مرافق تخزين الغاز تحت الأرض: طرق مناسبة لتخزين الغاز الطبيعي

يبدو أن معرفة كيفية ترتيب مخازن الغاز تحت الأرض ليس لها قيمة عملية للمستخدم العادي. لكن الإنسانية تعتمد بشكل كبير على الوقود "الأزرق" ، ولذا أريد أن أتأكد من أنه لن يحدث أي انقطاع في إمداداتها. هل هذا صحيح؟

ويمكن طمأنة كل مواطن من خلال المعلومات حول مخازن الغاز الموجودة تحت الأرض (UGS) - طالما أنهم مليئون بالمشاكل المتعلقة بإمدادات الغاز ، فلن يكون هناك أي. اقرأ المزيد حول جهاز التخزين وميزات التخزين في مقالتنا.

مرافق تخزين الغاز تحت الأرض

إذا كان لتخزين الغاز للاحتياجات المنزلية ، يستخدم أصحاب المنازل الخاصة أصحاب الغاز، ثم على المستوى الوطني نتحدث عن خيارات تخزين مختلفة تمامًا. لذا ، فإن مخازن الغاز تحت الأرض رسميًا هي مجمعات للمرافق الهندسية تعمل على ضخ وتخزين واختيار الوقود "الأزرق". تتكون من مكونات أرضية وتحت الأرض.

إلى الأرض تشمل:

• نقطة توزيع الغاز، الذي يعمل على توزيع تيار الغاز في العديد من عمليات المعالجة ؛
• متجر الضاغطحيث يتم تحضير الوقود (عن طريق زيادة الضغط) للحقن في الآبار ؛
• محطات معالجة الغاز.

تحت الأرض مكونات UGS هي: الآبار والإنتاج والقدرة. والعنصر الأخير (السعة) هو العنصر الأكثر إثارة للاهتمام - حول كيفية تخزين الوقود "الأزرق" يعتمد على كيفية ترتيب تخزين الغاز نفسه.

تتشابه مخازن الغاز الحديثة تحت الأرض في المظهر مع المصانع الكبيرة. نظرًا لأنه من الضروري استخدام ضاغط قوي وتنقية ومعدات أخرى لضمان حقن / اختيار الوقود. التي يخدمها المئات ، إن لم يكن الآلاف من المتخصصين

نظرة عامة على خزانات تخزين الغاز

وبنفس الوزن ، يحتل الغاز مساحات أكبر بكثير من أي أجسام صلبة.ولأنها تستخدم بكميات كبيرة ، فإن نفس الحاويات مطلوبة لتخزينها.

علاوة على ذلك ، رفض المتخصصون تخزين الغاز في خزانات برية من صنع الإنسان قبل قرن من الزمان.

والسبب هو أن هذا يتطلب:

• احتلال مساحات شاسعة من الكوكب مع مجمعات لتخزين الوقود الأزرق منخفض الضغط ؛
• استخدام خزانات الغاز عالية الضغط ومكلفة المتفجرة.

ونتيجة لذلك ، من أجل تحييد النقاط السلبية المذكورة أعلاه ، تم الاختيار لصالح مرافق التخزين تحت الأرض ، وتعتبر تلك الموجودة على عمق كبير على هذا النحو. وهي في معظم الحالات من 300 إلى 1000 متر. ويمكنك تخزين الوقود هناك في خزانات تم إنشاؤها بواسطة الطبيعة.

في المجموع ، تعلم المهندسون استخدام 7 أنواع من خزانات تخزين الغاز الطبيعي بنجاح:

• تتشكل في تكوينات مسامية مشبعة بالماء ؛
• يتم الحفاظ عليها بعد إنتاج الكربوهيدرات ، وهي نفس الغاز والنفط ؛
• تتشكل في رواسب الملح الصخري.
• تم إنشاؤها في أعمال المناجم في المناجم ؛
• تم إنشاؤها في التربة الصقيعية الدائمة ؛
• مع قذيفة تولد درجة حرارة منخفضة ؛
• تشكلت بعد الانفجارات الذرية تحت الأرض.

على الرغم من وجود العديد من الخيارات ، إلا أن الطرق الأربعة الأولى لتخزين الغاز تختلف في التطبيق العملي. خيارات الخزان المتبقية مناسبة فقط من الناحية النظرية.

