geçirgenliği yüksek rezervuar kayalar; ve 3) mevcut bir altyapının bulunduğu yerler. Bu özellikleri karşılayan mevduatlar muhtemelen Alaska Kuzey Yamacında veya kuzey Rusya'da bulunacaktır.
Ignik Sikumi: Bu video, sizi permafrostun altındaki doğal gazlardan elde edilen doğal gaz üreten Alaskas North Slope'da bir kuyuya Ignik Sikumi gaz hidrat saha denemesini ziyarete götürüyor. Burada yapılan başarı, gaz hidratı eritmeden metanı karbondioksit ile değiştirerek serbest bırakmaktı.
Gaz hidrat erime: Yağ kuyuları hidrat içeren çökeltilerden delindiğinde, donmuş hidrat bölgesi boyunca hareket eden yağın ılık sıcaklığı erimeye neden olabilir. Bu iyi başarısızlıkla sonuçlanabilir. Donmuş hidrat fosillerinin üstünden geçen ılık borular da tehlikelidir. USGS görüntüsü.
Metan Hidrat Tehlikeleri
Metan hidratlar hassas çökeltilerdir. Sıcaklıktaki bir artış veya basınçtaki bir düşüş ile hızla ayrışabilirler. Bu ayrışma, serbest metan ve su üretir. Katı bir tortunun sıvılara ve gazlara dönüştürülmesi, destek ve kayma dayanımı kaybı yaratacaktır. Bunlar, denizaltıların çökmesine, toprak kaymalarına veya üretim ekipmanlarına ve boru hatlarına zarar verebilecek çökmeye neden olabilir.
Metan güçlü bir sera gazıdır. Sıcak Arktik sıcaklıkları, permafrostun altındaki gaz hidratlarının kademeli olarak erimesine neden olabilir. Isınma okyanusları, tortu-su arayüzünün yakınında gaz hidratlarının kademeli olarak erimesine neden olabilir. Her ne kadar birçok haber, bunu potansiyel bir felaket olarak sunsa da, USGS araştırması gaz hidratlarının şu anda toplam atmosfer metanına katkıda bulunduğunu ve kararsız hidrat tortularının felaket bir erimesinin atmosfere büyük miktarda metan göndermesinin olası olmadığını belirlemiştir.
Muazzam Potansiyel
Her ne kadar metan hidrat birikimleri zorlu ortamlarda bulunsa ve çok sayıda teknik zorluk ortaya koysa da, geniş çapta dağılmış ve dünyadaki en büyük hidrokarbon kaynağıdır. Bunları basınç düşürme, iyon değişimi ve benzersiz kimyasal ve fiziksel özelliklerinden yararlanan diğer işlemler kullanarak üretmek için çeşitli teknolojiler geliştirilebilir. Amerika Birleşik Devletleri, Kanada, Japonya ve Hindistan’ın hepsinde, gaz hidratları üretmek için uygun teknolojileri keşfetmeye çalışan güçlü araştırma programları var. Metan hidrat gelecekteki enerji karışımımızda muhtemelen önemli bir rol oynayacaktır.