Parecería que el conocimiento sobre cómo se organizan las instalaciones de almacenamiento de gas subterráneas no tiene ningún valor práctico para un usuario común. Pero la humanidad depende demasiado del combustible "azul", por lo que uno quiere estar seguro de que nunca habrá interrupciones en su suministro. ¿No es así?
Y todos los compatriotas pueden estar tranquilos con la información sobre las instalaciones subterráneas de almacenamiento de gas (UGS), siempre que estén llenas de problemas con el suministro de gas. Lea más sobre el dispositivo de almacenamiento y las funciones de almacenamiento en nuestro artículo.
El contenido del artículo:
- Construcción de instalaciones de almacenamiento de gas subterráneas
-
Descripción general de los tanques de almacenamiento de gas
- Opción # 1 - almacenamiento en reservorios saturados de agua
- Opción # 2 - tanques después de la producción de hidrocarburos
- Opción # 3 - Embalses en depósitos de sal gema
- Opción # 4 - almacenamiento subterráneo de gas en trabajos mineros
- ¿Están selladas las instalaciones de almacenamiento?
- Peculiaridades de la construcción de UGS
- El orden de llenado del almacenamiento.
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
Construcción de instalaciones de almacenamiento de gas subterráneas
Si para almacenar gas para las necesidades del hogar, los propietarios de casas privadas usan Gasholders, entonces, a escala nacional, estamos hablando de opciones de almacenamiento completamente diferentes. Entonces, oficialmente, el almacenamiento subterráneo de gas es un complejo de estructuras técnicas y de ingeniería que sirven para la inyección, almacenamiento y extracción de combustible "azul". Consisten en componentes de tierra y subterráneos.
PARA terrestre relacionar:
- punto de distribución de gas, que sirve para distribuir el flujo de gas a varios tecnológicos;
- tienda de compresoresdonde se prepara el combustible (aumentando la presión) para inyectarlo en los pozos;
- plantas de tratamiento de gas.
Subterráneo Los componentes de UGS son: pozos, labores, tanques. Y el último punto (contenedores) es el más interesante: la forma en que se organiza el almacenamiento de gas depende de dónde se almacena el combustible "azul".
Las modernas instalaciones subterráneas de almacenamiento de gas son aparentemente similares a las grandes fábricas. Dado que para garantizar la inyección / extracción de combustible, es necesario utilizar un potente compresor, limpieza y otros equipos. Atendido por cientos o incluso miles de especialistas
Descripción general de los tanques de almacenamiento de gas
Con el mismo peso, el gas ocupa áreas mucho más grandes que cualquier sólido. Y dado que se usa en grandes cantidades, se necesita la misma capacidad para almacenarlo.
Además, hace un siglo los especialistas se negaron a almacenar gas en tanques terrestres artificiales.
La razón es que esto requeriría:
- ocupar vastas áreas del planeta con complejos para almacenar combustible "azul" de baja presión;
- Utilice tanques de gas de alta presión costosos y explosivos.
En consecuencia, para neutralizar los puntos negativos anteriores, se optó por las instalaciones de almacenamiento subterráneas, considerándose tanques ubicados a una profundidad considerable. Que, en la mayoría de los casos, oscila entre los 300 y los 1000 metros. Y el combustible se puede almacenar allí en depósitos creados por la naturaleza.
En total, los ingenieros han aprendido a utilizar con éxito 7 tipos de tanques de almacenamiento de gas natural:
- formado en formaciones porosas saturadas de agua;
- conservados después de la producción de carbohidratos, a saber, el mismo gas, aceite;
- formado en depósitos de sal de roca;
- creado en el funcionamiento de las minas de minas;
- creado en permafrost duradero;
- con un caparazón tipo hielo de baja temperatura;
- formado después de explosiones atómicas subterráneas.
Aunque hay muchas opciones, solo los primeros 4 métodos de almacenamiento de gas difieren en la practicidad. El resto de las opciones de tanque son adecuadas solo teóricamente.
