Instalații de depozitare a gazelor subterane: modalități adecvate de stocare a gazelor naturale

S-ar părea că cunoașterea modului în care sunt aranjate depozitele de gaze subterane nu are o valoare practică pentru utilizatorii obișnuiți. Dar umanitatea depinde prea mult de combustibilul „albastru” și aș vrea să fiu sigur că nu vor fi niciodată întreruperi în aprovizionările sale. Este corect?

Și fiecare compatriot poate fi asigurat de informații despre depozitele de gaz situate în subteran (UGS) - atâta timp cât acestea sunt pline de probleme cu alimentarea cu gaz, nu va exista. Citiți mai multe despre dispozitivul de stocare și funcțiile de stocare din articolul nostru.

Instalații de depozitare a gazelor subterane

Dacă pentru depozitarea gazului pentru nevoile casnice, utilizatorii de case private folosesc deținători de gaz, atunci la scară națională vorbim despre opțiuni de stocare complet diferite. Astfel, depozitele de gaz oficial subterane sunt complexe de instalații de inginerie care servesc la pompare, depozitare și selecție de combustibil „albastru”. Ele constau din componente sol și subterane.

K sol Acestea includ:

• punctul de distribuție a gazelor, care servește la distribuirea fluxului de gaz în mai multe procese;
• magazin de compresoareunde combustibilul este pregătit (prin creșterea presiunii) pentru injectare în puțuri;
• stații de epurare a gazelor.

sol Componentele UGS sunt: ​​puțuri, producție, capacitate. Iar ultimul element (capacitatea) este cel mai interesant - modul în care este depozitat combustibilul „albastru” depinde de modul în care este aranjat stocarea gazului în sine.

Depozitele subterane de gaz moderne sunt similare ca aspect la plantele mari. Deoarece este necesar să folosiți compresor, purificare și alte echipamente puternice pentru a asigura injecția / selecția de combustibil. Care este servit de sute, dacă nu chiar de mii de specialiști

Prezentare generală a rezervoarelor de stocare a gazului

Cu aceeași greutate, gazul ocupă zone mult mai mari decât orice corp solid.Și din moment ce este utilizat în cantități uriașe, sunt necesare aceleași recipiente pentru depozitarea sa.

Mai mult, specialiștii au refuzat să depoziteze gaz în rezervoarele de pământ fabricate de om în urmă cu un secol.

Motivul este că acest lucru ar necesita:

• ocupa zone vaste ale planetei cu complexe pentru stocarea combustibilului albastru de joasă presiune;
• Folosiți rezervoare de gaz de înaltă presiune scumpe și explozive.

Drept urmare, pentru a neutraliza punctele negative enumerate mai sus, alegerea a fost făcută în favoarea instalațiilor de depozitare subterane, iar cele situate la o adâncime considerabilă sunt considerate ca atare. Ceea ce, în cele mai multe cazuri, este de la 300 la 1000 de metri. Și puteți depozita combustibilul acolo în rezervoarele create de natură.

În total, inginerii au învățat să folosească cu succes 7 tipuri de rezervoare de stocare a gazelor naturale:

• format în formațiuni poroase saturate cu apă;
• conservate după producția de carbohidrați, și anume același gaz, ulei;
• format în depozite de sare de rocă;
• creat în exploatarea minelor a minelor;
• Creat în permafrost durabil;
• cu o coajă de rasă de gheață la temperatură scăzută;
• format după explozii atomice subterane.

Deși există multe opțiuni, doar primele 4 metode de stocare a gazelor diferă în ceea ce privește practicitatea. Opțiunile rămase ale rezervorului sunt potrivite doar teoretic.

Instalația UGS Nord Stavropol este cea mai mare din lume, iar rezerva de gaz stocată acolo poate satisface cererea anuală de combustibil a unei țări atât de mari precum Franța. Întrucât suprafața de depozitare este de până la 680 km²

Motivul nepracticității celor trei opțiuni rămase este următorul:

• Gazul poate fi depozitat în roci înghețate, iar mai multe depozite existente în regiunile nordice ale planetei confirmă acest lucru. Dar volumele lor sunt extrem de nesemnificative, prin urmare, nu au nici o valoare industrială astăzi.
• Capacitățile formate prin explozii nucleare subterane sunt destul de potrivite pentru stocarea rezervelor semnificative de gaz, ceea ce a fost deja dovedit experimental. Concluzia este că armele puternice au fost testate departe de locurile de reședință ale oamenilor. Prin urmare, de obicei nu există consumatori, utilități.

