Installations souterraines de stockage de gaz: moyens appropriés de stockage de gaz naturel

Il semblerait que la connaissance de l'organisation des stockages souterrains de gaz n'a aucune valeur pratique pour l'utilisateur moyen. Mais l'humanité est trop dépendante du carburant "bleu" et je veux donc être sûr qu'il n'y aura jamais d'interruption de ses approvisionnements. C'est bien ça?

Et chaque compatriote peut être rassuré par des informations sur les stockages de gaz situés sous terre (UGS) - tant qu'ils seront remplis de problèmes d'approvisionnement en gaz, il n'y en aura pas. En savoir plus sur le périphérique de stockage et les fonctionnalités de stockage dans notre article.

Installations souterraines de stockage de gaz

Si pour le stockage de gaz pour les besoins domestiques, les propriétaires de maisons privées utilisent détenteurs de gaz, puis à l'échelle nationale, nous parlons d'options de stockage complètement différentes. Ainsi, les stockages de gaz officiellement souterrains sont des complexes d'installations d'ingénierie qui servent au pompage, au stockage et à la sélection de carburant «bleu». Ils sont constitués de composants souterrains et souterrains.

À au sol inclure:

• point de distribution de gaz, qui sert à répartir le flux gazeux en plusieurs processus;
• atelier de compressionoù le carburant est préparé (en augmentant la pression) pour l'injection dans les puits;
• usines de traitement de gaz.

Underground Les composants UGS sont: puits, production, capacité. Et le dernier élément (capacité) est le plus intéressant - la façon dont le carburant «bleu» est stocké dépend de la façon dont le stockage de gaz lui-même est organisé.

Les stockages de gaz souterrains modernes sont similaires en apparence aux grandes installations. Puisqu'il est nécessaire d'utiliser un compresseur puissant, une purification et d'autres équipements pour assurer l'injection / sélection de carburant. Qui est servi par des centaines, voire des milliers de spécialistes

Aperçu des réservoirs de stockage de gaz

Avec le même poids, le gaz occupe des surfaces beaucoup plus grandes que n'importe quel corps solide.Et comme il est utilisé en grande quantité, les mêmes conteneurs sont nécessaires pour son stockage.

De plus, les spécialistes ont refusé de stocker du gaz dans des réservoirs terrestres artificiels il y a un siècle.

La raison en est que cela nécessiterait:

• occupent de vastes régions de la planète avec des complexes pour stocker du carburant bleu à basse pression;
• Utilisez des réservoirs de gaz haute pression coûteux et explosifs.

En conséquence, afin de neutraliser les points négatifs énumérés ci-dessus, le choix a été fait en faveur des installations de stockage souterrain, et celles situées à une profondeur considérable sont considérées comme telles. Ce qui, dans la plupart des cas, est de 300 à 1000 mètres. Et vous pouvez y stocker du carburant dans des réservoirs créés par la nature.

Au total, les ingénieurs ont appris à utiliser avec succès 7 types de réservoirs de stockage de gaz naturel:

• formé dans des formations poreuses saturées d'eau;
• conservés après la production de glucides, à savoir les mêmes gaz, pétrole;
• formé dans des dépôts de sel gemme;
• créé dans les mines de mines;
• Créé en pergélisol durable;
• avec une coquille de race de glace à basse température;
• formé après des explosions atomiques souterraines.

Bien qu'il existe de nombreuses options, seules les 4 premières méthodes de stockage de gaz diffèrent dans la pratique. Les options de réservoir restantes ne sont théoriquement appropriées.

L'installation UGS de North Stavropol est la plus grande au monde et la réserve de gaz qui y est stockée peut satisfaire la demande annuelle de carburant d'un pays aussi grand que la France. La zone de stockage pouvant atteindre 680 km²

La raison de l'impraticabilité des trois options restantes est la suivante:

• Le gaz peut être stocké dans des roches gelées, et plusieurs stockages existants dans les régions septentrionales de la planète le confirment. Mais leurs volumes sont extrêmement insignifiants, par conséquent, ils n'ont aucune valeur industrielle aujourd'hui.
• Les capacités formées par les explosions nucléaires souterraines sont tout à fait adaptées au stockage d'importantes réserves de gaz, ce qui a déjà été prouvé expérimentalement. Mais l'essentiel est que des armes puissantes ont été testées loin des lieux de résidence des gens. Par conséquent, il n'y a généralement pas de consommateurs, de services publics.

