Instalaciones subterráneas de almacenamiento de gas: formas adecuadas de almacenar gas natural

Parece que el conocimiento de cómo se organizan los almacenamientos subterráneos de gas no tiene ningún valor práctico para el usuario promedio. Pero la humanidad depende demasiado del combustible "azul", por lo que quiero estar seguro de que nunca habrá interrupciones en sus suministros. ¿Eso es correcto?

Y cada compatriota puede estar tranquilo con información sobre almacenamientos de gas ubicados bajo tierra (UGS), siempre y cuando estén llenos de problemas con el suministro de gas no habrá. Lea más sobre el dispositivo de almacenamiento y las características de almacenamiento en nuestro artículo.

Instalaciones subterráneas de almacenamiento de gas.

Si para el almacenamiento de gas para necesidades domésticas, los propietarios de casas privadas usan titulares de gas, luego, a escala nacional, estamos hablando de opciones de almacenamiento completamente diferentes. Por lo tanto, los depósitos de gas subterráneos son complejos de instalaciones de ingeniería que sirven para bombear, almacenar y seleccionar combustible "azul". Se componen de componentes subterráneos y subterráneos.

A suelo incluyen:

• punto de distribución de gas, que sirve para distribuir el flujo de gas en varias tecnologías
• tienda de compresoresdonde se prepara el combustible (aumentando la presión) para inyección en pozos;
• plantas de tratamiento de gases.

Subterráneo Los componentes de UGS son: pozos, producción, capacidad. Y el último elemento (capacidad) es el más interesante: la forma en que se almacena el combustible "azul" depende de cómo esté organizado el almacenamiento de gas.

Los almacenes subterráneos modernos de gas son similares en apariencia a las grandes plantas. Dado que es necesario utilizar un potente compresor, purificación y otros equipos para garantizar la inyección / selección de combustible. Que es atendido por cientos, si no miles de especialistas

Resumen de tanques de almacenamiento de gas

Con el mismo peso, el gas ocupa áreas mucho más grandes que cualquier cuerpo sólido.Y dado que se usa en grandes cantidades, se necesitan los mismos contenedores para su almacenamiento.

Además, los especialistas se negaron a almacenar gas en tanques terrestres artificiales hace un siglo.

La razón es que esto requeriría:

• ocupan vastas áreas del planeta con complejos para almacenar combustible azul de baja presión;
• Use tanques de gas caros y explosivos de alta presión.

Como resultado, para neutralizar los puntos negativos enumerados anteriormente, se tomó la decisión a favor de las instalaciones de almacenamiento subterráneo, y las ubicadas a una profundidad considerable se consideran como tales. Que, en la mayoría de los casos, es de 300 a 1000 metros. Y puede almacenar combustible allí en tanques creados por la naturaleza.

En total, los ingenieros aprendieron a usar con éxito 7 tipos de tanques de almacenamiento de gas natural:

• formado en formaciones porosas saturadas de agua;
• conservado después de la producción de carbohidratos, a saber, el mismo gas, aceite;
• formado en depósitos de sal de roca;
• creado en los trabajos mineros de las minas;
• Creado en permafrost duradero;
• con una capa de hielo de baja temperatura;
• formado después de explosiones atómicas subterráneas.

Aunque hay muchas opciones, solo los primeros 4 métodos de almacenamiento de gas difieren en la práctica. Las opciones de tanque restantes son solo teóricamente adecuadas.

La instalación de North Stavropol UGS es la más grande del mundo y la reserva de gas almacenada allí puede satisfacer la demanda anual de combustible de un país tan grande como Francia. Dado que el área de almacenamiento es de hasta 680 km²

La razón de la impracticabilidad de las tres opciones restantes es la siguiente:

• El gas puede almacenarse en rocas congeladas, y varios almacenamientos existentes en las regiones del norte del planeta lo confirman. Pero sus volúmenes son extremadamente insignificantes, por lo tanto, no tienen valor industrial hoy.
• Las capacidades formadas por explosiones nucleares subterráneas son bastante adecuadas para almacenar importantes reservas de gas, lo que ya se ha probado experimentalmente. Pero la conclusión es que se probaron armas poderosas lejos de los lugares de residencia de las personas. Por lo tanto, generalmente no hay consumidores, servicios públicos.