Drept urmare, aceste tipuri de containere sunt pur și simplu improprii pentru utilizare.

Deși instalațiile UGS sunt numite instalații de depozitare, în realitate, conservarea gazelor nu este principala preocupare a acestora. Întrucât ceea ce este în ele este folosit mai ales pentru a elimina denivelările și consumul. Ceea ce se întâmplă zilnic, săptămânal, sezonier. Numai în ultimul rând, instalațiile UGS sunt create pentru a atenua consecințele circumstanțelor de forță majoră.

În continuare, avem în vedere mai detaliat fiecare dintre opțiunile de stocare a gazului în subteran.

Opțiunea nr. 1 - depozitarea în rezervoare saturate

Instalațiile de depozitare în formațiuni saturate de apă sunt concepute pentru a atenua efectele denivelărilor sezoniere atunci când utilizați gaz. Și, de asemenea, pentru a crea rezerve strategice.

O caracteristică importantă a construcției unor astfel de depozite este participarea minimă a omului - cel mai adesea în etapa de creare a puțurilor necesare pentru pomparea gazelor.

Pe harta Rusiei se poate vedea că instalațiile UGS sunt situate în apropierea conductelor de gaz și a așezărilor mari. Și acest lucru nu este o coincidență, deoarece depozitele sunt concepute pentru a asigura stabilitatea consumului de gaz, pentru care acestea ar trebui să fie în imediata apropiere a instalațiilor mari

Recipientele indicate sunt căutate în straturi arteziene. Depozitele de gaz sunt create acolo unde structura rocii este permeabilă, poroasă. Lichidul rămas este îndepărtat cu gaz, care îl comprimă, apoi îl stoarce.

Așa-numitele tancuri pentru stocarea combustibilului în sine, de fapt, nu sunt. Mai precis, ele nu există deloc - folosesc ca loc de depozitare goluri în straturi poroase. Și întreaga procedură pentru crearea unui depozit de gaze constă în deplasarea unei părți a apei la periferie.Acestea fac acest lucru pentru a crea spațiu pentru combustibilul „albastru”.

Efectuați procedura descrisă mai sus va reuși numai dacă o serie de factori contribuie la acest lucru:

• Stratul poros permeabil este acoperit cu o cupolă de roci etanșe, care sunt de obicei argile extrudate.
• Acviferul se extinde de la limitele depozitului timp de zeci de kilometri. Mai bine, dacă are acces la suprafață. Toate cele de mai sus permit gazului să stoarcă cu succes apa din rezervor.
• Lungimea cupolei este suficientă pentru a oferi capacitatea de a stoca volume semnificative de gaz.
• Porozitatea și permeabilitatea rocii oferă o capacitate acceptabilă de gaz și capacitatea de a o oferi în timpul dezvoltării.

Dacă cel puțin una dintre condiții nu este îndeplinită, atunci va fi imposibil să se creeze un depozit subteran.

Principiul de funcționare a depozitării subterane moderne este simplu. Caracteristicile pot fi luate în considerare de exemplu de facilități mari de UGS utilizate pentru a elimina neregulile sezoniere.

Deci, de obicei în sezonul cald, acestea pompează cantitatea potrivită de gaz. Care încep să fie selectate numai la debutul sezonului de încălzire. Mai mult, nu o cantitate uriașă de gaz este trimisă la conducta principală, ci cea medie, cunoscută din experiența de funcționare în iernile trecute.

Și, dacă brusc temperatura scade brusc și consumul zilnic devine un ordin de mărime mai mare, atunci o instalație UGS mare nu va crește în continuare volumele de extracție. Iar deficitul va fi acoperit de depozitele mici menite să reducă consumul zilnic și săptămânal. Motivul este că este mai ușor și mai rapid să selectați dintre ele.

Capacitățile optime sunt considerate dintr-o zonă de câțiva kilometri pătrați. Cu o diferență de înălțimea fundului și a vârfului cupolei, la 10-15 metri

Avantajul stocării subterane de gaz în formațiuni saturate de apă este capacitatea substanțială. Un dezavantaj este că geologii, atunci când studiază caracteristicile unui acvifer, s-ar putea să nu identifice și să țină seama de un factor important. Drept urmare, stocarea va fi inutilizabilă.