En conséquence, ces types de conteneurs ne sont tout simplement pas adaptés à une utilisation.

Bien que les installations UGS soient appelées installations de stockage, en réalité, la conservation du gaz n'est pas leur principale préoccupation. Étant donné que ce qui s'y trouve est principalement utilisé pour atténuer les inégalités et la consommation. Ce qui se passe quotidiennement, hebdomadairement, saisonnier. Ce n'est qu'au dernier tour que des installations UGS sont créées pour atténuer les conséquences des circonstances de force majeure.

Ensuite, nous considérons plus en détail chacune des options de stockage souterrain de gaz.

Option # 1 - stockage dans des réservoirs saturés

Les installations de stockage dans les formations saturées d'eau sont conçues pour atténuer les effets des inégalités saisonnières lors de l'utilisation du gaz. Et aussi pour créer des réserves stratégiques.

Une caractéristique importante de la construction de ces stockages est la participation humaine minimale - le plus souvent au stade de la création des puits nécessaires au pompage du gaz.

Sur la carte de la Russie, on peut voir que les installations UGS sont situées à proximité de gazoducs et de grandes colonies. Et ce n'est pas un hasard, car les stockages sont conçus pour assurer la stabilité de la consommation de gaz, pour laquelle ils doivent être à proximité immédiate de grandes installations

Les conteneurs indiqués sont recherchés dans les strates artésiennes. Des stockages de gaz sont créés là où la structure rocheuse est perméable, poreuse. Le liquide restant est éliminé par le gaz, qui le comprime, puis le serre.

Les soi-disant réservoirs pour stocker le carburant eux-mêmes ne le sont pas. Plus précisément, ils n'existent pas du tout - ils servent de lieu de stockage vides dans les couches poreuses. Et toute la procédure de création d'un stockage de gaz consiste à déplacer une partie de l'eau vers la périphérie.Ils le font afin de créer un espace pour le carburant "bleu".

Exécutez la procédure décrite ci-dessus ne réussira que si un certain nombre de facteurs y contribuent:

• La couche poreuse perméable est recouverte d'un dôme (couverture) de roches étanches aux gaz, qui sont généralement des argiles extrudées.
• L'aquifère s'étend des limites du dépôt sur des dizaines de kilomètres. Mieux encore, s'il a accès à la surface. Tout ce qui précède permet au gaz d'extraire avec succès l'eau du réservoir.
• La longueur du dôme est suffisante pour permettre de stocker des volumes importants de gaz.
• La porosité et la perméabilité de la roche fournissent une capacité de gaz acceptable et la capacité de la donner pendant le développement.

Si au moins une des conditions n'est pas remplie, il sera impossible de créer un stockage souterrain.

Le principe de fonctionnement du stockage souterrain moderne est simple. Les caractéristiques peuvent être considérées par l'exemple des grandes installations UGS utilisées pour lisser les irrégularités saisonnières.

Donc, généralement pendant la saison chaude, ils pompent la bonne quantité de gaz. Qui commencent à être sélectionnés uniquement avec le début de la saison de chauffage. De plus, pas une énorme quantité de gaz n'est envoyée au tuyau principal, mais la moyenne, connue de l'expérience de fonctionnement des hivers précédents.

Et si, soudain, la température baisse fortement et que la consommation quotidienne augmente d'un ordre de grandeur, alors une grande installation souterraine de stockage de gaz n'augmentera pas de toute façon les volumes d'extraction. Et la pénurie sera couverte par de petits stockages destinés à lisser la consommation journalière et hebdomadaire. La raison en est qu'il est plus facile et plus rapide de les sélectionner.

Les capacités optimales sont considérées à partir d'une zone de plusieurs kilomètres carrés. Avec une différence de hauteur entre le bas et le haut du dôme dans un rayon de 10 à 15 mètres

L'avantage du stockage souterrain de gaz dans les formations saturées d'eau est une capacité substantielle. Un inconvénient est que les géologues, lorsqu'ils étudient les caractéristiques d'un aquifère, peuvent ne pas identifier et prendre en compte un facteur important. En conséquence, le stockage sera inutilisable.