مرفق North Stavropol UGS هو الأكبر في العالم ويمكن لاحتياطي الغاز المخزن هناك تلبية الطلب السنوي على الوقود في بلد كبير مثل فرنسا. حيث أن مساحة التخزين تصل إلى 680 كيلومتر مربع

سبب عدم إمكانية الخيارات الثلاثة المتبقية هو كما يلي:

• يمكن تخزين الغاز في الصخور المجمدة ، ويؤكد ذلك العديد من المخازن الموجودة في المناطق الشمالية من الكوكب. لكن حجمها ضئيل للغاية ، وبالتالي ليس لها قيمة صناعية اليوم.
• القدرات التي تشكلها الانفجارات النووية تحت الأرض مناسبة تمامًا لتخزين احتياطيات الغاز الكبيرة ، والتي تم إثباتها بالفعل تجريبيا. لكن الخلاصة هي أن الأسلحة القوية تم اختبارها بعيدًا عن أماكن إقامة الأشخاص. لذلك ، عادة لا يوجد مستهلكين ، مرافق.

ونتيجة لذلك ، فإن هذه الأنواع من الحاويات ببساطة غير مناسبة للاستخدام.

على الرغم من أن مرافق UGS تسمى مرافق التخزين ، في الواقع ، لا يمثل الحفاظ على الغاز همهم الأساسي. بما أن ما يحتويه يتم استخدامه في الغالب لتخفيف التفاوت والاستهلاك. والذي يحدث يوميًا ، أسبوعيًا ، موسميًا. فقط في الدور الأخير تم إنشاء مرافق UGS للتخفيف من عواقب ظروف القوة القاهرة.

بعد ذلك ، نأخذ في الاعتبار بمزيد من التفصيل كل خيار من خيارات تخزين الغاز تحت الأرض.

الخيار رقم 1 - التخزين في الخزانات المشبعة

تم تصميم مرافق التخزين في التكوينات المشبعة بالماء للتخفيف من آثار التفاوتات الموسمية عند استخدام الغاز. وأيضا لخلق احتياطيات استراتيجية.

من السمات المهمة لبناء مثل هذه المخازن الحد الأدنى من المشاركة البشرية - في معظم الأحيان في مرحلة إنشاء الآبار اللازمة لضخ الغاز.

على خريطة روسيا ، يمكن ملاحظة أن مرافق UGS تقع بالقرب من خطوط أنابيب الغاز والمستوطنات الكبيرة. وهذا ليس من قبيل المصادفة ، لأن المخازن مصممة لضمان الاستقرار في استهلاك الغاز ، والتي يجب أن تكون بالقرب من المنشآت الكبيرة

الحاويات المشار إليها مطلوبة في الطبقات الارتوازية. يتم إنشاء مخازن الغاز حيث يكون الهيكل الصخري نافذًا ومساميًا. تتم إزالة السائل المتبقي بالغاز الذي يضغطه ثم يضغطه.

في الواقع ، فإن الخزانات المزعومة لتخزين الوقود نفسها ليست كذلك. بتعبير أدق ، لا وجود لها على الإطلاق - فهي تستخدم كمكان للتخزين فراغات في طبقات مسامية. ويتكون الإجراء الكامل لإنشاء تخزين الغاز في إزاحة جزء من الماء إلى المحيط.يفعلون ذلك من أجل خلق مساحة للوقود "الأزرق".

لن ينجح تنفيذ الإجراء الموضح أعلاه إلا إذا ساهم عدد من العوامل في ذلك:

• الطبقة المسامية القابلة للاختراق مغطاة بقبة (غطاء) من الصخور المحكمة بالغاز ، والتي عادة ما تكون من الطين المبثوق.
• يمتد الخزان الجوفي من حدود المستودع لعشرات الكيلومترات. والأفضل من ذلك ، إذا كان بإمكانه الوصول إلى السطح. كل ما سبق يمكّن الغاز من عصر الماء في الخزان بنجاح.
• طول القبة يكفي لتوفير القدرة على تخزين كميات كبيرة من الغاز.
• توفر مسامية ونفاذية الصخور قدرة غازية مقبولة وقدرة على إعطائها أثناء التطوير.