Și cel mai rău este că este adesea dezvăluit după o investiție uriașă în construcția de infrastructură de sol și subteran. Destul de des, există probleme mai puțin semnificative, din care funcționarea stocării subterane de gaz în rocile saturate cu apă este însoțită de costuri neplanificate semnificative.

Opțiunea # 2 - Capacități după producția de hidrocarburi

Complexele inginerești care aparțin acestui tip servesc la eliminarea fluctuațiilor sezoniere ale consumului de combustibil „albastru”. Și, de asemenea, pentru a crea rezerve strategice.

Instalațiile de depozitare subterane sunt la cerere datorită faptului că crearea și funcționarea lor sunt cele mai avantajoase din punct de vedere economic. Și rezervoare imense de gaze terestre (prezentate în fotografie) sunt utilizate dacă nu este posibilă utilizarea conductelor de gaz cu instalații de depozitare a gazelor subterane. În plus, containerele prezentate în fotografie depozitează, de obicei, exclusiv gaz lichefiat.

Dispozitivul de stocare de acest tip este același ca în cazul analogelor create în formațiuni saturate de apă. Adică combustibilul este depozitat în golurile rocilor poroase.

Instalațiile UGS create în rocile în care au fost odată localizate hidrocarburile sunt cele mai abundente din lume. Deci, numărul lor atinge un procent semnificativ de 70%, motivul pentru aceasta este o serie de avantaje.

Acestea includ: capacitate și economii semnificative pentru investiții în explorare, crearea de infrastructură sau cel puțin o parte din ea și foraj - petrol și gaze au fost deja extrase la locul unde au fost create astfel de instalații de depozitare subterane.

Trebuie înțeles că rezervoarele de gaz îngropate nu sunt depozite subterane. Deoarece sunt concepute pentru a rezolva probleme complet diferite. Și subteran, acestea nu fac decât să eficientizeze evaporarea gazului lichefiat în înghețurile severe. Și fără costuri.Și, de asemenea, amplasarea condiționată în subteran a rezervoarelor de gaz vă permite să economisiți spațiu utilizabil, undeva pe un teren personal

Dar rezervoarele care au supraviețuit după producția de hidrocarburi nu pot fi numite ideale.

Au multe dezavantaje:

• probleme de scurgere a puțurilor vechi - în special pentru fostele câmpuri petroliere;
• porozitate insuficientă, permeabilitate a rocilor;
• amestecarea gazului cu reziduurile de petrol - ceea ce uneori duce la pierderi semnificative, deoarece amestecul rezultat nu mai poate fi utilizat.

Și, de asemenea, adesea în câmpurile petroliere, gazul are o impuritate periculoasă sub formă de hidrogen sulfurat. Ceea ce dăunează sănătății umane și, de asemenea, distruge tot felul de structuri din oțel, chiar și cele legate de cele inox.

Funcționarea instalațiilor de depozitare a gazelor subterane bazate pe locațiile depozitelor epuizate de hidrocarburi este posibilă datorită faptului că gazul injectează reziduuri de ulei din rezervorul dorit la injectare. În plus, ca și apa, are ca efect compresibilitatea și mobilitatea, ceea ce facilitează sarcina de a echipa rezervorul. Uneori, petrolul sub presiunea gazului nu este stors în stâncă, ci se ridică în vârf, ceea ce devine o sursă suplimentară de profit.

Opțiunea nr. 3 - rezervoare în depozite de sare de rocă

Astfel de containere cu gaz servesc la netezirea inegalităților zilnice, săptămânale ale utilizării sale și, de asemenea, participă la nivelarea sezonieră. În plus, stocarea în formațiuni de sare face față cu succes rolului unei surse de rezervă pentru consumatorii importanți.

Există doar 2 moduri populare de a stoca gazul subteran. Anume, în straturi poroase permeabile și cavități spălate în depozite de sare. Prima opțiune este utilizată atunci când trebuie să creați un depozit mare, a doua - numai pentru rezolvarea problemelor locale

Instalațiile UGS indicate sunt create prin spălarea unei părți din depozitele de sare pentru a crea cavitatea de dimensiunea dorită. De ce inițial sunt găurite mai multe puțuri prin care se furnizează apă pentru o perioadă lungă de timp.

