Thiết bị lưu trữ khí ngầm: cách lưu trữ khí tự nhiên phù hợp

Dường như kiến ​​thức về cách các kho chứa khí ngầm được sắp xếp không có giá trị thực tế cho người dùng trung bình. Nhưng loài người quá phụ thuộc vào nhiên liệu "xanh" và vì vậy tôi muốn chắc chắn rằng sẽ không bao giờ có sự gián đoạn trong nguồn cung cấp của nó. Có đúng không

Và mỗi người đồng hương có thể được trấn an bằng thông tin về các kho chứa khí nằm dưới lòng đất (UGS) - miễn là họ có đầy đủ các vấn đề với việc cung cấp khí đốt sẽ không có. Đọc thêm về thiết bị lưu trữ và các tính năng lưu trữ trong bài viết của chúng tôi.

Kho chứa khí ngầm

Nếu để lưu trữ khí cho nhu cầu trong nước, chủ sở hữu nhà tư nhân sử dụng bình giữ khí, sau đó ở quy mô quốc gia, chúng ta đang nói về các tùy chọn lưu trữ hoàn toàn khác nhau. Vì vậy, kho chứa khí ngầm chính thức là tổ hợp của các cơ sở kỹ thuật phục vụ cho việc bơm, lưu trữ và lựa chọn nhiên liệu của Blue blue. Chúng bao gồm các thành phần mặt đất và dưới lòng đất.

Để mặt đất bao gồm:

• điểm phân phối khí, phục vụ để phân phối dòng khí vào một số quy trình;
• cửa hàng máy néntrong đó nhiên liệu được chuẩn bị (bằng cách tăng áp suất) để phun vào giếng;
• nhà máy xử lý khí.

Ngầm Thành phần UGS là: giếng, sản xuất, công suất. Và mục cuối cùng (công suất) là điều thú vị nhất - về cách lưu trữ nhiên liệu của Blue blue phụ thuộc vào cách thức lưu trữ khí.

Kho chứa khí ngầm hiện đại có hình dáng tương tự như các nhà máy lớn. Vì cần phải sử dụng máy nén mạnh, thanh lọc và các thiết bị khác để đảm bảo phun / lựa chọn nhiên liệu. Được phục vụ bởi hàng trăm, nếu không phải là hàng ngàn chuyên gia

Tổng quan về bể chứa khí

Với cùng trọng lượng, khí chiếm diện tích lớn hơn nhiều so với bất kỳ vật thể rắn nào.Và vì nó được sử dụng với số lượng lớn, nên các thùng chứa tương tự là cần thiết cho việc lưu trữ của nó.

Hơn nữa, các chuyên gia đã từ chối lưu trữ khí đốt trong các bể chứa đất nhân tạo cách đây một thế kỷ.

Lý do là điều này sẽ yêu cầu:

• chiếm các khu vực rộng lớn của hành tinh với các khu phức hợp để lưu trữ nhiên liệu xanh áp suất thấp;
• Sử dụng bình xăng cao áp đắt tiền và nổ.

Kết quả là, để vô hiệu hóa các điểm tiêu cực được liệt kê ở trên, sự lựa chọn được đưa ra có lợi cho các cơ sở lưu trữ dưới lòng đất, và những nơi nằm ở độ sâu đáng kể được coi là như vậy. Mà, trong hầu hết các trường hợp, là từ 300 đến 1000 mét. Và bạn có thể lưu trữ nhiên liệu ở đó trong các bể do thiên nhiên tạo ra.

Tổng cộng, các kỹ sư đã học cách sử dụng thành công 7 loại bể chứa khí tự nhiên:

• hình thành trong các thành tạo xốp bão hòa nước;
• bảo quản sau khi sản xuất carbohydrate, cụ thể là cùng loại khí, dầu;
• hình thành trong các mỏ đá muối;
• tạo ra trong các hoạt động mỏ của mỏ;
• Tạo trong băng vĩnh cửu bền;
• với vỏ giống băng nhiệt độ thấp;
• hình thành sau vụ nổ nguyên tử dưới lòng đất.

