что такое подземное газовое хранилище
Газовое хранилище: изучаем вместе
Казалось бы, знания о том, как устроены подземные газовые хранилища прикладного значения для рядового пользователя не имеют. Но человечество слишком зависимо от «голубого» топлива и так хочется быть уверенным, что перебоев с его поставками никогда не будет. Ведь верно?
Классификация ПХГ
Чтобы уравновесить потребление ресурса по сезонам, происходящее неравномерно в любом газовом промысле или газопроводе магистрального назначения, запасы нужно хранить герметично в определенных хранилищах. Для этого используют месторождения, выработка которых истощена, ловушки в водонапорных системах в пластах породы, а также особенные трещины или каверны, образующиеся природным путем или искусственным. Все ПХГ можно разделить на категории в зависимости от их характеристик работы и особенностей эксплуатации.
Режим работы ПХГ
Классификация по работе в пористом пласте позволяет выделить несколько типов ПХГ:
Назначение
По своему назначению подземные хранилища можно разделить на базовые, локальные и районные. Каждый тип отличается своим объемом:
Объекты эксплуатации
Подземные газовые хранилища могут работать в следующих объектах:
Для каждого из объектов предусмотрено количество – один пласт или многопластовая система складов.
Колебания и пики
ПХГ (подземные хранилища газа) в значительной мере способствуют надежности снабжения потребителей газом. Они позволяют выравнивать суточные колебания газопотребления и удовлетворять пиковый спрос в зимний период. Особенно важны ПХГ в России с ее климатическими особенностями и удаленностью источников ресурсов от конечных потребителей. В России действует не имеющая мировых аналогов Единая система газоснабжения (ЕСГ), ее неотъемлемая часть — система ПХГ. Подземные хранилища позволяют гарантированно обеспечивать потребителей природным газом независимо от времени года, колебаний температуры, форс-мажорных обстоятельств.
В зимнее время действующие 25 хранилищ обеспечивают до четверти суточных ресурсов газа ЕСГ России, что сопоставимо с суммарным отбором из Ямбургского, Медвежьего и Юбилейного месторождений.
ПХГ «Газпрома» за рубежом
В целях повышения надежности поставок газа по экспортным контрактам «Газпром» использует мощности ПХГ в странах ближнего и дальнего зарубежья.
В странах Европы «Газпром» на правах соинвестора имеет доступ к активной емкости ПХГ:
В случае необходимости дополнительно арендуются емкости для хранения газа у сторонних компаний.
К осенне-зимнему периоду 2018–2019 годов собственные мощности «Газпрома» по хранению газа в Европе составили 5 млрд куб. м., а заключенные дополнительные контракты на хранение газа позволили создать к 1 декабря 2018 года резерв в 5,8 млрд куб. м.
На территории стран бывшего Советского Союза «Газпром» является собственником ПХГ:
Компания также использует часть мощностей Инчукалнского ПХГ (Латвия).
По состоянию на 31 декабря 2018 года оперативный резерв газа в этих ПХГ составил 1,6 млрд куб. м.
Предусмотрительная природа
Однако газ занимает значительно больший объем, чем твердое тело или жидкость. Поэтому найти для него герметичные резервуары было бы затруднительно, если бы природа уже не построила их. Пористые пласты песчаника в земной коре, герметично закупоренные сверху куполом из слоя глины, являются природными ПХГ. В порах песчаника может находиться вода, но могут скапливаться и углеводороды. В процессе создания ПХГ в водоносном слое газ, скапливающийся под глиняной покрышкой, вытесняет воду вниз.
Если в пласте-коллекторе изначально содержатся углеводороды, то он является месторождением нефти или газа. Герметичность такой структуры уже доказана тем, что в ней скопились углеводороды.
Развитие подземного хранения газа
Увеличение потенциальной максимальной суточной производительности является одной из ключевых задач «Газпрома» по развитию подземного хранения газа в России. Ежегодное увеличение этого показателя сопоставимо с «зимним» суточным потреблением газа одним из регионов Российской Федерации, например Вологодской или Ленинградской областью.
В перспективе максимальная суточная производительность превысит 1 млрд куб. м (для сравнения, аналогичный показатель для всех ПХГ в мире составляет около 7 млрд куб. м).
