Kaip įrengtos požeminės dujų saugyklos: dujų saugojimo galimybių apžvalga

Atrodytų, kad žinios apie tai, kaip įrengtos požeminės dujų saugyklos, paprastam vartotojui neturi jokios praktinės vertės. Tačiau žmonija yra per daug priklausoma nuo „mėlynojo“ kuro, todėl norisi būti tikras, kad jo tiekimas niekada nebus nutrauktas. Argi ne taip?

Ir kiekvieną tautietį gali nuraminti informacija apie požemines dujų saugyklas (UGS) - jei tik jos kupinos dujų tiekimo problemų. Daugiau apie saugojimo įrenginį ir saugojimo funkcijas skaitykite mūsų straipsnyje.

Požeminių dujų saugyklų statyba

Jei dujos kaupiamos buitiniams poreikiams, tai naudoja privačių namų savininkai dujų turėtojai

, tada nacionaliniu mastu mes kalbame apie visiškai skirtingas saugojimo galimybes. Taigi oficialiai požeminė dujų saugykla yra inžinerinių ir techninių konstrukcijų kompleksas, skirtas „mėlynojo“ kuro įpurškimui, laikymui ir atrankai. Jie susideda iš žemės ir požeminių komponentų.

Į antžeminis susieti:

• dujų paskirstymo vieta, kuri paskirsto dujų srautą į kelis technologinius;
• kompresorių parduotuvėkur paruoštas kuras (didinant slėgį) įpurškimui į šulinius;
• dujų valymo įrenginiai.

Požeminis UGS komponentai yra: šuliniai, apdirbimo stalai, cisternos. Ir paskutinis punktas (konteineriai) yra pats įdomiausias - dujų saugyklos išdėstymo būdas priklauso nuo to, kur laikomas „mėlynas“ kuras.

Dujų talpyklų apžvalga

Esant vienodam svoriui, dujos užima daug didesnius plotus nei bet kurios kietosios medžiagos. Ir kadangi jis naudojamas milžiniškais kiekiais, jam saugoti reikia tos pačios talpos.

Be to, specialistai prieš šimtmetį atsisakė saugoti dujas žmogaus sukurtose žemės talpyklose.

Priežastis ta, kad tam reikės:

• užimti didžiulius planetos plotus kompleksais žemo slėgio „mėlynam“ kurui laikyti;
• naudokite brangius ir sprogius aukšto slėgio dujų bakus.

Dėl to, siekiant neutralizuoti aukščiau išvardintus neigiamus aspektus, buvo pasirinkta požeminių saugyklų naudai, ir tai laikoma tankais, esančiais dideliame gylyje. Kuris dažniausiai svyruoja nuo 300 iki 1000 metrų. Ten kurą galite laikyti gamtos sukurtuose rezervuaruose.

Iš viso inžinieriai išmoko sėkmingai naudoti 7 rūšių gamtinių dujų rezervuarus:

• susidaro vandens prisotintose akytose formacijose;
• konservuoti pagaminus angliavandenius, būtent tas pačias dujas, aliejų;
• susidaro akmens druskos nuosėdose;
• sukurtas kasyklų darbuose;
• sukurtas iš patvaraus amžino įšalo;
• su žemos temperatūros ledo tipo apvalkalu;
• susiformavo po požeminių atominių sprogimų.

Nors yra daug variantų, tik pirmieji 4 dujų laikymo būdai skiriasi praktiškumu. Likusios bako parinktys tinka tik teoriškai.

Likusių trijų variantų nepraktiškumo priežastis yra tokia:

• Šaldytose uolienose galima laikyti dujas, tai patvirtina keletas veikiančių saugyklų šiauriniuose planetos regionuose. Tačiau jų apimtys yra labai nereikšmingos, todėl šiandien jie neturi jokios pramoninės reikšmės.
• Tankai, suformuoti požeminių branduolinių sprogimų, yra gana tinkami dideliems dujų rezervams laikyti, o tai jau buvo įrodyta eksperimentiškai. Tačiau esmė ta, kad galingi ginklai buvo išbandyti toli nuo žmonių gyvenamųjų vietų. Todėl dažniausiai nėra vartotojų, inžinerinių komunikacijų.

Todėl tokio tipo konteineriai yra tiesiog netinkami naudoti.

Nors UGS įrenginiai vadinami saugyklomis, iš tikrųjų dujų taupymas nėra jų pagrindinė užduotis. Kadangi tai, kas juose yra, dažniausiai naudojama nelygumams ir vartojimui išlyginti. Kuris yra kasdienis, savaitinis, sezoninis. Tik paskutinį kartą sukurtos UGS priemonės, skirtos sušvelninti nenugalimos jėgos aplinkybių pasekmes.