Como resultado, estos tipos de contenedores simplemente no son adecuados para su uso.

Aunque las instalaciones de UGS se denominan instalaciones de almacenamiento, en realidad, la conservación de gas no es su principal preocupación. Dado que lo que hay en ellos se usa principalmente para suavizar las desigualdades y el consumo. Lo que sucede diariamente, semanalmente, estacionalmente. Solo en el último turno se crean instalaciones UGS para mitigar las consecuencias de circunstancias de fuerza mayor.

A continuación, consideramos con más detalle cada una de las opciones para almacenar gas bajo tierra.

Opción n. ° 1: almacenamiento en depósitos saturados

Las instalaciones de almacenamiento en formaciones saturadas de agua están diseñadas para mitigar los efectos de las irregularidades estacionales cuando se usa gas. Y también para crear reservas estratégicas.

Una característica importante de la construcción de estos almacenes es la mínima participación humana, con mayor frecuencia en la etapa de creación de los pozos necesarios para bombear gas.

En el mapa de Rusia se puede ver que las instalaciones de UGS están ubicadas cerca de gasoductos y grandes asentamientos. Y esto no es una coincidencia, ya que los almacenes están diseñados para garantizar la estabilidad en el consumo de gas, por lo que deben estar cerca de grandes instalaciones.

Los contenedores indicados se buscan en estratos artesianos. Los depósitos de gas se crean donde la estructura de la roca es permeable, porosa. El líquido restante se elimina mediante gas, que lo comprime y luego lo aprieta.

Los llamados tanques para almacenar combustible, de hecho, no lo son. Más precisamente, no existen en absoluto: se usan como lugar de almacenamiento vacíos en capas porosas. Y todo el procedimiento para crear un almacenamiento de gas consiste en desplazar parte del agua hacia la periferia.Lo hacen para crear espacio para el combustible "azul".

Realizar el procedimiento descrito anteriormente solo tendrá éxito si una serie de factores contribuyen a esto:

• La capa permeable porosa está cubierta con una cúpula (cubierta) de rocas herméticas a los gases, que generalmente son arcillas extruidas.
• El acuífero se extiende decenas de kilómetros desde los límites del repositorio. Mejor aún, si tiene acceso a la superficie. Todo lo anterior permite que el gas exprima con éxito el agua en el depósito.
• La longitud del domo es suficiente para proporcionar la capacidad de almacenar volúmenes significativos de gas.
• La porosidad y permeabilidad de la roca proporciona una capacidad de gas aceptable y la capacidad de proporcionarla durante el desarrollo.

Si al menos una de las condiciones no se cumple, será imposible crear un almacenamiento subterráneo.

El principio de funcionamiento del almacenamiento subterráneo moderno es simple. Las características se pueden considerar con el ejemplo de las grandes instalaciones de UGS utilizadas para suavizar las irregularidades estacionales.

Por lo tanto, generalmente en la estación cálida bombean la cantidad correcta de gas. Que comienzan a seleccionarse solo con el inicio de la temporada de calefacción. Además, no se envía una gran cantidad de gas a la tubería principal, sino la media, conocida por la experiencia de operación en inviernos pasados.

Y, si de repente la temperatura cae bruscamente y el consumo diario se vuelve un orden de magnitud mayor, entonces una gran instalación subterránea de almacenamiento de gas no aumentará los volúmenes de extracción de todos modos. Y la escasez estará cubierta por pequeños almacenes diseñados para suavizar el consumo diario y semanal. La razón es que es más fácil y rápido seleccionar de ellos.

Las capacidades óptimas se consideran desde un área de varios kilómetros cuadrados. Con una diferencia en la altura del fondo y la parte superior del domo dentro de 10-15 metros

La ventaja del almacenamiento subterráneo de gas en formaciones saturadas de agua es su capacidad sustancial. Una desventaja es que los geólogos, al estudiar las características de un acuífero, pueden no identificar y tener en cuenta algún factor importante. Como resultado, el almacenamiento será inutilizable.

