Способ добычи пресной воды из подводных газогидратов

Изобретение относится к области добычи пресной воды. Способ добычи пресной воды в зонах океанов и морей, прилегающих к континентальным регионам и островам с дефицитом пресной воды включает термическое разложение подводных газогидратов углекислоты, или сероводорода, или углеводородов, выделяющихся из земных недр непосредственным воздействием на их кровлю естественной приповерхностной более теплой, чем придонная, морской водой путем нагнетания ее через опускаемую с борта плавсредства до дна трубу. При этом пресная вода, менее плотная, чем соленая морская вода, всплывает вверх и накапливается внутри установленного на морском дне и имеющего выпускной газовый клапан выпуклого уловителя, а морскую воду вытесняют из уловителя пресной водой через перфорацию в нижней части стенки уловителя. Далее отсасывают пресную воду из уловителя на борт плавсредства через подсоединенный к уловителю шланг. Технический результат заключается в повышении безопасности и эффективности способа. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Способ добычи пресной воды из подводных газогидратов углекислоты, сероводорода, углеводородов (метана и его гомологов) относится к области извлечения полезного продукта из пластов, находящихся на дне морей и океанов.

Известен способ добычи полезных ископаемых путем воздействия на продуктивный пласт (залежь) газом или жидкостью (Патент РФ №2041343, кл. Е21В 43/28, 1995).

Наиболее близкими к заявленному способу является способ добычи жидких или газообразных полезных ископаемых, при котором в эксплуатационную скважину опускают две колонны труб, по одной из которой закачивают водный раствор, воздействующий на пласт, а по другой - откачивают получаемый полезный продукт (Патент РФ №2066747, кл. Е21В 43/28, 1996), а также способ разработки месторождений углеводородов в зоне многолетней мерзлоты путем закачки через скважину под подземный пласт газогидратов технически нагреваемой горячей воды, разлагающей газогидраты, и откачки газообразных углеводородов из образующейся под гидратами естественной ловушки без использования выделяющейся при этом воды (Патент 2211319 от 21.03.2002, БИ 24 от 27.08.2002 / Басниев К.С., Кульчицкий В.В.).

Предлагаемый способ добычи пресной воды заключается в ее получении при термическом принудительном разложении подводных газогидратов на составные части - газ и пресную воду.

Новым в этом способе является то, что через трубу, опускаемую с судна до верхней поверхности (кровли) пласта газогидратов, нагнетают природную поверхностную морскую воду, более теплую, чем придонная (без дополнительного подогрева), а образуемую при этом от разложения газогидрата пресную воду откачивают через шланг на борт судна из искусственного уловителя (полусферической, колоколообразной или пирамидальнообразной формы), устанавливаемого на морском дне над залежью газогидратов.

На чертеже показана схема реализации этого способа. На нем изображена труба 1, опускаемая с судна до дна, и шланг 2, подсоединенный к уловителю 3.

Новый способ реализуется следующим образом. С судна или плавучей платформы по трубе 1 подается забортная поверхностная морская вода к кровле пласта газогидрата на дне океана или моря. Под воздействием повышенной температуры газогидрат разлагается на газы и пресную воду. Более легкая, чем морская соленая, образующаяся пресная вода накапливается в уловителе 3 под газом и вытесняет соленую воду через перфорацию вдоль нижней кромки уловителя. Из уловителя пресная вода отсасывается через шланг 2 на борт судна. Неутилизируемые газы (СО₂ и H₂S) выпускаются через клапан в уловителе 3, а газообразные углеводороды (метан и др.) могут откачиваться в емкости на судне или по временному трубопроводу перекачиваться на берег.

Техническим результатом нового способа является то, что в нем реализована возможность получения пресной воды из практически неограниченных местных природных ресурсов газогидратов, в первую очередь - гидратов углекислоты (СО₂), широко распространенных на дне океанов и морей, без использования дорогостоящих процессов опреснения соленой морской воды и ее очистки, без предварительного искусственного нагрева подаваемых на пласт гидратов воды или специального реагента и без технически сложного в морских условиях подводного бурения сквозь пласт газогидратов.

При этом пресная вода извлекается не из фиксированной на одном месте ловушки, образующейся в подошве пласта газогидратов (как это было бы при добыче воды через скважину из-под пласта гидратов по методу Басниева К.С.), а из мобильного искусственного уловителя, перемещаемого в любом направлении по мере полного разложения пласта газогидратов на всю его толщину, т.е. при сканировании поверхности морского дна в пределах контура предварительно выявленной, оцененной и откартированной залежи газогидратов.

Попутная добыча горючих углеводородных газов - газообразного метана или его гомологов - в случае разложения именно углеводородных газогидратов весьма существенно повышает рентабельность добычи пресной воды.

Добыча пресных вод по предлагаемому новому способу наиболее эффективна в прибрежных зонах субтропических ареалов Мирового океана и внутренних морей, прилегающих к пустынным и полупустынным регионам континентов и островов с острейшим дефицитом пресной воды, где к тому же наблюдается наибольший температурный контраст между поверхностными и придонными морскими водами и где имеются широкие возможности попутной добычи углеводородов. Такими объектами в России и странах СНГ, в первую очередь являются Каспийское и Черное моря, а в масштабах всей планеты - все страны Ближнего Востока, Севера и Юго-Запада Африки, Юга Европы и Запад Австралии.

1. Способ добычи пресной воды в зонах океанов и морей, прилегающих к континентальным регионам и островам с дефицитом пресной воды, включающий термическое разложение подводных газогидратов углекислоты, или сероводорода, или углеводородов, выделяющихся из земных недр непосредственным воздействием на их кровлю естественной приповерхностной более теплой, чем придонная, морской водой путем нагнетания ее через опускаемую с борта плавсредства до дна трубу, при этом пресная вода, менее плотная, чем соленая морская вода, всплывает вверх и накапливается внутри установленного на морском дне и имеющего выпускной газовый клапан выпуклого уловителя, а морскую воду вытесняют из уловителя пресной водой через перфорацию в нижней части стенки уловителя, далее отсасывают пресную воду из уловителя на борт плавсредства через подсоединенный к уловителю шланг.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что труба, через которую нагнетают приповерхностную морскую воду, выполнена теплоизолированной.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделяющийся одновременно с водой углекислый газ или сероводород автоматически стравливают через клапан в верхней части уловителя, а метан откачивают через шланг на борт плавсредства или на берег.