אופן סידור מתקני אחסון הגז התת -קרקעיים: סקירה כללית של אפשרויות אחסון הגז

נראה כי לידע על אופן סידור מתקני אחסון הגז התת קרקעי אין ערך מעשי עבור משתמש רגיל. אבל האנושות תלויה מדי בדלק "כחול" ולכן רוצים להיות בטוחים שלעולם לא יהיו הפרעות באספקה ​​שלה. האין זה נכון?

וכל ארץ יכולה להיות רגועה על ידי המידע על מתקני אחסון גז תת קרקעיים (UGS) - כל עוד הם מלאים בבעיות באספקת הגז. קרא עוד אודות התקן האחסון ותכונות האחסון במאמר שלנו.

הקמת מתקני אחסון גז תת קרקעיים

אם לאחסון גז לצרכי בית, משתמשים בבתים פרטיים משמרים, אז בקנה מידה לאומי אנו מדברים על אפשרויות אחסון שונות לחלוטין. אז באופן רשמי אחסון גז תת קרקעי הוא מכלול של מבנים הנדסיים וטכניים המשמשים הזרקה, אחסון ומשיכה של דלק "כחול". הם מורכבים מרכיבים קרקעיים ותת קרקעיים.

ל יַבַּשׁתִי לְסַפֵּר:

• נקודת חלוקת גז, המשמש להפצת זרימת הגז למספר טכנולוגיות;
instagram viewer
• חנות מדחסהיכן מוכן הדלק (על ידי הגברת הלחץ) להזרקה לבארות;
• מפעלי טיפול בגז.

תת קרקעי רכיבי UGS הם: בארות, פעולות, טנקים. והנקודה האחרונה (מיכלים) היא המעניינת ביותר - אופן סידור אחסון הגז תלוי היכן מאוחסן הדלק "הכחול".

סקירה כללית של מיכלי אחסון גז

עם אותו משקל, הגז תופס שטחים גדולים בהרבה מכל מוצק. ומכיוון שהוא משמש בכמויות עצומות, יש צורך באותה קיבולת לאחסון.

יתר על כן, מומחים סירבו לאחסן גז במיכלי קרקע מעשה ידי אדם לפני מאה שנה.

הסיבה היא שזה ידרוש:

• לכבוש שטחים עצומים של כדור הארץ עם מתחמים לאחסון דלק "כחול" בלחץ נמוך;
• השתמש במיכלי גז בלחץ גבוה יקר ונפיץ.

כתוצאה מכך, על מנת לנטרל את הנקודות השליליות שלעיל, הבחירה נעשתה לטובת מתקני אחסון תת קרקעיים, וכאלה נחשבים לטנקים הממוקמים בעומק ניכר. אשר, ברוב המקרים, נע בין 300 ל -1000 מטרים. ואתה יכול לאחסן שם דלק במאגרים שנוצרו על ידי הטבע.

בסך הכל למדו המהנדסים להשתמש בהצלחה ב -7 סוגי מיכלי אחסון של גז טבעי:

• נוצר בתצורות נקבוביות רוויות מים;
• נשמר לאחר ייצור פחמימות, כלומר אותו גז, שמן;
• נוצר במצבורי מלח סלעים;
• נוצר במכרות של מוקשים;
• נוצר בפרמפרוסט עמיד;
• עם מעטפת מסוג קרח בטמפרטורה נמוכה;
• נוצר לאחר פיצוצים אטומיים תת קרקעיים.

למרות שיש הרבה אפשרויות, רק ארבע השיטות הראשונות לאחסון גז נבדלות מעשיות. שאר אפשרויות הטנק מתאימות באופן תיאורטי בלבד.

