В данном исследовании ученые изучили воздействие размера частиц кварцевого песка и водонасыщенности на процесс образования и разложения гидратов метана и метан-пропановой смеси.

Газовые гидраты – относительно новый и потенциально обширный источник природного газа. В природе газогидраты встречаются либо в зонах вечной мерзлоты, либо на морском шельфе, что изначально создает трудные условия для их разработки.

В то же время существует перспектива хранения и транспортировки природного газа в гидратной форме. Существенным недостатком, препятствующим крупномасштабному промышленному применению гидратов, является низкая скорость их образования. Решить эту проблему можно несколькими способами, в том числе за счет использования пористых материалов, сообщают ученые приоритетного направления «Эконефть». Предположение имеет вполне логичное обоснование: наличие пористой среды улучшает условия теплопередачи за счет увеличения коэффициента теплопроводности. Кроме того, увеличение площади поверхности увеличивает скорость зародышеобразования. Наиболее распространенной средой, используемой для этой цели, признан кварцевый песок. Подробности работы были опубликованы в Energies.

«Знать, как протекает гидратообразование в пористой среде, важно для потенциальной добычи природного газа из гидратов в районах вечной мерзлоты и на морском шельфе, а также для борьбы с гидратообразованием при разработке нефтяных и газовых месторождений и разработке технологий хранения, транспортировки природного газа», – пояснила лаборант-исследователь НИЛ «Реологические и термохимические исследования» Юлия Зарипова.

Научная работа показала, что скорость образования гидратов в кварцевом песке была намного выше, чем в водной среде. Кроме того, в экспериментах с пористой средой была обнаружена более высокая конверсия воды в гидрат. Другой важной характеристикой для образования гидратов в пористых отложениях является водонасыщенность. Было показано, что уменьшение водонасыщенности приводит к повышению конверсии воды в гидрат. Таким образом, подобные системы могут быть перспективными для разработки гидратных технологий утилизации газа.

«Мы показали, что конверсия воды в гидрат растет с уменьшением водонасыщенности и размера частиц песка, а также не зависит от состава газа. Сейчас мы добавили в систему с пористой средой синтезированный нами промотер – сульфированное касторовое масло. Мы исследуем синергетический эффект кварцевого песка и промотера в сравнении с наиболее распространенным промотером – додецилсульфатом натрия», –дополнила исследователь.

Таким образом, исследования ученых приоритетного направления «Эконефть» показали, что и размер частиц, и водонасыщенность пористой среды являются важными факторами, влияющими на образование гидратов. Полученные результаты дают начало новому этапу в масштабном изучении пористых сред для потенциального хранения и транспортировки природного газа.