Gaz Hidrat: Algılama ve Geri Kazanma Yöntemleri

Bu makaleyi okuduktan sonra öğreneceksiniz: - 1. Gaz Hidratının Anlamı 2. Gaz Hidratının Tespiti 3. Geri Kazanma Yöntemleri.

Gaz Hidratın Anlamı:

Gaz kantratları olarak da adlandırılan gaz hidratları, katı bir kafes kafesi oluşturan su moleküllerinden oluşan doğal olarak oluşan katı maddelerdir. Her kafes, esas olarak metan içeren bir doğal gaz molekülü içerir (Şekil 3.18). Gaz hidratlar esasen, normal buzun altıgen sisteminden ziyade izometrik kristalografik sistemde suyun kristalize olduğu doğal gazın su kantratlarıdır.

Metan hidratta depolanabilen maksimum metan miktarı, klatrat veya kafes yapı geometrisi ile sabitlenir. Teoride, bir metreküp (1m3) metan hidrat, STP'de 164m3'e kadar metan içerebilir. Böylece, sığ rezervuarlardaki gaz hidratları (deniz tabanının <1000 m altında) aynı hacimdeki serbest gaza kıyasla birim hacim başına daha fazla metan içerebilir.

Doğal olarak gaz hidratların oluşumu, sıcaklık ve basınç koşulları, hidrat oyuklarının çoğunu stabilize etmek için yeterli gaz moleküllerinin mevcudiyeti ve oyuk oluşturmak için yeterli su molekülleriyle kontrol edilir.

Hidrat oluşumu için metan kaynakları normalde biyojeniktir, bununla birlikte daha büyük derinliklerde (yüksek sıcaklıkta) üretilen termo genik metan da faylar / kırıklar arasında yukarı doğru göç ederek katkıda bulunabilir.

Şekil 3.18, dünyada hidrat oluşumunun üç farklı modelini göstermektedir. Şekil 3.18 (a), gaz hidrat tabakasını, aşağıda serbest metan hapsolmuş kresin önleyici yapıyı oluşturduğunu göstermektedir. Şekil 3.19 (b), metan taşıyıcı tabakaları dip dip kısımlarında kaplayan gaz hidrat tabakasını göstermektedir ve Şekil 3.18 (c), değişen jeotermal gradyanlara cevaben yukarı doğru göç eden gaz hidrat tabakasının tabanını göstermektedir. Tuz kubbenin yerinden çıkması sonucu bir tuzak. Organik maddelerin metan içine biyojenik dönüşümü düşük sıcaklıkta gerçekleşir ve genellikle yüksek hacimli elastik / organik akı ile arttırılır.

Metan oluşumunun genel reaksiyonu şu şekilde temsil edilebilir:

(CH20) ₁₀₆ (NH3) ₁₆ (H3P04) → C02 + CH4 + NH3 + H3P04

Jeotermal bilgi ile birleştiğinde faz sınır bilgisi, metan hidratların üst derinlik sınırının, yüzey sıcaklıklarının 0 ° C'nin altında olduğu kıta kutup bölgelerinde yaklaşık 150 m olduğunu göstermektedir. Tropikal bölgenin okyanus sedimanlarında, deniz suyunun sıcaklığının yeterince düşük olduğu yaklaşık 600 m su derinliğinin ötesinde gaz hidrat oluşabilir.

Sedimentteki gaz hidrat oluşumunun alt limiti jeotermal gradyan ile belirlenir, maksimum alt limit deniz yatağının yaklaşık 1000 m altındadır (Şekil 3.19). Böylece, gaz hidratların oluşumu sığ jeosfer ile sınırlıdır.

Gaz hidratları dünya çapında cereyan etmektedir, ancak basınç, sıcaklık ve gaz hacmi gereklilikleri nedeniyle kutup ve derin okyanus gibi iki bölgeyle sınırlıdırlar. Kutup bölgelerinde, gaz hidratlar genellikle hem kıta sedimentinde kıyıda hem de kıta raflarının tortulunda deniz kıyısında permafrost ile ilişkilidir.

