Jak jsou uspořádána podzemní úložiště plynu: přehled možností skladování plynu

Zdá se, že znalosti o uspořádání podzemních zásobníků plynu nemají pro běžného uživatele žádnou praktickou hodnotu. Lidstvo je ale příliš závislé na „modrém“ palivu, a tak si chce být člověk jist, že v jeho dodávce nikdy nedojde k žádnému přerušení. Není to tak?

A každého krajana mohou uklidnit informace o podzemních zásobnících plynu (UGS) - pokud jsou plné problémů s dodávkami plynu. Přečtěte si více o úložném zařízení a funkcích úložiště v našem článku.

Výstavba podzemních zásobníků plynu

Pokud pro skladování plynu pro potřeby domácnosti používají majitelé soukromých domů držitelé plynu, pak v národním měřítku mluvíme o zcela odlišných možnostech úložiště. Oficiálně je tedy podzemní skladování plynu komplexem inženýrských a technických struktur, které slouží pro vstřikování, skladování a odebírání „modrého“ paliva. Skládají se z pozemních a podzemních komponent.

NA pozemní vztahovat se:

• distribuční místo plynu, který slouží k distribuci toku plynu do několika technologických;
• obchod s kompresorykde je palivo připraveno (zvýšením tlaku) pro vstřikování do vrtů;
• úpravny plynu.

Podzemí Komponenty UGS jsou: studny, vrty, nádrže. A poslední bod (kontejnery) je nejzajímavější - způsob uspořádání zásobníku plynu závisí na tom, kde je „modré“ palivo skladováno.

Přehled zásobníků plynu

Se stejnou hmotností plyn zabírá mnohem větší plochy než jakékoli pevné látky. A protože se používá ve velkém množství, je k jeho uložení potřeba stejná kapacita.

Specialisté navíc před stoletím odmítli skladovat plyn v umělých pozemních nádržích.

Důvodem je, že by to vyžadovalo:

• obsadit rozsáhlé oblasti planety komplexy pro skladování nízkotlakého „modrého“ paliva;
• používejte drahé a výbušné vysokotlaké plynové nádrže.

V důsledku toho byla za účelem neutralizace výše uvedených záporných bodů provedena volba ve prospěch podzemních skladovacích zařízení a za takové se považují tanky umístěné ve značné hloubce. Který se ve většině případů pohybuje od 300 do 1000 metrů. A můžete tam skladovat palivo v nádržích vytvořených přírodou.

Celkem se inženýři naučili úspěšně používat 7 typů zásobníků zemního plynu:

• tvořené ve vodě nasycenými porézními formacemi;
• konzervované po výrobě uhlohydrátů, jmenovitě stejného plynu, ropy;
• vytvořené v ložiskách kamenné soli;
• vytvořené při těžbě dolů;
• vytvořeno v trvanlivém permafrostu;
• s nízkoteplotní skořápkou ledového typu;
• vznikly po podzemních atomových explozích.

Ačkoli existuje mnoho možností, pouze první 4 způsoby skladování plynu se liší v praktičnosti. Zbývající možnosti tanku jsou vhodné pouze teoreticky.

Důvod nepraktičnosti zbývajících tří možností je následující:

• Je možné skladovat plyn ve zmrzlých horninách, o čemž svědčí několik stávajících skladovacích zařízení v severních oblastech planety. Jejich objemy jsou však extrémně nevýznamné, a proto dnes nemají žádný průmyslový význam.
• Nádrže vytvořené podzemními jadernými výbuchy jsou docela vhodné pro skladování značných zásob plynu, což již bylo experimentálně prokázáno. Pointa je ale v tom, že silné zbraně byly testovány mimo místa bydliště lidí. Proto obvykle neexistují žádní spotřebitelé, inženýrská komunikace.

V důsledku toho jsou tyto typy kontejnerů jednoduše nevhodné k použití.

Ačkoli se zařízením UGS říká skladovací zařízení, ve skutečnosti není úspora plynu jejich hlavním úkolem. Protože to, co je v nich z velké části, slouží k vyhlazení nerovností a spotřeby. Což je denní, týdenní, sezónní. Pouze v posledním případě jsou zařízení UGS vytvořena ke zmírnění následků okolností vyšší moci.

