A földalatti gáztárolók működése: megfelelő módszerek a földgáz tárolására
Úgy tűnik, hogy a földalatti gáztárolók tervezésének ismeretének nincs gyakorlati jelentősége az átlagos felhasználó számára.De az emberiség túlságosan függ a „kék” üzemanyagtól, és nagyon szeretnénk biztosak lenni abban, hogy soha nem lesz fennakadás az ellátásában. Nem igaz?
És minden honfitársát megnyugtathatja a föld alatti gáztárolókról (UGS) szóló információ – amíg megtelnek, addig nem lesz gond a gázellátással. A tárolási szerkezetről és a tárolási funkciókról cikkünkben olvashat bővebben.
A cikk tartalma:
Földalatti gáztárolók építése
Ha a magánházak tulajdonosai gázt használnak a háztartási szükségletek tárolására gáztartályok, akkor országos viszonylatban teljesen más tárolási lehetőségekről beszélünk. Így hivatalosan a földalatti gáztárolók olyan mérnöki építmények komplexumai, amelyek a „kék” üzemanyag befecskendezésére, tárolására és kivonására szolgálnak. Föld feletti és földalatti elemekből állnak.
NAK NEK talaj viszonyul:
- gázelosztó pont, amely a gázáram több technológiai folyamatban történő elosztását szolgálja;
- kompresszorműhelyahol üzemanyagot készítenek elő (a nyomás növelésével) a kutakba való befecskendezésre;
- Gáztisztító üzemek.
Föld alatt Az UGS összetevői: kutak, üzemek, tartályok. És az utolsó pont (tartályok) a legérdekesebb - maga a gáztároló elrendezése attól függ, hogy hol tárolják a „kék” üzemanyagot.
A gáztároló tartályok felülvizsgálata
Ugyanolyan súly mellett a gáz sokkal nagyobb területeket foglal el, mint bármely szilárd anyag. És mivel hatalmas mennyiségben használják, ugyanazok a tartályok szükségesek a tároláshoz.
Ráadásul a szakértők egy évszázaddal ezelőtt felhagytak az ember alkotta föld feletti tározókban a gáztározással.
Ennek oka az, hogy ehhez:
- a bolygó hatalmas területeit elfoglalják komplexekkel az alacsony nyomású „kék” üzemanyag tárolására;
- használjon drága és robbanásveszélyes nagynyomású gáztartályokat.
Ennek eredményeként a fent felsorolt negatív szempontok semlegesítése érdekében a földalatti tárolók mellett döntöttek, amelyek jelentős mélységben elhelyezett konténereknek minősülnek. Ami a legtöbb esetben 300 és 1000 méter között mozog. Az üzemanyagot pedig a természet által létrehozott tartályokban tárolhatja.
Összességében a mérnökök 7 típusú földgáztároló tartály sikeres használatát tanulták meg:
- vízzel telített porózus képződményekben keletkezett;
- szénhidrátok, nevezetesen gáz, olaj előállítása után tartósítva;
- kősólerakódásokban keletkezett;
- bányák működésében jött létre;
- tartós permafrost kőzetekben keletkezett;
- alacsony hőmérsékletű jéghéjjal;
- földalatti atomrobbanások után keletkezett.
Bár sok lehetőség van, csak az első 4 gáztárolási mód különbözik praktikusságban.A fennmaradó tartály opciók csak elméletileg alkalmasak.
A fennmaradó három lehetőség kivitelezhetetlensége a következő:
- A gáz a fagyott kőzetekben tárolható, amint azt a bolygó északi régióiban több meglévő tároló is bizonyítja. De mennyiségük rendkívül jelentéktelen, ezért ipari jelentőségük ma már nincs.
- A földalatti atomrobbanások során keletkezett konténerek igen alkalmasak jelentős gáztartalékok tárolására, amit már kísérletileg is bebizonyítottak. De a lényeg az, hogy az erős fegyvereket az emberek lakóhelyétől távol tesztelték. Ezért általában nincsenek ott fogyasztók vagy közművek.
Ennek eredményeként az ilyen típusú tartályok egyszerűen alkalmatlanok a használatra.
Bár a földalatti gáztárolókat tárolóknak nevezik, valójában nem a gázkonzerválás az elsődleges feladatuk. Mivel ami bennük van, az leginkább a fogyasztás egyenetlenségeit simítja el. Ami lehet napi, heti, szezonális. Csak végső esetben hoznak létre UGS létesítményeket a vis maior körülmények következményeinek enyhítésére.
Ezután részletesebben megvizsgáljuk a gáz föld alatti tárolásának minden lehetőségét.