הסיבה לחוסר הפרקטיות של שלוש האפשרויות הנותרות היא כדלקמן:

• אפשר לאחסן גז בסלעים קפואים, כפי שמעידים מספר מתקני אחסון קיימים באזורים הצפוניים של כדור הארץ. אבל הכרכים שלהם הם חסרי משמעות ביותר, ולכן אין להם שום משמעות תעשייתית כיום.
• טנקים שנוצרו מפיצוצים גרעיניים תת קרקעיים מתאימים למדי לאחסון עתודות גז משמעותיות, שכבר הוכחו בניסוי. אבל השורה התחתונה היא שנשק רב עוצמה נבדק הרחק ממקומות מגורים של אנשים. לכן, בדרך כלל אין צרכנים, תקשורת הנדסית.

כתוצאה מכך, סוגי מיכלים אלה פשוט אינם מתאימים לשימוש.

למרות שמתקני UGS נקראים מתקני אחסון, למעשה, חיסכון בגז אינו המשימה העיקרית שלהם. מכיוון שמה שיש בהם לרוב משמש להחלקת חוסר אחידות וצריכה. שהוא יומי, שבועי, עונתי. רק במקרה האחרון נוצרים מתקני UGS כדי להקל על ההשלכות של נסיבות כוח עליון.

לאחר מכן, נשקול בפירוט רב יותר את כל אחת מהאפשרויות לאחסון גז מתחת לאדמה.

אפשרות מספר 1 - אחסון במאגרים רוויי מים

מתקני אחסון בתצורות רוויות מים נועדו לרמות את ההשפעות של אי סדרים עונתיים בשימוש בגז. וגם ליצור עתודות אסטרטגיות.

תכונה חשובה של סידור מתקני אחסון כאלה היא ההשתתפות האנושית המינימלית - לרוב בשלב יצירת בארות הנדרשות להזרקת גז.

מיכלים אלה מבוקשים בשכבות ארטזיות. מתקני אחסון גז נוצרים היכן שמבנה הסלע חדיר, נקבובי. הנוזל הנותר מוסר על ידי גז, הדוחס אותו ואז סוחט אותו החוצה.

מיכלי אחסון הדלק עצמם אינם באמת כאלה. ליתר דיוק, הם אינם קיימים כלל - הם משתמשים חללים בתצורות נקבוביות. וכל ההליך ליצירת אגירת גז מורכב מהעברת חלק מהמים לפריפריה. הם עושים זאת על מנת ליצור מקום לדלק "כחול".

ההליך המתואר לעיל יעבוד רק אם מספר גורמים תורמים לכך:

• המבנה החודר נקבובי מכוסה בכיפה (חותם) של סלעים אטומים לגז, שהם בדרך כלל חרסית לחוצה.
• האקוויפר משתרע מגבולות האחסון לאורך עשרות קילומטרים. ואפילו טוב יותר אם יש לו יציאה אל פני השטח. כל האמור לעיל מאפשר לגז לסחוט בהצלחה את המים במאגר.
• אורך הכיפה מספיק בכדי לספק את היכולת לאחסן כמויות משמעותיות של גז.
• נקבוביות וחדירות הסלע מספקת יכולת גז מקובלת ויכולת שחרורו במהלך הפיתוח.

אם לפחות אחד מהתנאים לא מתקיים, לא יהיה ניתן ליצור מתקן אחסון תת קרקעי.

עקרון הפעולה של מתקני אחסון תת קרקעיים מודרניים הוא פשוט. ניתן לשקול את התכונות באמצעות הדוגמה של מתקני UGS גדולים המשמשים להחלקת אי סדרים עונתיים.

אז, בדרך כלל בעונה החמה, הכמות הדרושה של גז נשאבת לתוכם. אשר הם מתחילים לבחור רק עם תחילת עונת החימום. יתר על כן, לא נשלחת כמות עצומה של גז לצינור הראשי, אלא הכמות הממוצעת, הידועה מניסיון ההפעלה בחורפים קודמים.

