Подземни съоръжения за съхранение на газ: подходящи начини за съхранение на природен газ

Изглежда, че познаването на това как са подредени подземните газови хранилища няма практическа стойност за обикновения потребител. Но човечеството е твърде зависимо от "синьото" гориво и затова искам да съм сигурен, че никога няма да има прекъсвания в доставките му. Така ли е?

И всеки сънародник може да бъде успокоен с информация за газови хранилища, разположени под земята (ПГУ) - стига да са пълни с проблеми с доставката на газ, няма да има. Прочетете повече за устройството и функциите за съхранение в нашата статия.

Подземни съоръжения за съхранение на газ

Ако за съхранение на газ за битови нужди, собствениците на частни къщи използват държачи за газ, тогава в национален мащаб говорим за напълно различни възможности за съхранение. И така, официално подземните газови резервоари са комплекси от инженерни съоръжения, които служат за изпомпване, съхранение и подбор на „синьо“ гориво. Те се състоят от наземни и подземни компоненти.

K приземен Те включват:

• точка на разпределение на газ, който служи за разпределение на газовия поток в няколко технологични;
• магазин за компресорикъдето горивото се приготвя (чрез увеличаване на налягането) за инжектиране в кладенци;
• газопречиствателни станции.

приземен UGS компоненти са: кладенци, производство, капацитет. И последният елемент (капацитет) е най-интересният - от това как се съхранява „синьото“ гориво зависи от това как е подредено самото хранилище.

Съвременните подземни хранилища за газ са подобни на външен вид на големи инсталации. Тъй като е необходимо да се използва мощен компресор, пречистване и друго оборудване, за да се осигури впръскване / избор на гориво. Което се обслужва от стотици, ако не и от хиляди специалисти

Преглед на резервоарите за съхранение на газ

Със същото тегло газът заема много по-големи площи от всички твърди тела.И тъй като се използва в огромни количества, за съхранението му са необходими същите контейнери.

Освен това специалистите отказаха да съхраняват газ в изкуствени резервоари преди век.

Причината е, че това ще изисква:

• заемат огромни райони на планетата с комплекси за съхранение на синьо гориво с ниско налягане;
• Използвайте скъпи и експлозивни резервоари за високо налягане.

В резултат на това, за да се неутрализират изброените по-горе отрицателни точки, изборът беше направен в полза на подземните складове, а тези, разположени на значителна дълбочина, се считат за такива. Което в повечето случаи е от 300 до 1000 метра. И там можете да съхранявате гориво в резервоари, създадени от природата.

Общо инженерите се научиха успешно да използват 7 вида резервоари за съхранение на природен газ:

• образувани във водни наситени порести образувания;
• консервирани след производството на въглехидрати, а именно същия газ, нефт;
• образувани в находища на каменна сол;
• създадени в рудничните работи на мини;
• Създаден в трайна вечна замръзване;
• с ледена черупка от порода на лед;
• образувани след подземни атомни експлозии.

Въпреки че има много възможности, само първите 4 метода за съхранение на газ се различават по практичност. Останалите опции на резервоара са само теоретично подходящи.

Съоръжението за ПГС в Северен Ставропол е най-голямото в света и запасът от газ, съхраняван там, може да задоволи годишното търсене на гориво в такава голяма страна като Франция. Тъй като площта за съхранение е колкото 680 км²

Причината за непрактичността на останалите три варианта е следната:

• Газът може да се съхранява в замразени скали и няколко съществуващи складове в северните райони на планетата потвърждават това. Но техните обеми са изключително незначителни, следователно те днес нямат индустриална стойност.
• Капацитетите, образувани от подземни ядрени експлозии, са доста подходящи за съхраняване на значителни запаси от газ, което вече е експериментално доказано. Но най-важното е, че мощните оръжия са тествани далеч от местата на пребиваване на хората. Следователно обикновено няма потребители, комунални услуги.

В резултат на това тези видове контейнери са просто неподходящи за употреба.

Въпреки че UGS съоръжения се наричат ​​хранилища, в действителност опазването на газ не е тяхната основна грижа. Тъй като това, което е в тях, се използва най-вече за изглаждане на неравности и консумация. Което се случва ежедневно, седмично, сезонно. Само в последния завой UGS съоръжения са създадени за смекчаване на последиците от форсмажорните обстоятелства.

На следващо място, разглеждаме по-подробно всеки от вариантите за съхраняване на газ под земята.

Вариант №1 - съхранение в наситени резервоари

Съоръженията за съхранение във водонаситени образувания са проектирани да смекчат последиците от сезонните неравности при използване на газ. А също и за създаване на стратегически резерви.

