Ondergrondse gasopslagfaciliteiten: geschikte manieren om aardgas op te slaan

Kennelijk heeft kennis van de inrichting van ondergrondse gasopslagplaatsen geen praktische waarde voor de gemiddelde gebruiker. Maar de mensheid is te afhankelijk van "blauwe" brandstof en daarom wil ik er zeker van zijn dat er nooit onderbrekingen zullen zijn in haar bevoorrading. Klopt dat?

En elke landgenoot kan gerustgesteld worden door informatie over ondergrondse gasopslagplaatsen (UGS) - zolang ze vol zitten met problemen met de gasvoorziening zal er geen zijn. Lees meer over opslagapparaat en opslagfuncties in ons artikel.

Ondergrondse gasopslagfaciliteiten

Als voor de opslag van gas voor huishoudelijke behoeften, eigenaren van privéwoningen gebruiken gashouders, dan hebben we het op nationale schaal over compleet andere opslagmogelijkheden. Officieel ondergrondse gasopslagplaatsen zijn dus complexen van technische installaties die dienen voor het pompen, opslaan en selecteren van "blauwe" brandstof. Ze bestaan ​​uit grond- en ondergrondse componenten.

Aan grond omvatten:

• gas distributiepunt, die dient om de gasstroom te verdelen in verschillende processtromen;
• compressor winkelwaar de brandstof wordt voorbereid (door de druk te verhogen) voor injectie in putten;
• gasbehandelingsinstallaties.

Ondergronds UGS-componenten zijn: putten, productie, capaciteit. En het laatste item (capaciteit) is het meest interessant - hoe de "blauwe" brandstof wordt opgeslagen, hangt af van hoe de gasopslag zelf is ingericht.

Moderne ondergrondse gasopslagplaatsen lijken qua uiterlijk op grote installaties. Omdat het nodig is om krachtige compressor, zuivering en andere apparatuur te gebruiken om brandstofinjectie / selectie te garanderen. Die wordt bediend door honderden, zo niet duizenden specialisten

Overzicht van gasopslagtanks

Met hetzelfde gewicht neemt gas veel grotere gebieden in dan alle vaste lichamen.En omdat het in enorme hoeveelheden wordt gebruikt, zijn dezelfde containers nodig voor opslag.

Bovendien weigerden specialisten een eeuw geleden gas op te slaan in kunstmatige landtanks.

De reden hiervoor is dat hiervoor zou zijn vereist:

• bezetten grote delen van de planeet met complexen voor het opslaan van lagedruk blauwe brandstof;
• Gebruik dure en explosieve hogedruk gastanks.

Om de hierboven genoemde negatieve punten te neutraliseren, werd er daarom gekozen voor ondergrondse opslagfaciliteiten, en die op grote diepte worden als zodanig beschouwd. Dat is in de meeste gevallen 300 tot 1000 meter. En je kunt daar brandstof opslaan in tanks die door de natuur zijn gemaakt.

In totaal leerden ingenieurs met succes 7 soorten aardgasopslagtanks te gebruiken:

• gevormd in met water verzadigde poreuze formaties;
• geconserveerd na de productie van koolhydraten, namelijk hetzelfde gas, olie;
• gevormd in steenzoutafzettingen;
• gemaakt in de mijnwerking van mijnen;
• Gemaakt in duurzaam permafrost;
• met een ijsras van lage temperatuur;
• gevormd na ondergrondse atoomexplosies.

Hoewel er veel opties zijn, verschillen alleen de eerste 4 methoden voor gasopslag in praktische bruikbaarheid. De resterende tankopties zijn alleen theoretisch geschikt.

De UGS-installatie in North Stavropol is de grootste ter wereld en de daar opgeslagen gasvoorraad kan in de jaarlijkse brandstofvraag van zo'n groot land als Frankrijk voorzien. Aangezien de opslagruimte maar liefst 680 km² bedraagt

De reden voor de onpraktijkheid van de resterende drie opties is als volgt:

• Gas kan worden opgeslagen in bevroren rotsen en verschillende bestaande opslagplaatsen in de noordelijke regio's van de planeet bevestigen dit. Maar hun volumes zijn uiterst onbeduidend, daarom hebben ze vandaag geen industriële waarde.
• Capaciteiten gevormd door ondergrondse nucleaire explosies zijn zeer geschikt voor het opslaan van aanzienlijke gasreserves, wat al experimenteel is bewezen. Maar het komt erop neer dat krachtige wapens werden getest buiten de woonplaats van mensen. Daarom zijn er meestal geen consumenten, nutsbedrijven.

