Instal·lacions d’emmagatzematge de gas subterrànies: maneres adequades d’emmagatzemar gas natural

Sembla que el coneixement de com s’ordenen els magatzems subterranis de gas no té cap valor pràctic per als usuaris mitjans. Però la humanitat depèn massa del combustible "blau" i per tant vull estar segur que mai hi haurà interrupcions en els seus subministraments. És així?

I cada compatriota es pot assegurar amb informació sobre els magatzems de gas ubicats a la terra (UGS), sempre que estiguin plens de problemes amb el subministrament de gas no hi haurà. Obteniu més informació sobre el dispositiu d’emmagatzematge i les funcions d’emmagatzematge del nostre article.

Instal·lacions d’emmagatzematge de gas subterrànies

Si per a l’emmagatzematge de gas per a necessitats domèstiques, fan servir els propietaris de cases particulars titulars de gas, a escala nacional, estem parlant d’opcions d’emmagatzematge completament diferents. Així doncs, els magatzems de gas oficialment subterranis són complexos d’instal·lacions d’enginyeria que serveixen per al bombeig, emmagatzematge i selecció de combustible “blau”. Consten de components terrestres i subterranis.

A terra inclouen:

• punt de distribució de gas, que serveix per distribuir el flux de gas en diversos processos;
• botiga de compressorson el combustible està preparat (augmentant la pressió) per a la injecció en pous;
• plantes de tractament de gasos.

Subterrània Els components UGS són: pous, producció, capacitat. I l’últim ítem (capacitat) és el més interessant: de la forma en què s’emmagatzema el combustible “blau” depèn de com es disposi l’emmagatzematge del mateix gas.

Els magatzems moderns de gas subterranis són semblants a les plantes grans. Ja que és necessari utilitzar un potent compressor, purificació i altres equips per assegurar la injecció / selecció de combustible. Que serveixen centenars, si no milers d’especialistes

Visió general dels dipòsits d'emmagatzematge de gas

Amb el mateix pes, el gas ocupa àrees molt més grans que qualsevol cos sòlid.I ja que s’utilitza en grans quantitats, es necessiten els mateixos envasos per al seu emmagatzematge.

A més, fa uns segles es van negar a emmagatzemar gas als dipòsits terrestres creats per l’home.

El motiu és que això requeriria:

• ocupar àmplies zones del planeta amb complexos per emmagatzemar combustible blau de baixa pressió;
• Utilitzeu tancs de gas d’alta pressió i cars i explosius.

Com a resultat, amb l'objectiu de neutralitzar els punts negatius enumerats anteriorment, es va optar a favor de les instal·lacions d'emmagatzematge subterrànies, i es consideren com a tals els situats a una profunditat considerable. La qual cosa, en la majoria dels casos, és de 300 a 1000 metres. I podeu emmagatzemar combustible en dipòsits creats per la natura.

En total, els enginyers van aprendre a utilitzar amb èxit 7 tipus de tancs d’emmagatzematge de gas natural:

• format en formacions poroses saturades d’aigua;
• conservat després de la producció d’hidrats de carboni, és a dir, el mateix gas, petroli;
• format en dipòsits de sal de roca;
• creat en el funcionament de les mines;
• Creat en un permafrost durador;
• amb una closca de gel de baixa temperatura;
• format després d’explosions atòmiques subterrànies.

Tot i que hi ha moltes opcions, només els primers 4 mètodes d’emmagatzematge de gas difereixen en la pràctica. Les opcions de tanc restants només són teòricament adequades.

La instal·lació nord-americana de Stavropol UGS és la més gran del món i la reserva de gas emmagatzemat allà pot satisfer la demanda anual de combustible d’un país tan gran com França. Ja que la superfície d’emmagatzematge és de fins a 680 km²

El motiu de la impracticitat de les tres opcions restants és el següent:

• Es pot emmagatzemar gas a les roques congelades, i diversos emmagatzematges existents a les regions del nord del planeta ho confirmen. Però els seus volums són extremadament insignificants, per tant, avui no tenen valor industrial.
• Les capacitats formades per explosions nuclears subterrànies són adequades per emmagatzemar importants reserves de gas, cosa que ja s’ha demostrat experimentalment. Però el que és bàsic és que es van provar armes poderoses fora dels llocs de residència de la gent. Per tant, normalment no hi ha consumidors, serveis públics.

