В.П. Коболев, ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИЙ ЛАБОРАТОРНИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ВИВЧЕННЯ ФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ШТУЧНО СФОРМОВАНИХ ГАЗОГІДРАТОВМІСНИХ ОСАДІВ

https://doi.org/10.15407/gpimo2021.03.022

В.П. Коболев, член-кор. НАН України, д-р геол. наук, проф., гол. наук. співроб.
E-mail: kobol@igph.kiev.ua
ORCID 0000-0001-5625-5473

С.Ф. Михайлюк, наук. співроб.
Е-mail: slawa52@ukr.net
ORCID 0000-0001-9534-6183

А.М. Сафронов, асп.
Е-mail: sseveneleven561@gmail.com
ORCID 0000-0001-7242-2534

Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України
03142, Київ, пр. Палладіна, 32

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИЙ ЛАБОРАТОРНИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ВИВЧЕННЯ ФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ШТУЧНО СФОРМОВАНИХ ГАЗОГІДРАТОВМІСНИХ ОСАДІВ

Фізичні властивості газогідрат-вміщуючих осадів (ГВО), являють собою надзвичайно важливу інформацію для розробки методів їх пошуку та розвідки. Наявність газогідратів в морських донних відкладах значно змінює їх фізичні властивості, за рахунок чого вони можуть бути виявлені за допомогою морських дистанційних геофізичних спостережень. Фізичні властивості ГВО дуже важливі для виявлення присутності цих сполук, оцінки кількості захоплених газових гідратів осадами, а також розробки методів використання цього ресурсу. Наразі дослідження фізичних властивостей стосувались в основному штучних газогідратів у процесі формування та розпаду при різноманітних термодинамічних умовах в їх чистому вигляді. Тому дуже мало відомо про фізичні властивості саме ГВО, що робить їх виявлення за допомогою дистанційних геофізичних досліджень надто складним. Розробка та створення експериментального лабораторного модульного комплексу для формування штучних газогідратів метану у різноманітних літолого-гранулометричних матрицях (пісковики, аргіліти, алевроліти тощо) та вимірювання їх фізичних властивостей в термодинамічних умовах донних відкладів Чорного моря, дозволить підвищити ефективність геофізичних методів їх пошуку, розвідки та оптимізувати технологію розробки родовищ метаногідратів. В експериментальних умовах поряд з тепло-електропровідністю та швидкостями поздовжніх і поперечних хвиль штучних ГВО будуть вимірюватися параметри пружної деформації, міцності, характеристики розпаду, що дозволить виконати теоретичний аналіз для побудови моделей, заснованих на різних гіпотезах їх генезису.

В Інституті геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України створено макет установки для утворення та вивчення фізичних властивостей ГВО. Розробка базується на сучасному технологічному рівні досліджень в області термобаричного петрофізичного експериментального моделювання геологічних середовищ, а також на використанні сучасного програмно-апаратного забезпечення лабораторних досліджень з метою отримання фізичних властивостей донних відкладів різноманітного літолого-гранулометричного складу.

Ключові слова: газові гідрати, морські відклади, метан, моделювання, фізичні властивості.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

  1. Гинсбург Г.Д., Соловьев В.А. Субмаринные газовые гидраты. СПб.: ВНИИОкеангеология, 1994, 192 с.
  2. Дучков А.Д., Истомин В.Е., Соколова Л.С. Геотермический метод обнаружения газовых гидратов в донных осадках акваторий. Геология и геофизика, 2012. 53, №7. С. 922—931.
  3. Корчин В.А., Буртный П.А., Коболев В.П. Петрофизическое глубинное моделирование Украинского щита. Киев: Наук. думка, 2013. 312 с.
  4. Кузнецов Ф.А., Истомин В.А., Родионова Т.В. Газовые гидраты: исторический экскурс, современное состояние, перспективы исследований. Российский химический журнал. 2003. 47, № 3. С. 3—18.
  5. Макогон Ю.Ф. Природные газогидраты: открытие и перспективы. Газовая промышленность. 2001. № 5. С. 10—16.
  6. Шнюков Е.Ф., Коболев В.П., Гошовский С.В. Дорожная карта освоения Черноморских газогидратов метана в Украине. Геол. и полезн. ископ. Мирового океана. 2018. № 3. С. 5—21.
  7. Berge L.I., Jacobsen K.A., Solstad A. Measured acoustic wave velocities of R11 (CCl3F) hydrate samples with and without sand as a function of hydrate concentration. J. Geophys. Res. 1999. № 104. 15. P. 415—424. https://doi.org/10.1029/1999JB900098.
  8. Blackwell J.H. A transient-flow method for determination of thermal constants of insulating materials in bulk. J. app. Phys. 1954. 25(2). P. 137—144.
  9. Du Frane W.L., Stern L.A., Weitemeyer K.A., Constable S., Pinkston J.C., Roberts J.J. Electrical properties of polycrystalline methane hydrate. Geophys. Res. Lett. 2011. № 38. L09313. https:// doi.org/10.1029/2011GL047243
  10. Dvorkin J., Prasad M., Sakai A., Lavoie D. Elasticity of marine sediments: Rock physics modeling. Geophys. Res. Lett. 1999. № 26. pp. 1781—1784. https://doi.org/10.1029/1999GL900332,
  11. Guerin G., Goldberg D. Sonic waveform attenuation in gas hydrate-bearing sediments from the Mallik 2L—38 research well, Mackenzie Delta, Canada. J. Geophys. Res. 2002. 107 (B5). P. 17781—17795.
  12. Hammerschmidt U. Simultaneous Measurement of Thermal Conductivity, Thermal Diffusivity, and Volumetric Specific Heat. Thermal Conductivity. 2005. 27. P. 313—327.
  13. Hardage B.A., Sava D., Backus M.M., Remington R., Graves R., Graebner R., Roberts H.H. Evaluation of deepwater gas hydrate systems. Leading Edge. 2006. 25. P. 572—576. https://doi.org/10.1190/1.2202661.
  14. Helgerud M.B., Dvorkin J., Nur A., Sakai A., Collett T. Elastic-wave velocity in marine sediments with gas hydrates: Effective medium modeling. Geophys. Res. Lett. 1999. 26. P. 2021—2024. https://doi.org/10.1029/1999GL900421.
  15. Holbrook W.S., Hoskins H., Wood W.T., Stephen R.A., Lizarralde D. Methane hydrate and free gas on the Blake Ridge from Vertical Seismic Profiling. Science. 1996. 273. P. 1840—1843.
  16. Kittel C., Kroemer H. Thermal Physics. W.H. Freeman& Co., New York. 1980. 473 p.
  17. Tinivella U., Carcione J.M. Estimation of gas-hydrate concentration and free-gas saturation from log and seismic data. Lead. Edge. 2001. № 20 (2). P. 200—203.
  18. Waite W.F., Gilbert L.Y., Winters W.J., Mason D.H. Estimating thermal diffusivity and specific heat from needle probe thermal conductivity data. Review of Scientific Instruments. 2006. 77, 044904. https://doi.org/10.1063/1.2194481
  19. Zillmer M. A method for determining gashydrate and freegas saturation of porous media from seismic measurements. Geophysics. 2006. № 71. N21—N32. https://doi.org/10.1190/1.2192910

PDF

Ukrainian