Ako sú usporiadané podzemné zásobníky plynu: prehľad možností skladovania plynu

Zdá sa, že znalosti o tom, ako sú usporiadané podzemné zásobníky plynu, nemajú pre bežného používateľa praktickú hodnotu. Ľudstvo je však príliš závislé na „modrom“ palive, a preto si chce byť istý, že jeho dodávky nikdy neprerušia. Nie je to tak?

A každého krajana môžu upokojiť informácie o podzemných zásobníkoch plynu (UGS) - pokiaľ sú plné problémov s dodávkou plynu. Prečítajte si viac o úložnom zariadení a funkciách úložiska v našom článku.

Výstavba podzemných zásobníkov plynu

Pokiaľ ide o skladovanie plynu pre potreby domácnosti, používajú to majitelia súkromných domov držiaky plynu, potom v národnom meradle hovoríme o úplne odlišných možnostiach ukladania. Oficiálne je teda podzemné skladovanie plynu komplexom inžinierskych a technických štruktúr, ktoré slúžia na vstrekovanie, skladovanie a vyberanie „modrého“ paliva. Skladajú sa z pozemných a podzemných komponentov.

TO pozemský súvisieť:

• distribučné miesto plynu, ktorý slúži na distribúciu toku plynu do niekoľkých technologických;
• obchod s kompresormikde je palivo pripravené (zvýšením tlaku) na vstrekovanie do vrtov;
• úpravne plynu.

Podzemie Komponenty UGS sú: studne, studne, nádrže. A posledný bod (kontajnery) je najzaujímavejší - spôsob usporiadania skladu plynu závisí od toho, kde je „modré“ palivo uložené.

Prehľad skladovacích nádrží na plyn

Pri rovnakej hmotnosti plyn zaberá oveľa väčšie plochy ako akékoľvek pevné látky. A keďže sa používa vo veľkých množstvách, na jeho skladovanie je potrebná rovnaká kapacita.

Špecialisti navyše pred storočím odmietali skladovať plyn v umelých pozemných nádržiach.

Dôvodom je, že by to vyžadovalo:

• obsadiť rozsiahle oblasti planéty komplexmi na skladovanie nízkotlakového „modrého“ paliva;
• používajte drahé a výbušné vysokotlakové plynové nádrže.

V dôsledku toho, aby sa neutralizovali vyššie uvedené negatívne body, bola zvolená v prospech podzemných skladovacích zariadení, za ktoré sa považujú nádrže nachádzajúce sa v značnej hĺbke. Ten sa vo väčšine prípadov pohybuje od 300 do 1 000 metrov. A môžete tam skladovať palivo v nádržiach vytvorených prírodou.

Celkovo sa inžinieri naučili úspešne používať 7 typov skladovacích nádrží na zemný plyn:

• tvorené vo vode nasýtených poréznych formáciách;
• konzervované po výrobe uhľohydrátov, a to rovnakého plynu, ropy;
• vytvorené v ložiskách kamennej soli;
• vytvorené v banských dielach v baniach;
• vytvorené v trvanlivom permafrostu;
• s nízkoteplotnou škrupinou ľadového typu;
• vznikli po podzemných atómových výbuchoch.

Aj keď existuje veľa možností, iba prvé 4 spôsoby skladovania plynu sa líšia v praktickosti. Ostatné možnosti tanku sú vhodné iba teoreticky.

Nepraktickosť zvyšných troch možností je nasledovná:

• Plyn je možné skladovať v mrazených horninách, o čom svedčí niekoľko existujúcich skladovacích zariadení v severných oblastiach planéty. Ich objemy sú však mimoriadne nevýznamné, a preto dnes nemajú žiadny priemyselný význam.
• Nádrže tvorené podzemnými jadrovými výbuchmi sú celkom vhodné na skladovanie značných zásob plynu, čo už bolo experimentálne dokázané. Podstatou však je, že silné zbrane boli testované mimo bydliska ľudí. Preto spravidla neexistujú žiadni spotrebitelia, inžinierska komunikácia.

Výsledkom je, že tieto typy nádob sú jednoducho nevhodné na použitie.

Napriek tomu, že zariadenia UGS sa nazývajú skladovacie zariadenia, v skutočnosti úspora plynu nie je ich prvoradou úlohou. Pretože to, čo je v nich z väčšej časti, slúži na vyhladenie nerovností a spotreby. Čo je denné, týždenné, sezónne. Až v poslednom prípade sú zariadenia UGS vytvorené na zmiernenie následkov okolností vyššej moci.

Ďalej budeme podrobnejšie zvažovať každú z možností skladovania plynu pod zemou.

