Cum sunt amenajate instalațiile subterane de stocare a gazului: o prezentare generală a opțiunilor de stocare a gazului

S-ar părea că cunoștințele despre modul în care sunt amenajate instalațiile subterane de stocare a gazului nu au nicio valoare practică pentru un utilizator obișnuit. Dar omenirea este prea dependentă de combustibilul „albastru” și așa că se dorește a fi siguri că nu vor exista niciodată întreruperi în aprovizionarea sa. Nu-i așa?

Și fiecare compatriot poate fi liniștit de informațiile despre instalațiile subterane de stocare a gazului (UGS) - atâta timp cât acestea sunt pline de probleme cu alimentarea cu gaz. Citiți mai multe despre dispozitivul de stocare și funcțiile de stocare din articolul nostru.

Construirea de instalații subterane de stocare a gazelor

Dacă pentru depozitarea gazului pentru nevoile gospodăriei, proprietarii de case private folosesc gasholders, atunci la scară națională vorbim despre opțiuni de stocare complet diferite. Deci, oficial, depozitarea subterană a gazului este un complex de structuri tehnice și tehnice care servesc la injectarea, depozitarea și retragerea combustibilului „albastru”. Acestea constau din componente terestre și subterane.

LA terestru raporta:

• punctul de distribuție a gazului, care servește la distribuirea fluxului de gaze la mai multe fluxuri tehnologice;
• magazin de compresoareunde combustibilul este pregătit (prin creșterea presiunii) pentru injectare în puțuri;
• uzine de tratare a gazelor.

Subteran Componentele UGS sunt: ​​puțuri, lucrări, rezervoare. Și ultimul punct (containere) este cel mai interesant - modul în care este aranjat depozitul de gaz depinde de locul în care este stocat combustibilul „albastru”.

Prezentare generală a rezervoarelor de stocare a gazului

Cu aceeași greutate, gazul ocupă suprafețe mult mai mari decât orice solid. Și, deoarece este utilizat în cantități uriașe, este necesară aceeași capacitate pentru a-l stoca.

Mai mult decât atât, specialiștii au refuzat să depoziteze gaz în tancuri terestre artificiale acum un secol.

Motivul este că acest lucru ar necesita:

• să ocupe zone întinse ale planetei cu complexe pentru stocarea combustibilului „albastru” de joasă presiune;
• folosiți rezervoare de gaz de înaltă presiune scumpe și explozive.

Ca urmare, pentru a neutraliza punctele negative de mai sus, s-a făcut alegerea în favoarea depozitelor subterane, iar acestea sunt considerate tancuri situate la o adâncime considerabilă. Care, în majoritatea cazurilor, variază de la 300 la 1000 de metri. Și puteți stoca combustibilul acolo în rezervoare create de natură.

În total, inginerii au învățat să folosească cu succes 7 tipuri de rezervoare de stocare a gazelor naturale:

• format în formațiuni poroase saturate cu apă;
• conservat după producția de carbohidrați, și anume același gaz, petrol;
• format în depozite de sare de rocă;
• creat în funcționarea minelor minelor;
• creat în permafrost durabil;
• cu o coajă de tip gheață la temperatură scăzută;
• format după explozii atomice subterane.

Deși există multe opțiuni, doar primele 4 metode de stocare a gazelor diferă prin practic. Restul opțiunilor rezervorului sunt potrivite doar teoretic.

Motivul impracticabilității celor trei opțiuni rămase este următorul:

• Este posibilă depozitarea gazului în roci înghețate, după cum reiese din mai multe facilități de depozitare existente în regiunile nordice ale planetei. Dar volumele lor sunt extrem de nesemnificative, prin urmare nu au nicio semnificație industrială astăzi.
• Rezervoarele formate din explozii nucleare subterane sunt destul de potrivite pentru stocarea unor rezerve semnificative de gaz, lucru care a fost deja dovedit experimental. Dar concluzia este că armele puternice au fost testate departe de locurile de reședință ale oamenilor. Prin urmare, de obicei nu există consumatori, comunicații inginerești.

Drept urmare, aceste tipuri de containere sunt pur și simplu nepotrivite pentru utilizare.

Deși facilitățile UGS sunt numite facilități de depozitare, de fapt, economisirea gazului nu este sarcina lor principală. Deoarece ceea ce este în ele în cea mai mare parte este folosit pentru a netezi denivelările și consumul. Care este zilnic, săptămânal, sezonier. Doar în ultima instanță, instalațiile UGS sunt create pentru a atenua consecințele circumstanțelor de forță majoră.