В настоящее время на территории России в стадии проектирования и строительства находятся следующие объекты подземного хранения газа:
Идет реконструкция, расширение, модернизация и техническое перевооружение ряда действующих подземных хранилищ.
Ведутся геологоразведочные работы с целью создания хранилищ в регионах, где недостаточно имеющихся или нет мощностей по хранению газа. В частности, в Северо-Западном федеральном округе (ФО) геологоразведка ведется вдоль трассы газопроводов от Ухты до Торжка, а также в направлении Архангельска, в Сибирском ФО — по направлению от Омска до Томска, в Дальневосточном ФО — вдоль трассы газопровода «Сила Сибири».
В ближнем зарубежье планируется постепенное увеличение суточной производительности ПХГ «Газпрома» в Армении и Беларуси. Подготовлен План мероприятий по сотрудничеству «Газпрома» и «Узбекнефтегаза» в области развития ПХГ на территории Узбекистана.
«Газпром» продолжает наращивать мощности по хранению газа в Европе с целью достижения активной емкости не менее 5% от годового объема экспортных поставок.
В стадии расширения находятся ПХГ «Дамборжице» (Чехия), «Катарина» и «Йемгум» (Германия).
Изучаются возможности создания подземных хранилищ на территории Китая.
ПХГ в современной России
В настоящее время в России создана развитая система подземного хранения газа, которая выполняет следующие функции:
Подземные хранилища газа (ПХГ) являются неотъемлемой частью Единой системы газоснабжения России и расположены в основных районах потребления газа.
На территории Российской Федерации расположены 27 объектов подземного хранения газа, из которых 8 сооружены в водоносных структурах, 1 в отложениях каменной соли и 18 — в истощенных месторождениях.
В пределах ЕСГ РФ действует двадцать подземных хранилищ газа, из них 14 созданы в истощенных месторождениях: Песчано-Уметское, Елшано-Курдюмское (два объекта хранения), Степновское (два объекта хранения), Кирюшкинское, Аманакское, Дмитриевское, Михайловское, Северо-Ставропольское (два объекта хранения), Краснодарское, Кущевское, Канчуро-Мусинский комплекс ПХГ (два объекта хранения), Пунгинское, Совхозное, с введением в строй газопровода Краснодарский край — Крым в состав системы включится и крымское Глебовское ПХГ.
7 созданы в водоносных пластах: Калужское, Щелковское, Касимовское, Увязовское, Невское, Гатчинское, Удмуртский резервирующий комплекс (два объекта хранения).
Калининградское подземное хранилище газа создано в отложениях каменной соли
Кроме того ведётся строительство: В водоносных пластах: Беднодемьяновское В отложениях каменной соли: Волгоградское
Герметичны ли хранилища?
Утечки топлива являются частыми процессами, избежать которых невозможно. Так как причин слишком много.
Для удобства их делят на 3
К группе геологических причин относят неоднородность покрышек ПХГ, наличие тектонических разломов, а также особенности гидродинамики и геохимии. К примеру, газ может просто мигрировать по пласту, и специалисты на это никак не повлияют.
Технологические причины относятся к наиболее частым так, как регулярно случаются ошибки при оценке каких-либо фактов. К примеру, эффективности гидроловушек, запасов газа, происходящих физико-химических процессов.
Нередко, чтобы добраться до нужных пластов применяется бурение скважин. Причем его технология ничем не отличается от аналогичных процедур при попытке добраться к залежам газа, нефти
Технические причины чаще всего связаны с состоянием используемых скважин, с помощью которых осуществляется закачка газа.
Как строят подземные хранилища газа?
В пластах водоносного типа подземные хранилища требуют тщательного анализа участка, разведывательных работ и промышленной закачки ресурса в многочисленные новые скважины. При составлении проекта, прежде всего, учитывают оптимальные способы стабильной и равномерной работы создаваемого газопровода в пиковые сезоны.
Только после этого принимается решение об обустройств, ведется строительство и составляется график потребления ресурса по часам на несколько месяцев вперед. Для выравнивания неравномерности потребления запаса газохранилищ используют три метода:
Пещеры с самозаживлением
Соляные пещеры являются идеальными по герметичности резервуарами. Построить подземную соляную пещеру для хранения газа не так уж и сложно, хотя это и долгий процесс. В подходящем по высоте пласте каменной соли бурятся скважины. Затем в них подается вода, в соляном пласте вымывается полость необходимого объема. Соляной купол не только непроницаем для газа — соль обладает способностью самостоятельно «заживлять» трещины и разломы.
