Underjordiska gaslagringsanläggningar: lämpliga sätt att lagra naturgas

Det verkar som att kunskap om hur underjordiska gaslagringar är anordnade inte har något praktiskt värde för den genomsnittliga användaren. Men mänskligheten är för beroende av "blått" bränsle och så jag vill vara säker på att det aldrig kommer att bli avbrott i dess leveranser. Är det rätt?

Och varje landsmästare kan lugnas av information om gaslager belägna under jord (UGS) - så länge de är fulla av problem med gasförsörjningen kommer det inte att finnas något. Läs mer om lagringsenhet och lagringsfunktioner i vår artikel.

Underjordiska gaslager

Om för lagring av gas för inhemska behov använder ägare av privata hus gashållare, då pratar vi i nationell skala om helt andra lagringsalternativ. Så officiellt underjordiska gaslagringar är komplex av tekniska anläggningar som tjänar för pumpning, lagring och val av "blått" bränsle. De består av mark- och underjordiska komponenter.

K marken De innefattar:

• gasfördelningspunkt, som tjänar till att fördela gasströmmen i flera processströmmar;
• kompressor butikdär bränslet bereds (genom att öka trycket) för injektion i brunnar;
• gasbehandlingsanläggningar.

marken UGS-komponenter är: brunnar, produktion, kapacitet. Och den sista artikeln (kapacitet) är den mest intressanta - hur det "blåa" bränslet lagras beror på hur själva gaslagringen är ordnad.

Moderna underjordiska gaslagrar liknar utseende som stora växter. Eftersom det är nödvändigt att använda kraftfull kompressor, rening och annan utrustning för att säkerställa bränsleinsprutning / val. Som serveras av hundratals, om inte tusentals specialister

Översikt över gaslagringstankar

Med samma vikt upptar gas mycket större områden än några fasta kroppar.Och eftersom det används i enorma mängder behövs samma behållare för lagring.

Dessutom vägrade specialister att lagra gas i konstgjorda landstankar för hundra år sedan.

Anledningen är att detta skulle kräva:

• ockupera stora områden på planeten med komplex för lagring av lågt tryck blått bränsle;
• Använd dyra och explosiva högtryckstankar.

Som ett resultat, för att neutralisera de ovan angivna negativa punkterna, gjordes valet till förmån för underjordiska lagringsanläggningar och de som ligger på ett betydande djup betraktas som sådana. Vilket i de flesta fall är från 300 till 1000 meter. Och du kan lagra bränsle där i tankar skapade av naturen.

Totalt lärde ingenjörer att framgångsrikt använda 7 typer av naturgaslagringstankar:

• bildad i vattenmättade porösa formationer;
• konserverade efter framställning av kolhydrater, nämligen samma gas, olja;
• bildas i bergsaltavlagringar;
• skapad i gruvarbeten för gruvor;
• Skapad i hållbar permafrost;
• med en låg rasskal;
• bildas efter atomundersökningar under jord.

Även om det finns många alternativ är det bara de första fyra metoderna för gaslagring som skiljer sig i praktiska egenskaper. De återstående tankalternativen är endast teoretiskt lämpliga.

North Stavropol UGS-anläggningen är den största i världen och reserven för gas lagrad där kan tillfredsställa den årliga bränslebehovet i ett så stort land som Frankrike. Eftersom lagringsområdet är så mycket som 680 km²

Anledningen till opraktiskheten hos de återstående tre alternativen är följande:

• Gas kan lagras i frusna stenar, och flera befintliga lagrar i de norra regionerna på planeten bekräftar detta. Men deras volymer är extremt obetydliga, därför har de inget industriellt värde idag.
• Kapaciteter som bildas av underjordiska kärnkraftsexplosioner är ganska lämpliga för lagring av betydande gasreserver, vilket redan har bevisats experimentellt. Men i huvudsak är att kraftfulla vapen testades bort från människors bostad. Därför finns det vanligtvis inga konsumenter, verktyg.

Som ett resultat är dessa typer av containrar helt enkelt olämpliga att använda.

Även om UGS-anläggningar kallas lagringsanläggningar, är i själva verket gasbesparing inte deras främsta problem. Eftersom det som finns i dem används mest för att jämna ut ojämnheter och konsumtion. Som händer dagligen, varje vecka, säsongsbetonat. Först i sista handen skapas UGS-anläggningar för att mildra konsekvenserna av force majeure-omständigheter.

Därefter överväger vi mer detaljerat vart och ett av alternativen för att lagra gas under jord.

Alternativ 1 - lagring i mättade behållare

Lagringsanläggningar i vattenmättade formationer är utformade för att mildra effekterna av säsongens ojämnheter vid användning av gas. Och också för att skapa strategiska reserver.