Важна особеност при изграждането на такива хранилища е минималното човешко участие - най-често на етапа на създаване на кладенците, необходими за изпомпване на газ.

На картата на Русия се вижда, че съоръженията на ПГУ са разположени в близост до газопроводи и големи населени места. И това не е случайно, тъй като складовете са проектирани така, че да гарантират стабилност в консумацията на газ, за ​​което те трябва да са в непосредствена близост до големи съоръжения

Посочените контейнери се търсят в артезиански слоеве. Газовите складове са създадени там, където скалната структура е пропусклива, пореста. Останалата течност се отстранява с газ, който я компресира и след това я прецежда.

Така наречените резервоари за съхранение на гориво всъщност не са. По-точно, те изобщо не съществуват - те използват като място за съхранение празнини в порести слоеве, И цялата процедура за създаване на газохранилище се състои в изместване на част от водата към периферията.Те правят това, за да създадат пространство за "синьо" гориво.

Изпълнението на описаната по-горе процедура ще успее само ако редица фактори допринесат за това:

• Порестият пропусклив слой е покрит с купол (покритие) от газонепропускливи скали, които обикновено са екструдирани глини.
• Водоносният хоризонт се простира от границите на хранилището за десетки километри. Още по-добре, ако има достъп до повърхността. Всичко изброено по-горе позволява на газа успешно да изтиска водата в резервоара.
• Дължината на купола е достатъчна, за да осигури възможност за съхранение на значителни обеми газ.
• Порьозността и проницаемостта на скалата осигурява приемлив газов капацитет и способността да се дава по време на разработване.

Ако поне едно от условията не е изпълнено, тогава ще бъде невъзможно да се създаде подземно хранилище.

Принципът на работа на съвременното подземно съхранение е прост. Характеристиките могат да бъдат разгледани на примера с големи съоръжения за ПГУ, използвани за изглаждане на сезонни нередности.

Така че обикновено в топлия сезон те изпомпват нужното количество газ. Които започват да се избират само с настъпването на отоплителния сезон. Освен това към главната тръба се изпраща не някакво огромно количество газ, а средното, известно от опита на експлоатация в миналите зими.

И ако изведнъж температурата рязко спадне и дневната консумация стане с порядък по-висока, тогава голямо подземно хранилище за газ няма да увеличи обемите на добив. А недостигът ще бъде покрит от малки складове, предназначени да изгладят ежедневната, седмична консумация. Причината е, че е по-лесно и по-бързо да избирате от тях.

Оптималният капацитет се счита от площ от няколко квадратни километра. С разлика във височината на дъното и горната част на купола в рамките на 10-15 метра

Предимството на подземното съхраняване на газ във водонаситени образувания е значителен капацитет. Недостатък е, че геолозите, когато изучават характеристиките на водоносен хоризонт, може да не идентифицират и вземат предвид някакъв важен фактор. В резултат на това съхранението ще бъде неизползваемо.

И най-лошото е, че често се разкрива след огромна инвестиция в изграждането на наземна и подземна инфраструктура. Доста често се срещат и по-малко значими неприятности, от които експлоатацията на подземно съхраняване на газ във водни наситени скали е придружена от значителни непланирани разходи.

Вариант № 2 - Капацитет след производството на въглеводороди

Инженерните комплекси, принадлежащи към този тип, служат за изглаждане на сезонните колебания в консумацията на „синьо“ гориво. А също и за създаване на стратегически резерви.

Подземните складови съоръжения се търсят поради факта, че тяхното създаване и експлоатация са икономически най-изгодни. И огромни резервоари за сухоземни газове (показани на снимката) се използват, ако не е възможно да се използват газопроводи с подземни хранилища за газ. Освен това контейнерите, показани на снимката, обикновено съхраняват изключително втечнен газ.

Устройството за съхранение от този тип е същото като в случая с аналози, създадени във водонаситени форми. Тоест, горивото се съхранява в празнините на порести скали.

Съоръжения за ПГС, създадени в скалите, където някога са били въглеводородите, са най-изобилните в света. Така че, техният брой достига значителни 70%, причината за това са редица предимства.

Които включват: значителен капацитет и спестявания от инвестиции в проучване, създаване на инфраструктура или поне част от нея и сондажи - нефт и газ вече са извлечени на мястото, където са създадени такива подземни складове.