Y lo peor es que a menudo se revela después de una gran inversión en la construcción de infraestructura terrestre y subterránea. Muy a menudo, hay problemas menos significativos, de los cuales la operación de almacenamiento subterráneo de gas en rocas saturadas de agua se acompaña de costos no planificados significativos.

Opción # 2 - Capacidades después de la producción de hidrocarburos

Los complejos de ingeniería que pertenecen a este tipo sirven para suavizar las fluctuaciones estacionales en el consumo de combustible "azul". Y también para crear reservas estratégicas.

Las instalaciones de almacenamiento subterráneo tienen demanda debido al hecho de que su creación y operación son económicamente más ventajosas. Y se usan enormes tanques de gas terrestres (que se muestran en la foto) si no es posible usar tuberías de gas con instalaciones subterráneas de almacenamiento de gas. Además, los contenedores que se muestran en la foto generalmente almacenan exclusivamente gas licuado.

El dispositivo de almacenamiento de este tipo es el mismo que en el caso de los análogos creados en formaciones saturadas de agua. Es decir, el combustible se almacena en los vacíos de las rocas porosas.

Las instalaciones de UGS creadas en las rocas donde alguna vez se ubicaron los hidrocarburos son las más abundantes del mundo. Entonces, su número alcanza un 70% significativo, una serie de ventajas.

Los cuales incluyen: capacidad significativa y ahorros en la inversión en exploración, la creación de infraestructura o al menos parte de ella, y la perforación: ya se han extraído petróleo y gas en el lugar donde se crearon tales instalaciones de almacenamiento subterráneo.

Debe entenderse que los tanques de gas enterrados no son instalaciones subterráneas de almacenamiento. Ya que están diseñados para resolver problemas completamente diferentes. Y bajo tierra, son solo para hacer que la evaporación del gas licuado sea más efectiva en heladas severas. Y sin costo.Y también la colocación condicionalmente subterránea de tanques de gas le permite ahorrar espacio utilizable, en algún lugar de una parcela personal

Pero los tanques que sobrevivieron después de la producción de hidrocarburos no pueden llamarse ideales.

Tienen muchas desventajas:

• problemas de fuga de pozos viejos, especialmente para antiguos campos petroleros;
• insuficiente porosidad, permeabilidad de las rocas;
• mezclar gas con residuos de aceite, lo que a veces conduce a pérdidas significativas, ya que la mezcla resultante ya no se puede usar.

Y también a menudo en los campos petroleros, el gas tiene una impureza peligrosa en forma de sulfuro de hidrógeno. Lo cual es perjudicial para la salud humana y también destruye todo tipo de estructuras de acero, incluso las relacionadas con las de acero inoxidable.

La operación de las instalaciones subterráneas de almacenamiento de gas basadas en la ubicación de los depósitos de hidrocarburos agotados es posible debido al hecho de que el gas inyecta residuos de petróleo desde el depósito deseado tras la inyección. Además, como el agua, tiene el efecto de compresibilidad y movilidad, lo que facilita la tarea de equipar el tanque. A veces, el petróleo bajo presión de gas no se exprime en la roca, sino que sube a la cima, lo que se convierte en una fuente adicional de ganancias.

Opción # 3 - depósitos en depósitos de sal de roca

Dichos recipientes con gas sirven para suavizar las irregularidades diarias y semanales de su uso, y también participan en la nivelación de la temporada. Además, el almacenamiento en formaciones de sal cumple con éxito el papel de una fuente de respaldo para consumidores importantes.

Solo hay 2 formas populares de almacenar gas bajo tierra. A saber, en estratos porosos permeables y cavidades lavadas en depósitos de sal. La primera opción se usa cuando necesita crear un repositorio grande, la segunda, solo para resolver problemas locales

Las instalaciones UGS indicadas se crean lavando parte de los depósitos de sal para crear la cavidad del tamaño requerido. Por qué inicialmente se perforan varios pozos a través de los cuales se suministra agua durante un período prolongado de tiempo.