Hierdoor zijn dit soort containers gewoon niet geschikt voor gebruik.

Hoewel UGS-faciliteiten opslagfaciliteiten worden genoemd, is gasbesparing in werkelijkheid niet hun belangrijkste zorg. Omdat wat erin zit, meestal wordt gebruikt om oneffenheden en consumptie glad te strijken. Wat dagelijks, wekelijks, seizoensgebonden gebeurt. Pas in de laatste beurt worden UGS-voorzieningen gecreëerd om de gevolgen van overmacht te verzachten.

Vervolgens bekijken we elk van de opties voor het ondergronds opslaan van gas in meer detail.

Optie # 1 - opslag in verzadigde reservoirs

Opslagfaciliteiten in met water verzadigde formaties zijn ontworpen om de effecten van seizoensgebonden oneffenheden bij het gebruik van gas te verminderen. En ook om strategische reserves aan te leggen.

Een belangrijk kenmerk van de constructie van dergelijke opslagplaatsen is de minimale menselijke deelname - meestal in het stadium van het creëren van de putten die nodig zijn voor het verpompen van gas.

Op de kaart van Rusland is te zien dat de UGS-faciliteiten zich bevinden nabij gaspijpleidingen en grote nederzettingen. En dit is geen toeval, aangezien de opslagplaatsen zijn ontworpen om stabiliteit in gasverbruik te garanderen, waarvoor ze in de buurt van grote installaties zouden moeten zijn

De aangegeven containers worden gezocht in geboorde lagen. Gasopslagplaatsen worden gecreëerd waar de rotsstructuur permeabel en poreus is. De resterende vloeistof wordt verwijderd door gas, waardoor deze wordt samengedrukt en vervolgens wordt geperst.

De zogenaamde tanks voor het zelf opslaan van brandstof zijn dat in feite niet. Om precies te zijn, ze bestaan ​​helemaal niet - ze gebruiken als opslagplaats holtes in poreuze lagen. En de hele procedure voor het creëren van een gasopslag bestaat uit het verplaatsen van een deel van het water naar de periferie.Ze doen dit om ruimte te creëren voor 'blauwe' brandstof.

Voer de hierboven beschreven procedure alleen uit als een aantal factoren hieraan bijdragen:

• De poreuze doorlatende laag is bedekt met een koepel (afdekking) van gasdichte rotsen, meestal geëxtrudeerde klei.
• De watervoerende laag strekt zich uit over de grenzen van de bergingsinstallatie gedurende tientallen kilometers. Beter nog, als het toegang heeft tot het oppervlak. Al het bovenstaande zorgt ervoor dat het gas het water in het reservoir met succes kan uitpersen.
• De lengte van de koepel is voldoende om de mogelijkheid te bieden om aanzienlijke hoeveelheden gas op te slaan.
• De poreusheid en permeabiliteit van het gesteente zorgen voor een acceptabele gascapaciteit en het vermogen om het tijdens de ontwikkeling te geven.

Als niet aan één van de voorwaarden wordt voldaan, is het onmogelijk om een ​​ondergrondse opslag te creëren.

Het werkingsprincipe van moderne ondergrondse opslag is eenvoudig. Kenmerken kunnen worden overwogen door het voorbeeld van grote UGS-faciliteiten die worden gebruikt om seizoensonregelmatigheden weg te werken.

Dus meestal pompen ze in het warme seizoen de juiste hoeveelheid gas. Die beginnen pas te worden geselecteerd met het begin van het stookseizoen. Bovendien wordt niet een enorme hoeveelheid gas naar de hoofdleiding gestuurd, maar de gemiddelde, bekend uit de ervaring van het gebruik in de afgelopen winters.

En als de temperatuur plotseling sterk daalt en het dagelijkse verbruik een orde van grootte hoger wordt, dan zal een grote UGS-faciliteit de extractievolumes nog steeds niet verhogen. En het tekort zal worden gedekt door kleine opslagplaatsen die zijn ontworpen om de dagelijkse, wekelijkse consumptie op te vangen. De reden is dat het gemakkelijker en sneller is om er een uit te kiezen.

Optimale capaciteiten worden beschouwd vanaf een oppervlakte van enkele vierkante kilometers. Met een verschil in de hoogte van de onder- en bovenkant van de koepel binnen 10-15 meter

Het voordeel van ondergrondse gasopslag in met water verzadigde formaties is een aanzienlijke capaciteit. Een nadeel is dat geologen bij het bestuderen van de kenmerken van een watervoerende laag mogelijk een belangrijke factor niet identificeren en er geen rekening mee houden. Als gevolg hiervan is de opslag onbruikbaar.