إذا لم يتم استيفاء أحد الشروط على الأقل ، فسيكون من المستحيل إنشاء مخزن تحت الأرض.

مبدأ تشغيل التخزين تحت الأرض الحديث بسيط. يمكن النظر في الميزات من خلال مثال مرافق UGS الكبيرة المستخدمة لتخفيف المخالفات الموسمية.

لذلك ، عادة في الموسم الدافئ يضخون الكمية المناسبة من الغاز. التي تبدأ في الاختيار فقط مع بداية موسم التدفئة. علاوة على ذلك ، لا يتم إرسال كمية كبيرة من الغاز إلى الأنبوب الرئيسي ، ولكن الأنبوب العادي ، المعروف من تجربة التشغيل في الشتاء الماضي.

وإذا انخفضت درجة الحرارة فجأة بشكل حاد وأصبح الاستهلاك اليومي أمرًا بأعلى حجمًا ، فإن منشأة UGS الكبيرة لن تزيد من حجم الاستخراج. وسيتم تغطية النقص بمخازن صغيرة مصممة لتخفيف الاستهلاك اليومي والأسبوعي. والسبب هو أنه من الأسهل والأسرع في الاختيار منهم.

تعتبر السعات المثلى من مساحة عدة كيلومترات مربعة. مع وجود اختلاف في ارتفاع القاع وأعلى القبة في حدود 10-15 متر

ميزة تخزين الغاز تحت الأرض في التكوينات المشبعة بالمياه هي قدرة كبيرة. العيب هو أن الجيولوجيين ، عند دراسة خصائص طبقة المياه الجوفية ، قد لا يحددون ويأخذوا في الاعتبار بعض العوامل المهمة. ونتيجة لذلك ، سيكون التخزين غير قابل للاستخدام.

والأسوأ من ذلك أنه يتم الكشف عنه غالبًا بعد استثمار ضخم في بناء البنية التحتية الأرضية والجوفية. في كثير من الأحيان ، تتم أيضًا مواجهة مشكلات أقل أهمية ، والتي يصاحبها تشغيل تخزين الغاز تحت الأرض في الصخور المشبعة بالمياه بتكاليف كبيرة غير مخططة.

الخيار رقم 2 - القدرات بعد إنتاج الهيدروكربونات

تعمل المجمعات الهندسية التي تنتمي إلى هذا النوع على تخفيف التقلبات الموسمية في استهلاك الوقود "الأزرق". وأيضا لخلق احتياطيات استراتيجية.

مرافق التخزين تحت الأرض مطلوبة بسبب حقيقة أن إنشائها وتشغيلها أكثر فائدة اقتصادية. يتم استخدام خزانات الغاز البرية الضخمة (الموضحة في الصورة) إذا لم يكن من الممكن استخدام خطوط أنابيب الغاز مع مرافق تخزين الغاز تحت الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، عادة ما تخزن الحاويات المعروضة في الصورة غازًا مسالًا بشكل حصري.

جهاز التخزين من هذا النوع هو نفسه كما هو الحال مع نظائرها التي تم إنشاؤها في تكوينات مشبعة بالماء. أي أنه يتم تخزين الوقود في فراغات الصخور المسامية.

مرافق UGS التي تم إنشاؤها في الصخور حيث كانت توجد الهيدروكربونات ذات مرة هي الأكثر وفرة في العالم. لذلك ، يصل عددهم إلى 70 ٪ ، والسبب في ذلك هو عدد من المزايا.

والتي تشمل: قدرة كبيرة ومدخرات على الاستثمار في الاستكشاف ، وإنشاء البنية التحتية أو على الأقل جزء منها ، والتنقيب - تم استخراج النفط والغاز بالفعل في مكان إنشاء مرافق التخزين تحت الأرض.

يجب أن يكون مفهوما أن خزانات الغاز المدفونة ليست مرافق تخزين تحت الأرض. لأنها مصممة لحل مشاكل مختلفة تماما. وتحت الأرض ، هم فقط لجعل تبخر الغاز المسال أكثر فعالية في الصقيع الشديد. وبدون تكلفة.كما يتيح لك وضع خزانات الغاز تحت الأرض بشكل مشروط توفير مساحة قابلة للاستخدام ، في مكان ما على قطعة شخصية

لكن الدبابات التي نجت بعد إنتاج الهيدروكربونات لا يمكن وصفها بأنها مثالية.