Ett viktigt inslag i konstruktionen av sådana lager är det minsta mänskliga deltagandet - oftast i stadiet för att skapa de brunnar som är nödvändiga för pumpning av gas.

På Rysslands karta kan man se att UGS-anläggningarna ligger nära gasledningar och stora bosättningar. Och detta är ingen slump, eftersom lagringarna är utformade för att säkerställa stabilitet i gasförbrukningen, för vilken de borde vara i närheten av stora anläggningar

De angivna behållarna söks i artesiska skikt. Gaslagringar skapas där bergstrukturen är permeabel, porös. Den återstående vätskan avlägsnas med gas, som komprimerar den och sedan pressar den.

De så kallade tankarna för att lagra bränsle själva är det faktiskt inte. Mer exakt finns de inte alls - de använder sig som plats för lagring tomrum i porösa lager. Och hela förfarandet för att skapa en gaslagring består i att förskjuta en del av vattnet till periferin.De gör detta för att skapa utrymme för "blått" bränsle.

Utför proceduren som beskrivs ovan lyckas endast om ett antal faktorer bidrar till detta:

• Det porösa permeabla skiktet är täckt med en kupol (täcka) av gastäta bergarter, som vanligtvis är extruderade leror.
• Akvifern sträcker sig från förvarets gränser i tiotals kilometer. Ännu bättre om den har tillgång till ytan. Allt ovanstående gör det möjligt för gasen att framgångsrikt pressa ut vattnet i behållaren.
• Kupolens längd är tillräcklig för att ge förmågan att lagra betydande gasvolymer.
• Bergens porositet och permeabilitet ger en acceptabel gaskapacitet och förmågan att ge den under utveckling.

Om åtminstone ett av villkoren inte uppfylls, kommer det att vara omöjligt att skapa en underjordisk lagring.

Principen för drift av modern underjordisk lagring är enkel. Funktioner kan betraktas med exemplet på stora UGS-anläggningar som används för att jämna ut säsongsregelbundenheter.

Så vanligtvis under den varma säsongen pumpar de rätt mängd gas. Som börjar väljas endast med början av uppvärmningssäsongen. Dessutom skickas inte någon enorm mängd gas till huvudröret, utan den genomsnittliga, känd från erfarenheten av drift under tidigare vintrar.

Och om temperaturen plötsligt sjunker kraftigt och den dagliga förbrukningen blir en storleksordning högre, kommer en stor underjordisk gaslagringsanläggning inte att öka utvinningsvolymerna ändå. Och bristen kommer att täckas av små lager som är utformade för att jämna ut daglig konsumtion varje vecka. Anledningen är att det är lättare och snabbare att välja bland dem.

Optimal kapacitet beaktas från ett område på flera kvadratkilometer. Med en skillnad i höjden på botten och topp på kupolen inom 10-15 meter

Fördelen med underjordisk gaslagring i vattenmättade formationer är betydande kapacitet. En nackdel är att geologer, när de studerar egenskaperna hos en akvifer, kanske inte identifierar och tar hänsyn till någon viktig faktor. Som ett resultat kommer lagringen att vara oanvändbar.

Och det värsta är att det ofta avslöjas efter en enorm investering i byggande av mark- och underjordisk infrastruktur. Ganska ofta finns det mindre betydande problem, varifrån driften av underjordisk gaslagring i vattenmättade bergarter åtföljs av betydande oplanerade kostnader.

Alternativ # 2 - Kapaciteter efter kolväteproduktion

Tekniska komplex som tillhör denna typ tjänar till att jämna ut säsongens fluktuationer i förbrukningen av ”blått” bränsle. Och också för att skapa strategiska reserver.

Underjordiska lagringsanläggningar är efterfrågade på grund av att deras skapande och drift är mest ekonomiskt fördelaktigt. Och enorma landstankar (visas på bilden) används om det inte är möjligt att använda gasledningar med underjordiska gaslagringsanläggningar. Dessutom lagrar behållarna som visas på fotot vanligtvis uteslutande flytande gas.

Lagringsenheten av denna typ är densamma som i fallet med analoger skapade i vattenmättade formationer. Det vill säga bränsle lagras i hålrummen i porösa stenar.

UGS-anläggningar som skapats i klipporna där kolväten en gång var belägna är de mest omfattande i världen. Så deras antal når betydande 70%, orsaken till detta är ett antal fördelar.

Som inkluderar: betydande kapacitet och besparingar på investeringar i prospektering, skapandet av infrastruktur eller åtminstone en del av den, och borrning - olja och gas har redan utvunnits på den plats där sådana underjordiska lagringsanläggningar skapades.

Det bör förstås att de begravda gastankarna inte är underjordiska lagringsanläggningar. Eftersom de är utformade för att lösa helt andra problem. Och under jorden är de bara för att göra avdunstningen av kondenserad gas effektivare i svår frost. Och utan kostnad.Och även villkorligt underjordisk placering av bensintankar gör att du kan spara användbart utrymme, någonstans på en personlig tomt

Men tankarna som överlevde efter kolväteproduktionen kan inte kallas ideal.