Deși procedura descrisă este lungă și costisitoare, ea plătește de la sine, deoarece stocarea gazului natural injectat are loc fără pierderi. Motivul este că peșterile de sare sunt impermeabile. În plus, acestea au efectul de vindecarea de sine - fisurile tectonice și alte fisuri devin repede depășite cu depuneri de sare.

Avantajul aranjării unor astfel de depozite subterane de gaz este că selecția cantității necesare de combustibil are loc practic fără limite de viteză. Ceea ce este de multe ori mai mare decât atunci când efectuați aceleași operații în containere de alte tipuri. Un avantaj important al instalațiilor de depozitare subterane construite în peșteri de sare este procentul ridicat de prelevare de gaze - unul dintre cele mai mari dintre toate tipurile sale.

Stanca de stocare a gazelor ar trebui să fie așa cum se arată în fotografie. Acesta este permeabil și are suficient spațiu pentru a găzdui o cantitate mare de combustibil. În plus, structura rezervorului ar trebui să permită deplasarea ușoară a reziduurilor de apă și ulei

Numărul de caverne din formațiuni de sare nu depășește 2% din numărul total de depozite.

Acest indicator este afectat de o serie de puncte negative:

• Prezența unei cantități imense de apă sărată după ce a scăpat de peșterile pentru a economisi gaz. Drept urmare, dacă nu există nicio mare în apropiere sau cel puțin instalații de prelucrare a sării, nicăieri nu se pune lichidul. Care este motivul principal pentru cantitatea mică de acest tip de stocare subterană de gaz.
• Reducerea volumului net în timpul funcționării. Acest fenomen este cauzat de evaporarea sării în locuri cu presiune mai mare și acumulare unde este mai scăzută.
• Apariția în gazul impurităților, care adesea devin resturi de lichid folosit anterior pentru spălarea peșterii.
• Volumul nesemnificativ, care nu permite crearea de rezerve în cantități suficiente.

Drept urmare, instalațiile de stocare a sării sunt utilizate de obicei numai acolo unde nu este posibil să se utilizeze tipurile de containere enumerate mai sus.

Opțiunea nr. 4 - UGS în minerit

Volumele lor sunt nesemnificative. Cu toate acestea, suedezii și norvegienii păstrează o parte din rezervele lor strategice de gaz în tancuri de acest fel.

Mineritul PVC este singura instalație de stocare a gazelor echipată complet de om. Deci, într-una din minele, exploziile creează un recipient, care este apoi acoperit cu foi de oțel.

Așa arată cavernele de sare folosite pentru depozitarea gazelor. Sunt etanșe și fiabile, dar au dimensiuni limitate, prin urmare, sunt potrivite pentru crearea unui volum mic de instalații de depozitare a gazelor subterane. Și exclusiv pentru rezolvarea problemelor locale. De exemplu, în Rusia, din cele 27 de depozite utilizate în prezent, doar 2 sunt sare

Deși este profitabil să funcționeze instalații de depozitare a gazelor subterane în mine abandonate datorită procentului ridicat și vitezei de extracție, numărul acestora nu va crește semnificativ în viitorul apropiat. Motivul este că depozitele descrise sunt dificil de construit. Întrucât nu este întotdeauna posibilă realizarea unei etanșeități complete, ceea ce duce la pierderi semnificative.

Acest lucru se întâmplă datorită faptului că în timpul exploatării minei încearcă să aducă cantitatea maximă de aer acolo. Care este scopul creării unui sistem de ventilație cu o masă de afecțiuni la suprafață, care în timpul amenajării instalației de depozitare nu este întotdeauna posibil să sigileze.

Drept urmare, astăzi, există doar câteva exemple de succes ale implementării ideii de stocare a gazului în minele abandonate (în Suedia, Norvegia, Germania).

Sunt bolțile sigilate?

Scurgerile de combustibil sunt procese comune care nu pot fi evitate. Din moment ce există prea multe motive.

Pentru comoditate, acestea sunt împărțite în 3 categorii:

• Geologie;
• tehnologie;
• tehnică.

