Hur underjordiska gaslager är ordnade: en översikt över gaslagringsalternativ

Det verkar som att kunskap om hur underjordiska gaslager är anordnade inte har något praktiskt värde för en vanlig användare. Men mänskligheten är för beroende av "blått" bränsle och så vill man vara säker på att det aldrig kommer att bli några avbrott i dess försörjning. Är det inte rätt?

Och varje landsmann kan lugnas av informationen om underjordiska gaslager (UGS) - så länge de är fulla av problem med gastillförsel. Läs mer om lagringsenheten och lagringsfunktionerna i vår artikel.

Byggande av underjordiska gaslager

Om för lagring av gas för hushållsbehov, använder ägarna till privata hus

gashållare, då talar vi i nationell skala om helt andra lagringsalternativ. Så officiellt är underjordisk gaslagring ett komplex av tekniska och tekniska strukturer som tjänar till injektion, lagring och uttag av "blått" bränsle. De består av mark- och underjordiska komponenter.

TILL markbundna relatera:

• gasdistributionspunkt, som tjänar till att fördela gasflödet till flera tekniska;
• kompressorbutikdär bränslet bereds (genom att öka trycket) för injektion i brunnarna;
• gasreningsverk.

Underjordiska UGS -komponenter är: brunnar, arbetssätt, tankar. Och den sista punkten (behållare) är den mest intressanta - hur gaslagringen är ordnad beror på var det "blå" bränslet lagras.

Översikt över gaslagringstankar

Med samma vikt upptar gas mycket större ytor än några fasta ämnen. Och eftersom det används i stora mängder, behövs samma kapacitet för att lagra det.

Dessutom vägrade specialister att lagra gas i konstgjorda marktankar för ett sekel sedan.

Anledningen är att detta skulle kräva:

• att ockupera stora områden på planeten med komplex för lagring av lågtrycks "blått" bränsle;
• använda dyra och explosiva högtrycks gastankar.

Som ett resultat, för att neutralisera ovanstående negativa punkter, valdes till förmån för underjordiska lagringsanläggningar, och sådana anses vara tankar som ligger på ett betydande djup. Som i de flesta fall sträcker sig från 300 till 1000 meter. Och du kan lagra bränsle där i reservoarer skapade av naturen.

Totalt har ingenjörer lärt sig att framgångsrikt använda 7 typer av naturgaslagringstankar:

• bildad i vattenmättade porösa formationer;
• bevaras efter produktion av kolhydrater, nämligen samma gas, olja;
• bildas i bergsaltavlagringar;
• skapat i gruvorna för gruvor;
• skapad i hållbar permafrost;
• med ett lågtemperatur-istypskal;
• bildas efter underjordiska atomexplosioner.

Även om det finns många alternativ, är det bara de första 4 metoderna för gaslagring som skiljer sig åt i praktiken. Resten av tankalternativen är endast teoretiskt lämpliga.

Anledningen till att de återstående tre alternativen är opraktiska är följande:

• Det är möjligt att lagra gas i frysta stenar, vilket framgår av flera befintliga lagringsanläggningar i planets norra regioner. Men deras volymer är extremt obetydliga, därför har de ingen industriell betydelse idag.
• Tankar som bildas av kärnkraftsexplosioner under jorden är ganska lämpliga för lagring av betydande gasreserver, vilket redan har bevisats experimentellt. Men slutresultatet är att kraftfulla vapen testades bort från människors bostäder. Därför finns det vanligtvis inga konsumenter, ingenjörskommunikation.

Som ett resultat är dessa typer av behållare helt enkelt olämpliga att använda.

Även om UGS -anläggningar kallas lagringsanläggningar är det faktiskt inte deras primära uppgift att spara gas. Eftersom det som finns i dem till största delen används för att jämna ut ojämnheter och konsumtion. Vilket är dagligen, veckovis, säsongsbetonat. Endast i sista hand skapas UGS -anläggningar för att mildra konsekvenserna av force majeure -omständigheter.

Därefter kommer vi att överväga mer detaljerat var och en av alternativen för lagring av gas under jorden.