Možnosť č. 1 - skladovanie vo vodných nádržiach

Skladovacie zariadenia vo formáciách nasýtených vodou sú určené na vyrovnanie účinkov sezónnych nepravidelností pri používaní plynu. A tiež vytvárať strategické rezervy.

Dôležitou črtou usporiadania takýchto skladovacích zariadení je minimálna účasť ľudí - najčastejšie vo fáze vytvárania studní potrebných na vstrekovanie plynu.

Tieto nádoby sa hľadajú v artézskych vrstvách. Zásobníky plynu vznikajú tam, kde je horninová štruktúra priepustná, pórovitá. Zostávajúca kvapalina sa odstráni plynom, ktorý ju stlačí a potom vytlačí.

Takzvané nádrže na skladovanie paliva v skutočnosti nie sú také. Presnejšie povedané, vôbec neexistujú - používajú dutiny v pórovitých formáciách. A celý postup na vytvorenie skladu plynu spočíva v premiestnení časti vody na perifériu. Robia to preto, aby vytvorili priestor pre „modré“ palivo.

Vyššie popísaný postup bude fungovať iba vtedy, ak k tomu prispeje niekoľko faktorov:

• Porézny priepustný útvar je pokrytý kupolou (tesnením) horniny nepriepustných pre plyny, ktorými sú spravidla lisované hliny.
• Zvodná vrstva sa rozprestiera od hraníc zásobníka niekoľko desiatok kilometrov. Ešte lepšie je, ak má východ na povrch. Všetky vyššie uvedené skutočnosti umožňujú, aby plyn úspešne vytlačil vodu z nádrže.
• Dĺžka kupoly je dostatočná na to, aby poskytla schopnosť uložiť značné objemy plynu.
• Pórovitosť a priepustnosť horniny poskytuje prijateľnú kapacitu plynu a schopnosť ju počas vývoja uvoľňovať.

Ak nie je splnená aspoň jedna z podmienok, nebude možné vytvoriť podzemné skladovacie zariadenie.

Princíp činnosti moderných podzemných skladovacích zariadení je jednoduchý. Tieto funkcie je možné zvážiť na príklade veľkých zariadení UGS, ktoré sa používajú na vyrovnávanie sezónnych nepravidelností.

Obvykle v teplom období sa do nich čerpá potrebné množstvo plynu. Ktoré si začnú vyberať až s nástupom vykurovacej sezóny. Navyše do hlavného potrubia nie je posielané obrovské množstvo plynu, ale je to priemerné množstvo, známe z prevádzkových skúseností v minulých zimách.

A ak zrazu teplota prudko klesne a denná spotreba sa stane rádovo vyššou, potom veľké zariadenie UGS stále nezvýši objem ťažby. A nedostatok pokryjú malé skladovacie zariadenia určené na vyrovnanie dennej, týždennej spotreby. Dôvodom je, že je jednoduchšie a rýchlejšie z nich vyberať.

Výhodou zariadení UGS vo formáciách nasýtených vodou je ich značná kapacita. A nevýhodou je, že geológovia pri štúdiu vlastností zvodnenej vrstvy nemusia identifikovať a vziať do úvahy nejaký dôležitý faktor. V dôsledku toho bude úložisko nepoužiteľné.

A najhoršie je, že sa to často odhalí po obrovských investíciách do výstavby nadzemnej a podzemnej infraštruktúry. Pomerne často sa vyskytujú aj menej významné problémy, z ktorých sprevádzkovanie prevádzky zariadení UGS v horninách nasýtených vodou je sprevádzané značnými neplánovanými nákladmi.

Možnosť č. 2 - nádrže po výrobe uhľovodíkov

Inžinierske komplexy, ktoré patria k tomuto typu, slúžia na vyrovnanie sezónnych výkyvov v spotrebe „modrého“ paliva. A tiež vytvárať strategické rezervy.

Štruktúra skladovacích zariadení tohto typu je rovnaká ako v prípade analógov vytvorených vo formáciách nasýtených vodou. To znamená, že palivo je uložené v dutinách pórovitých hornín.

Zariadení UGS vytvorených v horninách, kde sa kedysi nachádzali uhľovodíky, je najviac na svete. Ich počet teda dosahuje značných 70%, dôvodom je množstvo výhod.

Patria sem: významná kapacita a úspory investícií do prieskumu, tvorby infraštruktúra alebo aspoň jej časť, vŕtanie - v mieste takýchto zariadení na zemný plyn už bola vykonaná ťažba ropy, plyn.

Ale nádrže, ktoré prežili po produkcii uhľovodíkov, nemožno nazvať ideálnymi.