لديهم عيوب كثيرة:

• مشاكل تسرب الآبار القديمة - خاصة بالنسبة لحقول النفط السابقة ؛
• مسامية غير كافية ، نفاذية الصخور ؛
• خلط الغاز مع بقايا الزيت - مما يؤدي في بعض الأحيان إلى خسائر كبيرة ، حيث لم يعد من الممكن استخدام الخليط الناتج.

وفي كثير من الأحيان أيضًا في حقول النفط ، يحتوي الغاز على شوائب خطيرة في شكل كبريتيد الهيدروجين. وهو ضار بصحة الإنسان ، ويدمر أيضًا جميع أنواع الهياكل الفولاذية ، حتى تلك المتعلقة بالهياكل غير القابل للصدأ.

يمكن تشغيل منشآت تخزين الغاز تحت الأرض بناءً على مواقع الرواسب الهيدروكربونية المستنفدة بسبب حقيقة أن الغاز يضخ بقايا النفط من الخزان المطلوب عند الحقن. بالإضافة إلى ذلك ، مثل الماء ، له تأثير الانضغاط والتنقل ، مما يسهل مهمة تجهيز الخزان. في بعض الأحيان لا يتم ضغط النفط تحت ضغط الغاز في الصخر ، ولكنه يرتفع إلى الأعلى ، والذي يصبح مصدرًا إضافيًا للربح.

الخيار رقم 3 - الخزانات في رواسب الملح الصخري

تعمل هذه الحاويات بالغاز لتنعيم التفاوت اليومي والأسبوعي لاستخدامها ، وكذلك المشاركة في تسوية الموسم. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التخزين في تكوينات الملح يتعامل بنجاح مع دور مصدر النسخ الاحتياطي للمستهلكين المهمين.

هناك طريقتان شائعتان لتخزين الغاز تحت الأرض. وبالتحديد ، في طبقات وتسوسات مسامية نفاذة مغسولة في رواسب الملح. يتم استخدام الخيار الأول عندما تحتاج إلى إنشاء مستودع كبير ، والثاني - فقط لحل المشاكل المحلية

يتم إنشاء مرافق UGS المشار إليها عن طريق غسل جزء من رواسب الملح من أجل خلق تجويف الحجم المطلوب. لماذا يتم في البداية حفر العديد من الآبار التي يتم من خلالها توفير المياه لفترة طويلة من الزمن.

على الرغم من أن الإجراء الموصوف طويل ومكلف ، إلا أنه يدفع مقابل نفسه ، حيث يتم تخزين الغاز الطبيعي المحقون بدون خسارة. والسبب هو أن كهوف الملح مانعة للتسرب. بالإضافة إلى ذلك ، لديهم تأثير شفاء الذات - تتضخم الشقوق التكتونية وغيرها بسرعة مع رواسب الملح.

تتمثل ميزة ترتيب مخازن الغاز تحت الأرض في أن اختيار الكمية المطلوبة من الوقود يحدث بدون حدود للسرعة تقريبًا. وهو أعلى عدة مرات مما كان عليه عند إجراء نفس العمليات في حاويات من أنواع أخرى. ميزة مهمة لمرافق التخزين تحت الأرض التي بنيت في كهوف الملح هي النسبة العالية لسحب الغاز - وهي واحدة من أعلى المعدلات بين جميع أنواعها.

يجب أن تكون صخرة تخزين الغاز كما هو موضح في الصورة. هذا قابل للاختراق ولديه مساحة كافية لاستيعاب كمية كبيرة من الوقود. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يسمح هيكل الخزان بإزاحة الماء وبقايا الزيت بسهولة

لكن عدد الكهوف في تكوينات الملح لا يتجاوز 2٪ من إجمالي عدد المخازن.