Com a resultat, aquests tipus de contenidors no són aptes per al seu ús.

Tot i que les instal·lacions d’UGS s’anomenen instal·lacions d’emmagatzematge, en realitat, la conservació de gas no és la seva principal preocupació. Ja que el que hi ha s’utilitza principalment per suavitzar els desnivells i el consum. Cosa que passa diàriament, setmanalment, estacional. Només al darrer torn es creen instal·lacions de UGS per mitigar les conseqüències de les circumstàncies de força major.

A continuació, examinem amb més detall cadascuna de les opcions per emmagatzemar gas sota terra.

Opció # 1: emmagatzematge en dipòsits saturats

Les instal·lacions d’emmagatzematge en formacions saturades d’aigua estan dissenyades per mitigar els efectes del desnivell estacional quan s’utilitza gas. I també per crear reserves estratègiques.

Una característica important de la construcció d’aquests emmagatzematges és la participació humana mínima, sovint en l’etapa de creació dels pous necessaris per bombejar gas.

Al mapa de Rússia es pot veure que les instal·lacions dels UGS es troben a prop de gasoductes i grans assentaments. I això no és casualitat, ja que els magatzems estan dissenyats per assegurar l’estabilitat en el consum de gas, per als quals haurien d’estar a prop de les grans instal·lacions

Els contenidors indicats es busquen en estrats artesanals. Es creen emmagatzematges de gas on l'estructura de la roca és permeable i porosa. El líquid restant s’elimina amb gas, que el comprimeix i, després, s’esprémer.

Els anomenats tancs per emmagatzemar combustible ells mateixos, de fet, no ho són. Més precisament, no existeixen en absolut: fan servir lloc d’emmagatzematge buits en capes poroses. I tot el procediment per crear un emmagatzematge de gas consisteix en desplaçar part de l’aigua a la perifèria.Això ho fan per crear espai per a un combustible "blau".

Realitzeu el procediment descrit anteriorment només tindrà èxit si hi contribueixen diversos factors:

• La capa porosa permeable es cobreix amb una cúpula (roca) de roques hermètiques, que solen ser argiles extrusionades.
• L’aqüífer s’estén des dels límits del dipòsit durant desenes de quilòmetres. Millor encara, si té accés a la superfície. Totes les opcions anteriors permeten que el gas esqueixi amb èxit l’aigua del dipòsit.
• La longitud de la cúpula és suficient per proporcionar la capacitat d’emmagatzemar volums importants de gas.
• La porositat i permeabilitat de la roca proporciona una capacitat de gas acceptable i la capacitat de donar-la durant el desenvolupament.

Si no es compleix almenys una de les condicions, serà impossible crear un emmagatzematge subterrani.

El principi de funcionament de l’emmagatzematge subterrani modern és simple. Es poden considerar les característiques mitjançant l’exemple d’instal·lacions grans de UGS utilitzades per suavitzar les irregularitats estacionals.

Així, normalment a la temporada càlida, bomben la quantitat adequada de gas. Els quals comencen a seleccionar-se només amb l’inici de la temporada de calefacció. A més, no s'envia una quantitat enorme de gas a la canonada principal, sinó la mitjana, coneguda per l'experiència de funcionament dels hiverns passats.

I, si de sobte, la temperatura baixa bruscament i el consum diari es converteix en un ordre de magnitud superior, llavors una instal·lació de grans UGS encara no augmentarà els volums d'extracció. I l'escassetat estarà coberta per petits magatzems destinats a suavitzar el consum setmanal diari. El motiu és que és més fàcil i ràpid de seleccionar-los.

Es consideren capacitats òptimes a partir d’una àrea de diversos quilòmetres quadrats. Amb una diferència entre l’alçada de la part inferior i superior de la cúpula dins dels 10-15 metres

L’avantatge de l’emmagatzematge subterrani de gas en formacions saturades d’aigua és la capacitat substancial. Un desavantatge és que els geòlegs, quan estudien les característiques d’un aqüífer, poden no identificar i tenir en compte algun factor important. Com a resultat, l'emmagatzematge no es podrà utilitzar.