Dále budeme podrobněji zvažovat každou z možností skladování plynu pod zemí.

Možnost č. 1 - skladování v nádržích nasycených vodou

Skladovací zařízení ve formacích nasycených vodou jsou navržena tak, aby vyrovnávala účinky sezónních nepravidelností při používání plynu. A také vytvářet strategické rezervy.

Důležitým rysem uspořádání takových skladovacích zařízení je minimální účast lidí - nejčastěji ve fázi vytváření vrtů potřebných pro vstřikování plynu.

Tyto kontejnery se hledají v artézských vrstvách. Zásobníky plynu vznikají tam, kde je horninová struktura propustná, porézní. Zbývající kapalina je odstraněna plynem, který ji stlačí a poté vytlačí.

Takzvané nádrže na skladování paliva ve skutečnosti takové nejsou. Přesněji řečeno, vůbec neexistují - používají dutiny v porézních formacích. A celý postup pro vytvoření zásobníku plynu spočívá v vytlačení části vody na periferii. Dělají to proto, aby vytvořili prostor pro „modré“ palivo.

Výše popsaný postup bude fungovat pouze tehdy, pokud k tomu přispěje řada faktorů:

• Porézní propustný útvar je pokryt kupolí (těsněním) hornin nepropustných pro plyn, což jsou obvykle lisované jíly.
• Vodonosná vrstva sahá od hranic úložiště desítky kilometrů. A ještě lépe, když má východ na povrch. Všechny výše uvedené skutečnosti umožňují, aby plyn úspěšně vytlačil vodu z nádrže.
• Délka kopule je dostatečná k zajištění schopnosti ukládat značné objemy plynu.
• Pórovitost a propustnost horniny poskytuje přijatelnou kapacitu plynu a schopnost ji během vývoje uvolňovat.

Pokud není splněna alespoň jedna z podmínek, nebude možné vytvořit podzemní skladovací zařízení.

Princip fungování moderních podzemních skladovacích zařízení je jednoduchý. Tyto funkce lze zvážit na příkladu velkých zařízení UGS používaných k vyhlazení sezónních nepravidelností.

Obvykle se v teplém období do nich čerpá požadované množství plynu. Které si začínají vybírat až s nástupem topné sezóny. Navíc do hlavního potrubí není posíláno nějaké obrovské množství plynu, ale průměrné množství, známé z provozních zkušeností v minulých zimách.

A pokud najednou teplota prudce klesne a denní spotřeba se stane řádově vyšší, pak velké zařízení UGS stále nezvýší objem odběru. A nedostatek pokryjí malá skladovací zařízení určená k vyhlazení každodenní, týdenní spotřeby. Důvodem je, že je snazší a rychlejší z nich vybírat.

Výhodou zařízení UGS ve formacích nasycených vodou je jejich významná kapacita. A nevýhodou je, že geologové při studiu vlastností zvodně nemusí identifikovat a vzít v úvahu nějaký důležitý faktor. V důsledku toho bude úložiště nepoužitelné.

A nejhorší je, že se to často odhalí po obrovských investicích do výstavby nadzemní a podzemní infrastruktury. Poměrně často se vyskytují i ​​méně významné potíže, od nichž je provoz zařízení UGS ve skalách nasycených vodou doprovázen značnými neplánovanými náklady.

Možnost č. 2 - nádrže po výrobě uhlovodíků

Inženýrské komplexy, které k tomuto typu patří, slouží k vyhlazení sezónních výkyvů ve spotřebě „modrého“ paliva. A také vytvářet strategické rezervy.

Ukládací uspořádání tohoto typu je stejné jako v případě analogů vytvořených ve formacích nasycených vodou. To znamená, že palivo je uloženo v dutinách porézních hornin.

Zařízení UGS vytvořená ve skalách, kde se kdysi nacházely uhlovodíky, je nejvíce na světě. Jejich počet tedy dosahuje významných 70%, důvodem je řada výhod.

Patří sem: významná kapacita a úspory investic do průzkumu, tvorba infrastruktura nebo alespoň její část, vrtání - v místě takových zařízení na UGS již byla provedena těžba ropy, plyn.

