Како функционишу подземна складишта гаса: погодне методе за складиштење природног гаса

Чини се да знање о томе како су пројектована подземна складишта гаса нема практичан значај за просечног корисника.Али човечанство превише зависи од „плавог” горива и заиста желимо да будемо сигурни да никада неће бити прекида у његовом снабдевању. зар није тако?

А сваки сународник може да се умири информацијама о подземним складиштима гаса (УГС) - све док су пуна, неће бити проблема са снабдевањем гасом. Прочитајте више о структури складиштења и карактеристикама складиштења у нашем чланку.

Изградња подземних складишта гаса

Ако власници приватних кућа користе гас за складиштење гаса за домаће потребе резервоари за гас, онда на националном нивоу говоримо о потпуно различитим опцијама складиштења. Дакле, званично, подземна складишта гаса су комплекси инжењерских објеката који служе за убризгавање, складиштење и повлачење „плавог“ горива. Састоје се од надземних и подземних компоненти.

ДО тло односе:

• тачка дистрибуције гаса, који служи за дистрибуцију тока гаса у неколико технолошких процеса;
• компресорска радњагде се припрема гориво (повећањем притиска) за убризгавање у бушотине;
• Постројења за пречишћавање гаса.

Под земљом Компоненте ПГС-а су: бунари, експлоатација, резервоари. И последња тачка (контејнери) је најзанимљивија - како је уређено складиште гаса зависи од тога где се чува „плаво“ гориво.

Савремена подземна складишта гаса су по изгледу слична великим фабрикама. Како би се обезбедило убризгавање/вађење горива неопходно је користити моћан компресор, опрему за чишћење и другу опрему. Које опслужују стотине, па чак и хиљаде специјалиста

Преглед резервоара за складиштење гаса

Са истом тежином, гас заузима много веће површине од било које чврсте материје. А пошто се користи у огромним количинама, за складиштење су потребни исти контејнери.

Штавише, стручњаци су пре једног века напустили складиштење гаса у вештачким надземним резервоарима.

Разлог је тај што би то захтевало:

• заузимају огромна подручја планете са комплексима за складиштење "плавог" горива ниског притиска;
• користите скупе и експлозивне резервоаре за гас високог притиска.

Као резултат тога, да би се неутралисали горе наведени негативни аспекти, избор је направљен у корист подземних складишта, а то се сматрају контејнерима који се налазе на значајној дубини. Што се, у већини случајева, креће од 300 до 1000 метара. И тамо можете складиштити гориво у резервоарима које је створила природа.

Укупно, инжењери су научили да успешно користе 7 врста резервоара за складиштење природног гаса:

• формирана у порозним формацијама засићеним водом;
• очувани након производње угљених хидрата, односно гаса, нафте;
• формирана у наслагама камене соли;
• настала у раду рудника;
• створена у трајним стенама пермафроста;
• са нискотемпературном леденом шкољком;
• настала након подземних атомских експлозија.

Иако постоји много опција, само прве 4 методе складиштења гаса се разликују у практичности.Преостале опције резервоара су погодне само теоретски.

Подземно складиште гаса у Северном Ставропољу највеће је на свету, а резерве гаса које се тамо складиште су способне да задовоље годишњу потражњу за горивом тако велике земље као што је Француска. С обзиром да је површина складишта чак 680 км²

Разлог зашто су преостале три опције непрактичне је следећи:

• Гас се може складиштити у замрзнутим стенама, о чему сведочи неколико постојећих складишта у северним регионима планете. Али њихове количине су изузетно незнатне, стога данас немају никакав индустријски значај.
• Контејнери формирани подземним нуклеарним експлозијама су прилично погодни за складиштење значајних резерви гаса, што је већ експериментално доказано. Али поента је да је моћно оружје тестирано далеко од места где су људи живели. Дакле, тамо обично нема потрошача ни комуналних предузећа.

Као резултат тога, ове врсте контејнера су једноставно неприкладне за употребу.

Иако се подземна складишта гаса називају складишта, у ствари, очување гаса није њихов примарни задатак. Пошто се оно што је у њима углавном користи за изглађивање неравномерности потрошње. Која може бити дневна, недељна, сезонска. Само у крајњој нужди се стварају објекти УГС-а да би се ублажиле последице околности више силе.

Затим ћемо детаљније размотрити сваку од опција за складиштење гаса под земљом.