Трябва да се разбере, че погребаните резервоари за газ не са подземни хранилища. Тъй като те са предназначени за решаване на напълно различни проблеми. И под земята те са само за да направят изпаряването на втечнен газ по-ефективно при силни студове. И то без разходи.А също и условно подземното поставяне на резервоари за газ ви позволява да спестите използваемо пространство, някъде на личен парцел

Но резервоарите, оцелели след производството на въглеводороди, не могат да бъдат наречени идеални.

Те имат много недостатъци:

• проблеми с изтичането на стари кладенци - особено за бившите нефтени находища;
• недостатъчна порьозност, пропускливост на скалите;
• смесване на газ с остатъци от масло - което понякога води до значителни загуби, тъй като получената смес вече не може да се използва.

А също така често в нефтените находища газът има опасен примес под формата на сероводород. Което е вредно за човешкото здраве и също така унищожава всички видове стоманени конструкции, дори тези, свързани с неръждаемите.

Работата на подземни хранилища за газ въз основа на местоположенията на изчерпани въглеводородни находища е възможна поради факта, че газ инжектира остатъци от нефт от желания резервоар при инжектиране. В допълнение, тя, подобно на водата, има ефект на сгъваемост и подвижност, което улеснява задачата за оборудване на резервоара. Понякога маслото под налягане на газ не се изтласква в скалата, а се издига до върха, което се превръща в допълнителен източник на печалба.

Вариант №3 - резервоари в находища на каменна сол

Такива контейнери с газ служат за изглаждане на ежедневната, седмичната неравномерност на използването му, а също така участват в изравняване на сезона. Освен това съхранението в солеви образувания успешно се справя с ролята на резервен източник за важни потребители.

Има само 2 популярни начина за съхранение на газ под земята. А именно в пропускливи порести слоеве и кухини, измити в солни отлагания. Първата опция се използва, когато трябва да създадете голямо хранилище, втората - само за решаване на локални проблеми

Посочените UGS съоръжения се създават чрез измиване на част от солните отлагания, за да се създаде кухината с необходимия размер. Защо първоначално са пробити няколко кладенци, през които се подава вода за продължителен период от време.

Въпреки че описаната процедура е дълга и скъпа, тя плаща за себе си, тъй като съхранението на инжектирания природен газ се извършва без загуба. Причината е, че солените пещери са херметични. В допълнение, те имат ефекта на самолечение - тектонските и други пукнатини бързо се обрасват със солни отлагания.

Предимството на подреждането на такива подземни хранилища за газ е, че изборът на необходимото количество гориво се осъществява на практика без ограничения на скоростта. Което е многократно по-високо, отколкото при извършване на същите операции в контейнери от други видове. Важно предимство на подземните хранилища, изградени в солни пещери, е високият процент на изтегляне на газ - един от най-високите сред всичките му типове.

Скалата за съхранение на газ трябва да бъде както е показано на снимката. Това е пропускливост и разполагат с достатъчно пространство, за да побере голямо количество гориво. В допълнение, структурата на резервоара трябва да позволява лесното изместване на остатъците от вода и нефт

Но броят на пещерите в солеви образувания не надвишава 2% от общия брой на складовете.

Този индикатор е повлиян от редица отрицателни точки:

• Наличието на огромно количество солена вода след измиване на пещерите, за да спестите газ. В резултат на това, ако няма море наблизо или поне предприятия за преработка на сол, няма къде да се сложи течността. Каква е основната причина за малкото количество на този вид подземно съхраняване на газ.
• Намаление на нетния обем по време на работа, Това явление се причинява от изпаряване на сол на места с по-високо налягане и натрупване там, където е по-ниско.
• Появата в газа от примеси, които често стават останки от течността, използвана преди това за измиване на пещерата.
• Незначителни обеми, което не позволява да се създават резерви в достатъчни количества.

В резултат на това съоръженията за съхранение на сол обикновено се използват само там, където не е възможно да се използват видовете контейнери, изброени по-горе.

Вариант №4 - UGS в добив

Техните обеми са незначителни. Независимо от това, шведите и норвежците държат част от своите стратегически запаси от газ в резервоари от този вид.

Добивът на PVC е единственото съоръжение за съхранение на газ, напълно оборудвано от човека. Така в една от мините експлозиите създават контейнер, който след това се обшива със стоманени листове.

Ето как изглеждат солените пещери, използвани за съхраняване на газ. Те са херметични и надеждни, но имат ограничени размери, поради което са подходящи за създаване на малък обем от подземни хранилища за газ. И изключително за решаване на местни проблеми. Например в Русия от 27 складови помещения, които се използват в момента, само 2 са сол

Въпреки че е изгодно да се експлоатират подземни хранилища за газ в изоставени мини поради високия процент и скоростта на добив, броят им няма да се увеличи значително в близко бъдеще. Причината е, че описаните хранилища са трудни за изграждане. Тъй като не винаги е възможно да се постигне пълна плътност, което води до значителни загуби.