Mặc dù có nhiều lựa chọn, nhưng chỉ có 4 phương pháp lưu trữ khí đầu tiên khác nhau về tính thực tế. Các tùy chọn xe tăng còn lại chỉ phù hợp về mặt lý thuyết.

Cơ sở UGS Bắc Stavropol là cơ sở lớn nhất trên thế giới và trữ lượng khí đốt được lưu trữ ở đó có thể đáp ứng nhu cầu nhiên liệu hàng năm của một quốc gia lớn như Pháp. Vì diện tích lưu trữ lên tới 680 km²

Lý do cho tính không thực tế của ba tùy chọn còn lại như sau:

• Khí có thể được lưu trữ trong đá đông lạnh, và một số kho lưu trữ hiện có ở các khu vực phía bắc của hành tinh đã xác nhận điều này. Nhưng khối lượng của chúng là vô cùng quan trọng, do đó, chúng không có giá trị công nghiệp ngày nay.
• Công suất hình thành từ vụ nổ hạt nhân dưới lòng đất khá phù hợp để lưu trữ trữ lượng khí đáng kể, điều này đã được chứng minh bằng thực nghiệm. Nhưng điểm mấu chốt là vũ khí mạnh mẽ đã được thử nghiệm cách xa nơi cư trú của mọi người. Do đó, thường không có người tiêu dùng, tiện ích.

Do đó, các loại container này đơn giản là không phù hợp để sử dụng.

Mặc dù các cơ sở UGS được gọi là cơ sở lưu trữ, nhưng trên thực tế, bảo tồn khí không phải là mối quan tâm chính của họ. Vì những gì trong chúng chủ yếu được sử dụng để làm dịu sự không đồng đều và tiêu thụ. Mà xảy ra hàng ngày, hàng tuần, theo mùa. Chỉ trong lượt cuối, các cơ sở UGS được tạo ra để giảm thiểu hậu quả của các trường hợp bất khả kháng.

Tiếp theo, chúng tôi xem xét chi tiết hơn từng tùy chọn để lưu trữ khí dưới lòng đất.

Tùy chọn # 1 - lưu trữ trong các hồ chứa bão hòa

Các cơ sở lưu trữ trong các thành tạo bão hòa nước được thiết kế để giảm thiểu ảnh hưởng của sự không đồng đều theo mùa khi sử dụng khí đốt. Và cũng để tạo dự trữ chiến lược.

Một tính năng quan trọng của việc xây dựng các kho như vậy là sự tham gia tối thiểu của con người - thường xuyên nhất là ở giai đoạn tạo ra các giếng cần thiết để bơm khí.

Trên bản đồ của Nga có thể thấy rằng các cơ sở của UGS nằm gần các đường ống dẫn khí và các khu định cư lớn. Và điều này không phải là ngẫu nhiên, vì các kho được thiết kế để đảm bảo sự ổn định trong tiêu thụ khí đốt, mà chúng phải ở gần các cơ sở lớn

Các container được chỉ định được tìm kiếm trong tầng lớp artesian. Kho chứa khí được tạo ra nơi cấu trúc đá dễ thấm, xốp. Chất lỏng còn lại được loại bỏ bằng khí, nó nén lại, và sau đó ép lại.

Trên thực tế, cái gọi là xe tăng để lưu trữ nhiên liệu. Chính xác hơn, chúng hoàn toàn không tồn tại - chúng sử dụng làm nơi lưu trữ lỗ rỗng trong các lớp xốp. Và toàn bộ quy trình tạo ra một kho chứa khí bao gồm việc di chuyển một phần nước vào ngoại vi.Họ làm điều này để tạo không gian cho nhiên liệu "xanh".

Thực hiện quy trình được mô tả ở trên sẽ chỉ thành công nếu một số yếu tố góp phần vào việc này:

• Lớp thấm xốp được bao phủ bởi một vòm (lớp phủ) của đá kín khí, thường là đất sét đùn.
• Tầng ngậm nước kéo dài từ ranh giới của kho lưu trữ hàng chục km. Tốt hơn nữa, nếu nó có quyền truy cập vào bề mặt. Tất cả những điều trên cho phép khí nén thành công nước trong hồ chứa.
• Chiều dài của mái vòm là đủ để cung cấp khả năng lưu trữ khối lượng khí đáng kể.
• Độ xốp và tính thấm của đá cung cấp khả năng khí chấp nhận được và khả năng cung cấp cho nó trong quá trình phát triển.