1. lehetőség - tárolás vízzel telített formációkban
A vízzel telített képződményekben található tárolók célja a gázfelhasználás szezonális egyenetlenségei hatásainak kiegyenlítése. És stratégiai tartalékok létrehozására is.
Az ilyen tároló létesítmények tervezésének fontos jellemzője a minimális emberi részvétel - leggyakrabban a gázbefecskendezéshez szükséges kutak létrehozásának szakaszában.
Ezeket a konténereket artézi képződményekben keresik. Gáztárolók jönnek létre, ahol a kőzetszerkezet áteresztő és porózus. A maradék folyadékot gáz távolítja el, amely összenyomja, majd kinyomja.
Maguk az úgynevezett üzemanyagtároló tartályok valójában nem ilyenek. Pontosabban, egyáltalán nincsenek ott - tárolóhelyként használják őket üregek a porózus rétegekben. A gáztároló létrehozásának teljes eljárása pedig abból áll, hogy a víz egy részét a perifériára kell kiszorítani. Ezt azért teszik, hogy helyet teremtsenek a „kék” üzemanyag számára.
A fent leírt eljárás csak akkor hajtható végre, ha ehhez számos tényező hozzájárul:
- A porózus áteresztő réteget gázt át nem eresztő kőzetekből álló kupola (takaró) borítja, amelyek általában összenyomott agyagok.
- A víztartó réteg több tíz kilométeren át húzódik a tároló határaitól. És még jobb, ha hozzáfér a felszínhez. A fentiek mindegyike lehetővé teszi a gáz számára, hogy sikeresen kinyomja a vizet a formációból.
- A kupola hossza elegendő ahhoz, hogy jelentős mennyiségű gáz tárolására alkalmas legyen.
- A kőzet porozitása és permeabilitása biztosítja az elfogadható gázkapacitást és annak felszabadulását a fejlődés során.
Ha legalább egy feltétel nem teljesül, akkor lehetetlen lesz földalatti tárolót létrehozni.
A modern földalatti tárolók működési elve egyszerű. A jellemzők a szezonális egyenetlenségek kiegyenlítésére használt nagyméretű földalatti gáztárolók példáján vizsgálhatók.
Tehát általában a meleg évszakban a szükséges mennyiségű gázt szivattyúzzák beléjük. Amelyet csak a fűtési szezon kezdetével kezdenek elvinni. Ráadásul nem valami hatalmas mennyiségű gáz kerül a fővezetékbe, hanem egy átlagos, az elmúlt tél üzemi tapasztalataiból ismert.
És ha hirtelen a hőmérséklet meredeken csökken, és a napi fogyasztás egy nagyságrenddel magasabb lesz, akkor egy nagy földalatti gáztároló továbbra sem növeli a kitárolás mennyiségét. A hiányt pedig a napi és heti fogyasztás kiegyenlítésére kialakított kis tárolók fogják pótolni. Ennek az az oka, hogy könnyebben és gyorsabban lehet választani közülük.
A vízzel telített képződményekben lévő UGS létesítmények előnye a jelentős kapacitás. Hátránya, hogy a geológusok a vízadó jellemzőinek tanulmányozásakor esetleg nem azonosítanak vagy nem vesznek figyelembe néhány fontos tényezőt. Ennek eredményeként a tárhely használhatatlan lesz.
A legrosszabb pedig az, hogy ez sokszor a föld feletti és földalatti infrastruktúra kiépítésébe történő hatalmas beruházások után derül ki. Gyakran előfordulnak kevésbé jelentős bajok is, amelyekből a vízzel telített kőzetekben a földalatti gáztárolók üzemeltetése jelentős nem tervezett költségekkel jár.
2. lehetőség – konténerek szénhidrogén termelés után
Az ehhez a típushoz tartozó mérnöki komplexumok a „kék” üzemanyag-fogyasztás szezonális ingadozásainak kiegyenlítését szolgálják. És stratégiai tartalékok létrehozására is.
Az ilyen típusú tároló létesítmények kialakítása megegyezik a vízzel telített képződményekben létrehozott analógokéval. Vagyis az üzemanyagot porózus kőzetek üregeiben tárolják.
A világon a legelterjedtebbek az UGS létesítmények, amelyeket olyan kőzetekben hoztak létre, ahol egykor szénhidrogének találhatók. Tehát számuk eléri a jelentős 70%-ot, ennek oka számos előny.
Ezek közé tartozik: jelentős kapacitás és megtakarítás a kutatási beruházások terén, infrastruktúra vagy legalább egy részének létrehozása, fúrás – az ilyen földalatti gáztárolók létrehozásának helyén már olaj- és gázkitermelést végeztek.
De a szénhidrogéngyártás után megőrzött tartályokat nem nevezhetjük ideálisnak.