La instalación de Severo-Stavropolskoye UGS es la más grande del mundo y el gas almacenado allí puede satisfacer la demanda anual de combustible de un país tan grande como Francia. Dado que el área de almacenamiento es de hasta 680 km²
La razón de la impracticabilidad de las tres opciones restantes es la siguiente:
- Es posible almacenar gas en rocas congeladas, como lo demuestran varias instalaciones de almacenamiento existentes en las regiones del norte del planeta. Pero sus volúmenes son extremadamente insignificantes, por lo que no tienen ningún significado industrial en la actualidad.
- Los tanques formados por explosiones nucleares subterráneas son muy adecuados para almacenar importantes reservas de gas, lo que ya ha sido probado experimentalmente. Pero la conclusión es que se probaron armas poderosas fuera de los lugares de residencia de las personas. Por lo tanto, no suele haber consumidores, comunicaciones de ingeniería.
Como resultado, estos tipos de contenedores simplemente no son adecuados para su uso.
Aunque las instalaciones de UGS se denominan instalaciones de almacenamiento, de hecho, ahorrar gas no es su tarea principal. Ya que lo que contienen en su mayor parte se utiliza para suavizar desniveles y consumos. Que es diario, semanal, estacional. Solo en última instancia se crean las instalaciones de UGS para mitigar las consecuencias de circunstancias de fuerza mayor.
A continuación, consideraremos con más detalle cada una de las opciones para almacenar gas bajo tierra.
Opción # 1 - almacenamiento en reservorios saturados de agua
Las instalaciones de almacenamiento en formaciones saturadas de agua están diseñadas para nivelar los efectos de las irregularidades estacionales en el uso de gas. Y también para crear reservas estratégicas.
Una característica importante de la disposición de tales instalaciones de almacenamiento es la mínima participación humana, la mayoría de las veces en la etapa de creación de los pozos necesarios para la inyección de gas.
El mapa de Rusia muestra que las instalaciones de UGS están ubicadas junto a los principales gasoductos y grandes asentamientos. Y esto no es casualidad, ya que las instalaciones de almacenamiento están diseñadas para garantizar la estabilidad del consumo de gas por lo que deberían estar en las inmediaciones de grandes instalaciones.
Estos contenedores se buscan en estratos artesianos. Las instalaciones de almacenamiento de gas se crean donde la estructura de la roca es permeable, porosa. El líquido restante se elimina con gas, que lo comprime y luego lo exprime.
Los denominados tanques de almacenamiento de combustible en sí mismos no lo son realmente. Más precisamente, no existen en absoluto: utilizan huecos en formaciones porosas. Y todo el procedimiento para crear un almacenamiento de gas consiste en desplazar parte del agua hacia la periferia. Hacen esto para crear espacio para el combustible "azul".
El procedimiento descrito anteriormente solo funcionará si varios factores contribuyen a esto:
- La formación porosa permeable está cubierta con una cúpula (sello) de rocas impermeables a los gases, que generalmente son arcillas prensadas.
- El acuífero se extiende desde los límites del almacenamiento por decenas de kilómetros. Y mejor aún si tiene salida a la superficie. Todo lo anterior hace posible que el gas exprima con éxito el agua del depósito.
- La longitud de la cúpula es suficiente para proporcionar la capacidad de almacenar volúmenes significativos de gas.
- La porosidad y permeabilidad de la roca proporciona una capacidad de gas aceptable y la capacidad de liberarlo durante el desarrollo.
Si no se cumple al menos una de las condiciones, será imposible crear una instalación de almacenamiento subterránea.
El principio de funcionamiento de las modernas instalaciones de almacenamiento subterráneo es simple. Las características se pueden considerar usando el ejemplo de grandes instalaciones UGS utilizadas para suavizar las irregularidades estacionales.
Entonces, generalmente en la estación cálida, se les bombea la cantidad requerida de gas. Que comienzan a seleccionar solo con el inicio de la temporada de calefacción. Además, no se envía una gran cantidad de gas a la tubería principal, sino la cantidad promedio, conocida por la experiencia operativa en inviernos anteriores.
Y si de repente la temperatura desciende bruscamente y el consumo diario se vuelve un orden de magnitud más alto, entonces una gran instalación de UGS aún no aumentará el volumen de extracción. Y la escasez se cubrirá con pequeñas instalaciones de almacenamiento diseñadas para suavizar el consumo diario y semanal. La razón es que es más fácil y rápido seleccionar entre ellos.