En het ergste is dat het vaak wordt onthuld na een enorme investering in de aanleg van grond- en ondergrondse infrastructuur. Vaak zijn er minder grote problemen, waardoor de exploitatie van ondergrondse gasopslag in met water verzadigde rotsen gepaard gaat met aanzienlijke ongeplande kosten.

Optie # 2 - Capaciteiten na koolwaterstofproductie

Technische complexen die tot dit type behoren, dienen om seizoensfluctuaties in het verbruik van "blauwe" brandstof op te vangen. En ook om strategische reserves aan te leggen.

Er is veel vraag naar ondergrondse opslagfaciliteiten omdat hun oprichting en werking economisch het voordeligst zijn. En enorme landgastanks (te zien op de foto) worden gebruikt als het niet mogelijk is om gasleidingen te gebruiken met ondergrondse gasopslagfaciliteiten. Bovendien slaan de containers op de foto meestal uitsluitend vloeibaar gas op.

Het opslagapparaat van dit type is hetzelfde als in het geval van analogen gemaakt in waterverzadigde formaties. Dat wil zeggen, brandstof wordt opgeslagen in de holtes van poreuze rotsen.

UGS-faciliteiten die zijn gemaakt in de rotsen waar ooit koolwaterstoffen lagen, zijn de meest voorkomende ter wereld. Dus hun aantal bereikt een aanzienlijke 70%, de reden hiervoor is een aantal voordelen.

Die omvatten: aanzienlijke capaciteit en besparingen op investeringen in exploratie, de aanleg van infrastructuur of althans een deel ervan, en boorolie en gas zijn al gewonnen op de plaats van oprichting van dergelijke ondergrondse opslagfaciliteiten.

Het moet duidelijk zijn dat de ondergrondse gastanks geen ondergrondse opslagfaciliteiten zijn. Omdat ze zijn ontworpen om totaal verschillende problemen op te lossen. En ondergronds zijn ze alleen bedoeld om de verdamping van vloeibaar gemaakt gas effectiever te maken bij strenge vorst. En zonder kosten.En dankzij de voorwaardelijk ondergrondse plaatsing van gastanks kunt u bruikbare ruimte besparen, ergens op een persoonlijk perceel

Maar de tanks die overleefden na de productie van koolwaterstoffen kunnen niet ideaal worden genoemd.

Ze hebben veel nadelen:

• lekkageproblemen van oude putten - vooral voor voormalige olievelden;
• onvoldoende poreusheid, doorlaatbaarheid van gesteenten;
• gas mengen met olieresten - wat soms tot aanzienlijke verliezen leidt, omdat het resulterende mengsel niet langer kan worden gebruikt.

En ook vaak in olievelden heeft gas een gevaarlijke onzuiverheid in de vorm van waterstofsulfide. Dat is schadelijk voor de menselijke gezondheid en vernietigt ook alle soorten staalconstructies, zelfs die met betrekking tot roestvrij staal.

De exploitatie van ondergrondse gasopslagfaciliteiten op basis van de locaties van uitgeputte koolwaterstofafzettingen is mogelijk omdat gas bij injectie olieresten uit het gewenste reservoir injecteert. Bovendien heeft het, net als water, het effect van samendrukbaarheid en mobiliteit, wat de taak van het uitrusten van de tank vergemakkelijkt. Soms wordt olie onder gasdruk niet in de rots geperst, maar stijgt naar de top, wat een extra bron van winst wordt.

Optie # 3 - reservoirs in steenzoutafzettingen

Dergelijke containers met gas dienen om de dagelijkse, wekelijkse oneffenheden van het gebruik te verzachten en nemen ook deel aan het nivelleren van het seizoen. Bovendien kan opslag in zoutformaties de rol van back-upbron voor belangrijke consumenten met succes aan.

Er zijn slechts 2 populaire manieren om gas ondergronds op te slaan. Namelijk in doorlatende poreuze lagen en holtes gewassen in zoutafzettingen. De eerste optie wordt gebruikt wanneer u een grote repository moet maken, de tweede - alleen voor het oplossen van lokale problemen

De aangegeven UGS-voorzieningen worden gecreëerd door een deel van de zoutafzettingen uit te spoelen om de holte van de gewenste afmeting te creëren. Waarom in eerste instantie meerdere putten worden geboord waardoor er gedurende langere tijd water wordt aangevoerd.