De har många nackdelar:

• läckaproblem från gamla brunnar - särskilt för tidigare oljefält;
• otillräcklig porositet, permeabilitet hos stenar;
• blandning av gas med oljerester - vilket ibland leder till betydande förluster eftersom den resulterande blandningen inte längre kan användas.

Och ofta i oljefält har gas en farlig förorening i form av vätesulfid. Vilket är skadligt för människors hälsa och förstör alla typer av stålkonstruktioner, även sådana som är relaterade till rostfritt.

Driften av underjordiska gaslagringsanläggningar baserade på platserna för utarmade kolväteuppsättningar är möjliga på grund av det faktum att gas injicerar oljerester från den önskade behållaren vid injektion. Dessutom har det, liksom vatten, effekten av kompressibilitet och rörlighet, vilket underlättar uppgiften att utrusta tanken. Ibland pressas inte olja under gastryck ut i berget utan stiger till toppen, vilket blir en ytterligare vinstkälla.

Alternativ 3 - reservoarer i bergsaltutlagringar

Sådana behållare med gas tjänar till att jämna ut den dagliga, veckojämnheten i användningen, och deltar också i att jämföra säsongsmässigt. Dessutom klarar lagring i saltformationer framgångsrikt rollen som en reservkälla för viktiga konsumenter.

Det finns bara två populära sätt att lagra gas under jord. Nämligen i genomträngliga porösa skikt och hålrum tvättade i saltavlagringar. Det första alternativet används när du behöver skapa ett stort arkiv, det andra - bara för att lösa lokala problem

De angivna UGS-anläggningarna skapas genom att tvätta ut en del av saltavlagringarna för att skapa hålrummet med den önskade storleken. Varför initialt borras flera brunnar genom vilka vatten tillförs under en längre tid.

Även om den beskrivna proceduren är lång och kostsam betalar den sig själv, eftersom lagringen av den injicerade naturgasen sker utan förlust. Anledningen är att saltgrottor är läcktäta. Dessutom har de effekten av självläkning - Tektoniska sprickor och andra sprickor växer snabbt med saltavlagringar.

Fördelen med arrangemanget av sådana underjordiska gaslagringar är att valet av den erforderliga mängden bränsle sker utan praktiskt taget inga hastighetsgränser. Vilket är många gånger högre än när man utför samma operationer i containrar av andra typer. En viktig fördel med underjordiska lagringsanläggningar inbyggda i saltgrottor är den höga andelen gasuttag - en av de högsta bland alla dess typer.

Gaslagringsberget ska vara som visas på bilden. Det är genomträngligt och har tillräckligt med utrymme för att rymma en stor mängd bränsle. Dessutom bör behållarens struktur möjliggöra enkel förflyttning av vatten- och oljerester

Men antalet grottor i saltformationer överstiger inte 2% av det totala antalet förvaringar.

Denna indikator påverkas av ett antal negativa punkter:

• Förekomsten av en enorm mängd saltvatten efter lakning av grottorna för att spara gas. Som ett resultat, om det inte finns något hav i närheten eller åtminstone saltbearbetningsanläggningar, finns det ingenstans att sätta vätskan. Vad är det främsta skälet till den lilla mängden av denna typ av underjordisk gaslagring.
• Nettovolymminskning under drift. Detta fenomen orsakas av avdunstning av salt på platser med högre tryck och ansamling där det är lägre.
• Utseendet i föroreningarnas gas, som ofta blir resterna av vätskan som tidigare använts för att tvätta grottan.
• Obetydliga volymer, som inte tillåter att skapa reserver i tillräckliga mängder.

Som ett resultat används saltlagringsanläggningar vanligtvis endast där det inte är möjligt att använda de typer av containrar som anges ovan.

Alternativ 4 - UGS i gruvdrift

Deras volymer är obetydliga. Ändå förvarar svenskarna och nordmännen en del av sina strategiska gasreserver i sådana tankar.

Mining PVC är den enda gaslagringsanläggningen som är fullt utrustad av människor. Så i en av gruvorna skapar explosioner en behållare, som sedan höljes med stålplåt.

Så här ser saltgrottor som används för att lagra gas ut. De är lufttäta och pålitliga, men har begränsade dimensioner, därför är de lämpliga för att skapa en liten volym underjordiska gaslagringsanläggningar. Och uteslutande för att lösa lokala problem. Till exempel i Ryssland, av 27 lagringsanläggningar som för närvarande används, är bara två salt

Även om det är lönsamt att driva underjordiska gaslagringsanläggningar i övergivna gruvor på grund av den höga andelen och utvinningshastigheten kommer antalet inte att öka avsevärt inom en snar framtid. Anledningen är att de beskrivna förvaren är svåra att bygga. Eftersom det inte alltid är möjligt att uppnå fullständig täthet, vilket leder till betydande förluster.