Опција #1 - складиштење у формацијама засићеним водом

Складишни објекти у формацијама засићеним водом су пројектовани да изравнају ефекте сезонских неуједначености у коришћењу гаса. И такође да створи стратешке резерве.

Важна карактеристика дизајна таквих складишних објеката је минимално људско учешће - најчешће у фази стварања бунара неопходних за убризгавање гаса.

Мапа Русије показује да се подземна складишта гаса налазе у близини магистралних гасовода и великих насељених места. И то није случајно, јер су складишта дизајнирана да обезбеде стабилност потрошње гаса, за шта би требало да буду у непосредној близини великих објеката

Ови контејнери се траже у артешким формацијама. Складишта гаса се стварају тамо где је структура стена пропусна и порозна. Преостала течност се уклања гасом, који је компримира, а затим истискује.

Сами такозвани резервоари за складиштење горива заправо нису такви. Тачније, уопште их нема - користе се као складишни простор празнине у порозним слојевима. А цео поступак за стварање складишта гаса састоји се од измештања дела воде на периферију. Они то раде како би створили простор за „плаво“ гориво.

Горе описани поступак може се завршити само ако томе доприносе бројни фактори:

• Порозни пропусни слој је прекривен куполом (капом) од гасонепропусних стена, које су најчешће сабијене глине.
• Водоносни слој се протеже од граница складишта на десетине километара. А још је боље ако има приступ површини. Све наведено омогућава гасу да успешно истисне воду у формацији.
• Дужина куполе је довољна да обезбеди могућност складиштења значајних количина гаса.
• Порозност и пропусност стене обезбеђује прихватљив капацитет гаса и могућност његовог ослобађања током развоја.

Ако бар један од услова није испуњен, онда ће бити немогуће направити подземно складиште.

Принцип рада савремених подземних складишта је једноставан. Карактеристике се могу испитати на примеру великих подземних складишта гаса који се користе за изглађивање сезонских неправилности.

Дакле, обично у топлој сезони потребна количина гаса се пумпа у њих. Који почиње да се одузима тек са почетком грејне сезоне. Штавише, у магистралну цев се не шаље нека огромна количина гаса, већ просечна, позната из радног искуства претходних зима.

А, ако изненада температура нагло падне и дневна потрошња постане за ред величине већа, онда велико подземно складиште гаса и даље неће повећати обим повлачења. А недостатак ће бити покривен малим складишним објектима дизајнираним да изједначе дневну и недељну потрошњу. Разлог је у томе што је лакше и брже изабрати међу њима.

Контејнери са површином од неколико квадратних километара сматрају се оптималним. Са разликом у висини између дна и врха куполе унутар 10-15 метара

Предност објеката УГС у водозасићеним формацијама је њихов значајан капацитет. Недостатак је што геолози, када проучавају карактеристике водоносног слоја, можда неће идентификовати или узети у обзир неки важан фактор. Као резултат, складиште ће бити неупотребљиво.

А најгоре је што се то често открива после огромних улагања у изградњу надземне и подземне инфраструктуре. Често постоје и мање значајне невоље, од којих је рад подземних складишта гаса у стенама засићеним водом праћен значајним непланираним трошковима.

Опција #2 - контејнери након производње угљоводоника

Инжењерски комплекси који припадају овом типу служе за ублажавање сезонских флуктуација у потрошњи „плавог“ горива. И такође да створи стратешке резерве.

Подземна складишта су тражена због чињенице да су њихово стварање и рад економски најисплативији. И огромни надземни резервоари за гас (приказани на фотографији) се користе ако није могуће користити магистралне гасоводе из подземних складишта гаса. Поред тога, контејнери приказани на фотографији обично чувају само течни гас

Дизајн складишних објеката ове врсте је исти као у случају аналога створених у формацијама засићеним водом. То јест, гориво се складишти у празнинама порозних стена.

Постројења УГС створена у стенама где су се некада налазили угљоводоници су најзаступљенија на свету. Дакле, њихов број достиже значајних 70%, разлог за то су бројне предности.

То укључује: значајне капацитете и уштеде на капиталним улагањима у истраживање, стварање инфраструктуре или барем њеног дела, бушење – производња нафте и гаса је већ извршена на месту стварања таквих подземних складишта гаса.