Toliau mes išsamiau apsvarstysime kiekvieną dujų laikymo po žeme variantą.

1 variantas - laikymas vandens prisotintuose rezervuaruose

Vandens prisotintų sandėlių saugyklos skirtos išlyginti sezoninių dujų naudojimo pažeidimų poveikį. Taip pat kurti strateginius rezervus.

Svarbus tokių saugyklų įrengimo bruožas yra minimalus žmonių dalyvavimas - dažniausiai šulinių, reikalingų dujų įpurškimui, kūrimo etape.

Šių konteinerių ieškoma arteziniuose sluoksniuose. Dujų saugyklos sukurtos ten, kur uolienų struktūra yra pralaidi, akyta. Likęs skystis pašalinamas dujomis, kurios jį suspaudžia ir išspaudžia.

Patys vadinamieji kuro rezervuarai tikrai nėra tokie. Tiksliau, jų išvis nėra - jie naudoja tuštumos porėtose formacijose. Ir visa dujų saugyklos sukūrimo procedūra susideda iš dalies vandens perkėlimo į periferiją. Jie tai daro norėdami sukurti erdvę „mėlynam“ kurui.

Aukščiau aprašyta procedūra veiks tik tuo atveju, jei tam įtakos turi keli veiksniai:

• Akytas pralaidus darinys yra padengtas dujoms nelaidžių uolienų kupolu (sandarikliu), kurie paprastai yra presuojami molis.
• Vandens sluoksnis tęsiasi nuo saugyklos ribų dešimtis kilometrų. Dar geriau, jei jis turi išėjimą į paviršių. Visa tai, kas išdėstyta pirmiau, leidžia dujoms sėkmingai išspausti rezervuaro vandenį.
• Kupolo ilgis yra pakankamas, kad būtų galima laikyti didelius dujų kiekius.
• Uolienos poringumas ir pralaidumas užtikrina priimtiną dujų talpą ir galimybę jas išleisti vystymosi metu.

Jei bent viena iš sąlygų nebus įvykdyta, požeminės saugyklos sukurti bus neįmanoma.

Šiuolaikinių požeminių saugyklų veikimo principas yra paprastas. Funkcijas galima apsvarstyti naudojant didelių UGS įrenginių, naudojamų sezoniniams pažeidimams išlyginti, pavyzdį.

Taigi, paprastai šiltuoju metų laiku į juos pumpuojamas reikiamas dujų kiekis. Kuriuos jie pradeda rinktis tik prasidėjus šildymo sezonui. Be to, į pagrindinį vamzdį siunčiamas ne didžiulis dujų kiekis, o vidutinis kiekis, žinomas iš eksploatavimo patirties ankstesnėmis žiemomis.

Ir jei staiga temperatūra smarkiai nukris, o kasdienis vartojimas taps didesniu dydžiu, tada didelė UGS priemonė vis tiek nepadidins pašalinimo apimties. O trūkumą padengs mažos sandėliavimo patalpos, skirtos kasdieniam, savaitiniam vartojimui išlyginti. Priežastis ta, kad lengviau ir greičiau pasirinkti iš jų.

UGS įrenginių, prisotintų vandeniu, privalumas yra didelis jų pajėgumas. Ir trūkumas yra tas, kad geologai, studijuodami vandeningojo sluoksnio ypatybes, gali neatpažinti ir neatsižvelgti į kokį nors svarbų veiksnį. Dėl to saugykla bus nenaudojama.

Ir blogiausia, kad tai dažnai paaiškėja po didžiulių investicijų į antžeminės ir požeminės infrastruktūros statybą. Gana dažnai pasitaiko ir mažiau reikšmingų bėdų, dėl kurių UGS įrenginių eksploatavimas vandens prisotintose uolienose yra susijęs su didelėmis neplanuotomis išlaidomis.

2 variantas - cisternos po angliavandenilių gavybos

Šiam tipui priklausantys inžineriniai kompleksai padeda išlyginti sezoninius „mėlynojo“ kuro vartojimo svyravimus. Taip pat kurti strateginius rezervus.

Šio tipo sandėliavimo tvarka yra tokia pati kaip ir analogų, sukurtų vandens prisotintuose dariniuose. Tai reiškia, kad kuras laikomas akytų uolienų tuštumose.

UGR įrenginių, sukurtų uolienose, kuriose kadaise buvo angliavandenilių, yra daugiausiai pasaulyje. Taigi, jų skaičius siekia daug 70%, to priežastis yra daugybė privalumų.

Tai apima: didelius pajėgumus ir sutaupytas investicijas į žvalgybą, kūrimą infrastruktūra ar bent jos dalis, gręžimas - naftos gavyba jau buvo atlikta tokių SGS įrenginių vietoje, dujų.

