Газовые гидраты, (часть 1)
Нефть добывают теперь с больших глубин, чем это было раньше (2-4 км). На глубине 4-8 км сейчас ведется промышленная добыча более чем 1000 месторождений. Около 10% всей добываемой нефти получают с очень больших глубин. Например, в Мексике и США на больших глубинах получают до 70% всей добытой нефти, в Аргентине и Ливии – до 30%.
За нефтью приходится идти не только на большие глубины земной коры, но и в море. На шельфах всех континентов сейчас разрабатывается более 100 месторождений-гигантов. Промышленные запасы нефти открыты в акватории Атлантического, Индийского, Северного Ледовитого и Тихого океанов. Акватория Каспийского моря уже стала более известным местом добычи нефти, чем Апшерон. Нефтяные платформы Северного и Балтийского морей стали привычной деталью пейзажа.
Исходя из этих разведанных запасов нефти и строятся все прогнозы об общих запасах нефти. Можно ли считать эти подсчеты достоверными? Вероятно, в этом нельзя быть категоричными. Природа располагает еще неизвестными кладовыми, содержащими углеводородное сырье. Так, например, моря и океаны хранят гигантские запасы углеводородных газов… в твердом состоянии. Здесь нет опечатки: действительно, в твердом.
В конце 50-х годов в Мексиканском заливе в районе небезызвестного «Бермудского треугольника» было отмечено необычное явление: на поверхности моря образовался кипящий газом водяной купол, из которого вырывались газовые гейзеры. Подобные купола занимали значительную площадь. Они периодически появлялись и исчезали, выделение газа проходило бурно и сопровождалось большим шумом.
Может быть, появление и исчезновение подобных гигантских выбросов газа и отметили радарные установки кораблей и самолетов в виде загадочно исчезающих островов «Бермудского треугольника»? Причина этого явления состояла в том, что Мексиканский залив расположен в зоне активной тектонической деятельности. Это привело к нарушению структуры пород, падению в них давления, образованию многочисленных разломов и трещин, по которым и мог вырваться наружу колоссальный объем горючего газа, заключенного в твердые, похожие на лед частицы газовых гидратов.
Газовые гидраты в условиях высоких давлений глубин Земли представляют собой своеобразный «горючий лед». Ранее уже говорилось, что нефть в глубинах Земли отличается от той, которая поступает на поверхность. Так и газ и вода в необозримых глубинах могут находиться в необычных формах. Понять это можно только с помощью физики и химии, которые дополняют геологические науки в толковании таких необычных явлений.
Газовые гидраты – это не что иное, как известные соединения включения, или, как их еще называют, кластраты. Эти вещества нельзя рассматривать как истинные химические соединения с валентными связями. Образно говоря, их можно представить как соединения-ловушки, когда одна молекула попадает в полый объем другой, более крупной молекулы. При этом молекула «гость» имеет связь с молекулой «хозяином». «Гостья» достаточно прочно связана с «хозяином», и для прорыва ее наружу необходимо приложить усилия. Молекула «хозяин» должна быть достаточно объемной, чтобы внутренняя ее полость отвечала объему молекулы «гостьи». Соответственно и пространственная конфигурация молекулы «гостьи» должна отвечать объему этой полости. При анализе состава углеводородов нефти мы уже сталкивались с аналогичным примером, когда молекулы мочевины избирательно «захватывали» определенный тип углеводородов.
«Хозяином» в газовом гидрате является молекула воды. Но сама молекула воды очень мала, чтобы создать окружение молекуле метана, объем которой равен 5,8•1000 км. В данном случае должны создаться условия, при которых молекулы воды сформируются в молекулу «хозяина». Ведь в газовых гидратах на 8 молекул газа приходится 46 молекул воды. Возможность создания таких макромолекул заложена в свойствах самой воды.
Продолжение см. “Газовые гидраты, (часть 2)”.