Требало би разумети да закопани резервоари за гас нису подземна складишта. Пошто су дизајнирани да решавају потпуно различите проблеме. И завршавају под земљом само да би испаравање течног гаса било ефикасније у тешким мразима. И то без икаквих трошкова. А такође и условно подземно постављање резервоара за гас омогућава вам да уштедите користан простор негде на вашој личној парцели

Али контејнери сачувани након производње угљоводоника не могу се назвати идеалним.

Они имају много недостатака:

• проблеми са непропусношћу старих бунара - ово посебно важи за некадашња нафтна поља;
• недовољна порозност, пропусност стена;
• мешање гаса са остацима нафте - што понекад доводи до значајних губитака, пошто се добијена смеша више не може користити.

Такође, гас често развија опасну нечистоћу у облику водоник-сулфида у нафтним пољима. Што је штетно по људско здравље, а такође уништава све врсте челичних конструкција, чак и оне које се односе на нерђајући челик.

Рад подземних складишта гаса заснованих на подручјима осиромашених налазишта угљоводоника је могућ због чињенице да гас, када се убризгава, истискује преосталу нафту из жељене формације. Поред тога, као и вода, има ефекат стишљивости и покретљивости, што олакшава задатак уређења контејнера. Понекад се нафта под притиском гаса не истискује у стену, већ се диже до врха, што постаје додатни извор профита.

Опција #3 - резервоари у наслагама камене соли

Такви контејнери са гасом служе за изглађивање дневних и недељних неравномерности његовог коришћења, а такође учествују у изравнавању сезонског. Поред тога, складишта у сланим формацијама успешно се носе са улогом резервног извора за важне потрошаче.

Постоје само 2 популарна начина складиштења гаса под земљом. Наиме, у пропусним порозним слојевима и кавернама испраним у наслагама соли. Прва опција се користи када је потребно да направите велико складиште, друга - само за решавање локалних проблема

Наведени ПГС објекти настају испирањем дела наслага соли како би се створила шупљина потребне величине. У ту сврху у почетку се буши неколико бунара, кроз које се вода снабдева током дужег временског периода.

Иако је описани поступак дуготрајан и скуп, исплати се, јер се убризгани природни гас складишти без губитака. Разлог је тај што су слане пећине херметички затворене. Поред тога, они имају ефекат самоизлечење — тектонске и друге пукотине брзо зарасту наслагама соли.

Предност изградње оваквих подземних складишта гаса је у томе што се потребна количина горива повлачи практично без ограничења брзине. Што је неколико пута више него када се исте операције обављају у контејнерима других врста. Такође, важна предност објеката УГС изграђених у сланим пећинама је висок проценат екстракције гаса - један од највиших међу свим врстама.

Камен за складиштење гаса треба да буде као што је приказано на фотографији. То јест, пропусни су и имају довољно простора за смештај велике количине горива. Поред тога, структура формације треба да омогући лако измештање остатака воде и нафте

Али број пећина у слојевима соли не прелази 2% од укупног броја складишних објеката.

На овај индикатор утиче низ негативних аспеката:

• Присуство великих количина слане воде након испирања пећина ради уштеде гаса. Као резултат тога, ако у близини нема мора или барем постројења за прераду соли, нема где ставити течност. Шта је главни разлог мале количине оваквог УГС-а.
• Смањење корисне запремине током рада. Ова појава је узрокована испаравањем соли на местима са вишим притиском и акумулацијом где је нижи.
• Појава нечистоћа у гасу, који често постају остаци течности која се раније користила за испирање пећине.
• Мање свеске, што не дозвољава стварање резерви у довољним количинама.

Као резултат тога, складишта соли се обично користе само тамо где није могуће користити горе наведене врсте контејнера.

Опција #4 - УГС у рударским радовима

Њихов обим је безначајан. Ипак, Швеђани и Норвежани део својих стратешких резерви гаса складиште управо у контејнерима овог типа.

ПВЦ у руднику је једино складиште гаса потпуно опремљено људима. Дакле, у једном од рудника, експлозије стварају контејнер, који је затим обложен челичним лимовима.

Овако изгледају слане пећине које се користе за складиштење гаса. Они су херметички затворени и поуздани, али имају ограничене димензије и због тога су погодни за стварање ПГС објеката мале запремине. И то искључиво за решавање локалних проблема. На пример, у Русији, од 27 складишта која се данас користе, само 2 су складиште соли.

Иако је због високог процента и стопе повлачења исплативо користити подземна складишта гаса у напуштеним рудницима, њихов број се неће значајно повећати у блиској будућности. Разлог је што су описани складишни објекти тешко градити. Пошто није увек могуће постићи потпуну затегнутост, што доводи до значајних губитака.

