La composición del gas natural en las capas sedimentarias del fondo del lago

Actualmente se puede comprobar que los hidrocarburos se encuentran ampliamente distribuidos en la masa de agua del lago Baikal, con cantidades que oscilan entre 0,01 y 0,1 mg/L. Cerca de las zonas naturalmente expuestas en las profundidades del lago Baikal, su contenido es de 0,2 a 0,6 mg/L. En zonas relativamente tranquilas separadas del lago Baikal, el contenido de asfalto disuelto alcanza de 1 a 5 mg/L, o incluso más. La exposición natural de hidrocarburos se encuentra en el área de la zona de falla de corte de filtración del fondo del lago, extendiéndose a un rango de decenas de kilómetros o incluso más. Tanto a lo largo de la costa del lago Baikal como en las zonas centrales de aguas profundas se encuentran altos niveles de hidrocarburos.

Los trabajos de exploración de petróleo y gas a largo plazo en la costa este del lago Baikal central han demostrado que el gas natural y el betún de diferentes edades y composiciones están ampliamente distribuidos en esta área. El más antiguo es el asfalto duro tipo roca asfáltica. Posteriormente se formó la ozoquerita, separada del petróleo antiguo. También existen derivados más recientes de algún tipo de betún profundo nativo que flota en el fondo del lago en las intersecciones de fracturas longitudinales y transversales.

En todas las zonas, desde los lagos poco profundos de Posolsk e Istoksk hasta el desfiladero de Chiverkuysk, del fondo se escapan flujos de gas natural dominados por metano. En invierno, este gas natural se acumula bajo el hielo, formando un abultamiento o fuerte flujo de evaporación de gas que se desprende prematuramente. Una parte del flujo de evaporación cerca del delta del río Selenge libera metano a un ritmo de 1.000 m3 por día y noche (Исаев, 2003). El oxígeno y el gas ácido carbónico son los depósitos profundos de gas natural más jóvenes distribuidos en el delta del Selenge. La composición química del gas natural se enumera a continuación (Tabla 12.1, Tabla 12.2).

Tabla 12.1 Unidades de la composición química del gas natural favorable a la evaporación: %

Tabla 12.2 Unidades de clasificación del gas natural libre en el delta del Selenga: %

En el marco del proyecto internacional "Baikal -Drilling", en 1998 se llevaron a cabo exploraciones de perforación en las montañas Akademichsk. La profundidad de perforación es de 670 m y la profundidad del agua es de 333 m. Durante el proceso de perforación, se mide frecuentemente el contenido de gas natural en el núcleo. En la capa superior del perfil, a profundidades inferiores a 200 m, el condensado de gas natural es muy débil (se analizan menos de 5 a 10 ml de gas natural de un núcleo de 200 cm de longitud y 54 cm de diámetro). En las muestras seleccionadas se analizó el contenido de Не, Н2, О2, N2, СН4, С2Н6, СО2.

Se ha medido que la concentración de helio de la mezcla de gas natural liberada libremente en el núcleo está entre 6 y 36 mg/L (el contenido de helio en el aire es de 5,2 mg/L), lo que aumenta con oxígeno profundo El contenido de oxígeno es de 31 ~ 652 mg/L (el contenido de oxígeno en el aire es de 0,55 mg/L) y la distribución es desigual en el perfil; La concentración de gas ácido carbónico (el contenido promedio es 5,3%) en realidad no cambia con la profundidad (el contenido de CO2 en el aire es 0,035%), por lo que el nitrógeno en la muestra (convertido a anaeróbico) no excede el 1,5%. El principal componente de la mezcla de gas natural es el metano, y su concentración es del 86,56% al 91,68% (promedio 83,37%). El contenido de acetaldehído es de 899~1058 mg/L.

En el rango de 769~962 mg/L, sólo una muestra tomada a una profundidad de 250 m tiene una relación СН4/С2Н6 de 1020, y todas las demás muestras tienen una relación СН4/С2Н6 inferior a 1000.