Ale tanky, které přežily po výrobě uhlovodíků, nelze označit za ideální.

Mají mnoho nevýhod:

• problémy s těsností starých vrtů - zejména u bývalých ropných polí;
• nedostatečná pórovitost, propustnost hornin;
• míchání plynu se zbytky oleje - což někdy vede ke značným ztrátám, protože výslednou směs již nelze použít.

A také se poměrně často v ropných polích v plynu objevuje nebezpečná nečistota ve formě sirovodíku. Který je škodlivý pro lidské zdraví a také ničí všechny druhy ocelových konstrukcí, dokonce i ty související s nerezem.

Provoz zařízení UGS založených na místech vyčerpaných uhlovodíkových ložisek je možné s ohledem na skutečnost, že plyn při vstřikování vytlačuje zbytkový olej z požadované formace. Kromě toho má, stejně jako voda, účinek stlačitelnosti a mobility, což usnadňuje uspořádání nádoby. Někdy není ropa pod tlakem plynu vytlačena do skály, ale stoupá nahoru, což se stává dalším zdrojem zisku.

Možnost č. 3 - Nádrže v ložiskách kamenné soli

Takové nádoby s plynem slouží k vyhlazení každodenních, týdenních nerovností jeho používání a také se podílejí na vyrovnání sezónnosti. Úložná zařízení v solných formacích se navíc úspěšně vyrovnávají s rolí záložního zdroje pro důležité spotřebitele.

Tato zařízení UGS vznikají vymýváním části ložisek soli, aby se vytvořila dutina požadované velikosti. Za tímto účelem se nejprve vyvrtá několik studní, přes které se na dlouhou dobu dodává voda.

Přestože je popsaný postup zdlouhavý a nákladný, vyplatí se, protože vstřikovaný zemní plyn je skladován beze ztrát. Důvodem je, že solné jeskyně jsou vzduchotěsné. Kromě toho mají účinek samoléčení - tektonické a jiné trhliny rychle zarůstají nánosy soli.

Výhodou takových podzemních zásobníků plynu je, že se požadovaný objem paliva odebírá prakticky bez omezení rychlosti. Což je několikanásobně vyšší než při provádění stejných operací v kontejnerech jiných typů. A také důležitou výhodou zařízení UGS vybudovaných v solných jeskyních je vysoké procento těžby plynu - jedno z nejvyšších mezi všemi jeho typy.

Počet kaveren ve slaných formacích však nepřesahuje 2% z celkového počtu úložišť.

Tento indikátor je ovlivněn řadou negativních bodů:

• Přítomnost obrovského množství slané vody po vyplavení jeskyní za účelem úspory plynu. Výsledkem je, že pokud v blízkosti není žádné zařízení na zpracování moří nebo dokonce solí, není kam kapalinu dávat. To je hlavní důvod malého počtu takových zařízení PZP.
• Snížení použitelného objemu během provozu. Tento jev je způsoben odpařováním soli v místech s vyšším tlakem a akumulací, kde je nižší.
• Vzhled nečistot v plynu, což jsou často zbytky kapaliny dříve používané k vyplavení jeskyně.
• Malé objemy, což neumožňuje vytvářet zásoby v dostatečném množství.

V důsledku toho se sklady soli obvykle používají pouze tam, kde není možné použít výše uvedené typy nádob.

Možnost č. 4 - podzemní skladování plynu v důlních dílech

Jejich objemy jsou zanedbatelné. Přesto Švédové a Norové ukládají část svých strategických zásob plynu do kontejnerů tohoto typu.

PVC v důlních dílech je jediné skladovací zařízení plynu plně vybavené lidmi. V jedné z dolů je tedy výbuchem vytvořen kontejner, který je následně opláštěn ocelovými plechy.

Přestože je výhodné provozovat UGS zařízení v opuštěných dolech, vzhledem k vysokému procentu a rychlosti těžby se jejich počet v blízké budoucnosti nijak výrazně nezvýší. Důvodem je, že popsané skladovací zařízení je obtížné vybudovat. Protože není vždy možné dosáhnout úplné těsnosti, což vede k významným ztrátám.

