Kako rade podzemna skladišta plina: prikladne metode skladištenja prirodnog plina

Čini se da znanje o tome kako su projektirana podzemna skladišta plina nema praktičnog značaja za prosječnog korisnika.Ali čovječanstvo je previše ovisno o "plavom" gorivu i zaista želimo biti sigurni da nikada neće biti prekida u njegovoj opskrbi. nije li tako?

A svakog sunarodnjaka može umiriti podatak o podzemnim skladištima plina (UGS) - dok god su puna, neće biti problema s opskrbom plinom. Pročitajte više o strukturi pohrane i značajkama pohrane u našem članku.

Izgradnja podzemnih skladišta plina

Ako vlasnici privatnih kuća koriste plin za skladištenje plina za domaće potrebe plinski spremnici, onda na nacionalnoj razini govorimo o potpuno drugačijim mogućnostima skladištenja. Dakle, službeno, podzemna skladišta plina su kompleksi inženjerskih objekata koji služe za utiskivanje, skladištenje i povlačenje "plavog" goriva. Sastoje se od nadzemnih i podzemnih dijelova.

DO tlo odnositi se:

• distribucijska točka plina, koji služi za raspodjelu protoka plina u nekoliko tehnoloških procesa;
• kompresorska radnjagdje se gorivo priprema (povećanjem tlaka) za utiskivanje u bušotine;
• Postrojenja za pročišćavanje plinova.

Pod zemljom Sastavni dijelovi PHS-a su: bunari, radni prostori, spremnici. I posljednja točka (kontejneri) je najzanimljivija - kako je uređeno skladište plina ovisi o tome gdje se skladišti "plavo" gorivo.

Moderna podzemna skladišta plina izgledom su slična velikim tvornicama. Budući da je za osiguranje ubrizgavanja/uklanjanja goriva potrebno koristiti snažan kompresor, opremu za čišćenje i drugu opremu. Koju opslužuju stotine, pa čak i tisuće stručnjaka

Pregled spremnika plina

Uz istu težinu, plin zauzima mnogo veće površine od bilo kojeg krutog tijela. A budući da se koristi u ogromnim količinama, potrebne su iste posude za njegovo skladištenje.

Štoviše, stručnjaci su prije jednog stoljeća napustili skladištenje plina u nadzemnim rezervoarima koje je napravio čovjek.

Razlog je što bi to zahtijevalo:

• zauzimaju ogromna područja planeta kompleksima za skladištenje niskotlačnog "plavog" goriva;
• koristiti skupe i eksplozivne visokotlačne plinske spremnike.

Kao rezultat toga, kako bi se neutralizirali gore navedeni negativni aspekti, izbor je napravljen u korist podzemnih skladišta, a to su kontejneri smješteni na značajnoj dubini. Što se u većini slučajeva kreće od 300 do 1000 metara. I tamo možete pohraniti gorivo u spremnike koje je stvorila priroda.

Ukupno su inženjeri naučili uspješno koristiti 7 vrsta spremnika prirodnog plina:

• formirana u poroznim formacijama zasićenim vodom;
• konzervirano nakon proizvodnje ugljikohidrata, naime plina, ulja;
• nastala u naslagama kamene soli;
• nastao u radovima rudnika;
• stvoren u izdržljivim permafrost stijenama;
• s niskotemperaturnom ledenom ljuskom;
• nastala nakon podzemnih atomskih eksplozija.

Iako postoji mnogo opcija, samo se prve 4 metode skladištenja plina razlikuju u praktičnosti.Preostale opcije spremnika prikladne su samo teoretski.

Podzemno skladište plina u Sjevernom Stavropolu najveće je na svijetu, a tamo pohranjene rezerve plina mogu zadovoljiti godišnju potražnju za gorivom tako velike zemlje kao što je Francuska. Budući da je skladišni prostor čak 680 km²

Razlog zašto su preostale tri opcije nepraktične je sljedeći:

• Plin se može skladištiti u smrznutim stijenama, što dokazuje nekoliko postojećih skladišta u sjevernim regijama planeta. Ali njihove su količine izuzetno beznačajne, stoga danas nemaju nikakav industrijski značaj.
• Spremnici nastali podzemnim nuklearnim eksplozijama sasvim su pogodni za skladištenje značajnih rezervi plina, što je već eksperimentalno dokazano. Ali poanta je da je moćno oružje testirano daleko od mjesta gdje su ljudi živjeli. Stoga tamo obično nema potrošača niti komunalija.

