Onderzoekers van Skoltech hebben experimenten ontworpen en uitgevoerd om de gasdoorlaatbaarheid onder verschillende omstandigheden te meten voor ijshoudende sedimenten die permafrost nabootsen. Hun resultaten kunnen zowel nuttig zijn bij het modelleren en testen van technieken voor gasproductie uit Arctische reservoirs als bij het traceren van methaanemissie op hoge breedtegraden. Het artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Energie en brandstoffen .

permafrost, ook al klinkt het erg stabiel en permanent, is eigenlijk heel divers:afhankelijk van de samenstelling van de bevroren grond, druk, temperatuur enzovoort, het kan verschillende eigenschappen hebben, die enorm belangrijk zijn als je iets op permafrost wilt bouwen, zoals een olie- en gasveld. Permafrost is ook erg gasachtig:het kan veel aardgas bevatten in de vorm van hydraten, en de doorlaatbaarheid ervan is een belangrijke parameter voor zowel onderzoek als voor veel activiteiten in het noordpoolgebied.

"Gaspermeabiliteit beïnvloedt migratie en accumulatie van aardgas in deze bevroren grond evenals atmosferische emissies. Kennis van filtratie-eigenschappen van permafrost die gashydraten bevat, is ook absoluut noodzakelijk voor schattingen van de mogelijkheid om gas uit hydraten te winnen, " zegt Evgeny Chuvilin, Vooraanstaand onderzoekswetenschapper bij Skoltech en co-auteur van het artikel.

Chuvilin en zijn collega's besloten om de slecht bestudeerde kwestie van gaspermeabiliteitsvariaties in met ijs en hydraat verzadigde zandmonsters aan te pakken tijdens bevriezen en ontdooien en als gashydraten zich vormen en dissociëren. Daarom, het team moest een experimentele opstelling ontwerpen en bouwen waarmee ze verschillende monsters konden testen die permafrost nabootsten onder verschillende druk- en temperatuuromstandigheden, evenals het kleigehalte.

"De gegevens die we hebben, kunnen worden gebruikt bij het testen van gaswinningsmethoden in permafrostgebieden, inclusief van hydraten, en in het in kaart brengen van gebieden met een hoge permeabiliteit in permafrost voor methaanemissiestudies in het noordpoolgebied, ' zegt Chuvilin.

Hun onderzoek toonde ook een grote kans op toenemende permeabiliteit in combinatie met dissociatie van gashydraten in permafrost - een waarschijnlijk scenario gezien de huidige opwarmingstrend in het noordpoolgebied. "We hoeven niet per se te wachten op het volledig ontdooien van permafrost - zelfs een kleine temperatuurverschuiving is voldoende om dissociatie teweeg te brengen. En een grotere gasdoorlaatbaarheid die zal volgen, zal voorwaarden scheppen voor methaanemissies in de atmosfeer, verschillende milieu- en technologische effecten veroorzaken, ' merkt Chuvilin op.