Иллюстрация: pronedra.ru
Освоение тяжелых месторождений «кислого» газа в Арктическом регионе вышло на новый уровень благодаря научному прорыву российских исследователей. Пермский Политех (ПНИПУ) совместно с зарубежными коллегами разработал инновационные химические ингибиторы, которые впервые позволили серьезно повысить надежность защиты газопроводов от образования гидратных пробок. Их появление – проблема, затрудняющая добычу и транспортировку «кислого» газа в экстремальных арктических условиях. Ученые уверены, что их технология может изменить правила игры в энергетике и укрепить энергетическую безопасность России, сообщает u-f.ru.
- Проблемы в добыче «кислого» газа
- Решение для добычи «кислого» газа от ПНИПУ
- Новые перспективы добычи газа в Арктике
(function() {
var sc = document.createElement(«script»); sc.type = «text/javascript»; sc.async = true;
sc.src = «//smi2.ru/data/js/101142.js»; sc.charset = «utf-8»;
var s = document.getElementsByTagName(«script»)[0]; s.parentNode.insertBefore(sc, s);
}());
«Кислый» газ характеризуется высоким содержанием сероводорода. Он представляет собой сложный для переработки и транспортировки ресурс. При этом его запасы огромны: до трети от мировых резервов сосредоточены в различных регионах мира, и более 80 % из них находятся на территории России, преимущественно в Арктике.
Проблемы в добыче «кислого» газа
Газовые гидраты — твердые кристаллы, напоминающие лед, образующиеся при низких температурах и высоком давлении, представляют серьезную угрозу для нормальной работы трубопроводов. Подобные ледяные пробки способны формироваться за считанные часы, полностью блокируя транспорт углеводородов, что делает эксплуатацию арктических месторождений крайне затратной и рискованной без эффективной защиты от гидратообразования.
Читайте по теме: запускают на свои заморские территории – Франция разрешила добычу нефти и газа
Традиционно для предотвращения образования гидратов применяют ингибиторы на основе поливинилкапролактама (PVCap). Они способны замедлять рост кристаллов, но эффективность существенно снижается в агрессивной среде «кислого» газа. Кроме того, при использовании стандартных реагентов возникают проблемы с пенообразованием и эксплуатационными характеристиками оборудования.
Решение для добычи «кислого» газа от ПНИПУ
Новые реагенты, получившие обозначения PQ-7 и PQ-10, разработаны на основе поликватерниумов — полимеров с высокой аффинностью к водной среде и поверхностям. Они ранее широко применялись в других отраслях, например в косметической промышленности, но впервые внедренных в нефтегазовом секторе.
PQ-7 представляет собой полимер на основе полиакриламида с функциональными группами, которые активно адсорбируются на поверхности растущих кристаллов гидратов, буквально «цепляя» их и препятствуя дальнейшему объединению. PQ-10 основан на модифицированной целлюлозе с крупной молекулярной структурой, создающей физический барьер, затрудняющий взаимодействие молекул воды и газа при зарождении гидратов.
Лабораторные испытания подтвердили высокую эффективность новых ингибиторов в условиях, имитирующих реальные арктические газопроводы с давлением выше 100 атмосфер и температурой около +1 °C. Без использования ингибиторов гидраты формировались примерно через 4 часа. Применение стандартного PVCap продлевало этот период до 12 часов, но при добавлении PQ-7 образование пробок не наблюдалось более чем в течение 24 часов даже при концентрации всего 0,1 %, что примерно в пять раз меньше, чем требуется для традиционных реагентов. Помимо этого, PQ-7 сохранял работоспособность при понижении температуры до почти +2 °C, тогда как PVCap терял эффективность уже при +7 °C, и при этом значительно снижал образование пены в системе.
Новые перспективы добычи газа в Арктике
Компьютерное моделирование дополнительно подтвердило экспериментальные наблюдения: молекулы новых ингибиторов прочно связываются с мелкими зародышами гидратов, нарушая кристаллическую решетку и препятствуя их дальнейшему росту. Это открывает уникальные возможности для контроля процесса гидратообразования на молекулярном уровне.
Эксперты отрасли отмечают, что такие методы могут существенно изменить экономику освоения арктических месторождений. В условиях глобального энергетического перехода и растущего спроса на энергоносители «кислый» газ может стать одним из ключевых источников топлива, особенно для регионов с развитой промышленной инфраструктурой, способной перерабатывать сероводородосодержащие газы. Повышение надежности транспортировки и уменьшение риска технологических аварий способны привлечь дополнительную инвестиционную активность и ускорить разработку сложных арктических проектов.
В то же время международная практика показывает, что проблема гидратообразования остается одной из ключевых технологических барьеров в освоении не только «кислого» газа, но и метановых газов в приповерхностных водах и вечномерзлых толщах. Российские разработки сочетают в себе фундаментальные исследования свойств воды, газа и полимеров с практическими инженерными задачами, что делает их конкурентоспособными на мировом уровне.
Ранее на сайте pronedra.ru писали, что нужно для развития добычи нефти и газа в Арктике – оценки эксперта Шмаля