ואם פתאום הטמפרטורה יורדת בחדות והצריכה היומית הופכת בסדר גודל גבוה יותר, אז מתקן UGS גדול עדיין לא יגדיל את היקף הנסיגה. והמחסור יכוסה על ידי מתקני אחסון קטנים שנועדו להחליק את הצריכה היומית והשבועית. הסיבה היא שקל יותר ומהיר יותר לבחור מהם.

היתרון של מתקני UGS בתצורות רוויות מים הוא היכולת המשמעותית שלהם. והחיסרון הוא שגיאולוגים, כאשר הם בוחנים את תכונות האקוויפר, אינם יכולים לזהות ולהביא בחשבון גורם חשוב כלשהו. כתוצאה מכך, האחסון לא יהיה שמיש.

והדבר הגרוע ביותר הוא שזה מתגלה לעתים קרובות לאחר השקעות ענק בבניית תשתיות מעל הקרקע והתת קרקעיות. לעיתים קרובות, ישנן גם בעיות פחות משמעותיות, מהן הפעלת מתקני UGS בסלעים רוויי מים מלווה בעלויות לא מתוכננות.

אפשרות מספר 2 - מיכלים לאחר ייצור פחמימנים

מתחמי הנדסה השייכים לסוג זה משמשים להחלקת תנודות עונתיות בצריכת הדלק "הכחול". וגם ליצור עתודות אסטרטגיות.

מערך האחסון מסוג זה זהה למקרה של אנלוגים שנוצרו בתצורות רוויות מים. כלומר, הדלק מאוחסן בחללים של סלעים נקבוביים.

מתקני UGS שנוצרו בסלעים, בהם נמצאו פעם פחמימנים, הם הגבוהים ביותר בעולם. לכן, מספרם מגיע ל -70%משמעותי, הסיבה לכך היא מספר יתרונות.

אלה כוללים: יכולת משמעותית וחסכון בהשקעה בחיפושים, יצירה תשתית או לפחות חלק ממנה, קידוחים - ייצור נפט כבר בוצע באתר של מתקני UGS כאלה, גַז.

אך לא ניתן לקרוא למיכלים ששרדו לאחר ייצור פחמימנים אידיאליים.

יש להם חסרונות רבים:

• בעיות בהידוק הבארות הישנות - במיוחד בשדות נפט לשעבר;
• נקבוביות לא מספקת, חדירות סלע;
• ערבוב גז עם שאריות נפט - מה שמוביל לפעמים להפסדים משמעותיים, מכיוון שלא ניתן להשתמש יותר בתערובת המתקבלת.

וגם לעתים קרובות למדי בשדות נפט מופיעה בגז טומאה מסוכנת בצורת מימן גופרתי. מה שמזיק לבריאות האדם, וגם הורס כל מיני מבני פלדה, אפילו כאלה הקשורים לנירוסטה.

הפעלת מתקני UGS המבוססת על מקומות של מצבורי פחמימה מדולדלים אפשרית לנוכח העובדה כי גז, כאשר הוא מוזרק, עוקף נפט שאריות מההרכב הנדרש. בנוסף, כמו מים, יש לזה השפעה של דחיסות וניידות, מה שמקל על סידור המיכל. לפעמים נפט בלחץ גז לא נלחץ החוצה אל הסלע, אלא עולה למעלה, מה שהופך למקור רווח נוסף.

אופציה מס '3 - מאגרים במאגרי מלח סלעים

מיכלים כאלה עם גז משמשים להחלקת חוסר התאמה היומי, השבועי של השימוש בו, וגם לוקחים חלק בהרמת העונה. בנוסף, מתקני אחסון בתצורות מלח מתמודדים בהצלחה עם התפקיד של מקור גיבוי לצרכנים חשובים.

מתקני UGS אלה נוצרים על ידי שטיפת חלק ממאגרי המלח על מנת ליצור חלל בגודל הנדרש. לשם כך נקדחות בתחילה כמה בארות, שדרכן מסופקים מים לתקופה ארוכה.