Los tanques con un área de varios kilómetros cuadrados o más se consideran óptimos. Con una diferencia en las alturas de la parte inferior y superior de la cúpula dentro de los 10-15 metros.
La ventaja de las instalaciones UGS en formaciones saturadas de agua es su importante capacidad. Y la desventaja es que los geólogos, al estudiar las características del acuífero, pueden no identificar y tomar en cuenta algún factor importante. Como resultado, el almacenamiento quedará inutilizable.
Y lo peor es que esto a menudo se revela después de grandes inversiones en la construcción de infraestructura aérea y subterránea. Muy a menudo, también hay problemas menos importantes, de los cuales la operación de las instalaciones de UGS en rocas saturadas de agua se acompaña de importantes costos no planificados.
Opción # 2 - tanques después de la producción de hidrocarburos
Los complejos de ingeniería que pertenecen a este tipo sirven para suavizar las fluctuaciones estacionales en el consumo de combustible "azul". Y también para crear reservas estratégicas.
Las instalaciones de almacenamiento subterráneo tienen demanda debido a que su creación y operación son las más rentables económicamente. Y se usan enormes tanques de gas de tierra (que se muestran en la foto) si no es posible usar gasoductos de almacenamientos de gas subterráneos. Además, en los contenedores que se muestran en la foto, generalmente solo se almacena gas licuado.
La disposición de almacenamiento de este tipo es la misma que en el caso de los análogos creados en formaciones saturadas de agua. Es decir, el combustible se almacena en los huecos de las rocas porosas.
Las instalaciones de UGS creadas en rocas, donde antes se encontraban los hidrocarburos, son las más del mundo. Entonces, su número alcanza un 70% significativo, la razón de esto es una serie de ventajas.
Estos incluyen: capacidad significativa y ahorros en la inversión en exploración, creación infraestructura o al menos parte de ella, perforación: la producción de petróleo ya se ha llevado a cabo en el sitio de tales instalaciones UGS, gas.
Debe entenderse que los tanques de gas enterrados no son instalaciones de almacenamiento subterráneas. Ya que están diseñados para resolver problemas completamente diferentes. Y bajo tierra, resultan ser solo para hacer que la evaporación del gas licuado sea más eficiente en heladas severas. Y sin costo alguno. Además de la colocación condicionalmente subterránea de los soportes de gas, le permite ahorrar espacio utilizable, en algún lugar de la parcela personal.
Pero los tanques que han sobrevivido después de la producción de hidrocarburos no pueden llamarse ideales.
Tienen muchas desventajas:
- problemas con la estanqueidad de los pozos viejos, especialmente para los antiguos campos petroleros;
- porosidad insuficiente, permeabilidad de la roca;
- mezclar gas con residuos de petróleo, lo que a veces conduce a pérdidas importantes, ya que la mezcla resultante ya no se puede utilizar.
Y también muy a menudo en los campos petrolíferos aparece en el gas una impureza peligrosa en forma de sulfuro de hidrógeno. Lo cual es perjudicial para la salud humana, y también destruye todo tipo de estructuras de acero, incluso las relacionadas con el inoxidable.
La operación de instalaciones UGS basadas en lugares de depósitos de hidrocarburos agotados es posible en vista del hecho de que el gas, cuando se inyecta, desplaza el petróleo residual de la formación requerida. Además, al igual que el agua, tiene el efecto de compresibilidad y movilidad, lo que facilita la tarea de ordenar el recipiente. A veces, el petróleo bajo presión de gas no se exprime hacia la roca, sino que sube a la cima, lo que se convierte en una fuente adicional de ganancias.
Opción # 3 - Embalses en depósitos de sal gema
Dichos contenedores con gas sirven para suavizar las irregularidades diarias y semanales de su uso y también participan en la nivelación de la temporada. Además, las instalaciones de almacenamiento en formaciones de sal hacen frente con éxito al papel de fuente de respaldo para consumidores importantes.