Nếu ít nhất một trong những điều kiện không được đáp ứng, thì sẽ không thể tạo ra một kho lưu trữ dưới lòng đất.

Nguyên lý hoạt động của kho ngầm hiện đại là đơn giản. Các tính năng có thể được xem xét bằng ví dụ về các cơ sở UGS lớn được sử dụng để giải quyết các bất thường theo mùa.

Vì vậy, thông thường vào mùa ấm họ bơm đúng lượng gas. Mà bắt đầu chỉ được chọn khi bắt đầu mùa nóng. Hơn nữa, không phải một lượng khí khổng lồ được gửi đến đường ống chính, mà là lượng trung bình, được biết đến từ kinh nghiệm vận hành trong mùa đông trước.

Và, nếu đột nhiên nhiệt độ giảm mạnh và mức tiêu thụ hàng ngày trở nên cao hơn, thì một cơ sở lưu trữ khí ngầm lớn sẽ không tăng khối lượng khai thác. Và sự thiếu hụt sẽ được bao phủ bởi các kho nhỏ được thiết kế để làm dịu tiêu dùng hàng ngày, hàng tuần. Lý do là dễ dàng hơn và nhanh hơn để chọn từ họ.

Năng lực tối ưu được xem xét từ một khu vực vài km vuông. Với sự khác biệt về chiều cao của đáy và đỉnh của vòm trong vòng 10-15 mét

Ưu điểm của việc lưu trữ khí ngầm trong các thành tạo bão hòa nước là công suất đáng kể. Một bất lợi là các nhà địa chất, khi nghiên cứu các đặc tính của tầng chứa nước, có thể không xác định và tính đến một số yếu tố quan trọng. Do đó, việc lưu trữ sẽ không thể sử dụng được.

Và điều tồi tệ nhất là nó thường được tiết lộ sau một khoản đầu tư lớn vào việc xây dựng cơ sở hạ tầng mặt đất và dưới lòng đất. Rất thường xuyên, những rắc rối ít quan trọng hơn cũng gặp phải, từ đó hoạt động của việc lưu trữ khí ngầm trong đá bão hòa nước đi kèm với chi phí ngoài dự kiến ​​đáng kể.

Lựa chọn số 2 - Công suất sau khi sản xuất hydrocarbon

Các tổ hợp kỹ thuật thuộc loại này phục vụ để làm dịu các biến động theo mùa trong việc tiêu thụ nhiên liệu của Blue blue. Và cũng để tạo dự trữ chiến lược.

Các cơ sở lưu trữ ngầm đang có nhu cầu do thực tế là việc tạo ra và vận hành của họ có lợi nhất về kinh tế. Và các bể chứa khí khổng lồ (thể hiện trong ảnh) được sử dụng nếu không thể sử dụng các đường ống dẫn khí với các cơ sở lưu trữ khí ngầm. Ngoài ra, các thùng chứa trong ảnh thường lưu trữ khí hóa lỏng độc quyền.

Thiết bị lưu trữ loại này giống như trong trường hợp với các chất tương tự được tạo ra trong các dạng bão hòa nước. Đó là, nhiên liệu được lưu trữ trong các lỗ rỗng của đá xốp.

Các cơ sở UGS được tạo ra trong các tảng đá nơi hydrocarbon đã từng nằm là nơi có nhiều nhất trên thế giới. Vì vậy, số lượng của họ đạt đến 70% đáng kể, một số lợi thế.

Bao gồm: năng lực và tiết kiệm đáng kể khi đầu tư vào thăm dò, tạo ra cơ sở hạ tầng hoặc ít nhất là một phần của nó, và khoan - dầu khí đã được khai thác tại nơi tạo ra các cơ sở lưu trữ dưới lòng đất như vậy.