למרות שההליך המתואר ארוך ויקר, הוא משתלם על עצמו, מכיוון שהגז הטבעי המוזרק מאוחסן ללא הפסדים. הסיבה היא שמערות המלח אטומות. בנוסף, יש להם השפעה של ריפוי עצמי - סדקים טקטוניים ואחרים גדלים במהירות עם משקעי מלח.

היתרון במתקני אחסון גז תת קרקעיים אלה הוא כי נפח הדלק הנדרש נמשך כמעט ללא הגבלות מהירות. וזה גבוה פי כמה מאשר בעת ביצוע אותן פעולות במכולות מסוג אחר. וגם יתרון חשוב של מתקני UGS הבנויים במערות מלח הוא אחוז גבוה של הפקת גז - אחד הגבוהים מבין כל סוגיו.

אך מספר המערות בתצורות מלח אינו עולה על 2% מסך המחסנים.

אינדיקטור זה מושפע ממספר נקודות שליליות:

• הימצאות כמות אדירה של מי מלח לאחר שטיפת מערות כדי לחסוך גז. כתוצאה מכך, אם אין מפעלי ים או אפילו עיבוד מלח בקרבת מקום, אין לאן לשים את הנוזל. זו הסיבה העיקרית למספר המצומצם של מתקני UGS כאלה.
• הפחתת נפח שמיש במהלך הפעולה. תופעה זו נגרמת על ידי התאדות של מלח במקומות עם לחץ גבוה יותר והצטברות שבהם הוא נמוך יותר.
• הופעת זיהומים בגז, שהם לעיתים קרובות שרידי הנוזל ששימשו בעבר לשטיפת המערה.
• כרכים קטנים, שאינה מאפשרת ליצור מניות בכמויות מספיקות.

כתוצאה מכך, בדרך כלל משתמשים במחסני מלח רק במקומות בהם לא ניתן להשתמש בסוגי המיכלים המפורטים לעיל.

אפשרות מס '4 - אחסון גז תת קרקעי במכרות

הכרכים שלהם לא משמעותיים. אף על פי כן, השבדים והנורבגים אוגרים חלק מעתודות הגז האסטרטגיות שלהם במכולות מסוג זה.

PVC במכרות הוא המתקן היחיד לאחסון גז המאובזר במלואו על ידי בני אדם. אז, באחד המוקשים, מיכל נוצר על ידי פיצוצים, ולאחר מכן הוא עטוף ביריעות פלדה.

למרות שכדאי להפעיל מתקני UGS במכרות נטושים, בשל האחוז הגבוה וקצב המיצוי, מספרם לא יגדל באופן משמעותי בעתיד הקרוב. הסיבה היא שקשה לבנות את מתקני האחסון המתוארים. מכיוון שלא תמיד ניתן להשיג אטימות מלאה, מה שמוביל להפסדים משמעותיים.

זה קורה בשל העובדה שבמהלך פעולת המכרה מנסים להביא לשם את כמות האוויר המרבית. מדוע נוצרת מערכת אוורור עם מסה של יציאות אל פני השטח, אשר בעת סידור מתקן אחסון לא תמיד ניתן לאטום אותן.

כתוצאה מכך, כיום יש רק דוגמאות מוצלחות בודדות ליישום הרעיון של אחסון גז במכרות נטושים (בשטח שוודיה, נורבגיה, גרמניה).

האם מתקני האחסון אטומים?

דליפות דלק הן תכופות ואי אפשר להימנע מהן. יש יותר מדי סיבות.

מטעמי נוחות, הם מחולקים ל -3 קטגוריות:

• גֵאוֹלוֹגִי;
• טֶכנוֹלוֹגִי;
• טֶכנִי.