În continuare, vom lua în considerare mai detaliat fiecare dintre opțiunile pentru depozitarea gazului subteran.

Opțiunea # 1 - depozitare în rezervoare saturate cu apă

Instalațiile de depozitare în formațiuni saturate de apă sunt proiectate pentru a nivela efectele neregulilor sezoniere în utilizarea gazului. Și, de asemenea, pentru a crea rezerve strategice.

O caracteristică importantă a amenajării unor astfel de instalații de depozitare este participarea minimă a omului - cel mai adesea în etapa de creare a puțurilor necesare pentru injecția gazului.

Aceste containere sunt căutate în straturi arteziene. Facilitățile de stocare a gazului sunt create acolo unde structura rocii este permeabilă, poroasă. Lichidul rămas este îndepărtat de gaz, care îl comprimă și apoi îl stoarce.

Așa-numitele rezervoare de stocare a combustibilului în sine nu sunt chiar așa. Mai exact, ele nu există deloc - le folosesc goluri în formațiuni poroase. Și întreaga procedură pentru crearea unui depozit de gaz constă în deplasarea unei părți a apei către periferie. Acestea fac acest lucru pentru a crea spațiu pentru combustibilul „albastru”.

Procedura descrisă mai sus va funcționa numai dacă o serie de factori contribuie la acest lucru:

• Formația permeabilă poroasă este acoperită cu o cupolă (sigiliu) din roci impermeabile la gaz, care sunt de obicei argile presate.
• Acviferul se extinde de la limitele depozitului pentru zeci de kilometri. Și chiar mai bine dacă are o ieșire la suprafață. Toate cele de mai sus fac posibil ca gazul să scoată cu succes apa din rezervor.
• Lungimea cupolei este suficientă pentru a oferi capacitatea de a stoca volume semnificative de gaz.
• Porozitatea și permeabilitatea rocii oferă o capacitate de gaz acceptabilă și capacitatea de a o elibera în timpul dezvoltării.

Dacă cel puțin una dintre condiții nu este îndeplinită, atunci va fi imposibil să se creeze un depozit subteran.

Principiul de funcționare a depozitelor subterane moderne este simplu. Caracteristicile pot fi luate în considerare folosind exemplul facilităților UGS mari utilizate pentru a atenua neregulile sezoniere.

Deci, de obicei în sezonul cald, cantitatea necesară de gaz este pompată în ele. Pe care încep să le selecteze numai odată cu debutul sezonului de încălzire. Mai mult, nu este trimisă o cantitate uriașă de gaz către conducta principală, ci cantitatea medie, cunoscută din experiența de funcționare din iernile trecute.

Și dacă brusc temperatura scade brusc și consumul zilnic devine mai mare cu un ordin de mărime, atunci o instalație UGS mare nu va crește totuși volumul de retragere. Iar lipsa va fi acoperită de mici facilități de depozitare concepute pentru a netezi consumul zilnic, săptămânal. Motivul este că este mai ușor și mai rapid să selectați dintre ele.

Avantajul instalațiilor UGS din formațiunile saturate cu apă este capacitatea lor semnificativă. Și dezavantajul este că geologii, atunci când studiază caracteristicile acviferului, s-ar putea să nu identifice și să ia în considerare un factor important. Ca urmare, stocarea va fi inutilizabilă.

Și cel mai rău lucru este că acest lucru este adesea dezvăluit după investiții uriașe în construcția infrastructurii supraterane și subterane. Destul de des, există și probleme mai puțin semnificative, din care funcționarea instalațiilor UGS în roci saturate cu apă este însoțită de costuri semnificative neplanificate.

Opțiunea # 2 - rezervoare după producția de hidrocarburi

Complexele de inginerie care aparțin acestui tip servesc la calmarea fluctuațiilor sezoniere ale consumului de combustibil „albastru”. Și, de asemenea, pentru a crea rezerve strategice.

Aranjamentul de stocare de acest tip este același ca și în cazul analogilor creați în formațiuni saturate de apă. Adică, combustibilul este stocat în golurile rocilor poroase.

Facilitățile UGS create în roci, unde odinioară se găseau hidrocarburi, sunt cele mai multe din lume. Deci, numărul lor atinge 70% semnificativ, motivul pentru aceasta este o serie de avantaje.

Acestea includ: capacitate semnificativă și economii la investiții în explorare, creare infrastructură sau cel puțin o parte a acesteia, foraj - producția de petrol a fost deja realizată la locul acestor instalații UGS, gaz.