يتأثر هذا المؤشر بعدد من النقاط السلبية:

• وجود كمية كبيرة من الماء المالح بعد ترشيح الكهوف لتوفير الغاز. ونتيجة لذلك ، إذا لم يكن هناك بحر قريب أو على الأقل مصانع معالجة الملح ، فلا يوجد مكان لوضع السائل. ما هو السبب الرئيسي لكمية صغيرة من هذا النوع من تخزين الغاز تحت الأرض.
• تخفيض صافي الحجم أثناء التشغيل. تحدث هذه الظاهرة بسبب تبخر الملح في الأماكن ذات الضغط العالي والتراكم حيث يكون أقل.
• ظهور غاز الشوائبوالتي غالبا ما تصبح بقايا السائل المستخدم سابقا لغسل الكهف.
• أحجام غير مهمةلا تسمح بإنشاء احتياطيات بكميات كافية.

ونتيجة لذلك ، عادة ما تُستخدم مرافق تخزين الملح فقط حيث لا يمكن استخدام أنواع الحاويات المذكورة أعلاه.

الخيار رقم 4 - UGS في التعدين

أحجامها غير ذات أهمية. ومع ذلك ، يحتفظ السويديون والنرويجيون بجزء من احتياطياتهم الاستراتيجية من الغاز في خزانات من هذا النوع.

التعدين PVC هو مرفق تخزين الغاز الوحيد المجهز بالكامل من قبل الإنسان. لذا ، في أحد المناجم ، تخلق الانفجارات حاوية ، ثم تُغلف بألواح فولاذية.

هكذا تبدو كهوف الملح المستخدمة لتخزين الغازات. فهي محكمة الإغلاق وموثوقة ، ولكن لها أبعاد محدودة ، وبالتالي فهي مناسبة لإنشاء حجم صغير من مرافق تخزين الغاز تحت الأرض. وحصريا لحل المشاكل المحلية. على سبيل المثال ، في روسيا ، من أصل 27 منشأة تخزين مستخدمة حاليًا ، هناك 2 فقط ملح

على الرغم من أنه من المربح تشغيل مرافق تخزين الغاز تحت الأرض في المناجم المهجورة بسبب النسبة المئوية العالية وسرعة الاستخراج ، إلا أن عددها لن يزداد بشكل كبير في المستقبل القريب. والسبب هو أنه من الصعب بناء المستودعات الموصوفة. لأنه ليس من الممكن دائمًا تحقيق ضيق كامل ، مما يؤدي إلى خسائر كبيرة.

يحدث هذا بسبب حقيقة أنهم أثناء تشغيل المنجم يحاولون جلب أكبر قدر من الهواء هناك. ما هو الغرض من إنشاء نظام تهوية مع كتلة من النتوءات على السطح ، والتي لا يمكن دائمًا إغلاقها أثناء ترتيب مرفق التخزين.

ونتيجة لذلك ، لا يوجد اليوم سوى عدد قليل من الأمثلة الناجحة لتطبيق فكرة تخزين الغاز في المناجم المهجورة (في السويد والنرويج وألمانيا).

هل الخزائن مختومة؟

تسرب الوقود هي عمليات شائعة لا يمكن تجنبها. نظرًا لوجود العديد من الأسباب.

للراحة ، يتم تقسيمها إلى 3 فئات:

• جيولوجي
• التكنولوجية ؛
• تقني.

للتجمع جيولوجي أسباب تشمل عدم تجانس إطارات UGS ، ووجود أعطال تكتونية ، بالإضافة إلى ميزات الديناميكا المائية والكيمياء الجيولوجية. على سبيل المثال ، يمكن أن ينتقل الغاز ببساطة عبر الخزان ، ولن يؤثر عليه المتخصصون بأي شكل من الأشكال.

التكنولوجية أسباب تتعلق بالأكثر تكرارًا حيث تحدث الأخطاء بانتظام عند تقييم أي حقائق. على سبيل المثال ، فعالية المصائد الهيدروليكية واحتياطيات الغاز والعمليات الفيزيائية والكيميائية الجارية.

في كثير من الأحيان ، يتم استخدام حفر الآبار للوصول إلى التكوينات المطلوبة. علاوة على ذلك ، لا تختلف تقنيتها عن الإجراءات المماثلة عند محاولة الحصول على الغاز والنفط

أسباب فنية غالبًا ما يرتبط بحالة الآبار المستخدمة ، والتي يتم من خلالها حقن الغاز.