Aunque el procedimiento descrito es largo y costoso, se paga solo, ya que el almacenamiento del gas natural inyectado se realiza sin pérdidas. La razón es que las cuevas de sal son a prueba de fugas. Además, tienen el efecto de auto curación - las grietas tectónicas y otras se vuelven rápidamente cubiertas de depósitos de sal.

La ventaja de la disposición de tales almacenamientos subterráneos de gas es que la selección de la cantidad requerida de combustible ocurre prácticamente sin límites de velocidad. Que es muchas veces mayor que cuando se realizan las mismas operaciones en contenedores de otros tipos. Una ventaja importante de las instalaciones de almacenamiento subterráneo construidas en cuevas de sal es el alto porcentaje de extracción de gas, uno de los más altos entre todos sus tipos.

La roca de almacenamiento de gas debe ser como se muestra en la foto. Eso es permeable y tiene suficiente espacio para acomodar una gran cantidad de combustible. Además, la estructura del reservorio debe permitir un fácil desplazamiento de los residuos de agua y aceite.

Pero el número de cavernas en formaciones de sal no supera el 2% del número total de almacenamientos.

Este indicador se ve afectado por varios puntos negativos:

• La presencia de una gran cantidad de agua salada. después de lixiviar las cuevas para ahorrar gas. Como resultado, si no hay mar cerca o al menos plantas de procesamiento de sal, no hay ningún lugar para poner el líquido. ¿Cuál es la razón principal de la pequeña cantidad de este tipo de almacenamiento subterráneo de gas?
• Reducción de volumen neto durante la operación.. Este fenómeno es causado por la evaporación de la sal en lugares con mayor presión y acumulación donde es menor.
• La aparición en el gas de impurezas., que a menudo se convierten en los restos del líquido utilizado previamente para lavar la cueva.
• Volúmenes insignificantes, que no permite crear reservas en cantidades suficientes.

Como resultado, las instalaciones de almacenamiento de sal generalmente se usan solo donde no es posible usar los tipos de contenedores enumerados anteriormente.

Opción # 4 - UGS en minería

Sus volúmenes son insignificantes. Sin embargo, los suecos y los noruegos mantienen parte de sus reservas estratégicas de gas en tanques de este tipo.

La minería de PVC es la única instalación de almacenamiento de gas totalmente equipada por el hombre. Entonces, en una de las minas, las explosiones crean un contenedor, que luego se enfunda con láminas de acero.

Así es como se ven las cavernas de sal utilizadas para almacenar gas. Son herméticos y confiables, pero tienen dimensiones limitadas, por lo tanto, son adecuados para crear un pequeño volumen de instalaciones subterráneas de almacenamiento de gas. Y exclusivamente para resolver problemas locales. Por ejemplo, en Rusia, de 27 instalaciones de almacenamiento actualmente en uso, solo 2 son sal

Aunque es rentable operar instalaciones subterráneas de almacenamiento de gas en minas abandonadas debido al alto porcentaje y la velocidad de extracción, su número no aumentará significativamente en el futuro cercano. La razón es que los repositorios descritos son difíciles de construir. Dado que no siempre es posible lograr una estanqueidad completa, lo que conduce a pérdidas significativas.

Esto sucede debido al hecho de que durante la operación de la mina intentan llevar la máxima cantidad de aire allí. ¿Cuál es el propósito de crear un sistema de ventilación con una masa de afloramientos en la superficie, que durante la disposición de la instalación de almacenamiento no siempre es posible sellar?

Como resultado, hoy en día, solo hay unos pocos ejemplos exitosos de implementación de la idea de almacenar gas en minas abandonadas (en Suecia, Noruega, Alemania).

¿Están selladas las bóvedas?

Las fugas de combustible son procesos comunes que no se pueden evitar. Ya que hay demasiadas razones.