В настоящее время в России строятся два хранилища в отложениях каменной соли — в Калининградской и Волгоградской областях.
Закачка газа
Закачку ресурса проводят для хранения при обеспечении переменного давления и расхода ресурса. Компрессорная станция имеет 5%-ный диапазон в момент заполнения и достигает 100% показателя по проектной мощности коллектора. Значения рабочего давления коллектора вычисляют по давлению в газопроводе подвода ресурса и показателям потери давления в водном пласте или шлейфе.
От того, насколько подвижны пласты, режим работы может быть приближен к водонапорному или газовому в случае истощения жилы. При повышении давления закачки эффективность хранилища повышается, но в призабойном секторе в сезон хранения давление может снижаться.
В сводовую часть закачивается газ, создавая пузырь в структуре в виде купола. Вода вымещается к краям, после чего удаляется через скважины разгрузочного назначения или по водоносной системе оттока. Кровлю делают из пластичной глины или известняка, допускается доломитовый пласт без разломов или трещин.
Так, толщины в 15 метров и глубины 300…1000 метров достаточно, чтобы не допустить утечки. Самая экономичная ПХГ – на 600 метрах. Именно такие хранилища должны быть обустроены в каждом регионе, потребляющем ресурс в значительных объемах.
Литература
Как это работает
Закачка газа — это его нагнетание в искусственную газовую залежь при заданных технологическим проектом показателях. Газ из магистрального газопровода поступает на площадку очистки газа от механических примесей, затем на пункт замера и учета газа, затем в компрессорный цех, где компримируется и подается на газораспределительные пункты (ГРП) по коллекторам. На ГРП общий газовый поток разделяется на технологические линии, к которым подключены шлейфы скважин. Обвязка технологических линий позволяет измерить производительности каждой скважины, температуру и давление газа при закачке.
Процесс хранения включает системный технологический, геологический и экологический контроль за объектом хранения газа и созданными производственными фондами.
Выводы и полезное видео по теме
Приложенный ниже видеоматериал посвящен теме создания ПХГ для сглаживания неравномерного потребления топлива, которое будет поставлять газопровод «Сила Сибири».
Подземные газовые хранилища являются наиболее надежным и выгодным способом нивелирования неравномерного потребления газа и его стабильной подачи при форс-мажорах. А самое интересное, что за это нужно благодарить не человеческий гений, а природу, предусмотрительно создавшую подходящие для этого пласты пород.
Вы лично принимали участие в создании подземных хранилищ для газа и хотите дополнить изложенный выше материал полезными сведениями? Или заметили несоответствие в фактах? Оставляйте свои замечания и – блок обратной связи расположен ниже под статьей.
Обратно в трубу
Отбор газа из подземного хранилища является практически таким же технологическим процессом, как и добыча из газовых месторождений, но с одним существенным отличием: весь активный (товарный) газ отбирается за период от 60 до 180 суток. Проходя по шлейфам, он поступает на газосборные пункты, где собирается в газосборный коллектор. Из него газ поступает на площадку сепарации для отделения пластовой воды и механических примесей, после чего направляется на площадку очистки и осушки. Очищенный и осушенный газ поступает в магистральные газопроводы.
Подземное хранение газа
Фоторепортаж
Инфографика
Магистральные газопроводы, по которым газ транспортируется от месторождений к местам потребления, работают с относительно постоянной производительностью. Однако потребление газа характеризуется в первую очередь сезонной неравномерностью. Для снижения пиковых нагрузок, обеспечения гибкости и надежности поставок газа нужны специальные компенсаторы — газохранилища, которые способны накапливать избытки газа, хранить их и, в случае увеличения спроса, отдавать потребителям. Такими компенсаторами служат подземные хранилища газа (ПХГ), созданные в выработанных месторождениях углеводородов, водоносных пластах или соляных кавернах.