Tačiau cisternos, išlikusios po angliavandenilių gamybos, negali būti vadinamos idealiomis.

Jie turi daug trūkumų:

• senų šulinių sandarumo problemos - ypač buvusiuose naftos telkiniuose;
• nepakankamas akytumas, uolienų pralaidumas;
• dujų maišymas su alyvos likučiais, o tai kartais sukelia didelių nuostolių, nes gauto mišinio nebegalima naudoti.

Taip pat gana dažnai naftos telkiniuose dujose atsiranda pavojingų priemaišų vandenilio sulfido pavidalu. Tai kenkia žmonių sveikatai, taip pat sunaikina visų rūšių plienines konstrukcijas, net tas, kurios susijusios su nerūdijančiu plienu.

UGS įrenginius, pagrįstus išsekusių angliavandenilių telkinių vietomis, galima eksploatuoti atsižvelgiant į tai, kad įpurškiamos dujos išstumia likusią alyvą iš reikiamo susidarymo. Be to, jis, kaip ir vanduo, turi suspaudžiamumo ir mobilumo efektą, o tai palengvina konteinerio išdėstymo užduotį. Kartais dujų slėgio nafta nėra išspaudžiama į uolą, bet pakyla į viršų, o tai tampa papildomu pelno šaltiniu.

3 variantas - rezervuarai akmens druskos telkiniuose

Tokios talpyklos su dujomis padeda išlyginti kasdienį, savaitės naudojimo netolygumą, taip pat dalyvauja lyginant sezoninius. Be to, druskos darinių saugyklos sėkmingai susidoroja su svarbių vartotojų atsarginio šaltinio vaidmeniu.

Šios UGS patalpos kuriamos išplaunant dalį druskos nuosėdų, kad būtų sukurta reikiamo dydžio ertmė. Tam iš pradžių gręžiami keli šuliniai, per kuriuos vanduo tiekiamas ilgą laiką.

Nors aprašyta procedūra yra ilga ir brangi, ji apsimoka, nes įpurškiamos gamtinės dujos saugomos be nuostolių. Priežastis ta, kad druskos urvai yra sandarūs. Be to, jie turi poveikį savaime išgijantis - tektoniniai ir kiti įtrūkimai greitai apauga druskos nuosėdomis.

Tokių požeminių dujų saugyklų privalumas yra tas, kad reikiamas degalų kiekis pašalinamas praktiškai be greičio apribojimų. Kuris yra kelis kartus didesnis nei atliekant tas pačias operacijas kitų tipų konteineriuose. Taip pat svarbus UGS įrenginių, pastatytų druskos urvuose, privalumas yra didelis dujų gavybos procentas - vienas didžiausių tarp visų tipų.

Tačiau urvų skaičius druskos formavimuose neviršija 2% viso saugyklų skaičiaus.

Šiam rodikliui įtakos turi keletas neigiamų taškų:

• Didelio kiekio sūraus vandens buvimas po plovimo urvuose taupyti dujas. Dėl to, jei šalia nėra jūros ar net druskos perdirbimo gamyklų, nėra kur dėti skysčio. Tai yra pagrindinė priežastis, kodėl tokių UGS įrenginių yra nedaug.
• Naudojimo apimties sumažėjimas eksploatacijos metu. Šį reiškinį sukelia druskos išgarinimas vietose, kuriose yra didesnis slėgis, ir kaupimasis ten, kur jis yra mažesnis.
• Priemaišų atsiradimas dujose, kurie dažnai yra skysčio, anksčiau naudoto urvui plauti, liekanos.
• Maži tūriai, o tai neleidžia sukurti pakankamo kiekio atsargų.

Todėl druskos saugyklos dažniausiai naudojamos tik ten, kur neįmanoma naudoti aukščiau išvardytų konteinerių tipų.

4 variantas - požeminė dujų saugykla kasyklose

Jų apimtys yra nereikšmingos. Nepaisant to, švedai ir norvegai dalį savo strateginių dujų atsargų saugo tokio tipo konteineriuose.

Kasyklose esantis PVC yra vienintelė žmonių saugoma dujų saugykla. Taigi, vienoje iš kasyklų sprogimų dėka sukuriamas konteineris, kuris vėliau aptraukiamas plieno lakštais.

Nors UGS įrenginius eksploatuoti apleistose kasyklose yra pelninga, tačiau dėl didelio gavybos procento ir greičio jų skaičius artimiausiu metu ženkliai nepadidės. Priežastis ta, kad aprašytas saugyklas sunku pastatyti. Kadangi ne visada įmanoma pasiekti visišką sandarumą, o tai sukelia didelių nuostolių.