Alternativ # 1 - lagring i vattenmättade behållare

Lagringsanläggningar i vattenmättade formationer är utformade för att jämna ut effekterna av säsongsmässiga oegentligheter vid användning av gas. Och också för att skapa strategiska reserver.

Ett viktigt inslag i arrangemanget av sådana lagringsanläggningar är det minsta mänskliga deltagandet - oftast i det skede av att skapa brunnar som krävs för gasinjektion.

Dessa behållare söks i artesiska skikt. Gaslagringsanläggningar skapas där bergstrukturen är genomtränglig, porös. Den återstående vätskan avlägsnas med gas, som komprimerar den och sedan pressar ut den.

De så kallade bränsletankarna själva är egentligen inte sådana. Mer exakt, de existerar inte alls - de använder tomrum i porösa formationer. Och hela förfarandet för att skapa en gaslagring består i att förskjuta en del av vattnet till periferin. De gör detta för att skapa utrymme för "blått" bränsle.

Proceduren som beskrivs ovan fungerar bara om ett antal faktorer bidrar till detta:

• Den porösa genomträngliga formationen är täckt med en kupol (tätning) av gasgenomsläppliga stenar, som vanligtvis är pressade leror.
• Akvifären sträcker sig från lagringsgränserna i tiotals kilometer. Och ännu bättre om den har en utgång till ytan. Allt ovanstående gör det möjligt för gasen att framgångsrikt pressa ut vattnet i behållaren.
• Kupolen är tillräckligt lång för att lagra betydande mängder gas.
• Bergets porositet och permeabilitet ger en acceptabel gaskapacitet och förmågan att frigöra den under utveckling.

Om minst ett av villkoren inte är uppfyllda är det omöjligt att skapa en underjordisk lagringsanläggning.

Principen för drift av moderna underjordiska lagringsanläggningar är enkel. Funktionerna kan beaktas i exemplet med stora UGS -anläggningar som används för att utjämna säsongsmässiga oegentligheter.

Så, vanligtvis under den varma årstiden, pumpas den nödvändiga mängden gas in i dem. Som de börjar välja först när värmesäsongen börjar. Dessutom är det inte en enorm mängd gas som skickas till huvudröret, utan den genomsnittliga mängden, känd från driftserfarenheten under tidigare vintrar.

Och om temperaturen plötsligt sjunker kraftigt och daglig konsumtion blir en storleksordning högre, kommer en stor UGS -anläggning fortfarande inte att öka volymen av uttag. Och bristen kommer att täckas av små lagringsutrymmen som är utformade för att jämna ut daglig konsumtion varje vecka. Anledningen är att det är lättare och snabbare att välja bland dem.

Fördelen med UGS-anläggningar i vattenmättade formationer är deras betydande kapacitet. Och nackdelen är att geologer, när de studerar egenskaperna hos akviferen, kanske inte identifierar och tar hänsyn till någon viktig faktor. Som ett resultat blir lagringen oanvändbar.

Och det värsta är att detta ofta avslöjas efter enorma investeringar i byggandet av infrastruktur ovan mark och under jord. Ganska ofta finns det också mindre betydande problem, från vilka driften av UGS-anläggningar i vattenmättade bergarter åtföljs av betydande oplanerade kostnader.

Alternativ # 2 - tankar efter kolväteproduktion

Tekniska komplex som tillhör denna typ tjänar till att utjämna säsongsvariationer i förbrukningen av "blått" bränsle. Och också för att skapa strategiska reserver.

Strukturen för förvaringsanläggningar av denna typ är densamma som för analoger som skapats i vattenmättade formationer. Det vill säga bränslet lagras i tomrummen i porösa stenar.

UGS -anläggningar som skapats i bergarter, där kolväten en gång befann sig, är de mest i världen. Så deras antal når en betydande 70%, anledningen till detta är ett antal fördelar.

Dessa inkluderar: betydande kapacitet och besparingar på investeringar i prospektering, skapande infrastruktur eller åtminstone en del av den, borrning - oljeproduktion har redan genomförts på platsen för sådana UGS -anläggningar, gas.