ПХГ «Газпрома» в России
Подземные хранилища газа расположены в основных районах потребления и являются неотъемлемой частью Единой системы газоснабжения (ЕСГ) России. Сеть ПХГ обеспечивает в отопительный период от 20 до 40 % всех поставок газа «Газпромом».
На территории России «Газпром» эксплуатирует 23 ПХГ в 27 геологических структурах.
Основные активы и проекты Группы «Газпром» в транспортировке и подземном хранении газа
К осенне-зимнему периоду 2020–2021 годов объем оперативного резерва газа в ПХГ составил 72,32 млрд куб. м, а потенциальная максимальная суточная производительность на начало сезона отбора — 843,3 млн куб. м газа.
ПХГ «Газпрома» за рубежом
В целях повышения надежности поставок газа по экспортным контрактам «Газпром» использует мощности ПХГ в странах ближнего и дальнего зарубежья.
В странах Европы «Газпром» имеет доступ к активной емкости ПХГ:
В случае необходимости дополнительно арендуются емкости для хранения газа у сторонних компаний.
К осенне-зимнему периоду 2020–2021 годов собственные мощности «Газпрома» по хранению газа в Европе составили около 8,6 млрд куб. м, а заключенные дополнительные контракты на хранение газа позволили создать резерв в 2,5 млрд куб. м в ПХГ Австрии, Венгрии, Словакии.
На территории стран бывшего Советского Союза «Газпром» является собственником ПХГ:
По состоянию на 31 декабря 2020 года оперативный резерв газа в этих ПХГ составил 1,18 млрд куб. м.
Абовянская станция подземного хранения газа в Армении
Развитие подземного хранения газа
Увеличение потенциальной максимальной суточной производительности является одной из ключевых задач «Газпрома» по развитию подземного хранения газа в России. Ежегодное увеличение этого показателя сопоставимо с «зимним» суточным потреблением газа одним из регионов Российской Федерации, например Вологодской или Ленинградской областью.
Потенциальная максимальная суточная производительность на начало сезона отбора, млн куб. м
В настоящее время на территории России в стадии проектирования и строительства находятся следующие объекты подземного хранения газа:
Карашурское ПХГ в составе проекта «Удмуртский резервирующий комплекс»
Идет реконструкция, расширение, модернизация и техническое перевооружение ряда действующих подземных хранилищ.
В стадии расширения находятся ПХГ «Дамборжице» (Чехия) и «Катарина» (Германия), ведутся подготовительные работы по проекту расширения ПХГ «Банатский двор» (Сербия).
Что такое подземное газовое хранилище
Войти
Авторизуясь в LiveJournal с помощью стороннего сервиса вы принимаете условия Пользовательского соглашения LiveJournal
Подземное хранение газа. Что, зачем и почему.
Подземное хранилище газа (ПХГ) представляет собой геологическую структуру или искусственный резервуар, используемый для хранения газа. Очень часто хранилища создаются на месте истощенных газовых или нефтяных месторождений, а также в водоносных или соляных пластах. Использование подземных хранилищ (ПХГ) позволяет регулировать сезонную или суточную неравномерность потребления и обеспечивать гибкость и надежность поставок газа.