Számos hátrányuk van:
- problémák a régi kutak tömítettségével - ez különösen igaz a korábbi olajmezőkre;
- elégtelen porozitás, kőzetek áteresztőképessége;
- gáz keverése olajmaradványokkal - ami néha jelentős veszteségekhez vezet, mivel a kapott keverék már nem használható.
Ezenkívül a gáz gyakran veszélyes szennyeződést fejleszt hidrogén-szulfid formájában az olajmezőkön. Ami káros az emberi egészségre, ráadásul mindenféle acélszerkezetet tönkretesz, még a rozsdamentes acélhoz kapcsolódókat is.
A kimerült szénhidrogén lelőhelyeken alapuló földalatti gáztárolók üzemeltetése annak köszönhető, hogy a gáz befecskendezésekor a maradék olajat kiszorítja a kívánt képződményből. Ezenkívül a vízhez hasonlóan összenyomható és mozgékony hatása is van, ami megkönnyíti a tartály elrendezésének feladatát. Néha a gáznyomás alatt lévő olaj nem préselődik a kőzetbe, hanem felemelkedik a tetejére, ami további profitforrássá válik.
3. lehetőség – tározók kősólerakódásokban
Az ilyen gáztartályok a napi és heti használati egyenetlenségek kiegyenlítését szolgálják, és részt vesznek a szezonális kiegyenlítésben is. Ezenkívül a sóképződményekben található tároló létesítmények sikeresen megbirkóznak a fontos fogyasztók tartalékforrásának szerepével.
A megadott UGS létesítmények a sólerakódások egy részének kimosásával jönnek létre, hogy megfelelő méretű üreget hozzunk létre. Ebből a célból kezdetben több kutat fúrnak, amelyeken keresztül hosszú ideig vízellátás történik.
A leírt eljárás hosszadalmas és költséges ugyan, de megtérül, hiszen a besajtolt földgáz veszteségmentesen tárolódik. Ennek az az oka, hogy a sóbarlangok légmentesek. Ezen kívül megvan a hatásuk öngyógyító — a tektonikus és egyéb repedések gyorsan benőnek sólerakódásokkal.
Az ilyen földalatti gáztárolók építésének előnye, hogy a szükséges mennyiségű üzemanyagot gyakorlatilag sebességkorlátozás nélkül vonják ki. Ez többszörösen magasabb, mint amikor ugyanazokat a műveleteket más típusú tartályokban hajtják végre. A sóbarlangokba épített UGS létesítmények fontos előnye a magas gázkitermelés – minden típusa között az egyik legmagasabb.
De a sórétegekben lévő barlangok száma nem haladja meg a tároló létesítmények teljes számának 2%-át.
Ezt a mutatót számos negatív szempont befolyásolja:
- Nagy mennyiségű sós víz jelenléte miután kimosta a barlangokat a gáztakarékosság érdekében. Ennek eredményeként, ha nincs a közelben tenger vagy legalább sófeldolgozó üzem, nincs hova tenni a folyadékot. Mi a fő oka az ilyen típusú UGS kis mennyiségének?
- A hasznos térfogat csökkentése működés közben. Ezt a jelenséget a nagyobb nyomású helyeken a só párolgása és alacsonyabb nyomású helyeken felhalmozódása okozza.
- Szennyeződések megjelenése a gázban, amelyek gyakran a korábban a barlang kimosására használt folyadék maradványai.
- Kisebb kötetek, ami nem teszi lehetővé elegendő mennyiségű tartalék képzését.
Ennek eredményeként a sótárolókat általában csak ott alkalmazzák, ahol nem lehetséges a fent felsorolt típusú tartályok használata.
4. lehetőség – UGS a bányákban
Mennyiségük jelentéktelen. Ennek ellenére a svédek és a norvégok stratégiai gázkészleteik egy részét éppen ilyen konténerekben tárolják.
A PVC a bányában az egyetlen teljesen ember által felszerelt gáztároló. Tehát az egyik bányában a robbanások egy tartályt hoznak létre, amelyet azután acéllemezekkel bélelnek ki.
Bár a felhagyott bányákban a földalatti gáztárolókat a magas kivonási arány és arány miatt kifizetődő üzemeltetni, számuk a közeljövőben nem fog számottevően növekedni. Ennek oka, hogy a leírt tárolók nehezen építhetők. Mivel nem mindig lehet teljes tömítettséget elérni, ami jelentős veszteségekhez vezet.
Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a bánya működése során igyekeznek a maximális mennyiségű levegőt oda juttatni. Miért hoznak létre olyan szellőztető rendszert, ahol sok a felszínre vezető kijárat, amelyet nem mindig lehet lezárni a raktározás során?
Ennek eredményeként ma már csak néhány sikeres példa van a gáz felhagyott bányákban való tárolásának ötletére (Svédországban, Norvégiában, Németországban).