Cần hiểu rằng các bình chứa khí chôn không phải là kho chứa dưới lòng đất. Vì chúng được thiết kế để giải quyết các vấn đề hoàn toàn khác nhau. Và dưới lòng đất, chúng chỉ làm cho sự bay hơi của khí hóa lỏng hiệu quả hơn trong những đợt sương giá nghiêm trọng. Và không mất phí.Và cũng có điều kiện đặt các bình xăng dưới lòng đất cho phép bạn tiết kiệm không gian có thể sử dụng, ở đâu đó trên một lô đất cá nhân

Nhưng các bể tồn tại sau khi sản xuất hydrocarbon không thể được gọi là lý tưởng.

Họ có nhiều nhược điểm:

• vấn đề rò rỉ của giếng cũ - đặc biệt là đối với các mỏ dầu cũ;
• không đủ độ xốp, tính thấm của đá;
• trộn khí với cặn dầu - đôi khi dẫn đến tổn thất đáng kể, vì hỗn hợp thu được không thể sử dụng được nữa.

Và cũng thường trong các mỏ dầu, khí có tạp chất nguy hiểm dưới dạng hydro sunfua. Điều này có hại cho sức khỏe con người, và cũng phá hủy tất cả các loại kết cấu thép, ngay cả những thứ liên quan đến thép không gỉ.

Hoạt động của các cơ sở lưu trữ khí ngầm dựa trên các vị trí của các mỏ hydrocarbon đã cạn kiệt là có thể do khí bơm vào cặn dầu từ bể chứa mong muốn khi bơm. Ngoài ra, nó, giống như nước, có tác dụng nén và di động, tạo điều kiện cho nhiệm vụ trang bị bể. Đôi khi dầu dưới áp lực của khí không được nén vào đá, nhưng tăng lên đến đỉnh, trở thành một nguồn lợi nhuận bổ sung.

Lựa chọn số 3 - hồ chứa trong mỏ đá muối

Các thùng chứa khí như vậy phục vụ để làm mịn sự không đồng đều hàng ngày, hàng tuần của việc sử dụng nó, và cũng tham gia vào việc san bằng theo mùa. Ngoài ra, lưu trữ trong các dạng muối đối phó thành công với vai trò của một nguồn dự phòng cho người tiêu dùng quan trọng.

Chỉ có 2 cách phổ biến để lưu trữ khí dưới lòng đất. Cụ thể, trong các tầng xốp thấm và sâu răng được rửa trong các mỏ muối. Tùy chọn đầu tiên được sử dụng khi bạn cần tạo một kho lưu trữ lớn, thứ hai - chỉ để giải quyết các vấn đề cục bộ

Các cơ sở UGS được chỉ định được tạo ra bằng cách rửa sạch một phần của tiền gửi muối để tạo ra khoang có kích thước yêu cầu. Tại sao ban đầu một số giếng được khoan qua đó nước được cung cấp trong một thời gian dài.

Mặc dù quy trình được mô tả là dài và tốn kém, nhưng nó tự trả tiền, vì việc lưu trữ khí tự nhiên được bơm diễn ra mà không bị mất. Lý do là hang muối bị rò rỉ. Ngoài ra, chúng có tác dụng tự chữa lành - kiến ​​tạo và các vết nứt khác nhanh chóng trở nên phát triển quá mức với các mỏ muối.

Ưu điểm của việc sắp xếp các kho chứa khí ngầm như vậy là việc lựa chọn lượng nhiên liệu cần thiết xảy ra mà hầu như không có giới hạn tốc độ. Cao hơn nhiều lần so với khi thực hiện các thao tác tương tự trong các loại container khác. Một lợi thế quan trọng của các cơ sở lưu trữ dưới lòng đất được xây dựng trong hang muối là tỷ lệ rút khí cao - một trong những loại cao nhất trong số các loại.

Đá lưu trữ khí nên được thể hiện trong ảnh. Điều đó là thấm và có đủ không gian để chứa một lượng lớn nhiên liệu. Ngoài ra, cấu trúc của hồ chứa phải cho phép dễ dàng di chuyển dư lượng nước và dầu

Nhưng số lượng hầm khai thác trong thành tạo muối không vượt quá 2% tổng số kho.