Това се случва поради факта, че по време на експлоатацията на рудника те се опитват да внесат максимално количество въздух там. Каква е целта на създаването на вентилационна система с маса от оголване на повърхността, която по време на подреждането на складовото помещение не винаги е възможно да се запечата.

В резултат на това днес има само няколко успешни примера за прилагане на идеята за съхраняване на газ в изоставени мини (в Швеция, Норвегия, Германия).

Запечатани ли са трезорите?

Течовете на гориво са обичайни процеси, които не могат да бъдат избегнати. Тъй като има твърде много причини.

За удобство те са разделени в 3 категории:

• геология;
• технологии;
• технически.

Да групирам геоложки причини включват хетерогенността на UGS гумите, наличието на тектонски разломи, както и характеристиките на хидродинамиката и геохимията. Например газът може просто да мигрира през резервоара и специалистите няма да го повлияят по никакъв начин.

технологически причини са свързани с най-честите, тъй като редовно възникват грешки при оценяване на всякакви факти. Например ефективността на хидравличните капани, запасите от газ, текущите физически и химични процеси.

Често се използва добре пробиване, за да се стигне до желаните формации. Нещо повече, неговата технология не се различава от подобни процедури, когато се опитва да стигне до газ, нефт

Технически причини най-често се свързва със състоянието на използваните кладенци, с помощта на които се впръсква газ.

Характеристики на създаване на UGS съоръжения

В 95% от случаите се създават UGS съоръжения екструзия на газ, маслени остатъци от порести образувания, По този начин се създават „резервоари“ за съхранение на „синьо“ гориво.

И най-важната характеристика е, че обемът газ, използван за екструдиране на течности в бъдеще, не може да бъде използван за доставка до потребителите. Нейната задача е да предотврати връщането на вода, въглеводородни остатъци на старото им място. В противен случай хранилището просто престава да съществува.

Тоест казаният газ е буфер, Като правило се случва поне половината от общия обем, качен в подземното хранилище за газ. А в някои случаи буферният газ е 3 пъти повече от това, което може да се използва за доставка до потребителите, което се нарича активен.

Интересно е, че количеството на буферния газ не може да бъде предварително изчислено. Тоест всичко се проверява изключително по експериментален метод. Което в много случаи отнема години. Но все пак, когато резултатът е незадоволителен, буферният газ може да се изпомпва изцяло.

Поръчка за попълване на съхранение

След като геолозите извършиха проучвания на всеки резервоар и решиха, че е възможно да се създаде газохранилище на правилното място, газопроизводителите изграждат инженерен комплекс.

Съвременните подземни хранилища за газ са най-сигурният начин за съхраняване на запасите от газ.Но честите му течове са голям проблем за газовите компании и природозащитниците, които смятат такива случаи за значителен екологичен проблем. И това се случва както е показано на снимката (в далечината се вижда огън на едно от унгарските подземни складове)

И тогава започва инжектирането на „синьо“ гориво в бъдещето на UGSF, което се доставя от най-близкото тръбопровод тръбопровод, И той влиза в мястото за почистване, където се отстраняват всички видове механични примеси.

Чистото гориво се подава в дозиращата станция. И след това, в компресорния цех, където се извършва компресия - това е името на подготовката на газ за изпомпване в склада. Той представлява увеличаване на налягането на газа до желаната стойност.

След това се транспортира до пунктовете за разпределение на газ. Когато общият поток се разделя на няколко и влиза в различни производствени линии. Откъдето се изпраща по тръбите до кладенците за инжектиране.

По време на процеса експертите контролират редица параметри, включително налягане и температура на газ и производителност на всеки кладенец.

Изводи и полезно видео по темата

Видеото по-долу е посветено на темата за създаване на UGS съоръжения за изглаждане на неравномерния разход на гориво, което ще се доставя от газопровода Power of Siberia.

Подземните газови хранилища са най-надеждният и печеливш начин за изравняване на неравномерното потребление на газ и стабилното му снабдяване по време на непреодолима сила. И най-интересното е, че не трябва да се благодари на човешкия гений, а на природата, която благоразумно е създала подходящи слоеве от скали.

Лично ли сте участвали в създаването на подземни съоръжения за съхранение на газ и искате да допълнете горния материал с полезна информация? Или забелязахте разминаване във фактите? Оставете вашите коментари и коментари - блокът за обратна връзка се намира под статията.