Zbog toga su ove vrste spremnika jednostavno neprikladne za uporabu.

Iako se podzemna skladišta plina nazivaju skladištima, zapravo im očuvanje plina nije primarna zadaća. Budući da se ono što je u njima uglavnom koristi za izravnavanje neravnomjernosti potrošnje. Koji može biti dnevni, tjedni, sezonski. Samo u krajnjoj nuždi stvaraju se UGS postrojenja za ublažavanje posljedica okolnosti više sile.

Zatim ćemo detaljnije razmotriti svaku od opcija za skladištenje plina pod zemljom.

Opcija #1 - skladištenje u formacijama zasićenim vodom

Skladišni objekti u formacijama zasićenim vodom projektirani su tako da izjednače učinke sezonske neravnomjernosti u korištenju plina. I također stvoriti strateške rezerve.

Važna značajka dizajna takvih skladišnih objekata je minimalno ljudsko sudjelovanje - najčešće u fazi stvaranja bušotina potrebnih za utiskivanje plina.

Karta Rusije pokazuje da se podzemna skladišta plina nalaze u blizini magistralnih plinovoda i velikih naseljenih područja. I to nije slučajno, budući da su skladišta dizajnirana kako bi se osigurala stabilnost potrošnje plina, za što bi trebali biti u neposrednoj blizini velikih objekata

Ovi kontejneri se traže u arteškim formacijama. Skladišta plina stvaraju se tamo gdje je struktura stijene propusna i porozna. Preostalu tekućinu uklanja plin, koji je komprimira i potom istiskuje.

Sami takozvani spremnici za skladištenje goriva zapravo nisu takvi. Točnije, uopće ih nema – koriste se kao skladišni prostor šupljine u poroznim slojevima. A cijeli postupak stvaranja skladišta plina sastoji se od istiskivanja dijela vode na periferiju. To rade kako bi stvorili prostor za "plavo" gorivo.

Gore opisani postupak može se dovršiti samo ako tome pridonose brojni čimbenici:

• Porozni propusni sloj prekriven je kupolom (pokrovcem) od plinonepropusnih stijena, koje su obično stlačene gline.
• Vodonosnik se proteže od granica skladišta desetcima kilometara. A još je bolje ako ima pristup površini. Sve navedeno omogućuje plinu da uspješno istisne vodu u formaciji.
• Duljina kupole dovoljna je da omogući skladištenje značajnih količina plina.
• Poroznost i propusnost stijene osigurava prihvatljivi kapacitet plina i sposobnost njegovog oslobađanja tijekom razvoja.

Ako barem jedan od uvjeta nije ispunjen, tada će biti nemoguće stvoriti podzemno skladište.

Princip rada suvremenih podzemnih skladišta je jednostavan. Značajke se mogu ispitati na primjeru velikih podzemnih skladišta plina koji se koriste za izglađivanje sezonskih nepravilnosti.

Dakle, obično se u toploj sezoni u njih pumpa potrebna količina plina. Koji se počinje oduzimati tek s početkom sezone grijanja. Štoviše, u glavnu cijev se ne šalje neka ogromna količina plina, već prosječna, poznata iz radnog iskustva prošlih zima.

I, ako iznenada temperatura naglo padne i dnevna potrošnja postane red veličine veća, tada veliko podzemno skladište plina još uvijek neće povećati volumen povlačenja. A manjak će se pokriti malim skladišnim prostorima dizajniranim za izjednačavanje dnevne i tjedne potrošnje. Razlog je što je lakše i brže odabrati među njima.

Kontejneri s površinom od nekoliko četvornih kilometara smatraju se optimalnim. S razlikom u visini između dna i vrha kupole unutar 10-15 metara

Prednost UGS postrojenja u vodom zasićenim formacijama je njihov značajan kapacitet. Nedostatak je što geolozi, kada proučavaju karakteristike vodonosnika, možda neće identificirati ili uzeti u obzir neki važan čimbenik. Kao rezultat toga, pohrana će biti neupotrebljiva.