2. Как уже было сказано выше ПХГ, используется для регулирования неравномерности потребления газа т.е., к примеру, в зимний период газа потребляется больше, чем летом, или, если рассматривать в пределах суток, в вечерние часы больше чем днем. Закачка газа в хранилище производится 1 раз в год из магистрального газопровода через скважины в период низкого потребления, т.е. летом:
3. Один раз закачают, а в течении зимы происходит постепенная отдача. Число скважин может варьироваться от 5 до 60 и более, это зависит от производительности хранилища и его размеров:
4. На каждой скважине установлены приборы замера давления, расхода, температурные датчики, а таже задвижки, позволяющие перекрывать скважину:
5. Часть задвижек ручные, а часть автоматические:
6. Все скважины соединяются коллектором в одну трубу:
7. Уже по одной трубе газ, насыщенный влагой, растворенными углеводородами и механическими примесями направляется на установку подготовки газа (УПГ):
8-9. Очистка от механических примесей и капельной жидкости происходит на первом этапе подготовки, чтобы защитить оборудования от разрушения:
10. Очистка от растворенной жидкости (осушка) производится для того чтобы жидкость не выпала в процессе транспортировки газа по трубопроводу вследствии понижения температуры окружающей среды. Т.е. осушая газ мы удаляем из него всю растворенную жидкость, которая могла бы выделиться при более низкой температуре:
11. Типы и способы подготовки различны, в зависимости от требуемых и исходных параметров. В нашем случае применяется адсорбционная осушка. В вертикальных аппаратах засыпаны гранулы адсорбента, который поглощает воду и тяжелые углеводороды, тем самым осушая газ:
12. Адсорбент не вечен, и требуется его регенерировать, т.е. удалить накопившуюся влагу. Для этого через аппарат пропускают сухой горячий газ, который забирает на себя всю влагу. После чего этот газ охлаждается и из него выпадает накопившаяся жидкость:
13. Пройдя стадию осушки, газ собирается в коллектор:
15. и направляется на Узел коммерческого замера и учета который необходим для расчета количества сухого газа, которое было отобрано из ПХГ и поступило в магистральный газопровод:
17. Для управления процессом у оператора установлен компьютер, на который выводятся показания со всех приборов. За такой клавиатурой в интернете не посидишь:)
18. Если на объекте вдруг возникнет утечка газа или другая непредвиденная ситуация тут же сработает звуковой сигнал и загорится предупреждающие огни:
19. Пока я фотографировал, рядом со мной ходил человек с газоанализатором т.к. фотоаппарат это электроника, а электронику просто так на объект проносить нельзя, даже телефоны попросили оставить. Если уровень газа достигнет предельных значений, то нужно будет быстро покинуть территорию:
Я попытался объяснить все более простым языком. Если непонятны какие-то моменты не стесняйтесь, отвечу на любые вопросы.
Как хранят газ и что такое ПХГ
Любой продукт надо как-то хранить. Газ не исключение. Индустрия подземного хранения газа имеет уже почти столетнюю историю.
Колебания и пики
ПХГ (подземные хранилища газа) в значительной мере способствуют надежности снабжения потребителей газом. Они позволяют выравнивать суточные колебания газопотребления и удовлетворять пиковый спрос в зимний период. Особенно важны ПХГ в России с ее климатическими особенностями и удаленностью источников ресурсов от конечных потребителей. В России действует не имеющая мировых аналогов Единая система газоснабжения (ЕСГ), ее неотъемлемая часть — система ПХГ. Подземные хранилища позволяют гарантированно обеспечивать потребителей природным газом независимо от времени года, колебаний температуры, форс-мажорных обстоятельств.
Предусмотрительная природа
Активный газ
В процессе создания хранилища часть газа захватывается в пласте-коллекторе, чтобы создать необходимое давление. Этот газ называется буферным. Его объем составляет приметно половину от всего газа, закачиваемого в хранилище. Газ, который потом будут извлекать из ПХГ, называется активным или рабочим газом.
Самое большое хранилище в мире — Северо-Ставропольское ПХГ. Его объем — 43 млрд кубометров активного газа. Этого хватило бы, чтобы покрыть годовое потребление, например, Франции или Нидерландов. Северо-Ставропольское ПХГ было построено в истощенном газовом месторождении.
Пещеры с самозаживлением
Соляные пещеры являются идеальными по герметичности резервуарами. Построить подземную соляную пещеру для хранения газа не так уж и сложно, хотя это и долгий процесс. В подходящем по высоте пласте каменной соли бурятся скважины. Затем в них подается вода, в соляном пласте вымывается полость необходимого объема. Соляной купол не только непроницаем для газа — соль обладает способностью самостоятельно «заживлять» трещины и разломы.
В настоящее время в России строятся два хранилища в отложениях каменной соли — в Калининградской и Волгоградской областях.
Как это работает
Закачка газа — это его нагнетание в искусственную газовую залежь при заданных технологическим проектом показателях. Газ из магистрального газопровода поступает на площадку очистки газа от механических примесей, затем на пункт замера и учета газа, затем в компрессорный цех, где компримируется и подается на газораспределительные пункты (ГРП) по коллекторам. На ГРП общий газовый поток разделяется на технологические линии, к которым подключены шлейфы скважин. Обвязка технологических линий позволяет измерить производительности каждой скважины, температуру и давление газа при закачке.
