Jak zaaranżowane są podziemne magazyny gazu: przegląd możliwości magazynowania gazu

Wydawać by się mogło, że wiedza o sposobie rozmieszczenia podziemnych magazynów gazu nie ma praktycznej wartości dla zwykłego użytkownika. Ale ludzkość jest zbyt uzależniona od „niebieskiego” paliwa, więc chcemy mieć pewność, że nigdy nie będzie żadnych przerw w jego dostawach. Czy to nie prawda?

A każdego rodaka mogą uspokoić informacje o podziemnych magazynach gazu (PMG) – o ile są one pełne problemów z zaopatrzeniem w gaz. Przeczytaj więcej o urządzeniu pamięci masowej i funkcjach przechowywania w naszym artykule.

Budowa podziemnych magazynów gazu

Jeśli do przechowywania gazu na potrzeby gospodarstwa domowego, właściciele prywatnych domów używają

zbiorniki gazu, to w skali kraju mówimy o zupełnie innych możliwościach przechowywania. Oficjalnie więc podziemne magazyny gazu to zespół obiektów inżynieryjno-technicznych służących do zatłaczania, magazynowania i odbioru „niebieskiego” paliwa. Składają się z elementów naziemnych i podziemnych.

DO ziemski odnieść się:

• punkt dystrybucji gazu, który służy do rozdziału strumienia gazu na kilka technologicznych;
• sklep z kompresoramigdzie paliwo jest przygotowywane (poprzez zwiększenie ciśnienia) do wtłaczania do studni;
• oczyszczalnie gazu.

Pod ziemią Komponentami PMG są: studnie, wyrobiska, zbiorniki. I ostatni punkt (kontenery) jest najciekawszy – sposób rozmieszczenia magazynu gazu zależy od tego, gdzie przechowywane jest „niebieskie” paliwo.

Przegląd zbiorników magazynowych gazu

Przy tej samej wadze gaz zajmuje znacznie większe powierzchnie niż jakiekolwiek ciała stałe. A ponieważ jest używany w ogromnych ilościach, do jego przechowywania potrzebna jest taka sama pojemność.

Co więcej, sto lat temu specjaliści odmówili przechowywania gazu w sztucznych zbiornikach naziemnych.

Powodem jest to, że wymagałoby to:

• zajmować rozległe obszary planety kompleksami do przechowywania niskociśnieniowego „niebieskiego” paliwa;
• używaj drogich i wybuchowych zbiorników z gazem pod wysokim ciśnieniem.

W związku z tym, w celu zneutralizowania powyższych negatywnych punktów, dokonano wyboru na rzecz podziemnych magazynów, a za takie uważa się zbiorniki znajdujące się na znacznej głębokości. Który w większości przypadków waha się od 300 do 1000 metrów. A paliwo można tam przechowywać w zbiornikach stworzonych przez naturę.

W sumie inżynierowie nauczyli się z powodzeniem korzystać z 7 rodzajów zbiorników magazynowych gazu ziemnego:

• powstają w formacjach porowatych nasyconych wodą;
• konserwowane po produkcji węglowodanów, czyli tego samego gazu, oleju;
• powstały w złożach soli kamiennej;
• powstały w wyrobiskach górniczych kopalń;
• stworzony w trwałej wiecznej zmarzlinie;
• z niskotemperaturową powłoką lodową;
• powstały po podziemnych wybuchach atomowych.

Chociaż istnieje wiele opcji, tylko pierwsze 4 metody przechowywania gazu różnią się praktycznością. Pozostałe opcje czołgów nadają się tylko teoretycznie.

Powód niepraktyczności pozostałych trzech opcji jest następujący:

• Możliwe jest magazynowanie gazu w zamarzniętych skałach, o czym świadczy kilka istniejących magazynów w północnych regionach planety. Ale ich wolumeny są niezwykle nieznaczne, dlatego nie mają dziś żadnego znaczenia przemysłowego.
• Zbiorniki powstałe w wyniku podziemnych wybuchów jądrowych nadają się do przechowywania znacznych rezerw gazu, co zostało już udowodnione eksperymentalnie. Ale najważniejsze jest to, że potężną broń testowano z dala od miejsc zamieszkania ludzi. Dlatego zwykle nie ma konsumentów, komunikacji inżynierskiej.

W rezultacie tego typu pojemniki po prostu nie nadają się do użytku.

Chociaż PMG nazywane są magazynami, w rzeczywistości oszczędzanie gazu nie jest ich podstawowym zadaniem. Ponieważ to, co w nich jest, w większości służy do wygładzania nierówności i zużycia. Czyli codziennie, co tydzień, sezonowo. Dopiero w ostatniej instancji tworzone są PMG w celu złagodzenia skutków okoliczności siły wyższej.

