Ученые Пермского Политеха и Китайского нефтяного университета выяснили, как образуются и распространяются трещины в залежах газовых гидратов при гидроразрыве. Результаты экспериментов помогут точнее прогнозировать разрушение таких пород и разрабатывать технологии добычи метана из «горючего льда». Об этом «Газете.Ru» рассказали в ПНИПУ.
Газовые гидраты — это соединения воды и метана, внешне напоминающие лед. Они залегают под землей при высоком давлении и низкой температуре. По оценкам исследователей, запасы метана в таких залежах огромны, однако добывать его сложно: при изменении температуры и давления гидраты разлагаются, из-за чего порода теряет прочность. Это повышает риск обрушения скважин и утечек газа.
Чтобы изучить поведение таких пластов, исследователи изготовили восемь образцов из кварцевого песка и газового гидрата. В четырех содержание гидрата составляло около 80%, в остальных — около 40%. Образцы сжимали, имитируя давление горных пород, а затем закачивали в них воду под высоким давлением, вызывая образование трещин. Их распространение отслеживали с помощью звуковых датчиков, фиксировавших микроскопические сигналы при разрушении материала.
Оказалось, что образцы с большим содержанием гидрата разрушались легче и быстрее. Кроме того, форма трещин зависела от давления, действующего на породу: в одних условиях возникали прямые разломы, в других — извилистые, с многочисленными ответвлениями. Последние охватывают большую площадь пласта и могут облегчить выход газа.
Результаты также показали: разлагающийся гидрат не просто теряет прочность вместе с породой, но и сам влияет на ее разрушение. Изменение его механических свойств и возникающее внутреннее давление способствуют образованию трещин.
По словам авторов, эти данные помогут точнее рассчитывать параметры гидроразрыва и прогнозировать поведение залежей. Однако пока речь идет о лабораторных экспериментах: для создания безопасной промышленной технологии добычи метана из газовых гидратов потребуются дальнейшие исследования.
Ранее в России создали «умный» гель, который латает скважину прямо во время бурения.