Taip atsitinka dėl to, kad eksploatuojant kasyklą jie stengiasi ten įnešti maksimalų oro kiekį. Kodėl sukurta ventiliacijos sistema su daugybe išėjimų į paviršių, kuri, sutvarkant saugyklą, ne visada gali būti užsandarinta.

Todėl šiandien yra tik keli sėkmingi pavyzdžiai, kaip įgyvendinti dujų saugyklą apleistose kasyklose (Švedijos, Norvegijos, Vokietijos teritorijoje).

Ar sandėliavimo patalpos uždarytos?

Kuro nutekėjimas yra dažnas ir jo negalima išvengti. Yra per daug priežasčių.

Patogumui jie yra suskirstyti į 3 kategorijas:

• geologinis;
• technologinis;
• techninis.

Į grupę geologinispriežastys apima UGS plombų nevienalytiškumą, tektoninių gedimų buvimą, taip pat hidrodinamikos ir geochemijos ypatybes. Pavyzdžiui, dujos gali tiesiog migruoti per rezervuarą, o ekspertai tai niekaip nepaveiks.

Technologinispriežastys yra vieni dažniausių, nes vertinant bet kokius faktus reguliariai pasitaiko klaidų. Pavyzdžiui, hidrotrapų efektyvumas, dujų atsargos, fiziniai ir cheminiai procesai.

Techninės priežastys dažniausiai siejamas su naudojamų šulinių būkle, kurios pagalba įpurškiamos dujos.

UGS konstrukcijos ypatumai

95% atvejų sukuriamos UGS patalpos dujas spaudžiantis vanduo, alyvos likučiai iš akytų darinių. Taigi „konteineriai“ sukurti „mėlynam“ kurui laikyti.

Ir svarbiausia savybė yra ta, kad dujų tūris, naudojamas skysčiams išspausti, nebegali būti naudojamas tiekti vartotojams. Jos užduotis yra užkirsti kelią vandens ir angliavandenilių likučių grįžimui į seną vietą. Priešingu atveju saugykla tiesiog nustos egzistuoti.

Tai yra, nurodytos dujos yra buferis. Paprastai tai yra ne mažiau kaip pusė viso į UGS įrenginį pumpuojamo tūrio. O kai kuriais atvejais buferinių dujų yra 3 kartus daugiau nei tai, kas gali būti naudojama vartotojams tiekti, vadinama aktyvus.

Įdomu tai, kad buferinių dujų kiekio negalima apskaičiuoti iš anksto. Tai yra, viskas tikrinama tik eksperimentiniu būdu. Kuris daugeliu atvejų trunka metus. Tačiau kai gautas rezultatas yra nepatenkinamas, buferines dujas galima visiškai išpumpuoti.

Saugyklos užpildymo tvarka

Geologams atlikus bet kurio rezervuaro tyrimus ir nusprendus, kad dujų saugyklą galima sukurti tinkamoje vietoje, dujų gamintojai stato inžinerinį kompleksą.

Ir tada pradedamas pumpuoti „mėlynas“ kuras į būsimą UGS įrenginį, kuris tiekiamas iš artimiausio magistralinis vamzdynas. Ir jis eina į valymo vietą, kur pašalinamos visos mechaninės priemaišos.

Į apskaitos ir matavimo tašką tiekiamas švarus kuras. O po to į kompresorių cechą, kur atliekamas suspaudimas - taip vadinamas dujų paruošimas siurbti į saugyklą. Tai reiškia dujų slėgio padidėjimą iki norimos vertės.

Tada jis gabenamas į dujų paskirstymo punktus. Kur visas srautas yra padalintas į keletą ir patenka į skirtingas technologines linijas. Iš kur jis per plunksnas siunčiamas į šulinius injekcijoms.

Viso proceso metu specialistai kontroliuoja daugybę parametrų, įskaitant dujų slėgį ir temperatūrą bei kiekvieno šulinio našumą.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Žemiau pridėta vaizdo medžiaga skirta sukurti UGS įrenginį, skirtą nevienodoms degalų sąnaudoms išlyginti, kuris bus tiekiamas dujotiekiu „Power of Siberia“.

Požeminės dujų saugyklos yra patikimiausias ir pelningiausias būdas išlyginti netolygų dujų suvartojimą ir stabilų tiekimą nenugalimos jėgos atveju. O įdomiausia tai, kad už tai reikia padėkoti ne žmogaus genijui, o gamtai, kuri apdairiai sukūrė tam tinkamus uolienų sluoksnius..

Ar asmeniškai dalyvavote kuriant požemines dujų saugyklas ir norėtumėte papildyti aukščiau pateiktą medžiagą naudinga informacija? O gal pastebėjote faktų neatitikimą? Palikite savo komentarus ir komentarus - atsiliepimų blokas yra po straipsniu.