Następnie rozważymy bardziej szczegółowo każdą z opcji przechowywania gazu pod ziemią.

Wariant nr 1 - składowanie w zbiornikach nasyconych wodą

Magazyny w formacjach nasyconych wodą mają na celu zniwelowanie skutków sezonowych nieprawidłowości w zużyciu gazu. A także do tworzenia rezerw strategicznych.

Ważną cechą aranżacji takich magazynów jest minimalny udział człowieka – najczęściej na etapie tworzenia odwiertów wymaganych do zatłaczania gazu.

Te pojemniki są poszukiwane w warstwach artezyjskich. Magazyny gazu powstają tam, gdzie struktura skały jest przepuszczalna, porowata. Pozostałą ciecz usuwa gaz, który ją spręża, a następnie wyciska.

Same tak zwane zbiorniki do przechowywania paliwa nie są takie. Mówiąc dokładniej, w ogóle nie istnieją - używają puste przestrzenie w porowatych formacjach. A cała procedura tworzenia magazynu gazu polega na przemieszczeniu części wody na obrzeże. Robią to, aby stworzyć miejsce na „niebieskie” paliwo.

Opisana powyżej procedura zadziała tylko wtedy, gdy przyczyni się do tego kilka czynników:

• Porowata, przepuszczalna formacja pokryta jest kopułą (uszczelką) ze skał nieprzepuszczalnych dla gazów, którymi są zazwyczaj gliny prasowane.
• Poziom wodonośny rozciąga się od granic magazynu na dziesiątki kilometrów. Jeszcze lepiej, jeśli ma wyjście na powierzchnię. Wszystko to sprawia, że ​​gaz skutecznie wyciska wodę w zbiorniku.
• Długość kopuły jest wystarczająca, aby zapewnić możliwość przechowywania znacznych ilości gazu.
• Porowatość i przepuszczalność skały zapewnia akceptowalną pojemność gazu i zdolność do uwalniania go podczas rozwoju.

Jeśli choć jeden z warunków nie zostanie spełniony, wówczas powstanie podziemnego magazynu nie będzie możliwe.

Zasada działania nowoczesnych podziemnych magazynów jest prosta. Cechy te można rozważyć na przykładzie dużych PMG służących do niwelowania sezonowych nieprawidłowości.

Tak więc zwykle w ciepłym sezonie wpompowuje się do nich wymaganą ilość gazu. Które zaczynają wybierać dopiero wraz z nadejściem sezonu grzewczego. Co więcej, do głównego rurociągu przesyłana jest nie duża ilość gazu, ale średnia, znana z eksploatacji w minionych zimach.

A jeśli nagle temperatura gwałtownie spadnie, a dzienne zużycie stanie się o rząd wielkości wyższe, to duży obiekt PMG nadal nie zwiększy wolumenu wycofywania. A niedobór zostanie pokryty przez małe magazyny zaprojektowane w celu wyrównania dziennego, tygodniowego zużycia. Powodem jest to, że łatwiej i szybciej wybrać z nich.

Zaletą PMG w formacjach nasyconych wodą jest ich znaczna pojemność. Wadą jest to, że geolodzy, badając cechy warstwy wodonośnej, mogą nie zidentyfikować i nie wziąć pod uwagę jakiegoś ważnego czynnika. W rezultacie magazyn będzie bezużyteczny.

A najgorsze jest to, że często ujawnia się to po ogromnych inwestycjach w budowę infrastruktury naziemnej i podziemnej. Dość często zdarzają się również mniej znaczące kłopoty, z których eksploatacji PMG w skałach nasyconych wodą towarzyszą znaczne nieplanowane koszty.

Opcja nr 2 - zbiorniki po wydobyciu węglowodorów

Należące do tego typu kompleksy inżynieryjne służą do niwelowania sezonowych wahań zużycia „niebieskiego” paliwa. A także do tworzenia rezerw strategicznych.

Układ przechowywania tego typu jest taki sam jak w przypadku analogów tworzonych w formacjach nasyconych wodą. Oznacza to, że paliwo jest przechowywane w pustkach porowatych skał.

PMG powstałe w skałach, w których kiedyś znajdowały się węglowodory, są największe na świecie. Tak więc ich liczba sięga znacznego 70%, a powodem tego jest szereg zalet.

Należą do nich: znaczne moce produkcyjne i oszczędności na inwestycjach w poszukiwanie, tworzenie infrastruktury lub przynajmniej jej części, wiercenie – na terenie takich PMG prowadzono już wydobycie ropy naftowej, gaz.