Chỉ số này bị ảnh hưởng bởi một số điểm tiêu cực:

• Sự hiện diện của một lượng lớn nước muối sau khi lọc các hang động để tiết kiệm xăng. Kết quả là, nếu không có biển gần đó hoặc ít nhất là các nhà máy chế biến muối, không có nơi nào để đặt chất lỏng. Lý do chính cho số lượng nhỏ của loại lưu trữ khí ngầm này là gì.
• Giảm khối lượng tịnh trong quá trình vận hành. Hiện tượng này được gây ra bởi sự bay hơi của muối ở những nơi có áp suất và tích lũy cao hơn ở nơi thấp hơn.
• Sự xuất hiện trong khí của tạp chất, thường trở thành phần còn lại của chất lỏng trước đây được sử dụng để rửa hang.
• Khối lượng không đáng kể, không cho phép tạo dự trữ với số lượng đủ.

Do đó, các cơ sở lưu trữ muối thường chỉ được sử dụng khi không thể sử dụng các loại container được liệt kê ở trên.

Tùy chọn # 4 - UGS trong khai thác

Khối lượng của họ là không đáng kể. Tuy nhiên, người Thụy Điển và Na Uy giữ một phần dự trữ khí chiến lược của họ trong các loại xe tăng loại này.

Khai thác PVC là cơ sở lưu trữ khí duy nhất được trang bị đầy đủ bởi con người. Vì vậy, trong một trong các mỏ, vụ nổ tạo ra một thùng chứa, sau đó được bọc bằng các tấm thép.

Đây là cách hầm khai thác muối được sử dụng để lưu trữ khí trông như thế nào. Chúng kín khí và đáng tin cậy, nhưng có kích thước hạn chế, do đó, chúng phù hợp để tạo ra một khối lượng nhỏ các cơ sở lưu trữ khí ngầm. Và dành riêng cho việc giải quyết các vấn đề địa phương. Ví dụ, ở Nga, trong số 27 cơ sở lưu trữ hiện đang sử dụng, chỉ có 2 là muối

Mặc dù có lợi nhuận khi vận hành các cơ sở lưu trữ khí ngầm trong các mỏ bỏ hoang do tỷ lệ và tốc độ khai thác cao, số lượng của chúng sẽ không tăng đáng kể trong tương lai gần. Lý do là các kho lưu trữ được mô tả là khó xây dựng. Vì không phải lúc nào cũng có thể đạt được độ kín hoàn toàn, dẫn đến tổn thất đáng kể.

Điều này xảy ra do trong quá trình hoạt động của mỏ, họ cố gắng mang lượng không khí tối đa đến đó. Mục đích của việc tạo ra một hệ thống thông gió với khối lượng lớn hơn bề mặt là gì, mà trong quá trình sắp xếp của cơ sở lưu trữ không phải lúc nào cũng có thể bịt kín.

Do đó, ngày nay, chỉ có một vài ví dụ thành công trong việc thực hiện ý tưởng lưu trữ khí đốt trong các mỏ bỏ hoang (ở Thụy Điển, Na Uy, Đức).

Các hầm được niêm phong?

Rò rỉ nhiên liệu là quá trình phổ biến không thể tránh khỏi. Vì có quá nhiều lý do.

Để thuận tiện, chúng được chia thành 3 loại:

• địa chất;
• công nghệ;
• kỹ thuật.

Để nhóm địa chất lý do bao gồm sự không đồng nhất của lốp xe UGS, sự hiện diện của các đứt gãy kiến ​​tạo, cũng như các tính năng của thủy động lực học và địa hóa học. Ví dụ, khí có thể đơn giản di chuyển qua hồ chứa và các chuyên gia sẽ không ảnh hưởng đến nó theo bất kỳ cách nào.

Công nghệ lý do liên quan đến thường xuyên nhất vì lỗi thường xuyên xảy ra khi đánh giá bất kỳ sự kiện. Ví dụ, hiệu quả của bẫy thủy lực, trữ lượng khí, các quá trình vật lý và hóa học đang diễn ra.

Thông thường, khoan giếng được sử dụng để có được hình thành mong muốn. Hơn nữa, công nghệ của nó không khác gì các quy trình tương tự khi cố gắng lấy xăng, dầu

Lý do kỹ thuật thường được liên kết với trạng thái của các giếng được sử dụng, với sự giúp đỡ của khí được bơm.