Hoewel de beschreven procedure lang en kostbaar is, betaalt deze zichzelf terug, aangezien de opslag van het geïnjecteerde aardgas zonder verlies plaatsvindt. De reden is dat zoutgrotten lekvrij zijn. Bovendien hebben ze het effect van zelfgenezing - tektonische en andere scheuren raken snel overgroeid door zoutafzettingen.

Het voordeel van de opstelling van dergelijke ondergrondse gasopslagplaatsen is dat de selectie van de vereiste hoeveelheid brandstof vrijwel zonder snelheidslimieten plaatsvindt. Dat is vele malen hoger dan bij het uitvoeren van dezelfde bewerkingen in containers van andere typen. Een belangrijk voordeel van ondergrondse opslagfaciliteiten gebouwd in zoutgrotten is het hoge percentage gasonttrekking - een van de hoogste van alle soorten.

De gasopslagsteen moet zijn zoals op de foto. Dat is doorlaatbaar en heeft voldoende ruimte om een ​​grote hoeveelheid brandstof op te nemen. Bovendien moet de structuur van het reservoir een gemakkelijke verplaatsing van water- en olieresten mogelijk maken

Maar het aantal grotten in zoutformaties bedraagt ​​niet meer dan 2% van het totale aantal opslagplaatsen.

Deze indicator wordt beïnvloed door een aantal negatieve punten:

• De aanwezigheid van een enorme hoeveelheid zout water na het uitlogen van de grotten om gas te besparen. Dientengevolge, als er geen zee in de buurt is of tenminste zoutverwerkingsfabrieken, is er nergens om de vloeistof te plaatsen. Wat is de belangrijkste reden voor de kleine hoeveelheid van dit soort ondergrondse gasopslag.
• Netto volumevermindering tijdens bedrijf. Dit fenomeen wordt veroorzaakt door verdamping van zout op plaatsen met een hogere druk en accumulatie waar het lager is.
• Het verschijnen in het gas van onzuiverhedendie vaak de overblijfselen worden van de vloeistof die eerder werd gebruikt om de grot te wassen.
• Onbeduidende volumes, waardoor het niet mogelijk is reserves in voldoende hoeveelheden op te bouwen.

Dientengevolge worden zoutopslagfaciliteiten meestal alleen gebruikt als het niet mogelijk is om de bovengenoemde soorten containers te gebruiken.

Optie # 4 - UGS in mijnbouw

Hun volumes zijn onbeduidend. Desalniettemin houden de Zweden en de Noren een deel van hun strategische gasreserves in dergelijke tanks.

Mijnbouw PVC is de enige volledig door de mens uitgeruste gasopslag. Zo ontstaat in een van de mijnen door explosies een container, die vervolgens wordt omhuld met staalplaten.

Zo zien zoutcavernes er vroeger uit om gas op te slaan. Ze zijn luchtdicht en betrouwbaar, maar hebben beperkte afmetingen en zijn daarom geschikt voor het creëren van een klein volume ondergrondse gasopslagfaciliteiten. En uitsluitend voor het oplossen van lokale problemen. In Rusland zijn bijvoorbeeld van de 27 opslagplaatsen die momenteel in gebruik zijn er slechts 2 zout

Hoewel het rendabel is om ondergrondse gasopslagfaciliteiten in verlaten mijnen te exploiteren vanwege het hoge percentage en de snelheid van winning, zal hun aantal in de nabije toekomst niet aanzienlijk toenemen. De reden is dat de beschreven repository's moeilijk te bouwen zijn. Omdat het niet altijd mogelijk is om volledige dichtheid te bereiken, wat tot aanzienlijke verliezen leidt.

Dit komt doordat ze tijdens de exploitatie van de mijn proberen de maximale hoeveelheid lucht daar naar toe te brengen. Wat is het doel van het creëren van een ventilatiesysteem met een massa ontsluitingen naar de oppervlakte, die tijdens de opstelling van de opslagruimte niet altijd mogelijk is om af te dichten.

Als gevolg hiervan zijn er vandaag slechts enkele succesvolle voorbeelden van de implementatie van het idee om gas op te slaan in verlaten mijnen (in Zweden, Noorwegen, Duitsland).

Zijn de kluizen verzegeld?

Brandstoflekken zijn veelvoorkomende processen die niet kunnen worden vermeden. Omdat er te veel redenen zijn.

Gemakshalve zijn ze onderverdeeld in 3 categorieën:

• geologisch;
• technologisch;
• technisch.