Et le pire, c'est qu'il est souvent révélé après un énorme investissement dans la construction d'infrastructures souterraines et souterraines. Très souvent, des problèmes moins importants sont également rencontrés, à partir desquels l'exploitation du stockage souterrain de gaz dans des roches saturées d'eau s'accompagne de coûts imprévus importants.

Option # 2 - Capacités après la production d'hydrocarbures

Les complexes d'ingénierie appartenant à ce type permettent de lisser les fluctuations saisonnières de la consommation de carburant «bleu». Et aussi pour créer des réserves stratégiques.

Les installations de stockage souterrain sont en demande du fait que leur création et leur exploitation sont les plus économiquement avantageuses. Et d'énormes réservoirs de gaz terrestres (montrés sur la photo) sont utilisés s'il n'est pas possible d'utiliser des gazoducs avec des installations de stockage de gaz souterraines. De plus, les conteneurs illustrés sur la photo stockent généralement exclusivement du gaz liquéfié.

Le dispositif de stockage de ce type est le même que dans le cas des analogues créés dans des formations saturées en eau. Autrement dit, le carburant est stocké dans les vides des roches poreuses.

Les installations UGS créées dans les roches où se trouvaient autrefois les hydrocarbures sont les plus abondantes au monde. Ainsi, leur nombre atteint 70%, la raison en est un certain nombre d'avantages.

Ce qui inclut: des capacités importantes et des économies sur les investissements dans l'exploration, la création d'infrastructures ou au moins une partie de celles-ci, et le forage - le pétrole et le gaz ont déjà été extraits sur le lieu de création de ces installations de stockage souterraines.

Il faut comprendre que les réservoirs de gaz enterrés ne sont pas des installations de stockage souterraines. Puisqu'ils sont conçus pour résoudre des problèmes complètement différents. Et souterrains, ils ne font que rendre l'évaporation du gaz liquéfié plus efficace en cas de fortes gelées. Et sans frais.De plus, le placement souterrain conditionnel des réservoirs de gaz vous permet d'économiser de l'espace utilisable, quelque part sur un terrain personnel

Mais les réservoirs qui ont survécu après la production d'hydrocarbures ne peuvent pas être qualifiés d'idéal.

Ils présentent de nombreux inconvénients:

• problèmes de fuite de vieux puits - en particulier pour les anciens gisements de pétrole;
• porosité insuffisante, perméabilité des roches;
• mélange de gaz avec des résidus d'huile - ce qui entraîne parfois des pertes importantes, car le mélange résultant ne peut plus être utilisé.

Et aussi souvent dans les champs pétroliers, le gaz a une impureté dangereuse sous forme de sulfure d'hydrogène. Ce qui est nocif pour la santé humaine et détruit également toutes sortes de structures en acier, même celles liées aux inox.

L'exploitation d'installations souterraines de stockage de gaz en fonction de l'emplacement des gisements d'hydrocarbures épuisés est possible en raison du fait que le gaz injecte les résidus de pétrole du réservoir souhaité lors de l'injection. De plus, il a, comme l'eau, l'effet de compressibilité et de mobilité, ce qui facilite la tâche d'équiper le réservoir. Parfois, le pétrole sous pression de gaz n'est pas projeté dans la roche, mais monte vers le haut, ce qui devient une source supplémentaire de profit.

Option 3 - réservoirs dans les gisements de sel gemme

De tels conteneurs à gaz permettent de lisser les inégalités journalières et hebdomadaires de son utilisation, et participent également au nivellement des saisonniers. De plus, le stockage dans des formations de sel réussit à faire face au rôle de source de secours pour les consommateurs importants.

Il n'y a que 2 façons populaires de stocker le gaz sous terre. À savoir, dans des couches poreuses perméables et des cavités lavées dans des dépôts de sel. La première option est utilisée lorsque vous devez créer un grand référentiel, la seconde - uniquement pour résoudre les problèmes locaux

Les installations UGS indiquées sont créées en lavant une partie des dépôts de sel afin de créer la cavité de la taille requise. Pourquoi initialement plusieurs puits sont forés à travers lesquels l'eau est fournie pendant une longue période de temps.