Batı Sibirya permafrostundaki Messoyakaha alanı, son yirmi yıldır gaz hidrattan gaz üretimi için yaşayan bir örnektir. Derin okyanus bölgelerinde, gaz hidratları, eğim sedimanlarındaki dış kıta kenarlarında bulunur ve soğuk alt suyun bulunduğu yerlerde yükselir.

Kuzey Amerika kıtasından Kuzey Amerika marjına ve ABD Güney Doğu kıyıları ve Avrupa kıta marjları dışındaki Alaska Körfezi ve Kuzey Atlantik kıtasındaki yamaçlarda doğal gaz hidratları belirlenmiştir. Hindistan bağlamında, gaz hidratlar, doğu kıyısında, batı kıyısında ve Andaman açıklarında derin sularında tespit edilmiştir.

Gaz Hidratın Tespiti :

Gaz hidratların çoğu okyanus oluşumları, esas olarak belirgin Alt Simülasyon Reflektörlerinin (BSR) deniz sismik yansıma profilleri üzerindeki görünümlere dayanılarak çıkarılmaktadır. Bu yansıma, gaz hidrat stabilite bölgesinin temeli olarak faz diyagramından öngörülen derinlik ile çakışabilir.

Sismik verilere ek olarak, tel hat kuyu kütüklerinden gelen jeofiziksel bilgiler, gaz hidrat aralıklarının tespitinde ve değerlendirilmesinde değerli olabilir.

Gaz hidrat çalışmaları için kuyu günlükleri kumpas, gama ışını, spontan potansiyel, direnç ve sonik hızı içerir. Kuyu kütükleri gaz kalitesini tahmin etmek için bir temel sağlar ve sismik verilerle birlikte gelecekteki gaz hidrat kaynak değerlendirmesinin anahtarını tutar.

Dünyadaki gaz hidrat rezervleri, 16.000 Trilyon Metreküp (TCM) ile 20.000 TCM arasında değişmektedir. Ham bir tahmin, yeryüzündeki tüm fosil yakıtlardaki toplam organik karbonun iki katı olan gaz hidratta depolanan yaklaşık 10.000 Gt karbon olduğunu göstermektedir. Hindistan sahil şeridi için kızılötesi gaz hidrat kaynağının EEZ'ye kadar 200 TCM düzeyinde olduğu tahmin edilmektedir.

Şimdiye kadar, dünyadaki bölgelerden toplanan farklı çekirdeklerden gözlemlenen dört tür hidrat vardır. Bu ince yayılmış, nodüler, katmanlı tip ve büyük tip gibi sınıfları içerir. Bu çekirdeklerin çoğu Derin Deniz Sondaj Programı (DSDP) ve Okyanus Sondaj Programı (ODP) altında toplanıyordu (Şekil 3.21).

Gaz Hidratın Geri Kazanım Yöntemleri :

Metan gaz hidratlardan geri kazanıldığı düşünülen üç ana yöntem vardır ve bunlar:

(i) Termal stimülasyon,

(ii) Basınçsızlaştırma ve

(iii) İnhibitör enjeksiyonu.

(1) Termal stimülasyonda, gaz hidrat taşıyan tabakalar, gaz hidratın ayrışmasına neden olacak kadar yerel sıcaklığı arttırmak için ısıtılır.

(2) Basınçsızlaştırmada, hidrat ayrışmasına neden olmak için pompalama yoluyla gaz hidrat katmanı üzerindeki basınç düşürülür; basınçsızlaştırma işlemi için ısı, doğal jeotermal ısı ile sağlanmaktadır.

(3) Gaz hidratın ayrışmasına neden olan metanol, glikol gibi inhibitörlerin enjeksiyonu. Bu inhibitörler basınç sıcaklık dengesinde bir kaymaya neden olur, böylece gaz hidratlar yerinde basınç-sıcaklık koşullarında artık stabil olmaz.

Deniz tortullarında hidrattan gaz geri kazanımı için kavramsal modeller vardır. Permafrosttaki hidrat basınçsızlaştırma çalışması hem modelde hem de sahada detaylı olarak yapılmıştır. Basınçsız hale getirmenin permafrosttaki hidratın geri kazanımı için teknik olarak en uygun yöntem olduğu konusunda genel bir fikir birliği vardır.