Men de tankar som har överlevt efter produktionen av kolväten kan inte kallas idealiska.

De har många nackdelar:

• problem med tätheten i gamla brunnar - särskilt för tidigare oljefält;
• otillräcklig porositet, bergpermeabilitet;
• blandning av gas med oljerester - vilket ibland leder till betydande förluster, eftersom den resulterande blandningen inte längre kan användas.

Och också ganska ofta i oljefält uppträder en farlig förorening i form av svavelväte i gasen. Vilket är skadligt för människors hälsa och förstör också alla typer av stålkonstruktioner, även de som är relaterade till rostfritt.

Driften av UGS -anläggningar baserade på platser med utarmade kolvätepålagringar är möjlig med tanke på det faktum att gas, när den injiceras, förskjuter kvarvarande olja från den erforderliga formationen. Dessutom har det, liksom vatten, effekten av komprimerbarhet och rörlighet, vilket underlättar uppgiften att ordna behållaren. Ibland pressas inte olja under gastryck ut i berget, utan stiger till toppen, vilket blir en ytterligare vinstkälla.

Alternativ # 3 - Reservoarer i bergsaltavlagringar

Sådana behållare med gas tjänar till att jämna ut den dagliga, veckovisa ojämnheten i dess användning, och också delta i utjämning av säsongsbetonade. Dessutom klarar lagringsanläggningar i saltformationer framgångsrikt rollen som reservkälla för viktiga konsumenter.

Dessa UGS -anläggningar skapas genom att tvätta bort en del av saltavlagringarna för att skapa en hålighet med önskad storlek. För detta borras initialt flera brunnar, genom vilka vatten tillförs under en lång tid.

Även om det beskrivna förfarandet är lång och kostsamt, betalar det sig själv, eftersom den injicerade naturgasen lagras utan förluster. Anledningen är att saltgrottorna är lufttäta. Dessutom har de effekten av självläkning - tektoniska och andra sprickor växer snabbt över med saltavlagringar.

Fördelen med sådana underjordiska gaslagringsanläggningar är att den erforderliga volymen bränsle tas ut praktiskt taget utan hastighetsbegränsningar. Vilket är flera gånger högre än när man utför samma operationer i containrar av andra slag. Och också en viktig fördel med UGS -anläggningar byggda i saltgrottor är en hög andel gasutvinning - en av de högsta bland alla dess typer.

Men antalet grottor i saltformationer överstiger inte 2% av det totala antalet förråd.

Denna indikator påverkas av ett antal negativa punkter:

• Förekomsten av en enorm mängd saltvatten efter att ha tvättat ut grottor för att spara gas. Som ett resultat, om det inte finns några havs- eller saltbearbetningsanläggningar i närheten, finns det ingenstans att sätta vätskan. Detta är huvudorsaken till det lilla antalet sådana UGS -anläggningar.
• Minskad användbar volym under drift. Detta fenomen orsakas av avdunstning av salt på platser med högre tryck och ackumulering där det är lägre.
• Utseendet av orenheter i gasen, som ofta är resterna av vätskan som tidigare använts för att tvätta ut grottan.
• Små volymer, som inte tillåter att skapa lager i tillräckliga mängder.

Som ett resultat används saltlager vanligtvis endast där det inte är möjligt att använda de typer av behållare som anges ovan.

Alternativ # 4 - underjordisk gaslagring i gruvarbete

Deras volymer är obetydliga. Ändå lagrar svenskarna och norrmännen en del av sina strategiska gasreserver i containrar av denna typ.

PVC i gruvdrift är den enda gaslagring som är fullt utrustad av människor. Så i en av gruvorna skapas en behållare av explosioner, som sedan mantlas med stålplåt.

Även om det är lönsamt att driva UGS -anläggningar i övergivna gruvor, på grund av den höga andelen och utvinningstakten, kommer deras antal inte att öka nämnvärt inom en nära framtid. Orsaken är att de beskrivna lagringsanläggningarna är svåra att bygga. Eftersom det inte alltid är möjligt att uppnå fullständig täthet, vilket leder till betydande förluster.

