Científicos han creado un método para la extracción segura de "hielo de fuego" en el Ártico: un modelo informático que evalúa de antemano si la solución de cemento destruirá los hidratos de gas en el pozo. El desarrollo fue presentado por investigadores de la Universidad Politécnica de Perm junto con colegas de China y Arabia Saudita.
El "hielo de fuego" son hidratos de gas en los que el metano está atrapado en una red cristalina de agua. Un metro cúbico de este compuesto produce hasta 180 metros cúbicos de gas. Las principales reservas se concentran en el Ártico y en zonas de permafrost: Rusia posee algunos de los mayores yacimientos, desde el mar de Barents hasta el mar de Chukotka, así como depósitos en Yakutia y Siberia Occidental.
Tradicionalmente, los pozos se refuerzan con una solución de cemento con polímeros para dar viscosidad, pero el agua con aditivos se filtra en la roca y destruye los hidratos antes de que el cemento se endurezca. Para evitar este escenario, el equipo construyó un modelo virtual del proceso: simuló el contacto de la solución de cemento con el hidrato a diferentes concentraciones de polímeros (de 0,5 a 1,5 %) y temperaturas, correspondientes a las condiciones en el fondo del océano.
Los investigadores probaron 22 sistemas moleculares a presiones de 5 a 10,5 MPa. Resultó que los grupos amida son los más agresivos: a una concentración del 1,5 %, reducen la temperatura de estabilidad del hidrato en casi 3 °C. Aún más peligrosa es la combinación de grupos nitrogenados y ácidos: el desplazamiento alcanza los 3,56 °C. Los aditivos que contienen azufre resultaron ser los menos dañinos.
El modelo funciona como una calculadora de ingeniería: el especialista carga la composición de la solución de cemento y el programa muestra si comenzará la destrucción de los hidratos. Si hay riesgo, el sistema propone sustituir los componentes por otros seguros.
Читайте ещё материалы по теме:
- Снизить вредные выбросы газовых турбин на 30% удалось пермским учёным
- Cпособ точнее рассчитывать свойства грунтов для дорог разработали в ПНИПУ: оптимальная доля аргиллита — 40–50%
- Графит и плазма: новый материал для авиации и атомных реакторов изобрели в ПНИПУ