A najgore je što se to nerijetko otkrije nakon ogromnih ulaganja u izgradnju nadzemne i podzemne infrastrukture. Često postoje i manje značajne poteškoće, od kojih je rad podzemnih skladišta plina u stijenama zasićenim vodom popraćen značajnim neplaniranim troškovima.

Opcija # 2 - spremnici nakon proizvodnje ugljikovodika

Inženjerski kompleksi koji pripadaju ovoj vrsti služe za izglađivanje sezonskih fluktuacija u potrošnji "plavog" goriva. I također stvoriti strateške rezerve.

Podzemna skladišta su tražena zbog činjenice da je njihovo stvaranje i rad ekonomski najisplativije. I ogromni nadzemni spremnici plina (prikazani na fotografiji) koriste se ako nije moguće koristiti glavne plinovode iz podzemnih skladišta plina. Osim toga, spremnici prikazani na fotografiji obično skladište samo ukapljeni plin

Dizajn skladišnih objekata ove vrste je isti kao u slučaju analoga stvorenih u formacijama zasićenim vodom. To jest, gorivo je pohranjeno u šupljinama poroznih stijena.

UGS postrojenja stvorena u stijenama gdje su se nekad nalazili ugljikovodici najzastupljenija su na svijetu. Dakle, njihov broj doseže značajnih 70%, razlog za to su brojne prednosti.

To uključuje: značajne kapacitete i uštede na kapitalnim ulaganjima u istraživanje, stvaranje infrastrukture ili barem njezinog dijela, bušenje - proizvodnja nafte i plina već je provedena na mjestu stvaranja takvih podzemnih skladišta plina.

Treba imati na umu da ukopani spremnici plina nisu podzemna skladišta. Budući da su dizajnirani za rješavanje potpuno različitih problema. I završavaju pod zemljom samo kako bi isparavanje ukapljenog plina bilo učinkovitije u jakim mrazima. I to bez ikakvih troškova. A također uvjetno podzemno postavljanje spremnika za plin omogućuje vam uštedu korisnog prostora negdje na vašoj osobnoj parceli

Ali spremnici sačuvani nakon proizvodnje ugljikovodika ne mogu se nazvati idealnim.

Imaju mnoge nedostatke:

• problemi s nepropusnošću starih bušotina - to se posebno odnosi na bivša naftna polja;
• nedovoljna poroznost, propusnost stijena;
• miješanje plina s ostacima nafte - što ponekad dovodi do značajnih gubitaka, jer se dobivena smjesa više ne može koristiti.

Također, plin često razvija opasnu nečistoću u obliku sumporovodika u naftnim poljima. Što je štetno za ljudsko zdravlje, a također uništava sve vrste čeličnih konstrukcija, čak i one koje se odnose na nehrđajući čelik.

Rad podzemnih skladišta plina koji se temelje na područjima osiromašenih ležišta ugljikovodika moguć je zbog činjenice da plin, kada se utisne, istiskuje preostalu naftu iz željene formacije. Osim toga, poput vode, ima učinak stlačivosti i pokretljivosti, što olakšava zadatak uređenja spremnika. Ponekad se nafta pod pritiskom plina ne istiskuje u stijenu, već se diže do vrha, što postaje dodatni izvor zarade.

Opcija #3 - rezervoari u naslagama kamene soli

Takvi spremnici s plinom služe za izravnavanje dnevnih i tjednih neravnomjernosti njegove upotrebe, a također sudjeluju u izravnavanju sezonske. Osim toga, skladišta u solnim formacijama uspješno se nose s ulogom rezervnog izvora za važne potrošače.

Postoje samo 2 popularna načina skladištenja plina pod zemljom. Naime, u propusnim poroznim slojevima i kavernama ispranim u naslagama soli. Prva opcija se koristi kada trebate stvoriti veliku pohranu, druga - samo za rješavanje lokalnih problema

Navedeni objekti PHS-a nastaju ispiranjem dijela naslaga soli kako bi se stvorila šupljina potrebne veličine. U tu svrhu u početku se buši nekoliko bunara kroz koje se voda opskrbljuje dulje vrijeme.