I el pitjor és que sovint es revela després d’una enorme inversió en la construcció d’infraestructures terrestres i subterrànies. Molt sovint hi ha problemes menys importants, a partir dels quals el funcionament de l’emmagatzematge subterrani de gas a les roques saturades d’aigua s’acompanya de costos importants no planificats.

Opció # 2: Capacitats després de la producció d’hidrocarburs

Els complexos d’enginyeria que pertanyen a aquest tipus serveixen per suavitzar les fluctuacions estacionals del consum de combustible “blau”. I també per crear reserves estratègiques.

Les instal·lacions d’emmagatzematge subterrànies són molt exigents a causa que la seva creació i funcionament són les més avantatjoses econòmicament. I s’utilitzen tancs de gas terrestres enormes (que es mostren a la foto) si no és possible utilitzar gasoductes amb instal·lacions d’emmagatzematge subterrani de gas. A més, els envasos que es mostren a la foto solen emmagatzemar exclusivament gas liquat.

El dispositiu d'emmagatzematge d'aquest tipus és el mateix que en el cas dels anàlegs creats en formacions saturades d'aigua. És a dir, el combustible s’emmagatzema als buits de les roques poroses.

Les instal·lacions de UGS creades a les roques on antigament es trobaven els hidrocarburs són les més abundants del món. Per tant, el seu nombre assoleix un 70% significatiu, la qual cosa té molts avantatges.

Entre els quals s’inclouen: una capacitat i un estalvi importants en la inversió en exploració, la creació d’infraestructura o almenys una part i la perforació de petroli i gas ja s’han extret al lloc on es van crear aquestes instal·lacions d’emmagatzematge subterrani.

S’ha d’entendre que els dipòsits de gas enterrats no són dipòsits d’emmagatzematge subterrani. Ja que estan dissenyats per resoldre problemes completament diferents. I sota terra, només serveixen per fer més eficaç l'evaporació del gas liquat en les gelades severes. I sense cap cost.I també la col·locació subterrània de dipòsits de gas permet subministrar un espai útil en algun lloc de la parcel·la personal

Però els tancs que van sobreviure després de la producció d’hidrocarburs no es poden anomenar ideals.

Tenen molts inconvenients:

• problemes de fuites dels pous antics, especialment per als antics camps de petroli;
• porositat insuficient, permeabilitat de les roques;
• barrejar gas amb residus de petroli, que de vegades comporta pèrdues importants, ja que la barreja resultant ja no es pot utilitzar.

I també sovint als camps de petroli, el gas presenta una impuresa perillosa en forma de sulfur d'hidrogen. La qual cosa és perjudicial per a la salut humana i destrueix tot tipus d’estructures d’acer, fins i tot les relacionades amb les d’acer inoxidable.

L’operació d’instal·lacions d’emmagatzematge subterrànies de gas a partir de les ubicacions dels dipòsits esgotats d’hidrocarburs és possible a causa del fet que el gas injecta residus de petroli del dipòsit desitjat a la injecció. A més, com l’aigua, té l’efecte de la compressibilitat i la mobilitat, cosa que facilita la tasca d’equipar el dipòsit. De vegades, el petroli a pressió de gas no s’escorre a la roca, sinó que s’eleva a la part superior, cosa que es converteix en una font addicional de beneficis.

Opció # 3: embassaments en dipòsits de sal de roca

Aquests contenidors amb gas serveixen per suavitzar el desnivell diari, setmanal del seu ús, i també participen en el nivell de la temporada. A més, l’emmagatzematge en formacions de sal pot afrontar amb èxit el paper d’una font de còpia de seguretat per a importants consumidors.

Només hi ha dues maneres populars d’emmagatzemar gas sota terra. És a dir, en estrats porosos permeables i cavitats rentades en dipòsits de sal. La primera opció s'utilitza quan heu de crear un repositori gran, la segona només per resoldre problemes locals

Les instal·lacions indicades de UGS es creen rentant part dels dipòsits de sal per tal de crear la cavitat de la mida requerida. Per què inicialment es perfora diversos pous a través dels quals se subministra aigua durant un període prolongat de temps.