לקבוצה גֵאוֹלוֹגִיסיבות כוללים את ההטרוגניות של חותמות UGS, נוכחות של תקלות טקטוניות, כמו גם את התכונות של הידרודינמיקה וגיאוכימיה. לדוגמה, גז יכול פשוט לנדוד דרך המאגר, ומומחים לא ישפיעו על זה בשום צורה.

טֶכנוֹלוֹגִיגורם ל הם מהנפוצים ביותר, שכן טעויות מתרחשות באופן קבוע בעת הערכת עובדות כלשהן. לדוגמה, האפקטיביות של מלכודות הידרו, עתודות גז, תהליכים פיזיקליים וכימיים.

סיבות טכניות קשורה לרוב למצב הבארות המשמשות, בעזרתן מתבצעת הזרקת גז.

תכונות של בניית UGS

ב 95% מהמקרים נוצרים מתקני UGS מים סוחטים גז, שאריות שמן מתצורות נקבוביות. כך נוצרים "מכולות" לאחסון דלק "כחול".

והתכונה החשובה ביותר היא שכמות הגז המשמשת לסחיטת נוזלים אינה יכולה לשמש עוד לאספקה ​​לצרכנים. משימתה היא למנוע החזרת מים ושאריות פחמימנים למקומם הישן. אחרת, המאגר פשוט יפסיק להתקיים.

כלומר, הגז שצוין הוא בַּלָם. ככלל, זה לא פחות ממחצית מהנפח הכולל שנשאב למתקן UGS. ובמקרים מסוימים גז החיץ גדול פי 3 ממה שניתן להשתמש בו לאספקת צרכנים, מה שנקרא פָּעִיל.

מעניין שלא ניתן לחשב את כמות גז החיץ מראש. כלומר, הכל נבדק אך ורק בצורה ניסיונית. מה שבמקרים רבים לוקח שנים. עם זאת, כאשר התוצאה המתקבלת אינה מספקת, ניתן לשאוב את גז החיץ במלואו.

סדר מילוי המחסן

לאחר שגיאולוגים ביצעו מחקרים על כל מאגר והחליטו כי ניתן ליצור מחסן גז במקום הנכון, יצרני הגז בונים מתחם הנדסי.

ואז מתחילה שאיבת דלק "כחול" למתקן UGS העתידי, המסופק מהקרוב ביותר צינור הראשי. וזה עובר לאתר הניקיון, שם מסירים כל מיני זיהומים מכניים.

דלק נקי מסופק לנקודת המדידה והמדידה. ואחרי זה, לחנות המדחס, שם מתבצעת הדחיסה - זהו שם הכנת הגז לשאיבה לאחסון. הוא מייצג את העלייה בלחץ הגז לערך הרצוי.

לאחר מכן הוא מועבר לנקודות חלוקת גז. כאשר סך הזרימה מתחלק לכמה ונכנס לקווים טכנולוגיים שונים. משם הוא נשלח דרך פלומות לבארות להזרקה.

לאורך כל התהליך, מומחים שולטים במספר פרמטרים, כולל לחץ גז וטמפרטורה, ופרודוקטיביות של כל באר.

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

חומר הווידאו המצורף להלן מוקדש ליצירת מתקן UGS להחלקת צריכת דלק לא אחידה, שתסופק על ידי צינור הגז Power of Siberia.

מחסני גז תת קרקעיים הם הדרך האמינה והרווחית ביותר לפילוס צריכת גז לא אחידה והאספקה ​​היציבה שלה במקרה של כוח עליון. והדבר המעניין ביותר הוא שבשביל זה אתה צריך להודות לא לגאון האנושי, אלא לטבע, שיצר בזהירות את שכבות הסלעים המתאימות לכך..

האם השתתפת אישית ביצירת מתקני אחסון גז תת קרקעיים וברצונך להשלים את החומר הנ"ל במידע שימושי? או ששמתם לב לפער בעובדות? השאר את ההערות וההערות שלך - בלוק המשוב נמצא מתחת למאמר.