Solo hay 2 formas exigidas para almacenar gas bajo tierra. Es decir, en formaciones porosas permeables y cavernas lavadas en depósitos de sal. La primera opción se usa cuando necesita crear un repositorio grande, la segunda, solo para resolver problemas locales
Estas instalaciones de UGS se están creando lavando parte de los depósitos de sal para crear una cavidad del tamaño requerido. Para ello, inicialmente se perforan varios pozos, a través de los cuales se suministra agua durante un largo período de tiempo.
Aunque el procedimiento descrito es largo y costoso, se amortiza, ya que el gas natural inyectado se almacena sin pérdidas. La razón es que las cuevas de sal son herméticas. Además, tienen el efecto de autocuración - Las grietas tectónicas y de otro tipo se cubren rápidamente con depósitos de sal.
La ventaja de tales instalaciones de almacenamiento de gas subterráneas es que el volumen de combustible requerido se extrae prácticamente sin restricciones de velocidad. Lo cual es varias veces mayor que cuando se realizan las mismas operaciones en contenedores de otro tipo. Y también una ventaja importante de las instalaciones UGS construidas en cuevas de sal es un alto porcentaje de extracción de gas, uno de los más altos entre todos sus tipos.
La roca para almacenar gas debe ser como se muestra en la foto. Es decir, es permeable y tiene suficiente espacio para albergar una gran cantidad de combustible. Además, la estructura de la formación debería permitir un fácil desplazamiento de los residuos de agua y aceite.
Pero el número de cavernas en formaciones de sal no supera el 2% del número total de almacenamientos.
Este indicador está influenciado por una serie de puntos negativos:
- La presencia de una gran cantidad de agua salada. después de lavar las cuevas para conservar el gas. Como resultado, si no hay mar o incluso plantas de procesamiento de sal cerca, no hay ningún lugar donde poner el líquido. Esta es la razón principal del pequeño número de instalaciones UGS de este tipo.
- Disminución del volumen utilizable durante la operación. Este fenómeno es causado por la evaporación de la sal en lugares con mayor presión y acumulación donde es menor.
- La aparición de impurezas en el gas., que a menudo son los restos del líquido utilizado anteriormente para lavar la cueva.
- Pequeños volúmenes, lo que no permite crear existencias en cantidades suficientes.
Como resultado, los almacenamientos de sal generalmente se usan solo donde no es posible usar los tipos de contenedores enumerados anteriormente.
Opción # 4 - almacenamiento subterráneo de gas en trabajos mineros
Sus volúmenes son insignificantes. Sin embargo, suecos y noruegos almacenan parte de sus reservas estratégicas de gas en contenedores de este tipo.
El PVC en las explotaciones mineras es la única instalación de almacenamiento de gas totalmente equipada por humanos. Entonces, en una de las minas, se crea un contenedor mediante explosiones, que luego se enfunda con láminas de acero.
Así es como se ven las cavernas de sal que se utilizan para el almacenamiento de gas. Están sellados y son confiables, pero tienen dimensiones limitadas, por lo tanto, son adecuados para crear instalaciones UGS de pequeño volumen. Además, exclusivamente para la solución de problemas locales. Por ejemplo, en Rusia, de las 27 instalaciones de almacenamiento en uso en la actualidad, solo 2 son sal
Si bien es rentable operar instalaciones UGS en minas abandonadas, debido al alto porcentaje y tasa de extracción, su número no aumentará significativamente en el futuro cercano. La razón es que las instalaciones de almacenamiento descritas son difíciles de construir. Dado que no siempre es posible lograr una estanqueidad completa, lo que conduce a pérdidas significativas.
Esto sucede debido al hecho de que durante la operación de la mina, intentan llevar la máxima cantidad de aire allí. Por qué se crea un sistema de ventilación con una masa de salidas a la superficie, que, al disponer una instalación de almacenamiento, no siempre se pueden sellar.
Como resultado, hoy en día solo hay algunos ejemplos exitosos de la implementación de la idea de almacenamiento de gas en minas abandonadas (en el territorio de Suecia, Noruega, Alemania).
¿Están selladas las instalaciones de almacenamiento?
Las fugas de combustible son frecuentes y no se pueden evitar. Hay demasiadas razones.
Por conveniencia, se dividen en 3 categorías:
- geológico;
- tecnológico;
- técnico.