Tot i que el procediment descrit és llarg i costós, es paga per si mateix, ja que l’emmagatzematge del gas natural injectat té lloc sense pèrdues. El motiu és que les coves de sal són impermeables. A més, tenen l’efecte de autocuració - les fissures tectòniques i altres es superen ràpidament amb els dipòsits de sal.

L’avantatge de la disposició d’aquests magatzems subterranis de gas és que la selecció de la quantitat necessària de combustible es produeix sense pràcticament límits de velocitat. La qual cosa és moltes vegades superior a l’hora de realitzar les mateixes operacions en contenidors d’un altre tipus. Un avantatge important de les instal·lacions d’emmagatzematge subterrànies integrades a coves de sal és l’elevat percentatge de retirada de gas, un dels més alts entre tots els seus tipus.

La roca d'emmagatzematge de gas ha de ser la que es mostra a la foto. Això és permeable i disposa d’espai suficient per allotjar una gran quantitat de combustible. A més, l’estructura del dipòsit ha de permetre un desplaçament fàcil d’aigua i residus de petroli

Però el nombre de cavernes en formacions de sal no supera el 2% del total d’emmagatzematges.

Aquest indicador està afectat per diversos punts negatius:

• La presència d’una quantitat enorme d’aigua salada després de la lixiviació de les coves per estalviar gas. Com a resultat, si no hi ha cap mar a prop o, almenys, plantes de processament de sal, no hi ha lloc per posar el líquid. Quina és la raó principal per la petita quantitat d’aquest tipus d’emmagatzematge subterrani de gas.
• Reducció de volum net durant l’operació. Aquest fenomen es produeix per evaporació de sal en llocs amb major pressió i acumulació on és menor.
• L’aparició en el gas de les impureses, que sovint es converteixen en les restes del líquid abans utilitzat per rentar la cova.
• Volums poc significatius, que no permet crear reserves en quantitats suficients.

Com a resultat, les instal·lacions d’emmagatzematge de sal solen utilitzar-se només quan no és possible utilitzar els tipus de contenidors enumerats anteriorment.

Opció # 4 - UGS en mineria

Els seus volums són insignificants. No obstant això, els suecs i noruecs mantenen part de les seves reserves de gas estratègic en dipòsits d'aquesta mena.

La mineria El PVC és l’única instal·lació d’emmagatzematge de gas completament equipada per l’home. Així, en una de les mines, les explosions creen un contenidor, que després es revesteix amb làmines d’acer.

Així s’assemblen a les cavernes de sal que s’utilitzaven per emmagatzemar gas. Són hermètics i fiables, però tenen dimensions limitades, per tant, són idonis per crear un volum reduït d’instal·lacions d’emmagatzematge subterrani de gas. I exclusivament per a la resolució de problemes locals. Per exemple, a Rússia, de les 27 instal·lacions d’emmagatzematge que s’utilitzen actualment, només 2 són sal

Tot i que és rendible explotar instal·lacions d’emmagatzematge subterrani de gas a mines abandonades a causa de l’elevat percentatge i la velocitat d’extracció, el seu nombre no augmentarà significativament en un futur proper. El motiu és que els dipòsits descrits són difícils de construir. Ja que no sempre és possible assolir una estanquitat completa, cosa que comporta pèrdues importants.

Això passa pel fet que durant l’operació de la mina intenten portar allà la màxima quantitat d’aire. Quin és l’objectiu de crear un sistema de ventilació amb una massa d’aflorament a la superfície, que durant l’arranjament de la instal·lació d’emmagatzematge no sempre és possible segellar.

Com a resultat, avui en dia només hi ha alguns exemples reeixits d’implementar la idea d’emmagatzemar gas en mines abandonades (a Suècia, Noruega, Alemanya).

Es tanquen les voltes?

Les fuites de combustible són processos habituals que no es poden evitar. Ja que hi ha massa motius.

Per comoditat, es divideixen en tres categories:

• geològic;
• tecnològic;
• tècnica.