Iako je opisani postupak dugotrajan i skup, isplati se jer se utisnuti prirodni plin skladišti bez gubitaka. Razlog je taj što su slane špilje hermetične. Osim toga, oni imaju učinak samoizlječenje — tektonske i druge pukotine brzo se obrastaju naslagama soli.

Prednost izgradnje takvih podzemnih skladišta plina je u tome što se potrebna količina goriva povlači praktički bez ograničenja brzine. Što je nekoliko puta više nego kod izvođenja istih operacija u spremnicima drugih vrsta. A također važna prednost UGS objekata izgrađenih u slanim špiljama je visok postotak ekstrakcije plina - jedan od najviših među svim svojim vrstama.

Stijena za skladištenje plina treba biti kao što je prikazano na fotografiji. Odnosno, propusne i imaju dovoljno prostora za smještaj velike količine goriva. Osim toga, struktura formacije treba omogućiti lako istiskivanje vode i naftnih ostataka

Ali broj kaverni u slojevima soli ne prelazi 2% od ukupnog broja skladišnih objekata.

Na ovaj pokazatelj utječu brojni negativni aspekti:

• Prisutnost velikih količina slane vode nakon ispiranja špilja radi uštede plina. Kao rezultat toga, ako u blizini nema mora ili barem postrojenja za preradu soli, nema se gdje staviti tekućinu. Što je glavni razlog male količine ove vrste UGS-a.
• Smanjenje korisnog volumena tijekom rada. Ova pojava je uzrokovana isparavanjem soli na mjestima s višim tlakom i nakupljanjem tamo gdje je on niži.
• Pojava nečistoća u plinu, koji često postaju ostaci tekućine prethodno korištene za ispiranje špilje.
• Manji svesci, što ne dopušta stvaranje rezervi u dovoljnim količinama.

Zbog toga se skladišta soli obično koriste samo tamo gdje nije moguće koristiti gore navedene vrste spremnika.

Opcija #4 - UGS u rudarskim radovima

Njihov volumen je beznačajan. Ipak, Šveđani i Norvežani dio svojih strateških rezervi plina čuvaju upravo u takvim kontejnerima.

PVC u rudnicima jedino je skladište plina koje su u potpunosti opremili ljudi. Dakle, u jednom od rudnika, eksplozije stvaraju kontejner, koji se zatim oblaže čeličnim limom.

Ovako izgledaju slane pećine koje se koriste za skladištenje plina. Hermetički su zatvoreni i pouzdani, ali su ograničenih dimenzija te su stoga prikladni za izradu PSP-a manjeg volumena. I to isključivo za rješavanje lokalnih problema. Na primjer, u Rusiji, od 27 skladišta koja se danas koriste, samo su 2 skladišta soli.

Iako je zbog visokog postotka i stope povlačenja isplativo upravljati podzemnim skladištima plina u napuštenim rudnicima, njihov broj se u skoroj budućnosti neće značajno povećati. Razlog je što je opisane skladišne ​​objekte teško izgraditi. Budući da nije uvijek moguće postići potpunu nepropusnost, što dovodi do značajnih gubitaka.

To se događa zbog činjenice da tijekom rada rudnika pokušavaju tamo opskrbiti maksimalnu količinu zraka. Zašto se stvara ventilacijski sustav s puno izlaza na površinu, koji se ne mogu uvijek zatvoriti prilikom uređenja skladišnog prostora?

Kao rezultat toga, danas postoji samo nekoliko uspješnih primjera provedbe ideje o skladištenju plina u napuštenim rudnicima (u Švedskoj, Norveškoj, Njemačkoj).

Jesu li skladišni prostori hermetički zatvoreni?

Curenje goriva uobičajeni je proces koji se ne može izbjeći. Jer previše je razloga.

Radi praktičnosti, podijeljeni su u 3 kategorije:

• geološki;
• tehnološki;
• tehničkog.

Grupi geološki razloga uključuju heterogenost pokrova UGS-a, prisutnost tektonskih rasjeda, kao i značajke hidrodinamike i geokemije. Na primjer, plin može jednostavno migrirati kroz formaciju, a stručnjaci na to ni na koji način neće utjecati.