Dar tancurile care au supraviețuit după producerea de hidrocarburi nu pot fi numite ideale.

Au multe dezavantaje:

• probleme cu etanșeitatea puțurilor vechi - în special pentru fostele câmpuri petroliere;
• porozitate insuficientă, permeabilitate la rocă;
• amestecarea gazului cu reziduurile de ulei - ceea ce duce uneori la pierderi semnificative, deoarece amestecul rezultat nu mai poate fi utilizat.

Și, de asemenea, destul de des în câmpurile petroliere apare o impuritate periculoasă sub formă de hidrogen sulfurat în gaz. Ceea ce dăunează sănătății umane și distruge tot felul de structuri din oțel, chiar și cele legate de inox.

Funcționarea instalațiilor UGS bazate pe locuri de depozite de hidrocarburi epuizate este posibilă având în vedere faptul că gazul, atunci când este injectat, deplasează uleiul rezidual din formațiunea necesară. În plus, ea, ca și apa, are efectul de compresibilitate și mobilitate, ceea ce facilitează sarcina de aranjare a containerului. Uneori, petrolul sub presiunea gazului nu este stors în rocă, ci se ridică la vârf, ceea ce devine o sursă suplimentară de profit.

Opțiunea # 3 - Rezervoare în depozite de sare de rocă

Astfel de containere cu gaz servesc pentru a netezi denivelările zilnice, săptămânale ale utilizării sale și, de asemenea, participă la nivelarea sezonieră. În plus, facilitățile de depozitare în formațiuni sărate fac față cu succes rolului unei surse de rezervă pentru consumatorii importanți.

Aceste facilități UGS sunt create prin spălarea unei părți din depozitele de sare pentru a crea o cavitate de dimensiunea necesară. Pentru aceasta, sunt forate inițial mai multe fântâni, prin care se furnizează apă pentru o perioadă lungă de timp.

Deși procedura descrisă este lungă și costisitoare, se plătește singură, deoarece gazul natural injectat este stocat fără pierderi. Motivul este că peșterile sărate sunt etanșe la aer. În plus, au efectul auto vindecare - fisurile tectonice și alte fisuri sunt repede acoperite cu depozite de sare.

Avantajul acestor instalații subterane de stocare a gazului este că volumul necesar de combustibil este retras practic fără restricții de viteză. Care este de câteva ori mai mare decât atunci când se efectuează aceleași operațiuni în containere de alte tipuri. Și, de asemenea, un avantaj important al instalațiilor UGS construite în peșteri de sare este un procent ridicat de extracție a gazului - unul dintre cele mai mari dintre toate tipurile sale.

Dar numărul de caverne din formațiunile sărate nu depășește 2% din numărul total de depozite.

Acest indicator este influențat de o serie de puncte negative:

• Prezența unei cantități uriașe de apă sărată după spălarea peșterilor pentru conservarea gazului. Drept urmare, dacă nu există în apropiere nicio instalație de procesare a mării sau chiar a sării, nu există unde să puneți lichidul. Acesta este principalul motiv al numărului mic de astfel de facilități UGS.
• Scăderea volumului utilizabil în timpul funcționării. Acest fenomen este cauzat de evaporarea sării în locurile cu presiune și acumulare mai mare în care este mai mică.
• Apariția impurităților în gaz, care sunt adesea rămășițele lichidului folosit anterior pentru spălarea peșterii.
• Volume mici, care nu permite crearea stocurilor în cantități suficiente.

Ca urmare, depozitele de sare sunt utilizate de obicei numai acolo unde nu este posibil să se utilizeze tipurile de containere enumerate mai sus.

Opțiunea # 4 - depozitarea subterană a gazului în exploatarea minelor

Volumele lor sunt nesemnificative. Cu toate acestea, suedezii și norvegienii depozitează o parte din rezervele lor strategice de gaze în containere de acest tip.

PVC-ul în exploatarea minelor este singura instalație de stocare a gazului complet echipată de oameni. Deci, într-una dintre mine, un container este creat de explozii, care este apoi învelit cu foi de oțel.

Deși este profitabil să exploatezi instalații UGS în minele abandonate, datorită procentului și a ratei ridicate de extracție, numărul acestora nu va crește semnificativ în viitorul apropiat. Motivul este că facilitățile de depozitare descrise sunt dificil de construit. Deoarece nu este întotdeauna posibil să se obțină etanșeitate completă, ceea ce duce la pierderi semnificative.