A tárolóhelyek légmentesek?
Az üzemanyagszivárgás gyakori folyamat, amelyet nem lehet elkerülni. Mert túl sok oka van.
A kényelem kedvéért 3 kategóriába sorolhatók:
- geológiai;
- technikai;
- műszaki.
A csoporthoz geológiai okokból Ezek közé tartozik az UGS burkolat heterogenitása, a tektonikus törések jelenléte, valamint a hidrodinamikai és geokémiai jellemzők. Például a gáz egyszerűen átvándorolhat a formáción, és a szakemberek ezt semmilyen módon nem befolyásolják.
Technikai okoz a leggyakoribbak közé tartoznak, mivel a tények értékelése során rendszeresen előfordulnak hibák. Például a hidrocsapdák hatékonysága, a gáztartalékok és a folyamatban lévő fizikai és kémiai folyamatok.
Technikai okok leggyakrabban a használt kutak állapotához kapcsolódnak, amelyeken keresztül gázt injektálnak.
A földalatti gáztárolók kialakításának jellemzői
Az esetek 95%-ában földalatti tárolók jönnek létre gázzal kinyomja a vizet, porózus képződményekből származó olajmaradványok. Ily módon „konténerek” jönnek létre a „kék” üzemanyag tárolására.
A legfontosabb jellemző pedig az, hogy a folyadékok kipréselésére használt gázmennyiség utólag nem használható fel a fogyasztókhoz való eljuttatásra. Feladata, hogy a víz és a szénhidrogén maradványok ne kerüljenek vissza régi helyükre. Ellenkező esetben az adattár egyszerűen megszűnik létezni.
Vagyis a megadott gáz az puffer. Általában nem kevesebb, mint a fele a föld alatti gáztárolókba szivattyúzott teljes mennyiségnek. Néhány esetben pedig 3-szor több puffergáz van, mint amennyi a fogyasztók ellátására felhasználható, amit ún. aktív.
Érdekesség, hogy a puffergáz mennyiségét nem lehet előre kiszámítani.Vagyis mindent kizárólag kísérletileg tesztelnek. Ami sok esetben éveket vesz igénybe. Ennek ellenére, ha a kapott eredmény nem kielégítő, a puffergáz teljes mértékben kiszivattyúzható.
A tároló feltöltésének menete
Miután a geológusok megvizsgáltak egy képződményt, és úgy döntöttek, hogy a megfelelő helyen gáztárolót lehet létrehozni, a gáztermelők mérnöki komplexumot építenek.
Ezután megkezdődik a „kék” üzemanyag befecskendezése a jövőbeni földalatti gáztárolóba, amelyet a legközelebbi helyről szállítanak. fővezeték. És a tisztítóhelyre kerül, ahol mindenféle mechanikai szennyeződést eltávolítanak.
Tiszta tüzelőanyag kerül az adagolási és adagolóhelyre. És ezt követően a kompresszorműhelybe, ahol a kompressziót végzik - ez a neve a gáz előkészítésének a tárolóba szivattyúzáshoz. A gáznyomásnak a kívánt értékre való növekedését jelenti.
Ezután a gázelosztó pontokra szállítják. Ahol a teljes áramlást több részre osztják és különböző technológiai vonalakra szállítják. Onnan csóvákon keresztül a kutakba juttatják injekciózás céljából.
A teljes folyamat során a szakemberek számos paramétert felügyelnek, beleértve a gáznyomást és a hőmérsékletet, valamint az egyes kutak termelékenységét.
Következtetések és hasznos videó a témában
Az alább mellékelt videó a föld alatti gáztárolók létrehozásának témájával foglalkozik, hogy kiegyenlítse a Szibéria hatalma gázvezetéken szállított üzemanyag egyenetlen fogyasztását.
A földalatti gáztárolók a legmegbízhatóbb és legjövedelmezőbb módszer az egyenlőtlen gázfogyasztás kiegyenlítésére és a stabil ellátás biztosítására vis maior esetén. És ami a legérdekesebb, hogy ezért nem az emberi géniusznak kell köszönnünk, hanem a természetnek, amely körültekintően megteremtette az erre alkalmas kőzetrétegeket..
Ön személyesen vett részt a földalatti gáztárolók létrehozásában, és szeretné hasznos információkkal kiegészíteni a fenti anyagot? Vagy észrevett eltérést a tényekben? Hagyja észrevételeit és megjegyzéseit - a visszajelzési blokk a cikk alatt található.
Jó cikk, de nem valószínű, hogy a képen Magyarország látható. Az autók száma jobban hasonlít az oroszokhoz, valamint a Meat és a Baltic reklámozása is)