То се дешава због чињенице да током рада рудника покушавају да испоруче максималну количину ваздуха тамо. Зашто се ствара вентилациони систем са пуно излаза на површину, који се не може увек заптити приликом уређења складишта?

Као резултат тога, данас постоји само неколико успешних примера имплементације идеје о складиштењу гаса у напуштеним рудницима (у Шведској, Норвешкој, Немачкој).

Да ли су складишта херметички затворена?

Цурење горива су уобичајени процеси који се не могу избећи. Зато што има превише разлога.

Ради практичности, подељени су у 3 категорије:

• геолошка;
• технолошки;
• технички.

Групи геолошке разлозима укључују хетерогеност покривача УГС, присуство тектонских раседа, као и карактеристике хидродинамике и геохемије. На пример, гас може једноставно мигрирати кроз формацију, а стручњаци на то неће утицати ни на који начин.

технолошке узроци су међу најчешћим јер се грешке редовно јављају приликом процене било које чињенице. На пример, ефикасност хидрозамки, резерве гаса и текући физички и хемијски процеси.

Често се бушење бунара користи да се дође до жељених слојева. Штавише, његова технологија се не разликује од сличних процедура када се покушава доћи до налазишта гаса и нафте

Технички разлози најчешће се повезују са стањем коришћених бунара кроз које се убризгава гас.

Карактеристике стварања подземних складишта гаса

У 95% случајева стварају се подземна складишта истискујући воду гасом, остаци нафте из порозних формација. На тај начин се стварају „контејнери” за складиштење „плавог” горива.

А најважнија карактеристика је да се количина гаса која се користи за истискивање течности не може накнадно искористити за испоруку потрошачима. Њен задатак је да спречи да се остаци воде и угљоводоника врате на старо место. У супротном, спремиште ће једноставно престати да постоји.

То јест, наведени гас је тампон. По правилу, то није мање од половине укупне запремине упумпане у подземна складишта гаса. А у неким случајевима има 3 пута више пуферског гаса него што се може искористити за снабдевање потрошача, што је тзв. активан.

Занимљиво је да се количина пуфер гаса не може унапред израчунати.Односно, све се тестира искључиво експериментално. Што у многим случајевима траје годинама. Али ипак, када је добијени резултат незадовољавајући, пуферски гас се може испумпати у потпуности.

Поступак пуњења складишта

Након што су геолози проучили формацију и одлучили да се складиште гаса може направити на правом месту, произвођачи гаса граде инжењерски комплекс.

Савремена подземна складишта гаса су најсигурнији начин складиштења резерви гаса. Али његово често цурење представља велики проблем за раднике на гасу и екологе, који такве случајеве сматрају значајним проблемом за животну средину. И то се такође дешава, као што је приказано на фотографији (у даљини се види пожар у једном од мађарских подземних складишта гаса)

И тада почиње убризгавање „плавог“ горива у будуће подземно складиште гаса, које се снабдева из најближег магистрални цевовод. И иде на место чишћења, где се уклањају све врсте механичких нечистоћа.

Чисто гориво се испоручује на мерно и мерно место. А након тога, до компресорске радње, где се врши компресија - ово је назив за припрему гаса за пумпање у складиште. Представља повећање притиска гаса до жељене вредности.

Затим се транспортује до тачака дистрибуције гаса. При чему се укупан проток дели на неколико и доводи на различите технолошке линије. Одатле се шаље кроз перјанице до бунара за ињектирање.

Током читавог процеса, стручњаци прате бројне параметре, укључујући притисак и температуру гаса, као и продуктивност сваке бушотине.

Закључци и користан видео на тему

Видео у прилогу у наставку је посвећен теми стварања подземних складишта гаса како би се изгладила неравномерна потрошња горива које ће испоручивати гасовод Снага Сибира.

Подземна складишта гаса су најпоузданији и најисплативији начин да се изравна неуједначена потрошња гаса и обезбеди његово стабилно снабдевање у случају више силе. А најинтересантније је да за то не треба да се захвалимо људском генију, већ природи, која је мудро створила слојеве стена погодне за ово.

Да ли сте лично учествовали у стварању подземних складишта гаса и желите да допуните горњи материјал корисним информацијама? Или сте приметили неслагање у чињеницама? Оставите своје примедбе и коментаре - блок за повратне информације се налази испод чланка.