Обратно в трубу
Отбор газа из подземного хранилища является практически таким же технологическим процессом, как и добыча из газовых месторождений, но с одним существенным отличием: весь активный (товарный) газ отбирается за период от 60 до 180 суток. Проходя по шлейфам, он поступает на газосборные пункты, где собирается в газосборный коллектор. Из него газ поступает на площадку сепарации для отделения пластовой воды и механических примесей, после чего направляется на площадку очистки и осушки. Очищенный и осушенный газ поступает в магистральные газопроводы.
Другие способы
Как устроены подземные газовые хранилища: подходящие способы хранения природного газа
Казалось бы, знания о том, как устроены подземные газовые хранилища прикладного значения для рядового пользователя не имеют. Но человечество слишком зависимо от «голубого» топлива и так хочется быть уверенным, что перебоев с его поставками никогда не будет. Ведь верно?
И каждого соотечественника может успокоить информация о газовых хранилищах, расположенных под землей (ПХГ) — пока они полны проблем с газоснабжением не будет. Подробнее об устройстве хранилищ и особенностях хранения читайте в нашей статье.
Устройство подземных газовых хранилищ
Если для хранения газа для бытовых нужд владельцы частных домов используют газгольдеры, то в масштабах государства речь идет совсем о других вариантах хранения. Так, официально подземные хранилища газа — это комплексы инженерно-технических сооружений, которые служат для закачки, хранения и отбора «голубого» топлива. Состоят они из наземных и подземных компонентов.
К наземным относятся:
Подземными компонентами ПХГ являются: скважины, выработки, емкости. И последний пункт (емкости) является наиболее интересным — от того, где хранится «голубое» топливо зависит как устроено само газовое хранилище.
Обзор емкостей для хранения газа
При одинаковом весе газ занимает гораздо большие площади, чем какие-либо твердые тела. А поскольку он используется в огромных количествах, то для его хранения нужны такие же емкости.
Причем от хранения газа в сделанных человеком наземных резервуарах специалисты отказались еще век назад.
Причина в том, что для этого понадобилось бы:
В результате, чтобы нивелировать перечисленные выше негативные моменты, выбор был сделан в пользу подземных хранилищ, а таковыми считаются емкости, находящиеся на значительной глубине. Которая, в большинстве случаев, составляет от 300 до 1000 метров. И хранить там топливо можно в резервуарах, созданных природой.
Всего инженеры научились успешно использовать 7 видов природных резервуаров для хранения газа:
Хотя вариантов много, но практичностью отличаются только 4 первых способа хранения газа. Остальные варианты резервуаров подходят лишь теоретически.
Причина непрактичности оставшихся трех вариантов в следующем:
В результате указанные разновидности емкостей просто непригодны для использования.
Хотя ПХГ именуются хранилищами, но на самом деле сбережение газа является не первоочередной их задачей. Так как находящееся в них по большей части используется для сглаживания неравномерностейи потребления. Которое бывает суточным, недельным, сезонным. Только в последнюю очередь ПХГ создаются для нивелирования последствий форс-мажорных обстоятельств.
Далее рассмотрим детальнее каждый из вариантов хранения газа под землей.
Вариант #1 — хранилища в водонасыщенных пластах
Хранилища в водонасыщенных пластах предназначены для нивелирования последствий сезонной неравномерности при использовании газа. А также для создания стратегических резервов.
Важная особенность устройства подобных хранилищ заключается в минимальном участии человека — чаще всего на этапе создания скважин, необходимых для закачивания газа.
Указанные емкости ищут в артезианских пластах. Хранилища газа создают там, где структура породы проницаемая, пористая. Остатки жидкости удаляют газом, который сжимает ее, а затем выдавливает.
Сами, так называемые, емкости для хранения топлива таковыми на деле и не являются. Точнее их вообще нет — в качестве места для хранения используют пустоты в пористых пластах. И вся процедура создания газового хранилища состоит в вытеснении части воды на периферию. Делают это с целью создания пространства для «голубого» топлива.
Выполнить описанную выше процедуру получится только, если этому способствуют ряд факторов:
Если хотя бы одно из условий не соблюдается, то создать подземное хранилище будет невозможно.