Al grupo geológicorazones incluyen la heterogeneidad de los sellos UGS, la presencia de fallas tectónicas, así como las características de la hidrodinámica y la geoquímica. Por ejemplo, el gas simplemente puede migrar a través del depósito y los expertos no influirán en esto de ninguna manera.
Tecnológicocausas se encuentran entre los más frecuentes, ya que se producen errores habitualmente al evaluar cualquier hecho. Por ejemplo, la eficacia de las trampas de agua, las reservas de gas, los procesos físicos y químicos.
La perforación de pozos se utiliza a menudo para llegar a las capas requeridas. Además, su tecnología no es diferente de procedimientos similares cuando se trata de llegar a depósitos de gas y petróleo.
Razones técnicas más a menudo asociado con la condición de los pozos utilizados, con la ayuda de la cual se lleva a cabo la inyección de gas.
Peculiaridades de la construcción de UGS
En el 95% de los casos se crean instalaciones UGS agua exprimiendo gas, residuos de aceite de formaciones porosas. Por lo tanto, se crean "contenedores" para almacenar combustible "azul".
Y la característica más importante es que el volumen de gas utilizado para exprimir líquidos ya no se puede utilizar para el suministro a los consumidores. Su tarea es evitar el retorno de agua y residuos de hidrocarburos a su antiguo lugar. De lo contrario, el repositorio simplemente dejará de existir.
Es decir, el gas especificado es buffer. Como regla general, no es menos de la mitad del volumen total bombeado a las instalaciones de UGS. Y en algunos casos, el gas tampón es 3 veces más de lo que se puede utilizar para suministrar a los consumidores, lo que se denomina activo.
Es interesante que la cantidad de gas tampón no se pueda calcular de antemano. Es decir, todo se comprueba exclusivamente de forma experimental. Lo que en muchos casos lleva años. Sin embargo, cuando el resultado obtenido no es satisfactorio, el gas tampón se puede bombear por completo.
El orden de llenado del almacenamiento.
Después de que los geólogos hayan realizado estudios de cualquier yacimiento y hayan decidido que se puede crear un almacenamiento de gas en el lugar correcto, los productores de gas construyen un complejo de ingeniería.
Las modernas instalaciones de UGS son la forma más segura de almacenar reservas de gas. Pero sus frecuentes fugas son un gran problema para los trabajadores del gas y los ambientalistas, que consideran que estos casos son un problema importante para el medio ambiente. Y también sucede como se muestra en la foto (en la distancia se puede ver un incendio en una de las instalaciones de almacenamiento subterráneas de Hungría)
Y luego comienza el bombeo de combustible "azul" a la futura instalación de UGS, que se suministra desde el más cercano tubería principal. Y va al sitio de limpieza, donde se eliminan todo tipo de impurezas mecánicas.
Se suministra combustible limpio al punto de medición y medición. Y después de eso, al taller de compresores, donde se realiza la compresión, este es el nombre de la preparación de gas para bombear al almacenamiento. Representa el aumento de la presión del gas hasta el valor deseado.
Luego se transporta a los puntos de distribución de gas. Donde el caudal total se divide en varios y entra en diferentes líneas tecnológicas. Desde donde se envía a través de penachos a los pozos para inyección.
A lo largo de todo el proceso, los especialistas controlan una serie de parámetros, incluida la presión y temperatura del gas, y la productividad de cada pozo.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
El material de video adjunto a continuación está dedicado a la creación de una instalación de UGS para suavizar el consumo desigual de combustible, que será suministrado por el gasoducto Power of Siberia.
Los almacenamientos subterráneos de gas son la forma más confiable y rentable de nivelar el consumo desigual de gas y su suministro estable en caso de fuerza mayor. Y lo más interesante es que por ello hay que agradecer no al genio humano, sino a la naturaleza, que ha creado con prudencia las capas de rocas adecuadas para ello..
¿Ha participado personalmente en la creación de instalaciones de almacenamiento de gas subterráneas y le gustaría complementar el material anterior con información útil? ¿O ha notado una discrepancia en los hechos? Deje sus comentarios y comentarios: el bloque de comentarios se encuentra debajo del artículo.
