Процессы гидратообразования при захоронении СО2 в криолитозоне

Глава 2. Изученность процессов образования газовых гидратов.

Во второй главе представлен обзор большого количества публикаций по свойствам газовых гидратов, их структуре, особенностям образования в свободном объеме и в поровом пространстве пород.

Хотя в породах криолитозоны природные гидраты CO₂ встречены не были, можно предположить возможность их образования в сезонно-талом слое благодаря высокому содержанию CO₂ в слое сезонного протаивания. Кроме того, CO₂ может входить в структуру гидрата метана в качестве примеси в мерзлых породах и в подмерзлотных горизонтах.

Изучение особенностей гидратообразования проводится по двум направлениям: в свободном объеме и в поровом пространстве пород. Экспериментально изучены три случая зародышеобразования и роста кристаллов гидратов CO₂ в свободном объеме: из жидкого CO₂ и воды (T. Uchida, H.Teng, A. Yamasaki, K. Hirai, Y. Tabe, J. Kawabata, Y. Shindo и др.), из газообразного CO₂ и воды или льда (В.П. Мельников, А.Н. Нестеров, T. Kawamura, T. Komai, W. Kuhs, A. Salamatin, D. Staykova, A. Falenty, L. Stern и др.), а также из растворенного в воде CO₂ (H. Shoji и др.).

Экспериментальному изучению образования гидрата CO₂ в поровом пространстве посвящено значительно меньше работ, причем все они рассматривают гидратообразование в системе газообразный CO₂ - поровая вода (Е.М. Чувилин, T. Komai, O. Zatsepina, B. Buffett, L. Tang и др.). Тогда как особенности гидратообразования в системе жидкий CO₂ - поровая вода остаются неизученными, практически нет сведений о гидратообразовании при отрицательных температурах и при замерзании остаточной поровой влаги. На сегодняшний день мало данных о количественной оценке накопления гидратов CO₂ в поровом пространстве пород. В связи с этим особое значение приобретают экспериментальные исследования особенностей образования гидратов CO₂ из жидкого и газообразного CO₂ в породах различного состава и дисперсности, изучение кинетики накопления газовых гидратов CO₂ в поровом пространстве пород при отрицательных и положительных температурах.