Tehnološki uzroci su među najčešćim budući da se redovito pojavljuju pogreške pri procjeni bilo kojih činjenica. Na primjer, učinkovitost hidrozamki, rezerve plina i tekući fizikalni i kemijski procesi.

Često se bušenjem bušotina dolazi do željenih slojeva. Štoviše, njegova se tehnologija ne razlikuje od sličnih postupaka kada se pokušava doći do nalazišta plina i nafte

Tehnički razlozi najčešće su povezani sa stanjem korištenih bušotina kroz koje se utiskuje plin.

Značajke stvaranja podzemnih skladišta plina

U 95% slučajeva stvaraju se podzemna skladišta istiskivanje vode plinom, naftni ostaci iz poroznih formacija. Na taj način nastaju “kontejneri” za skladištenje “plavog” goriva.

A najvažnija značajka je da se volumen plina koji se koristi za istiskivanje tekućina ne može naknadno koristiti za isporuku potrošačima. Njegova je zadaća spriječiti povratak vode i ostataka ugljikovodika na staro mjesto. Inače će spremište jednostavno prestati postojati.

Odnosno navedeni plin je pufer. U pravilu, to nije manje od polovice ukupnog volumena koji se pumpa u podzemna skladišta plina. A u nekim slučajevima postoji 3 puta više međuspremnog plina od onog što se može koristiti za opskrbu potrošača, tzv. aktivan.

Zanimljivo je da se količina pufer plina ne može unaprijed izračunati.Odnosno, sve se ispituje isključivo eksperimentalno. Što u mnogim slučajevima traje godinama. Ipak, kada je dobiveni rezultat nezadovoljavajući, puferski plin se može ispumpati u cijelosti.

Postupak punjenja spremišta

Nakon što su geolozi proučili formaciju i odlučili da se skladište plina može stvoriti na pravom mjestu, proizvođači plina grade inženjerski kompleks.

Suvremena podzemna skladišta plina najsigurniji su način skladištenja rezervi plina. No njegovo često curenje veliki je problem plinarima i ekolozima koji takve slučajeve smatraju značajnim problemom za okoliš. A događa se i to, kao što je prikazano na fotografiji (u daljini se vidi požar u jednom od mađarskih podzemnih skladišta plina)

A tada počinje utiskivanje “plavog” goriva u buduće podzemno skladište plina, koje se doprema iz najbližeg glavni cjevovod. I ide na mjesto čišćenja, gdje se uklanjaju sve vrste mehaničkih nečistoća.

Čisto gorivo se dovodi do mjerenja i mjernog mjesta. A nakon toga u kompresorsku radionicu, gdje se vrši kompresija - to je naziv za pripremu plina za pumpanje u skladište. Predstavlja povećanje tlaka plina na željenu vrijednost.

Zatim se transportira do točaka distribucije plina. Pri čemu se ukupni protok dijeli na nekoliko i dovodi u različite tehnološke linije. Odatle se šalje kroz oblake u bušotine radi ubrizgavanja.

Tijekom cijelog procesa stručnjaci prate brojne parametre, uključujući tlak i temperaturu plina te produktivnost svake bušotine.

Zaključci i koristan video na tu temu

Dolje priloženi video posvećen je temi stvaranja podzemnih skladišta plina kako bi se izgladila neravnomjerna potrošnja goriva koje će se isporučivati ​​plinovodom Snaga Sibira.

Podzemna skladišta plina najpouzdaniji su i najprofitabilniji način za izravnavanje neravnomjerne potrošnje plina i osiguranje njegove stabilne opskrbe u slučaju više sile. A što je najzanimljivije, za to ne trebamo zahvaliti ljudskom geniju, već prirodi, koja je razborito stvorila slojeve stijena pogodne za to..

Jeste li osobno sudjelovali u stvaranju podzemnih skladišta plina i želite dopuniti gornji materijal korisnim informacijama? Ili ste primijetili neslaganje u činjenicama? Ostavite svoje primjedbe i komentare - blok povratnih informacija nalazi se ispod članka.