Принцип работы современных подземных хранилищ прост. Рассмотреть особенности можно на примере крупных ПХГ использующихся для сглаживания сезонных неравномерностей.
Так, обычно в теплое время года в них закачивают нужное количество газа. Который начинают отбирать только с наступлением отопительного сезона. Причем в магистральную трубу направляется не какое-то огромное количество газа, а среднестатистическое, известное по опыту эксплуатации в прошлые зимы.
А, если вдруг температура резко снизится и суточное потребление станет на порядок выше, то крупный ПХГ все равно не будет увеличивать объемы отбора. А нехватку покроют небольшие хранилища, предназначенные для сглаживания суточного, недельного потребления. Причина в том, что из них проще и быстрей произвести отбор.
Преимуществом ПХГ в водонасыщенных пластах является существенная вместительность. А недостатком считается то, что геологи при изучении особенностей водоносного горизонта могут не выявить и не учесть какого-то важного фактора. В результате чего хранилище окажется непригодным для использования.
А самое плохое в том, что это нередко выявляется после огромных капиталовложений на постройку наземной и подземной инфраструктуры. Достаточно часто встречаются и менее значительные неприятности от чего эксплуатация ПХГ в водононасыщенных породах сопровождается значительными незапланированными издержками.
Вариант #2 — емкости после выработки углеводородов
Инженерные комплексы, которые относятся к этому виду, служат для сглаживания сезонных колебаний потребления «голубого» топлива. А также для создания стратегических запасов.
Устройство хранилищ этого вида такое же, как и в случае с аналогами, созданными в водонасыщенных пластах. То есть топливо хранится в пустотах пористых пород.
ПХГ, созданных в горных породах, где когда-то находились углеводороды, в мире больше всего. Так, их количество достигает значительных 70%, причиной этому ряд преимуществ.
К которым относятся: существенная вместительность и экономия на капиталовложениях в разведку, создании инфраструктуры или хотя бы ее части, бурении — на месте создания таких ПХГ уже проводилась добыча нефти, газа.
Но идеальными емкости, сохранившиеся после выработки углеводородов назвать нельзя.
Они имеют немало недостатков:
А также нередко на нефтяных месторождениях у газа возникает опасная примесь в виде сероводорода. Который вреден для здоровья людей, а еще разрушает всевозможные конструкции из стали, причем даже относящиеся к нержавеющим.
Эксплуатация ПХГ, основанных на местах истощенных залежей углеводородов, возможна в виду того, что газ при закачивании вытесняет остатки нефти из нужного пласта. К тому же она, как и вода, обладает эффектом сжимаемости и подвижности, что облегчает задачу по обустройству емкости. Иногда нефть под давлением газа выдавливается не в породу, а подымается на верх, что становится дополнительным источником прибыли.
Вариант #3 — резервуары в отложениях каменной соли
Такие емкости с газом служат для сглаживания суточной, недельной неравномерности его использования, а также принимают участие в нивелировании сезонной. Кроме того, хранилища в соляных пластах успешно справляются с ролью резервного источника для важных потребителей.
Создаются указанные ПХГ методом вымывки части отложений соли с целью создания полости необходимого размера. Для чего изначально бурят несколько скважин, через которые продолжительный промежуток времени подается вода.
Хотя описанная процедура длительная и затратная, но она окупает себя, так как хранение закачанного природного газа происходит без потерь. Причина в том, что соляные пещеры отличаются герметичностью. Кроме того, они обладают эффектом самозаживления — тектонические и другие трещины достаточно быстро зарастают соляными отложениями.
Преимущество устройства таких подземных хранилищ газа в том, что отбор нужного объема топлива происходит практически без ограничений по скорости. Которая в разы выше, чем при выполнении таких же операций в емкостях других видов. А также важным достоинством ПХГ, обстроенных в соляных пещерах, является высокий процент отбора газа — один из самых высоких среди всех его видов.
Но количество кавернов в соляных пластах не превышает 2% от общего числа хранилищ.
На такой показатель влияют ряд негативных моментов:
В результате соляные хранилища обычно используют только там, где нет возможности применять перечисленные выше виды емкостей.
Вариант #4 — ПХГ в горных выработках
Их объемы незначительные. Тем не менее шведы с норвежцами хранят часть своих стратегических запасов газа в емкостях именно такого вида.