Ale zbiorników, które przetrwały po produkcji węglowodorów, nie można nazwać idealnymi.

Mają wiele wad:

• problemy ze szczelnością starych odwiertów - zwłaszcza na dawnych polach naftowych;
• niewystarczająca porowatość, przepuszczalność skał;
• mieszanie gazu z pozostałościami oleju - co czasami prowadzi do znacznych strat, ponieważ powstałej mieszaniny nie można już używać.

A także dość często na polach naftowych w gazie pojawia się niebezpieczne zanieczyszczenie w postaci siarkowodoru. Co jest szkodliwe dla zdrowia ludzkiego, a także niszczy wszelkiego rodzaju konstrukcje stalowe, nawet te związane ze stalą nierdzewną.

Eksploatacja PMG w oparciu o miejsca sczerpanych złóż węglowodorów jest możliwa ze względu na to, że zatłaczany gaz wypiera resztki ropy z wymaganej złoża. Dodatkowo, podobnie jak woda, wykazuje efekt ściśliwości i ruchliwości, co ułatwia zadanie ułożenia pojemnika. Niekiedy ropa pod ciśnieniem gazu nie jest wyciskana w skałę, lecz unosi się w górę, co staje się dodatkowym źródłem zysku.

Wariant nr 3 - Zbiorniki w złożach soli kamiennej

Takie pojemniki z gazem służą do niwelowania dobowych, tygodniowych nierówności jego użytkowania, a także biorą udział w wyrównywaniu sezonowości. Ponadto magazyny w formacjach solnych z powodzeniem radzą sobie z rolą zapasowego źródła dla ważnych odbiorców.

Te PMG powstają poprzez wypłukanie części złóż soli w celu stworzenia wnęki o wymaganej wielkości. W tym celu początkowo wierci się kilka studni, przez które woda jest dostarczana przez długi czas.

Chociaż opisana procedura jest czasochłonna i kosztowna, to się opłaca, ponieważ wtłaczany gaz ziemny jest magazynowany bez strat. Powodem jest to, że jaskinie solne są hermetyczne. Ponadto mają efekt samo leczenie - pęknięcia tektoniczne i inne szybko zarastają osadami soli.

Zaletą takich podziemnych magazynów gazu jest to, że wymagana ilość paliwa jest pobierana praktycznie bez ograniczeń prędkości. Co jest kilkakrotnie wyższe niż przy wykonywaniu tych samych operacji w kontenerach innych typów. Niewątpliwą zaletą PMG budowanych w jaskiniach solnych jest również wysoki procent wydobycia gazu – jeden z najwyższych spośród wszystkich jego rodzajów.

Jednak liczba kawern w formacjach solnych nie przekracza 2% ogólnej liczby magazynów.

Na ten wskaźnik wpływa szereg punktów ujemnych:

• Obecność ogromnej ilości słonej wody po wypłukaniu jaskiń w celu oszczędzania gazu. W rezultacie, jeśli w pobliżu nie ma mórz ani nawet przetwórni soli, nie ma gdzie umieścić płynu. Jest to główny powód małej liczby takich PMG.
• Zmniejszenie objętości użytkowej podczas pracy. Zjawisko to spowodowane jest parowaniem soli w miejscach o wyższym ciśnieniu i akumulacją tam, gdzie jest ono niższe.
• Pojawienie się zanieczyszczeń w gazie, które często są pozostałościami po płynie używanym wcześniej do wypłukiwania jaskini.
• Małe ilości, co nie pozwala na tworzenie zapasów w wystarczających ilościach.

W rezultacie magazyny soli są zwykle wykorzystywane tylko tam, gdzie nie ma możliwości zastosowania wymienionych typów pojemników.

Wariant nr 4 - podziemny magazyn gazu w wyrobiskach górniczych

Ich wolumeny są nieznaczne. Mimo to Szwedzi i Norwegowie przechowują część swoich strategicznych rezerw gazu w tego typu kontenerach.

PCW w wyrobiskach górniczych jest jedynym magazynem gazu w pełni wyposażonym przez człowieka. Tak więc w jednej z kopalń w wyniku eksplozji powstaje pojemnik, który jest następnie osłonięty blachami stalowymi.

Choć opłacalna jest eksploatacja PMG w opuszczonych kopalniach, to ze względu na wysoki procent i tempo wydobycia ich liczba nie zwiększy się znacząco w najbliższym czasie. Powodem jest to, że opisane obiekty magazynowe są trudne do zbudowania. Ponieważ nie zawsze jest możliwe osiągnięcie pełnej szczelności, co prowadzi do znacznych strat.