Detta händer på grund av det faktum att de under driften av gruvan försöker få den maximala mängden luft dit. Vad är syftet med att skapa ett ventilationssystem med massor av utsprång till ytan, som inte alltid är möjligt att täta under arrangemanget av lagringsanläggningen.

Som ett resultat finns det i dag bara ett fåtal framgångsrika exempel på att implementera idén att lagra gas i övergivna gruvor (i Sverige, Norge, Tyskland).

Är valvarna tätade?

Bränsleläckor är vanliga processer som inte kan undvikas. Eftersom det finns för många orsaker.

För enkelhets skull delas de in i tre kategorier:

• geologi;
• teknik;
• teknisk.

Att gruppera geologiska skäl inkluderar heterogeniteten hos UGS-däck, närvaron av tektoniska fel samt funktionerna i hydrodynamik och geokemi. Till exempel kan gas helt enkelt migrera genom behållaren, och specialister kommer inte att påverka den på något sätt.

teknisk skäl hänför sig till de vanligaste eftersom fel regelbundet uppstår vid utvärdering av fakta. Till exempel effektiviteten hos hydrauliska fällor, gasreserver, pågående fysiska och kemiska processer.

Ofta används brunnsborrning för att komma till önskade formationer. Dessutom är dess teknik inte annorlunda från liknande förfaranden när man försöker komma till gas, olja

Tekniska skäl oftast förknippat med tillståndet i de använda brunnarna, med hjälp av vilken gas som injiceras.

Funktioner för att skapa UGS-faciliteter

I 95% av fallen skapas UGS-anläggningar gasekstrudering, oljerester från porösa formationer. Således skapas "tankar" för lagring av "blått" bränsle.

Och den viktigaste funktionen är att volymen gas som används för att extrudera vätskor i framtiden inte kan användas för leverans till konsumenter. Dess uppgift är att förhindra återföring av vatten, kolväterester till sin gamla plats. Annars upphör förvaret helt enkelt att existera.

Det är, sa gas är buffert. Som regel händer det minst hälften av den totala volymen som laddas upp till den underjordiska gaslagringsanläggningen. Och i vissa fall är buffertgasen 3 gånger mer än vad som kan användas för leverans till konsumenter, vilket kallas aktiv.

Det är intressant att mängden buffertgas inte kan beräknas tidigare. Det vill säga allt kontrolleras uteslutande med en experimentell metod. Som i många fall tar år. Men ändå, när resultatet är otillfredsställande, kan buffertgas pumpas ut helt.

Lagringsfyllningsorder

Efter att geologer har genomfört studier av någon reservoar och beslutat att en gaslagringsanläggning kan skapas på rätt plats bygger gasproducenter ett teknikkomplex.

Moderna underjordiska gaslagringsanläggningar är det säkraste sättet att lagra gasreserver.Men dess ofta läckor är ett stort problem för gasföretag och miljöaktivister, som anser att sådana fall är ett betydande miljöproblem. Och det händer som visas på bilden (på avstånd är en eld synlig på en av de ungerska underjordiska lagringsanläggningarna)

Och sedan börjar injektionen av ”blått” bränsle till UGSF: s framtid, som levereras från närmaste bagagerumsledning. Och det kommer in på rengöringsplatsen, där alla typer av mekaniska föroreningar tas bort.

Rent bränsle tillförs mätstationen. Och efter det, i kompressorbutiken, där komprimering utförs - det här är namnet på beredningen av gas för pumpning i lagringen. Det representerar en ökning av gastrycket till önskat värde.

Sedan transporteras den till gasfördelningspunkter. Där det totala flödet är uppdelat i flera och går in i olika produktionslinjer. Därifrån skickas det längs plommorna till brunnarna för injektion.

Under hela processen kontrollerar experter ett antal parametrar, inklusive gastryck och temperatur, och produktiviteten för varje brunn.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Videon nedan ägnas åt ämnet att skapa UGS-anläggningar för att jämna ut ojämn bränsleförbrukning, som kommer att levereras av Power of Siberia gasledningen.

Underjordiska gaslagringar är det mest pålitliga och lönsamma sättet att jämna ojämn förbrukning av gas och dess stabila försörjning under force majeure. Och det mest intressanta är att det inte är människans geni som måste tackas för, utan naturen, som försiktigt har skapat lämpliga bergarter.

Har du personligen deltagit i skapandet av underjordiska gaslagringsanläggningar och vill komplettera ovanstående material med användbar information? Eller märkte en skillnad i fakta? Lämna dina kommentarer och kommentarer - feedbackblocket finns under artikeln.