Acest lucru se întâmplă datorită faptului că în timpul exploatării minei, ei încearcă să aducă cantitatea maximă de aer acolo. De ce este creat un sistem de ventilație cu o masă de ieșiri la suprafață, care, atunci când se amenajează un depozit, nu poate fi întotdeauna sigilat.

Ca rezultat, astăzi, există doar câteva exemple de succes ale implementării ideii de stocare a gazelor în minele abandonate (pe teritoriul Suediei, Norvegiei, Germaniei).

Facilitățile de depozitare sunt sigilate?

Scurgerile de combustibil sunt frecvente și nu pot fi evitate. Există prea multe motive.

Pentru comoditate, acestea sunt împărțite în 3 categorii:

• geologic;
• tehnologic;
• tehnic.

La grup geologicmotive includ eterogenitatea sigiliilor UGS, prezența defectelor tectonice, precum și caracteristicile hidrodinamicii și geochimiei. De exemplu, gazul poate migra pur și simplu prin rezervor, iar experții nu vor influența acest lucru în niciun fel.

Tehnologiccauzele sunt printre cele mai frecvente, deoarece erorile apar în mod regulat la evaluarea oricăror fapte. De exemplu, eficiența hidrotrapsurilor, a rezervelor de gaze, a proceselor fizice și chimice.

Motive tehnice cel mai adesea asociat cu starea puțurilor utilizate, cu ajutorul cărora se efectuează injecția de gaz.

Particularitățile construcției UGS

În 95% din cazuri, sunt create facilități UGS gaz care stoarce apa, reziduuri de ulei din formațiuni poroase. Astfel, sunt create „containere” pentru depozitarea combustibilului „albastru”.

Iar cea mai importantă caracteristică este că volumul de gaz utilizat pentru stoarcerea lichidelor nu mai poate fi utilizat pentru furnizarea consumatorilor. Sarcina sa este de a preveni înapoierea resturilor de apă și hidrocarburi în vechiul lor loc. În caz contrar, depozitul va înceta pur și simplu să existe.

Adică gazul specificat este tampon. De regulă, nu este mai puțin de jumătate din volumul total pompat în instalația UGS. Și, în unele cazuri, gazul tampon este de 3 ori mai mare decât ceea ce poate fi utilizat pentru alimentarea consumatorilor, ceea ce se numește activ.

Este interesant faptul că cantitatea de gaz tampon nu poate fi calculată în avans. Adică, totul este verificat exclusiv într-un mod experimental. Ceea ce în multe cazuri durează ani. Cu toate acestea, atunci când rezultatul obținut este nesatisfăcător, gazul tampon poate fi pompat complet.

Ordinea de umplere a depozitului

După ce geologii au efectuat studii asupra oricărui rezervor și au decis că se poate crea un depozit de gaz în locul potrivit, producătorii de gaze construiesc un complex de inginerie.

Și apoi începe pomparea combustibilului „albastru” în viitoarea instalație UGS, care este furnizată din cel mai apropiat conductă principală. Și merge la locul de curățare, unde sunt îndepărtate tot felul de impurități mecanice.

Combustibilul curat este furnizat la punctul de măsurare și de măsurare. Și după aceea, la magazinul de compresoare, unde se efectuează compresia - acesta este numele preparatului de gaz pentru pompare în depozit. Reprezintă creșterea presiunii gazului la valoarea dorită.

Apoi este transportat la punctele de distribuție a gazului. În cazul în care fluxul total este împărțit în mai multe și intră în diferite linii tehnologice. De unde este trimis prin pene la puțurile pentru injectare.

De-a lungul întregului proces, specialiștii controlează o serie de parametri, inclusiv presiunea și temperatura gazului, precum și productivitatea fiecărei sonde.

Concluzii și videoclip util pe această temă

Materialul video atașat mai jos este dedicat creării unei facilități UGS pentru a netezi consumul inegal de combustibil, care va fi furnizat de gazoductul Power of Siberia.

Depozitele subterane de gaze sunt cel mai fiabil și mai profitabil mod de nivelare a consumului neuniform de gaz și a alimentării stabile a acestuia în caz de forță majoră. Și cel mai interesant lucru este că pentru aceasta trebuie să mulțumești nu geniului uman, ci naturii, care a creat cu prudență straturile de roci potrivite pentru acest lucru..

Ați participat personal la crearea instalațiilor subterane de stocare a gazului și doriți să completați materialul de mai sus cu informații utile? Sau ați observat o discrepanță între fapte? Lăsați comentariile și comentariile dvs. - blocul de feedback este situat sub articol.