Per agrupar geològic raons inclouen l'heterogeneïtat dels pneumàtics UGS, la presència de falles tectòniques, així com les característiques de la hidrodinàmica i la geoquímica. Per exemple, el gas pot simplement migrar a través de l’embassament i els especialistes no l’afectaran de cap manera.

Tecnològic raons relacionar-se amb el més freqüent, ja que es produeixen errors regularment en avaluar qualsevol fet. Per exemple, l'eficàcia de trampes hidràuliques, reserves de gas, processos físics i químics en curs.

Sovint s’utilitza una perforació per a pujar a les formacions desitjades. D'altra banda, la seva tecnologia no és diferent de procediments similars quan s'intenta arribar al gas, al petroli

Motius tècnics més sovint associat a l’estat dels pous utilitzats, amb l’ajut del qual s’injecta gas.

Característiques per crear instal·lacions UGS

En un 95% dels casos es creen instal·lacions de UGS extrusió de gas, residus de petroli de formacions poroses. Així, es creen "tancs" per emmagatzemar combustible "blau".

I la característica més important és que el volum de gas que s’utilitza per extreure líquids en el futur no es pot utilitzar per a l’entrega als consumidors. La seva tasca és evitar el retorn de l'aigua, residus d'hidrocarburs al seu antic lloc. En cas contrari, el dipòsit deixa de existir.

És a dir, el gas és buffer. Com a regla general, passa almenys la meitat del volum total carregat a la instal·lació d’emmagatzematge subterrani de gas. I en alguns casos, el gas tampó és 3 vegades més que el que es pot utilitzar per lliurar als consumidors, que s’anomena actiu.

És interessant que la quantitat de gas tampó no es pugui calcular prèviament. És a dir, tot es comprova exclusivament mitjançant un mètode experimental. Cosa que en molts casos porta anys. Però tot i així, quan el resultat no resulta satisfactori, es pot bombar el gas tampó completament.

Comanda d'ompliment d'emmagatzematge

Després que els geòlegs hagin realitzat estudis sobre qualsevol embassament i van decidir que és possible crear un emmagatzematge de gas al lloc adequat, els productors de gas construeixen un complex d’enginyeria.

Les modernes instal·lacions d’emmagatzematge subterrani de gas són la forma més segura d’emmagatzemar les reserves de gas.Però les seves freqüents fuites són un gran problema per a les empreses de gas i els ecologistes, que consideren aquests casos un problema mediambiental important. I passa com es mostra a la foto (a la distància, es pot veure un incendi a una de les instal·lacions d’emmagatzematge subterrànies hongareses)

A continuació, comença la injecció de combustible “blau” al futur del UGSF, que es subministra des del més proper canonada. I entra al lloc de neteja, on s’eliminen tot tipus d’impureses mecàniques.

Es subministra combustible net a l'estació de distribució. I després d'això, a la botiga de compressors, on es realitza la compressió, aquest és el nom de la preparació del gas per a bombejar a l'emmagatzematge. Representa un augment de la pressió del gas fins al valor desitjat.

Després es transporta als punts de distribució de gas. Quan el flux total es divideix en diversos i entra en diferents línies de producció. Des d’on s’envia al llarg dels plomalls fins als pous per a la injecció.

Durant tot el procés, els experts controlen diversos paràmetres, incloent-hi la pressió i la temperatura del gas i la productivitat de cada pou.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

El vídeo següent està dedicat al tema de la creació d'instal·lacions de UGS per suavitzar el consum desigual de combustible, que serà subministrat pel gasoducte Power of Siberia.

Els magatzems de gas subterranis són la forma més fiable i rendible d’anivellar el consum desigual de gas i el seu subministrament estable durant la força major. I el més interessant és que no es vol agrair el geni humà, sinó la naturalesa, que ha creat prudents estrats de roques.

Heu participat personalment en la creació d’instal·lacions d’emmagatzematge subterrani de gas i voleu complementar el material anterior amb informació útil? O ha notat una discrepància en els fets? Deixa els teus comentaris i comentaris: el bloc de comentaris es troba a sota de l'article.