Majú veľa nevýhod:

• problémy s tesnosťou starých vrtov - najmä pre bývalé ropné polia;
• nedostatočná pórovitosť, priepustnosť hornín;
• zmiešavanie plynu so zvyškami oleja - čo niekedy vedie k značným stratám, pretože výslednú zmes už nemožno použiť.

A tiež sa často v ropných poliach v plyne objavuje nebezpečná nečistota vo forme sírovodíka. Je škodlivý pre ľudské zdravie a ničí všetky druhy oceľových konštrukcií, dokonca aj tých, ktoré súvisia s nehrdzavejúcou oceľou.

Prevádzka zariadení UGS na základe miest vyčerpaných ložísk uhľovodíkov je možná vzhľadom na skutočnosť, že plyn pri vstreknutí vytláča zvyškový olej z požadovanej formácie. Okrem toho má, podobne ako voda, stlačiteľnosť a mobilitu, čo uľahčuje usporiadanie nádoby. Niekedy sa ropa pod tlakom plynu nevytlačí do skaly, ale stúpa na vrchol, čo sa stáva dodatočným zdrojom zisku.

Možnosť č. 3 - Nádrže v ložiskách kamennej soli

Takéto nádoby s plynom slúžia na vyhladenie denných, týždenných nerovností pri jeho použití a tiež sa podieľajú na vyrovnávaní sezónnosti. Skladovacie zariadenia v soľných formáciách sa navyše úspešne vyrovnávajú s úlohou záložného zdroja pre dôležitých spotrebiteľov.

Tieto zariadenia UGS sú vytvárané vymývaním časti usadenín soli, aby sa vytvorila dutina požadovanej veľkosti. Za týmto účelom sa najskôr vyvŕta niekoľko studní, cez ktoré sa na dlhý čas dodáva voda.

Napriek tomu, že je opísaný postup dlhý a nákladný, oplatí sa, pretože vstrekovaný zemný plyn je skladovaný bez strát. Dôvodom je, že soľné jaskyne sú vzduchotesné. Okrem toho majú účinok samoliečba - tektonické a iné trhliny rýchlo zarastú nánosmi soli.

Výhodou takýchto podzemných zásobníkov plynu je, že sa požadovaný objem paliva natiahne prakticky bez obmedzenia rýchlosti. Čo je niekoľkonásobne vyššie ako pri vykonávaní rovnakých operácií v kontajneroch iných typov. A tiež dôležitou výhodou zariadení UGS postavených v soľných jaskyniach je vysoké percento ťažby plynu - jedno z najvyšších medzi všetkými jeho druhmi.

Počet kaverien v soľných formáciách však nepresahuje 2% z celkového počtu skladov.

Tento ukazovateľ je ovplyvnený niekoľkými negatívnymi bodmi:

• Prítomnosť obrovského množstva slanej vody po vymytí jaskýň na úsporu plynu. Výsledkom je, že ak v blízkosti nie je žiadne zariadenie na spracovanie mora alebo dokonca soli, nie je kam kvapalinu vložiť. To je hlavný dôvod nízkeho počtu takýchto zariadení PZP.
• Zníženie použiteľného objemu počas prevádzky. Tento jav je spôsobený odparovaním soli na miestach s vyšším tlakom a akumuláciou, kde je nižšia.
• Vzhľad nečistôt v plyne, čo sú často zvyšky tekutiny, ktorá sa predtým používala na vymytie jaskyne.
• Malé objemy, čo neumožňuje vytvárať zásoby v dostatočnom množstve.

Výsledkom je, že sklady soli sa spravidla používajú iba tam, kde nie je možné použiť typy nádob uvedených vyššie.

Možnosť č. 4 - podzemné skladovanie plynu v banských dielach

Ich objemy sú zanedbateľné. Napriek tomu Švédi a Nóri skladujú časť svojich strategických zásob plynu v kontajneroch tohto typu.

PVC v banských dielach je jediné zariadenie na skladovanie plynu, ktoré je plne vybavené ľuďmi. V jednej z baní je teda výbuchom vytvorený kontajner, ktorý je potom opláštený oceľovými plechmi.

Aj keď je výhodné prevádzkovať zariadenia UGS v opustených baniach, vzhľadom na vysoké percento a rýchlosť ťažby sa ich počet v blízkej budúcnosti výrazne nezvýši. Dôvodom je, že popísané skladovacie zariadenia sú náročné na výstavbu. Pretože nie je vždy možné dosiahnuť úplnú tesnosť, čo vedie k značným stratám.