ميزات إنشاء مرافق UGS

في 95 ٪ من الحالات ، يتم إنشاء مرافق UGS بثق الغاز, بقايا النفط من التكوينات المسامية. وهكذا ، يتم إنشاء "خزانات" لتخزين الوقود "الأزرق".

وأهم ميزة هي أن حجم الغاز المستخدم في بث السوائل في المستقبل لا يمكن استخدامه للتسليم للمستهلكين. وتتمثل مهمتها في منع عودة بقايا الماء والهيدروكربونات إلى مكانها القديم. خلاف ذلك ، يختفي المستودع ببساطة من الوجود.

هذا هو ، قال الغاز عازلة. وكقاعدة عامة ، يحدث ما لا يقل عن نصف إجمالي الحجم الذي تم تحميله إلى مرفق تخزين الغاز تحت الأرض. وفي بعض الحالات ، يكون الغاز العازل 3 أضعاف ما يمكن استخدامه للتسليم إلى المستهلكين ، وهو ما يسمى نشط.

من المثير للاهتمام أنه لا يمكن حساب كمية الغاز العازلة سابقًا. أي أن كل شيء يتم فحصه بطريقة حصرية. والتي تستغرق في كثير من الحالات سنوات. ولكن مع ذلك ، عندما تكون النتيجة غير مرضية ، يمكن ضخ الغاز العازل بالكامل.

أمر تعبئة التخزين

بعد أن قام الجيولوجيون بإجراء دراسات على أي خزان وقرروا أنه من الممكن إنشاء مخزن للغاز في المكان المناسب ، يقوم منتجو الغاز ببناء مجمع هندسي.

تعتبر مرافق تخزين الغاز تحت الأرض الحديثة هي الطريقة الأكثر أمانًا لتخزين احتياطيات الغاز.لكن تسريباته المتكررة مشكلة كبيرة لشركات الغاز وخبراء البيئة الذين يعتبرون مثل هذه الحالات مشكلة بيئية كبيرة. ويحدث كما هو موضح في الصورة (في المسافة ، يمكن رؤية حريق في أحد مرافق التخزين تحت الأرض المجرية)

ثم يبدأ حقن الوقود "الأزرق" في مستقبل UGSF ، الذي يتم توفيره من الأقرب خط أنابيب الجذع. ويدخل إلى موقع التنظيف ، حيث تتم إزالة جميع أنواع الشوائب الميكانيكية.

يتم توفير الوقود النظيف لمحطة القياس. وبعد ذلك ، في متجر الضاغط ، حيث يتم الضغط - هذا هو اسم إعداد الغاز للضخ في التخزين. وهو يمثل زيادة في ضغط الغاز إلى القيمة المطلوبة.

ثم يتم نقله إلى نقاط توزيع الغاز. حيث ينقسم التدفق الكلي إلى عدة ويدخل في خطوط إنتاج مختلفة. من حيث يتم إرسالها على طول الأعمدة إلى الآبار للحقن.

طوال العملية ، يتحكم الخبراء في عدد من المعلمات ، بما في ذلك ضغط الغاز ودرجة الحرارة وإنتاجية كل بئر.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

تم تخصيص الفيديو أدناه لموضوع إنشاء مرافق UGS لتخفيف استهلاك الوقود غير المتكافئ ، والذي سيتم توفيره بواسطة خط أنابيب غاز Power of Siberia.

إن مخزون الغاز تحت الأرض هو الطريقة الأكثر موثوقية ومربحة لتسوية الاستهلاك غير المتكافئ للغاز وإمداداته المستقرة أثناء الظروف القاهرة. والشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أنه ليس من عبقرية الإنسان الذي يجب شكره ، ولكن الطبيعة ، التي خلقت بحكمة طبقات مناسبة من الصخور.

هل شاركت شخصيًا في إنشاء مرافق تخزين الغاز تحت الأرض وترغب في استكمال المواد المذكورة أعلاه بمعلومات مفيدة؟ أم لاحظت تباينًا في الحقائق؟ اترك تعليقاتك وتعليقاتك - توجد كتلة الملاحظات أسفل المقالة.