Por conveniencia, se dividen en 3 categorías:

• geológico
• tecnologico;
• técnico

Al grupo geológico razones incluyen la heterogeneidad de los neumáticos UGS, la presencia de fallas tectónicas, así como las características de la hidrodinámica y la geoquímica. Por ejemplo, el gas simplemente puede migrar a través del depósito, y los especialistas no lo afectarán de ninguna manera.

Tecnologico razones se relacionan con los más frecuentes ya que los errores ocurren regularmente al evaluar cualquier hecho. Por ejemplo, la efectividad de trampas hidráulicas, reservas de gas, procesos físicos y químicos en curso.

A menudo, la perforación de pozos se utiliza para llegar a las formaciones deseadas. Además, su tecnología no es diferente de procedimientos similares cuando se trata de llegar a gas y petróleo.

Razones técnicas asociado con mayor frecuencia al estado de los pozos utilizados, con la ayuda de qué gas se inyecta.

Características de crear instalaciones UGS

En el 95% de los casos, se crean instalaciones UGS extrusión de gas, residuos oleosos de formaciones porosas. Por lo tanto, los "tanques" se crean para almacenar combustible "azul".

Y la característica más importante es que el volumen de gas utilizado para extruir líquidos en el futuro no puede utilizarse para la entrega a los consumidores. Su tarea es evitar el retorno del agua, los residuos de hidrocarburos a su antiguo lugar. De lo contrario, el repositorio simplemente deja de existir.

Es decir, dicho gas es tampón. Como regla, ocurre al menos la mitad del volumen total cargado en la instalación subterránea de almacenamiento de gas. Y en algunos casos, el gas tampón es 3 veces más de lo que se puede usar para la entrega a los consumidores, lo que se denomina activo.

Es interesante que la cantidad de gas tampón no se pueda calcular previamente. Es decir, todo se verifica exclusivamente por un método experimental. Lo que en muchos casos lleva años. Pero aún así, cuando el resultado es insatisfactorio, el gas tampón se puede bombear por completo.

Orden de llenado de almacenamiento

Después de que los geólogos hayan realizado estudios de cualquier depósito y hayan decidido que es posible crear un almacenamiento de gas en el lugar correcto, los productores de gas están construyendo un complejo de ingeniería.

Las modernas instalaciones subterráneas de almacenamiento de gas son la forma más segura de almacenar reservas de gas.Pero sus fugas frecuentes son un gran problema para las compañías de gas y los ambientalistas, quienes consideran estos casos como un problema ambiental significativo. Y sucede como se muestra en la foto (en la distancia, se ve un incendio en una de las instalaciones de almacenamiento subterráneas húngaras)

Y luego comienza la inyección de combustible "azul" en el futuro de la UGSF, que se suministra desde el más cercano tubería troncal. Y entra al sitio de limpieza, donde se eliminan todo tipo de impurezas mecánicas.

Se suministra combustible limpio a la estación de medición. Y después de eso, en el taller de compresores, donde se realiza la compresión, este es el nombre de la preparación de gas para bombear al almacenamiento. Representa un aumento en la presión de gas al valor deseado.

Luego se transporta a los puntos de distribución de gas. Donde el flujo total se divide en varios y entra en diferentes líneas de producción. Desde donde se envía a lo largo de los penachos a los pozos para inyección.

A lo largo del proceso, los expertos controlan una serie de parámetros, incluida la presión y temperatura del gas, y la productividad de cada pozo.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

El siguiente video está dedicado al tema de la creación de instalaciones UGS para suavizar el consumo desigual de combustible, que será suministrado por el gasoducto Power of Siberia.

Los almacenamientos subterráneos de gas son la forma más confiable y rentable de nivelar el consumo desigual de gas y su suministro estable durante la fuerza mayor. Y lo más interesante es que no se debe agradecer al genio humano, sino a la naturaleza, que con prudencia ha creado estratos de rocas adecuados..

¿Participó personalmente en la creación de instalaciones subterráneas de almacenamiento de gas y desea complementar el material anterior con información útil? ¿O notó una discrepancia en los hechos? Deje sus comentarios y comentarios: el bloque de comentarios se encuentra debajo del artículo.