Detta händer på grund av det faktum att de under gruvans drift försöker få dit den maximala mängden luft. Varför skapas ett ventilationssystem med en massa utgångar till ytan, som, när man anordnar en lagringsanläggning, inte alltid kan förseglas.

Som ett resultat finns det idag bara några få lyckade exempel på genomförandet av tanken om gaslagring i övergivna gruvor (på Sveriges, Norges, Tysklands territorium).

Är lagringsutrymmena förseglade?

Bränsleläckage förekommer ofta och kan inte undvikas. Det finns för många skäl.

För enkelhets skull är de indelade i 3 kategorier:

• geologisk;
• teknologisk;
• teknisk.

Till gruppen geologiskskäl inkluderar UGS -tätningarnas heterogenitet, förekomsten av tektoniska fel, liksom egenskaperna hos hydrodynamik och geokemi. Till exempel kan gas helt enkelt migrera genom reservoaren, och experter påverkar inte detta på något sätt.

Teknologiskorsaker är bland de vanligaste, eftersom fel regelbundet inträffar vid bedömning av eventuella fakta. Till exempel effektiviteten av hydrotraps, gasreserver, fysiska och kemiska processer.

Tekniska skäl oftast associerad med tillståndet i de brunnar som används, med hjälp av vilken gasinjektion utförs.

Särdrag hos UGS -konstruktion

I 95% av fallen skapas UGS -anläggningar gaspressande vatten, oljerester från porösa formationer. Således skapas "behållare" för lagring av "blått" bränsle.

Och den viktigaste egenskapen är att mängden gas som används för att pressa ut vätskor inte längre kan användas för tillförsel till konsumenter. Dess uppgift är att förhindra att vatten och kolväterester återgår till sin gamla plats. Annars slutar förvaret helt enkelt att existera.

Det vill säga den angivna gasen är buffert. I regel är det inte mindre än hälften av den totala volymen som pumpas in i UGS -anläggningen. Och i vissa fall är buffertgasen 3 gånger mer än vad som kan användas för att leverera konsumenter, vilket kallas aktiva.

Det är intressant att mängden buffertgas inte kan beräknas i förväg. Det vill säga att allt kontrolleras uteslutande på ett experimentellt sätt. Vilket i många fall tar år. Men när resultatet är otillfredsställande kan buffertgasen pumpas ut i sin helhet.

Ordningen att fylla lagret

Efter att geologer har genomfört studier av vilken reservoar som helst och beslutat att en gaslagring kan skapas på rätt plats, bygger gasproducenter ett konstruktionskomplex.

Och sedan börjar pumpningen av "blått" bränsle till den framtida UGS -anläggningen, som levereras från närmaste huvudledningen. Och det går till rengöringsplatsen, där alla typer av mekaniska föroreningar tas bort.

Rent bränsle tillförs mät- och mätpunkten. Och efter det, till kompressorbutiken, där komprimeringen utförs - detta är namnet på gasberedningen för pumpning till lagret. Det representerar ökningen av gastrycket till önskat värde.

Sedan transporteras den till gasdistributionsställen. Där det totala flödet är uppdelat i flera och går in i olika tekniska linjer. Därifrån skickas det genom plumes till brunnarna för injektion.

Under hela processen kontrollerar specialister ett antal parametrar, inklusive gastryck och temperatur, och produktiviteten för varje brunn.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Videomaterialet nedan bifogas skapandet av en UGS -anläggning för att jämna ut ojämn bränsleförbrukning, som kommer att levereras av Power of Siberia gasledningen.

Underjordiska gaslager är det mest pålitliga och lönsamma sättet att jämna ut ojämn gasförbrukning och dess stabila tillförsel vid force majeure. Och det mest intressanta är att för detta måste du inte tacka det mänskliga geni, utan naturen, som försiktigt har skapat de lager av stenar som är lämpliga för detta..

Har du personligen deltagit i skapandet av underjordiska gaslager och vill komplettera ovanstående material med användbar information? Eller har du märkt en skillnad i fakta? Lämna dina kommentarer och kommentarer - feedbackblocket finns under artikeln.