Groeperen geologisch redenen omvatten de heterogeniteit van UGS-banden, de aanwezigheid van tektonische fouten, evenals de kenmerken van hydrodynamica en geochemie. Zo kan gas eenvoudig door het reservoir migreren en zullen specialisten het op geen enkele manier beïnvloeden.

Technologisch redenen hebben betrekking op de meest voorkomende aangezien er regelmatig fouten optreden bij het evalueren van feiten. Bijvoorbeeld de effectiviteit van hydraulische vallen, gasreserves, lopende fysische en chemische processen.

Vaak wordt putboring gebruikt om bij de gewenste formaties te komen. Bovendien verschilt de technologie niet van vergelijkbare procedures bij het proberen om gas, olie te krijgen

Technische redenen meestal geassocieerd met de toestand van de gebruikte putten, met behulp waarvan gas wordt geïnjecteerd.

Kenmerken van het creëren van UGS-faciliteiten

In 95% van de gevallen worden UGS-voorzieningen gecreëerd gas extrusie, olieresten van poreuze formaties. Zo worden "tanks" gemaakt voor het opslaan van "blauwe" brandstof.

En het belangrijkste kenmerk is dat het gasvolume dat in de toekomst wordt gebruikt om vloeistoffen te extruderen, niet kan worden gebruikt voor levering aan consumenten. Zijn taak is om te voorkomen dat water, koolwaterstofresten terugkeren naar hun oude plek. Anders houdt de repository gewoon op te bestaan.

Dat wil zeggen, dat gas is buffer. In de regel gebeurt dit ten minste de helft van het totale volume dat wordt geüpload naar de ondergrondse gasopslag. En in sommige gevallen is het buffergas 3 keer meer dan wat kan worden gebruikt voor levering aan consumenten, dat heet actief.

Het is interessant dat de hoeveelheid buffergas niet eerder kan worden berekend. Dat wil zeggen, alles wordt uitsluitend gecontroleerd door een experimentele methode. Wat in veel gevallen jaren kost. Maar toch, als het resultaat niet bevredigend is, kan het buffergas volledig worden weggepompt.

Vulvolgorde voor opslag

Nadat geologen studies hebben uitgevoerd van elk reservoir en besloten hebben dat het mogelijk is om een ​​gasopslag op de juiste plaats te creëren, bouwen gasproducenten een technisch complex.

Moderne ondergrondse gasopslagfaciliteiten zijn de veiligste manier om gasreserves op te slaan.Maar de frequente lekkage ervan is een groot probleem voor gasbedrijven en milieuactivisten, die dergelijke gevallen als een aanzienlijk milieuprobleem beschouwen. En het gebeurt zoals op de foto (in de verte is een brand zichtbaar op een van de Hongaarse ondergrondse opslagfaciliteiten)

En dan begint de injectie van "blauwe" brandstof in de toekomst van de UGSF, die van de dichtstbijzijnde wordt geleverd stam pijpleiding. En het komt de schoonmaakplaats binnen, waar allerlei mechanische onzuiverheden worden verwijderd.

Er wordt schone brandstof aan het meetstation geleverd. En daarna, in de compressorshop, waar compressie wordt uitgevoerd - dit is de naam van de bereiding van gas om in de opslag te pompen. Het vertegenwoordigt een toename van de gasdruk tot de gewenste waarde.

Vervolgens wordt het vervoerd naar gasdistributiepunten. Waar de totale stroom in verschillende is verdeeld en in verschillende productielijnen komt. Van waar het langs de pluimen naar de putjes wordt gestuurd voor injectie.

Gedurende het hele proces controleren experts een aantal parameters, waaronder gasdruk en temperatuur, en productiviteit van elke put.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De onderstaande video is gewijd aan het onderwerp van het creëren van UGS-faciliteiten om het ongelijkmatige brandstofverbruik te verminderen, dat wordt geleverd door de Power of Siberia-gasleiding.

Ondergrondse gasopslagplaatsen zijn de meest betrouwbare en winstgevende manier om het ongelijke gasverbruik en de stabiele toevoer ervan tijdens overmacht op te vangen. En het meest interessante is dat niet het menselijke genie hiervoor bedankt moet worden, maar de natuur, die voorzichtig geschikte rotslagen heeft gecreëerd.

Heeft u persoonlijk deelgenomen aan de totstandkoming van ondergrondse gasopslagfaciliteiten en wilt u bovenstaand materiaal aanvullen met nuttige informatie? Of merkte je een discrepantie op in de feiten? Laat uw opmerkingen en opmerkingen achter - het feedbackblok bevindt zich onder het artikel.