Bien que la procédure décrite soit longue et coûteuse, elle est rentable, car le stockage du gaz naturel injecté se fait sans perte. La raison en est que les grottes de sel sont étanches. De plus, ils ont pour effet de auto-guérison - les fissures tectoniques et autres se remplissent rapidement de dépôts de sel.

L'avantage de l'agencement de ces stockages souterrains de gaz est que la sélection de la quantité requise de carburant se produit sans pratiquement aucune limitation de vitesse. Ce qui est beaucoup plus élevé que lors de l'exécution des mêmes opérations dans des conteneurs d'autres types. Un avantage important des installations de stockage souterraines construites dans des grottes de sel est le pourcentage élevé de prélèvement de gaz - l'un des plus élevés de tous les types.

La roche de stockage de gaz doit être comme indiqué sur la photo. Celui-ci est perméable et a suffisamment d'espace pour accueillir une grande quantité de carburant. De plus, la structure du réservoir doit permettre un déplacement facile des résidus d'eau et d'huile

Mais le nombre de cavernes dans les formations salines ne dépasse pas 2% du nombre total de stockages.

Cet indicateur est affecté par un certain nombre de points négatifs:

• La présence d'une énorme quantité d'eau salée après avoir lessivé les grottes pour économiser du gaz. Par conséquent, s'il n'y a pas de mer à proximité ou au moins des usines de traitement du sel, il n'y a nulle part où mettre le liquide. Quelle est la principale raison de la petite quantité de ce type de stockage souterrain de gaz.
• Réduction nette du volume pendant le fonctionnement. Ce phénomène est causé par l'évaporation du sel dans les endroits où la pression et l'accumulation sont plus élevées où il est plus faible.
• L'apparition dans le gaz d'impuretés, qui deviennent souvent les restes du liquide utilisé auparavant pour laver la grotte.
• Volumes insignifiants, ce qui ne permet pas de créer des réserves en quantités suffisantes.

Par conséquent, les installations de stockage du sel ne sont généralement utilisées que lorsqu'il n'est pas possible d'utiliser les types de conteneurs énumérés ci-dessus.

Option # 4 - UGS dans l'exploitation minière

Leurs volumes sont insignifiants. Néanmoins, les Suédois et les Norvégiens conservent une partie de leurs réserves stratégiques de gaz dans des réservoirs de ce type.

Le PVC minier est la seule installation de stockage de gaz entièrement équipée par l'homme. Ainsi, dans l'une des mines, les explosions créent un conteneur, qui est ensuite gainé de tôles d'acier.

Voici à quoi ressemblent les cavernes de sel utilisées pour stocker le gaz. Ils sont étanches à l'air et fiables, mais ont des dimensions limitées, ils conviennent donc à la création d'un petit volume d'installations souterraines de stockage de gaz. Et exclusivement pour résoudre des problèmes locaux. Par exemple, en Russie, sur 27 installations de stockage actuellement utilisées, seulement 2 sont du sel

Bien qu'il soit rentable d'exploiter des installations souterraines de stockage de gaz dans les mines abandonnées en raison du pourcentage élevé et de la vitesse d'extraction, leur nombre n'augmentera pas de manière significative dans un avenir proche. La raison en est que les référentiels décrits sont difficiles à construire. Puisqu'il n'est pas toujours possible d'obtenir une étanchéité complète, ce qui entraîne des pertes importantes.

Cela se produit du fait que pendant l'exploitation de la mine, ils essaient d'y apporter le maximum d'air. Quel est le but de créer un système de ventilation avec une masse d'affleurements à la surface, qui lors de l'agencement de l'installation de stockage n'est pas toujours possible de sceller.

En conséquence, il n'y a aujourd'hui que quelques exemples réussis de mise en œuvre de l'idée de stocker du gaz dans des mines abandonnées (en Suède, en Norvège, en Allemagne).

Les coffres sont-ils scellés?

Les fuites de carburant sont des processus courants qui ne peuvent être évités. Puisqu'il y a trop de raisons.