Stáva sa to kvôli tomu, že počas prevádzky bane sa tam pokúšajú priniesť maximálne množstvo vzduchu. Prečo je vytvorený ventilačný systém s hmotou východov na povrch, ktorý pri usporiadaní skladovacieho zariadenia nemôže byť vždy utesnený.

Výsledkom je, že dnes existuje len niekoľko úspešných príkladov implementácie myšlienky skladovania plynu v opustených baniach (na území Švédska, Nórska, Nemecka).

Sú skladovacie zariadenia zapečatené?

Úniky paliva sú časté a nedá sa im vyhnúť. Príčin je príliš veľa.

Pre pohodlie sú rozdelené do 3 kategórií:

• geologické;
• technologický;
• technické.

Do skupiny geologickédôvody zahŕňajú heterogenitu tesnení UGS, prítomnosť tektonických porúch, ako aj vlastnosti hydrodynamiky a geochémie. Napríklad plyn môže jednoducho migrovať cez nádrž a špecialisti to nijako neovplyvnia.

Technologicképríčiny patria k najčastejším, pretože pri posudzovaní akýchkoľvek skutočností sa pravidelne vyskytujú chyby. Ide napríklad o účinnosť vodných pascí, zásoby plynu, fyzikálne a chemické procesy.

Technické dôvody najčastejšie spojené so stavom použitých studní, pomocou ktorých sa vykonáva vstrekovanie plynu.

Zvláštnosti výstavby UGS

V 95% prípadov sú vytvorené zariadenia UGS voda stláčajúca plyn, zvyšky oleja z pórovitých útvarov. Preto sú vytvorené „kontajnery“ na skladovanie „modrého“ paliva.

A najdôležitejšou vlastnosťou je, že objem plynu použitého na vytlačenie tekutín už nemožno použiť na dodávku spotrebiteľom. Jeho úlohou je zabrániť návratu vody a zvyškov uhľovodíkov na ich staré miesto. V opačnom prípade úložisko jednoducho prestane existovať.

To znamená, že uvedený plyn je nárazník. Spravidla to nie je menej ako polovica celkového objemu čerpaného do zariadení PZP. V niektorých prípadoch je nárazníkový plyn trikrát viac, ako je možné použiť na zásobovanie spotrebiteľov, čo sa nazýva aktívny.

Je zaujímavé, že množstvo vyrovnávacieho plynu sa nedá vopred vypočítať. To znamená, že všetko sa kontroluje výlučne experimentálnym spôsobom. Čo v mnohých prípadoch trvá roky. Pokiaľ je však dosiahnutý výsledok neuspokojivý, môže byť vyrovnávací plyn úplne odčerpaný.

Poradie naplnenia úložiska

Potom, čo geológovia vykonali štúdie akéhokoľvek zásobníka a rozhodli sa, že sklad plynu môže byť vytvorený na správnom mieste, výrobcovia plynu vybudujú inžiniersky komplex.

A potom začne čerpanie „modrého“ paliva do budúceho závodu na UGS, ktorý je dodávaný z najbližších hlavné potrubie. A ide na čistiace miesto, kde sú odstránené všetky druhy mechanických nečistôt.

Do dávkovacieho a meracieho bodu sa dodáva čisté palivo. A potom do obchodu s kompresormi, kde sa vykonáva kompresia - to je názov prípravy plynu na čerpanie do skladu. Predstavuje zvýšenie tlaku plynu na požadovanú hodnotu.

Potom je transportovaný do distribučných miest plynu. Kde je celkový prietok rozdelený na niekoľko a vstupuje do rôznych technologických liniek. Odtiaľ je poslaný cez oblaky do studní na injekciu.

Počas celého procesu špecialisti kontrolujú množstvo parametrov vrátane tlaku a teploty plynu a produktivity každej studne.

Závery a užitočné video na túto tému

Nasledujúci video materiál je venovaný vytvoreniu zariadenia UGS na vyrovnanie nerovnomernej spotreby paliva, ktoré bude dodávať plynovod Power of Siberia.

Podzemné zásobníky plynu sú najspoľahlivejším a najziskovejším spôsobom vyrovnania nerovnomernej spotreby plynu a jeho stabilných dodávok v prípade vyššej moci. A najzaujímavejšie je, že za to musíte poďakovať nie ľudskému géniovi, ale prírode, ktorá rozvážne vytvorila vrstvy hornín, ktoré sú na to vhodné..

Zúčastnili ste sa osobne na vytváraní podzemných zásobníkov plynu a chceli by ste vyššie uvedený materiál doplniť o užitočné informácie? Alebo ste si všimli rozpor vo faktoch? Zanechajte svoje komentáre a komentáre - blok spätnej väzby sa nachádza pod článkom.