ПВХ в горных выработках — единственное газовое хранилище, полностью обустроенное человеком. Так, в одной из шахт взрывами создают емкость, которую далее обшивают стальными листами.
Хотя ПХГ в заброшенных шахтах эксплуатировать выгодно, из-за высокого процента и скорости отбора, но в ближайшем будущем их количество значительно не увеличится. Причина в том, что описанные хранилища сложно строить. Так как не всегда получается добиться полной герметичности, что приводит к значительным убыткам.
Так случается из-за того, что при эксплуатации шахты туда стараются подвести максимальное количество воздуха. Для чего создается система вентиляции с массой выходов на поверхность, которые при обустройстве хранилища не всегда получается запечатать.
В результате, на сегодня, есть всего несколько успешных примеров реализации идеи хранения газа в заброшенных шахтах (на территории Швеции, Норвегии, Германии).
Герметичны ли хранилища?
Утечки топлива являются частыми процессами, избежать которых невозможно. Так как причин слишком много.
Для удобства их делят на 3 категории:
К группе геологических причин относят неоднородность покрышек ПХГ, наличие тектонических разломов, а также особенности гидродинамики и геохимии. К примеру, газ может просто мигрировать по пласту, и специалисты на это никак не повлияют.
Технологические причины относятся к наиболее частым так, как регулярно случаются ошибки при оценке каких-либо фактов. К примеру, эффективности гидроловушек, запасов газа, происходящих физико-химических процессов.
Технические причины чаще всего связаны с состоянием используемых скважин, с помощью которых осуществляется закачка газа.
Особенности создания ПХГ
В 95% случаев ПХГ создаются выдавливанием газом воды, остатков нефти из пористых пластов. Таким образом создаются «емкости» для хранения «голубого» топлива.
А самой главной особенностью является то, что применявшийся для выдавливания жидкостей объем газа в дальнейшем не может быть использован для поставки потребителям. Его задача заключается в том, чтобы не допустить возвращения воды, остатков углеводородов на старое место. В противном случае хранилище просто перестанет существовать.
То есть указанный газ является буферным. Его, как правило, бывает не меньше половины от всего объема, закачанного в ПХГ. А в отдельных случаях буферного газа в 3 раза больше, чем того, что можно использовать для поставки потребителям, который называется активным.
Интересно, что количество буферного газа предварительно исчислить невозможно. То есть все проверяется исключительно экспериментальным способом. На что во многих случаях тратятся годы. Но все же, когда полученный результат неудовлетворительный, то буферный газ можно выкачать в полном объеме.
Порядок заполнения хранилища
После того, как геологи выполнили исследования какого-либо пласта и приняли решение о том, что в нужном месте можно создать газовое хранилище, газодобытчики строят инженерный комплекс.
А далее начинается закачка в будущее ПХГ «голубого» топлива, которое подводится от ближайшего магистрального трубопровода. И поступает на площадку очистки, где происходит удаление всевозможных механических примесей.
Чистое топливо подается на пункт учета и замера. А после этого в компрессорный цех, где производится компримирование — так называется подготовка газа к закачиванию в хранилище. Она представляет собой повышение давления газа до нужного значения.
Затем он транспортируется на газораспредительные пункты. Где общий поток делится на несколько и поступает в разные технологические линии. Откуда по шлейфам направляется в скважины для закачивания.
На протяжении всего процесса специалисты контролируют ряд параметров, среди которых давление и температура газа, производительность каждой скважины.
Выводы и полезное видео по теме
Приложенный ниже видеоматериал посвящен теме создания ПХГ для сглаживания неравномерного потребления топлива, которое будет поставлять газопровод «Сила Сибири».
Подземные газовые хранилища являются наиболее надежным и выгодным способом нивелирования неравномерного потребления газа и его стабильной подачи при форс-мажорах. А самое интересное, что за это нужно благодарить не человеческий гений, а природу, предусмотрительно создавшую подходящие для этого пласты пород.
Вы лично принимали участие в создании подземных хранилищ для газа и хотите дополнить изложенный выше материал полезными сведениями? Или заметили несоответствие в фактах? Оставляйте свои замечания и комментарии – блок обратной связи расположен ниже под статьей.