A grupa geologic motive includ eterogenitatea anvelopelor UGS, prezența defectelor tectonice, precum și caracteristicile hidrodinamicii și geochimiei. De exemplu, gazul poate migra pur și simplu prin rezervor, iar specialiștii nu îl vor afecta în niciun fel.

tehnologic motive se raportează la cele mai frecvente, deoarece erorile apar în mod regulat la evaluarea oricăror fapte. De exemplu, eficiența capcanelor hidraulice, rezervele de gaz, procesele fizice și chimice în desfășurare.

Adesea, forajul este folosit pentru a ajunge la formațiunile dorite. Mai mult, tehnologia sa nu diferă de procedurile similare atunci când încercați să ajungeți la gaz, petrol

Motive tehnice cel mai adesea asociat cu starea puțurilor utilizate, cu ajutorul cărora este injectat gaz.

Caracteristici ale creării de facilități UGS

În 95% din cazuri, sunt create facilități UGS extrudarea gazelor, reziduuri de ulei din formațiuni poroase. Astfel, „rezervoarele” sunt create pentru stocarea combustibilului „albastru”.

Iar cea mai importantă caracteristică este că volumul de gaz utilizat pentru extrudarea lichidelor în viitor nu poate fi utilizat pentru livrare către consumatori. Sarcina sa este de a preveni întoarcerea apei, a reziduurilor de hidrocarburi la locul lor vechi. În caz contrar, depozitul nu încetează să mai existe.

Adică, gazul menționat este tampon. De regulă, se întâmplă cel puțin jumătate din volumul total încărcat în instalația de stocare subterană a gazelor. Și în unele cazuri, gazul tampon este de 3 ori mai mult decât ceea ce poate fi utilizat pentru livrarea către consumatori, ceea ce se numește activ.

Este interesant faptul că cantitatea de gaz tampon nu poate fi calculată anterior. Adică, totul este verificat exclusiv printr-o metodă experimentală. Ceea ce în multe cazuri durează ani. Dar totuși, când rezultatul este nesatisfăcător, gazul tampon poate fi pompat complet.

Comandă umplere depozitare

După ce geologii au efectuat studii asupra oricărui rezervor și au decis că poate fi creată o instalație de stocare a gazelor la locul potrivit, producătorii de gaz construiesc un complex ingineresc.

Instalațiile moderne de depozitare a gazelor subterane sunt cel mai sigur mod de a stoca rezervele de gaz.Dar scurgerile sale frecvente reprezintă o mare problemă pentru companiile de gaz și ecologiștii, care consideră astfel de cazuri o problemă semnificativă de mediu. Și se întâmplă așa cum se arată în fotografie (în depărtare, un incendiu este vizibil pe una dintre depozitele subterane maghiare)

Și apoi începe injecția de combustibil „albastru” în viitorul UGSF, care este furnizat de la cel mai apropiat conducta portbagajului. Și intră în locul de curățare, unde se elimină tot felul de impurități mecanice.

Combustibilul curat este furnizat la stația de contorizare. Și după aceea, în magazinul de compresoare, unde se efectuează compresia - acesta este numele preparatului de gaz pentru pomparea în depozitare. Reprezintă o creștere a presiunii gazului la valoarea dorită.

Apoi este transportat în punctele de distribuție a gazelor naturale. În cazul în care fluxul total este împărțit în mai multe și intră în linii de producție diferite. De unde este trimis de-a lungul prunelor către puțurile pentru injecție.

Pe parcursul procesului, experții controlează o serie de parametri, inclusiv presiunea și temperatura gazului și productivitatea fiecărui puț.

Concluzii și video util pe această temă

Videoclipul de mai jos este dedicat creării de facilități UGS pentru a elimina consumul inegal de combustibil, care va fi furnizat de conducta de alimentare Power of Siberia.

Depozitele de gaze subterane sunt cel mai fiabil și profitabil mod de a nivela consumul inegal de gaz și aprovizionarea sa stabilă în timpul forței majore. Și cel mai interesant este că nu geniul uman trebuie să fie mulțumit, ci natura, care a creat cu prudență straturi adecvate de roci.

Ați participat personal la crearea instalațiilor de stocare subterane de gaze și doriți să completați materialele de mai sus cu informații utile? Sau a observat o discrepanță în fapte? Lasă-ți comentariile și comentariile - blocul de feedback se află sub articol.