El contenido de isótopos de carbono en CO2 y metano es 3,7‰~8‰ y 67‰~70‰ respectivamente. Se puede ver una relación lineal entre σ13 С (СН4) y σ13 С (СО2), lo que indica su homología. En los sedimentos marinos, el valor isotópico es del 50‰~80‰. En las muestras de gas natural seleccionadas de la depresión sur y del lago Baikal central (Montañas Académicas), los valores medidos del isótopo σ13 С (СН4) son 67‰ y 74,6‰, lo que indica que su fuente biológica es СН4.

El valor de 3Не/4Не es 0,226~0,473. Estos bajos valores "superficiales" concuerdan con los flujos de calor medidos en el área perforada (60-70 mВт/m2), lo que indica la ausencia de transferencia de calor en las rocas primarias de las montañas Akademichesk.

Un logro importante del proyecto "Baikal-Drilling" es la exploración de minas de hidratos de gas en capas sedimentarias. El hidrato de gas natural es una solución cristalina sólida similar al hielo de gas natural en agua.

Las muestras de agua de gas natural se forman cuando se disuelve una cantidad suficiente de gas natural en agua a una determinada temperatura y presión (bajas y altas temperaturas). A menudo se encuentran en la naturaleza muestras de metano en agua de gas natural.

Porque un volumen de muestra de agua de gas natural metano se puede descomponer en 160 volúmenes de gas libre. A finales del siglo XX se estudiaron muestras de agua de gas natural como fuente de futuras materias primas de hidrocarburos. Esto ha llevado a científicos de todo el mundo a buscar formas de descubrir muestras de agua con gas natural y explorar métodos para calcular el metano contenido en las muestras de agua con gas natural. El método más importante para descubrir muestras de agua con gas natural en rocas sedimentarias es el estudio sísmico. Según datos de investigaciones de un gran número de académicos, el contenido de metano en las rocas sedimentarias marinas es de 2×1014~7,6×1018m3, que es el doble de las reservas probadas de hidrocarburos terrestres.

El descubrimiento de muestras de agua con gas natural en las masas de agua dulce del lago Baikal ha despertado un gran interés de los estudiosos en este tema. Según los estudios sísmicos, el área de muestreo de agua de gas natural del lago Baikal consta de dos bloques, que están distribuidos simétricamente con respecto al delta del río Selenga (ДУчков, 2003). El espesor de la capa de muestra de agua de gas natural oscila entre 34 y 450 m, con un promedio de 260 m. En el área de la depresión sur, el límite del BSR (Bottom Simulated Reflector) se hunde hacia el sur, a 450 m de distancia del banco de arena de Posolsk (Figura 12.2a).

También se encontró un aumento en el espesor de la capa de muestra de agua de gas natural al sur de esta área de anomalía local. Con esto concluye el máximo en medio del bajío sur. Se descubrió una serie de capas espesas de muestras de agua con gas natural a lo largo de la orilla occidental del lago Baikal. Al sureste del banco de arena sur, el límite de la BSR alcanza un nivel de 100 a 50 m por debajo del fondo y luego desaparece repentinamente. Aunque la profundidad del lago en esta zona es de unos 700 m. Es probable que esto sea el resultado de la influencia de la transferencia de calor en las roturas de la capa sedimentaria. Este tipo de situación también existe en el banco de arena central (Figura 12.2), donde la capa de muestra de agua de gas natural se interrumpe repentinamente a medida que se acerca a la costa este. En general, los cambios de parámetros en la capa de muestra de agua de gas natural del lago Baikal son más obvios que los del océano.

Figura 12.2 Mapa de distribución de profundidad de la línea BSR (línea más baja de muestras de agua de gas natural) en el sur (a) y central (b) del lago Baikal

En la capa de muestra de agua de gas natural de En la capa sedimentaria profunda del Baikal El valor previsto del gas natural (metano) es de 1,7 billones de m3, lo que equivale a las reservas de gas natural del campo de condensado de gas de Kovykshainsk en la región de Irkutsk.