Các tính năng tạo cơ sở UGS

Trong 95% trường hợp, các cơ sở UGS được tạo ra đùn khí, dư lượng dầu từ sự hình thành xốp. Do đó, những chiếc xe tăng của Cameron được tạo ra để lưu trữ nhiên liệu màu xanh da trời.

Và tính năng quan trọng nhất là khối lượng khí được sử dụng để đùn chất lỏng trong tương lai không thể được sử dụng để giao cho người tiêu dùng. Nhiệm vụ của nó là ngăn chặn sự trở lại của nước, dư lượng hydrocarbon về nơi cũ. Mặt khác, kho lưu trữ đơn giản là không còn tồn tại.

Đó là, nói khí là đệm. Theo quy định, nó xảy ra ít nhất một nửa tổng khối lượng được tải lên cơ sở lưu trữ khí ngầm. Và trong một số trường hợp, khí đệm gấp 3 lần so với những gì có thể được sử dụng để giao cho người tiêu dùng, được gọi là hoạt động.

Điều thú vị là lượng khí đệm không thể được tính toán trước đó. Đó là, tất cả mọi thứ được kiểm tra độc quyền bằng một phương pháp thử nghiệm. Mà trong nhiều trường hợp phải mất nhiều năm. Tuy nhiên, khi kết quả không đạt yêu cầu, khí đệm có thể được bơm ra đầy đủ.

Thứ tự điền lưu trữ

Sau khi các nhà địa chất đã tiến hành nghiên cứu về bất kỳ hồ chứa nào và quyết định rằng có thể tạo ra một kho chứa khí ở đúng nơi, các nhà sản xuất khí đang xây dựng một tổ hợp kỹ thuật.

Các cơ sở lưu trữ khí ngầm hiện đại là cách an toàn nhất để lưu trữ khí dự trữ.Nhưng rò rỉ thường xuyên của nó là một vấn đề lớn đối với các công ty khí đốt và các nhà môi trường, những người coi những trường hợp như vậy là một vấn đề môi trường quan trọng. Và nó xảy ra như trong ảnh (từ xa, có thể nhìn thấy một đám cháy trên một trong những cơ sở lưu trữ dưới lòng đất của Hungary)

Và sau đó bắt đầu phun nhiên liệu của Blue blue vào tương lai của UGSF, được cung cấp từ gần nhất đường ống trung kế. Và nó đi vào vị trí làm sạch, nơi loại bỏ tất cả các loại tạp chất cơ học.

Nhiên liệu sạch được cung cấp cho trạm đo sáng. Và sau đó, trong cửa hàng máy nén khí, nơi tiến hành nén - đây là tên của việc chuẩn bị khí để bơm vào kho. Nó đại diện cho sự gia tăng áp suất khí đến giá trị mong muốn.

Sau đó, nó được vận chuyển đến các điểm phân phối khí. Trong đó tổng lưu lượng được chia thành nhiều và nhập vào các dây chuyền sản xuất khác nhau. Từ nơi nó được gửi dọc theo các luồng đến giếng để tiêm.

Trong suốt quá trình, các chuyên gia kiểm soát một số thông số, bao gồm áp suất và nhiệt độ khí, và năng suất của từng giếng.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Video dưới đây được dành cho chủ đề tạo ra các cơ sở UGS để giảm bớt mức tiêu thụ nhiên liệu không đồng đều, sẽ được cung cấp bởi đường ống dẫn khí Power of Siberia.

Kho chứa khí ngầm là cách đáng tin cậy và có lợi nhất để san bằng mức tiêu thụ khí không đồng đều và nguồn cung ổn định trong trường hợp bất khả kháng. Và điều thú vị nhất là không phải thiên tài của con người nên được cảm ơn vì điều này, mà là thiên nhiên, nơi đã thận trọng tạo ra các tầng đá phù hợp.

Cá nhân bạn đã tham gia vào việc tạo ra các cơ sở lưu trữ khí ngầm và muốn bổ sung các tài liệu trên với thông tin hữu ích? Hoặc nhận thấy sự khác biệt trong thực tế? Để lại ý kiến ​​và bình luận của bạn - khối phản hồi được đặt bên dưới bài viết.