To se děje kvůli tomu, že během provozu dolu se tam snaží přivést maximální množství vzduchu. Proč je vytvořen ventilační systém s hromadou východů na povrch, který při uspořádání skladovacího zařízení nelze vždy utěsnit.

Výsledkem je, že dnes existuje jen několik úspěšných příkladů realizace myšlenky skladování plynu v opuštěných dolech (na území Švédska, Norska, Německa).

Jsou skladovací prostory zapečetěny?

Úniky paliva jsou časté a nelze se jim vyhnout. Důvodů je příliš mnoho.

Pro větší pohodlí jsou rozděleny do 3 kategorií:

• geologický;
• technologický;
• technický.

Do skupiny geologickýdůvody zahrnují heterogenitu pečetí UGS, přítomnost tektonických poruch a také rysy hydrodynamiky a geochemie. Například plyn může jednoduše migrovat přes nádrž a odborníci to nijak neovlivní.

Technologickýpříčiny patří k nejčastějším, protože při hodnocení jakýchkoli skutečností se pravidelně objevují chyby. Například účinnost vodních pastí, zásoby plynu, fyzikální a chemické procesy.

Technické důvody nejčastěji spojené se stavem použitých vrtů, pomocí kterých se provádí vstřikování plynu.

Zvláštnosti výstavby UGS

V 95% případů jsou vytvořena zařízení UGS plyn stlačující vodu, zbytky oleje z porézních útvarů. Jsou tedy vytvořeny „kontejnery“ pro skladování „modrého“ paliva.

A nejdůležitější vlastností je, že objem plynu použitého k vytlačení kapalin již nelze použít pro dodávky spotřebitelům. Jejím úkolem je zabránit návratu vody a zbytků uhlovodíků na jejich staré místo. V opačném případě úložiště jednoduše přestane existovat.

To znamená, že uvedený plyn je vyrovnávací paměť. Zpravidla to není méně než polovina celkového objemu čerpaného do zařízení UGS. A v některých případech je vyrovnávací plyn 3krát více, než lze použít k zásobování spotřebitelů, což se nazývá aktivní.

Je zajímavé, že množství vyrovnávacího plynu nelze předem vypočítat. To znamená, že je vše kontrolováno výhradně experimentálně. Což v mnoha případech trvá roky. Pokud je však získaný výsledek neuspokojivý, může být vyrovnávací plyn plně odčerpán.

Pořadí naplnění úložiště

Poté, co geologové provedli studie jakéhokoli zásobníku a rozhodli se, že lze sklad plynu vytvořit na správném místě, postaví producenti plynu inženýrský komplex.

A pak začíná čerpání „modrého“ paliva do budoucího zařízení UGS, které je zásobováno z nejbližšího hlavní potrubí. A jde na místo čištění, kde jsou odstraněny všechny druhy mechanických nečistot.

Do dávkovacího a dávkovacího místa je dodáváno čisté palivo. A poté do kompresorové dílny, kde se komprese provádí - to je název přípravy plynu pro čerpání do skladu. Představuje zvýšení tlaku plynu na požadovanou hodnotu.

Poté je transportován do distribučních míst plynu. Kde je celkový průtok rozdělen na několik a vstupuje do různých technologických linek. Odkud je poslán přes oblaky do studní pro injekci.

Během celého procesu specialisté kontrolují řadu parametrů, včetně tlaku a teploty plynu a produktivity každé studny.

Závěry a užitečné video k tématu

Níže uvedený video materiál je věnován vytvoření zařízení UGS k vyhlazení nerovnoměrné spotřeby paliva, které bude dodávat plynovod Power of Siberia.

Podzemní zásobníky plynu jsou nejspolehlivějším a nejziskovějším způsobem, jak vyrovnat nerovnoměrnou spotřebu plynu a její stabilní dodávky v případě vyšší moci. A nejzajímavější je, že za to musíte poděkovat ne lidskému géniovi, ale přírodě, která obezřetně vytvořila vrstvy skal vhodné k tomuto..

Účastnili jste se osobně vytváření podzemních zásobníků plynu a chtěli byste výše uvedený materiál doplnit o užitečné informace? Nebo jste si všimli rozporu ve skutečnostech? Zanechte své komentáře a komentáře - blok zpětné vazby se nachází pod článkem.