Pour plus de commodité, ils sont divisés en 3 catégories:

• géologique;
• technologique;
• technique.

Pour grouper géologique raisons comprennent l'hétérogénéité des pneus UGS, la présence de failles tectoniques, ainsi que les caractéristiques de l'hydrodynamique et de la géochimie. Par exemple, le gaz peut simplement migrer à travers le réservoir et les spécialistes ne l'affecteront en aucune façon.

Technologique raisons se rapportent aux plus fréquentes car des erreurs se produisent régulièrement lors de l'évaluation des faits. Par exemple, l'efficacité des pièges hydrauliques, les réserves de gaz, les processus physiques et chimiques en cours.

Souvent, le forage de puits est utilisé pour atteindre les formations souhaitées. De plus, sa technologie n'est pas différente des procédures similaires en essayant d'accéder au gaz, au pétrole

Raisons techniques le plus souvent associé à l'état des puits utilisés, à l'aide duquel le gaz est injecté.

Caractéristiques de la création d'installations UGS

Dans 95% des cas, des installations UGS sont créées extrusion de gaz, résidus d'huile provenant de formations poreuses. Ainsi, des «réservoirs» sont créés pour stocker le carburant «bleu».

Et la caractéristique la plus importante est que le volume de gaz utilisé pour extruder des liquides à l'avenir ne peut pas être utilisé pour la livraison aux consommateurs. Sa tâche est d'empêcher le retour de l'eau, des résidus d'hydrocarbures à leur ancienne place. Sinon, le référentiel cesse simplement d'exister.

Autrement dit, ledit gaz est tampon. En règle générale, il se produit au moins la moitié du volume total téléchargé vers l'installation de stockage souterrain de gaz. Et dans certains cas, le gaz tampon est 3 fois plus que ce qui peut être utilisé pour la livraison aux consommateurs, ce qui est appelé actif.

Il est intéressant de noter que la quantité de gaz tampon ne peut pas être calculée auparavant. Autrement dit, tout est vérifié exclusivement par une méthode expérimentale. Ce qui dans de nombreux cas prend des années. Mais quand le résultat n'est pas satisfaisant, le gaz tampon peut être entièrement pompé.

Ordre de remplissage de stockage

Après que les géologues ont effectué des études sur n'importe quel réservoir et décidé qu'une installation de stockage de gaz peut être créée au bon endroit, les producteurs de gaz construisent un complexe d'ingénierie.

Les installations modernes de stockage souterrain de gaz sont le moyen le plus sûr de stocker les réserves de gaz.Mais ses fuites fréquentes sont un gros problème pour les sociétés gazières et les écologistes, qui considèrent ces cas comme un problème environnemental important. Et cela se produit comme le montre la photo (au loin, un incendie est visible sur l'un des stockages souterrains hongrois)

Et puis commence l'injection de carburant «bleu» dans l'avenir de l'UGSF, qui est fourni par le plus proche pipeline de tronc. Et il pénètre dans le site de nettoyage, où toutes sortes d'impuretés mécaniques sont éliminées.

Du carburant propre est fourni à la station de mesure. Et après cela, dans l'atelier de compression, où la compression est effectuée, c'est le nom pour préparer le gaz pour le pompage dans le stockage. Il représente une augmentation de la pression du gaz à la valeur souhaitée.

Il est ensuite transporté vers des points de distribution de gaz. Où le flux total est divisé en plusieurs et entre dans différentes lignes de production. D'où il est envoyé le long des panaches vers les puits pour injection.

Tout au long du processus, les experts contrôlent un certain nombre de paramètres, notamment la pression et la température du gaz, et la productivité de chaque puits.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

La vidéo ci-dessous est consacrée au thème de la création d'installations UGS pour atténuer la consommation inégale de carburant, qui sera fournie par le gazoduc Power of Siberia.

Les stockages souterrains de gaz sont le moyen le plus fiable et le plus rentable de niveler la consommation inégale de gaz et son approvisionnement stable en cas de force majeure. Et la chose la plus intéressante est que ce n'est pas le génie humain qui doit être remercié, mais la nature, qui a prudemment créé des strates de roches appropriées.

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