Dzieje się tak dlatego, że podczas pracy kopalni starają się wnieść tam maksymalną ilość powietrza. Dlaczego powstaje system wentylacyjny z masą wyjść na powierzchnię, której przy urządzaniu magazynu nie zawsze można uszczelnić.

W efekcie na dzień dzisiejszy istnieje tylko kilka udanych przykładów realizacji idei magazynowania gazu w opuszczonych kopalniach (na terenie Szwecji, Norwegii, Niemiec).

Czy magazyny są szczelne?

Wycieki paliwa są częste i nie można ich uniknąć. Powodów jest zbyt wiele.

Dla wygody podzielono je na 3 kategorie:

• geologiczny;
• techniczny;
• techniczny.

Do grupy geologicznypowody niejednorodność uszczelnień PMG, występowanie uskoków tektonicznych, a także cechy hydrodynamiki i geochemii. Na przykład gaz może po prostu migrować przez złoże, a eksperci w żaden sposób na to nie wpłyną.

Technicznypowoduje należą do najczęstszych, ponieważ przy ocenie faktów regularnie pojawiają się błędy. Na przykład skuteczność hydropułapek, rezerwy gazu, procesy fizyczne i chemiczne.

Przyczyny techniczne najczęściej związane ze stanem eksploatowanych studni, za pomocą których realizowany jest zatłaczanie gazu.

Specyfika budowy PMG

W 95% przypadków powstają PMG gaz do wyciskania wody, pozostałości olejowe z porowatych formacji. W ten sposób powstają „pojemniki” do przechowywania „niebieskiego” paliwa.

A najważniejszą cechą jest to, że objętość gazu używanego do wyciskania cieczy nie może być już wykorzystywana do dostarczania konsumentom. Jej zadaniem jest zapobieganie cofaniu się wody i pozostałości węglowodorów na ich stare miejsce. W przeciwnym razie repozytorium po prostu przestanie istnieć.

Oznacza to, że określony gaz to bufor. Z reguły jest to nie mniej niż połowa całkowitej objętości pompowanej do PMG. A w niektórych przypadkach gaz buforowy jest 3 razy większy niż to, co można wykorzystać do zasilania odbiorców, co nazywa się aktywny.

Interesujące jest to, że ilości gazu buforowego nie można z góry obliczyć. Oznacza to, że wszystko jest sprawdzane wyłącznie w sposób eksperymentalny. Co w wielu przypadkach zajmuje lata. Jednak gdy uzyskany wynik jest niezadowalający, gaz buforowy można wypompować w całości.

Kolejność wypełniania magazynu

Po przeprowadzeniu przez geologów badań dowolnego zbiornika i podjęciu decyzji, że w odpowiednim miejscu można stworzyć magazyn gazu, producenci gazu budują kompleks inżynieryjny.

A potem zaczyna się tłoczenie „niebieskiego” paliwa do przyszłego PMG, które jest zasilane z najbliższego główny rurociąg. I trafia do miejsca czyszczenia, gdzie usuwane są wszelkiego rodzaju zanieczyszczenia mechaniczne.

Do punktu pomiarowego i pomiarowego dostarczane jest czyste paliwo. A potem do kompresorowni, gdzie odbywa się kompresja - tak nazywa się przygotowanie gazu do wpompowania do magazynu. Reprezentuje wzrost ciśnienia gazu do żądanej wartości.

Następnie jest transportowany do punktów dystrybucji gazu. Gdzie całkowity przepływ jest podzielony na kilka i wchodzi do różnych linii technologicznych. Skąd jest przesyłany przez pióropusze do studni w celu wstrzyknięcia.

Podczas całego procesu specjaliści kontrolują szereg parametrów, w tym ciśnienie i temperaturę gazu oraz wydajność każdego odwiertu.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Załączony poniżej materiał wideo poświęcony jest powstaniu PMG w celu wyrównania nierównomiernego zużycia paliwa, które będzie zasilane gazociągiem Siła Syberii.

Podziemne magazyny gazu to najbardziej niezawodny i opłacalny sposób na wyrównanie nierównomiernego zużycia gazu oraz jego stabilne zasilanie w przypadku wystąpienia siły wyższej. A najciekawsze jest to, że za to trzeba podziękować nie ludzkiemu geniuszowi, ale naturze, która przezornie stworzyła odpowiednie do tego warstwy skał..

Czy osobiście brałeś udział w tworzeniu podziemnych magazynów gazu i chciałbyś uzupełnić powyższy materiał o przydatne informacje? A może zauważyłeś rozbieżność w faktach? Zostaw swoje komentarze i komentarze - blok opinii znajduje się pod artykułem.