Kako delujejo podzemna skladišča plina: primerni načini skladiščenja zemeljskega plina

Zdi se, da znanje o tem, kako so zasnovana podzemna skladišča plina, za povprečnega uporabnika nima praktičnega pomena.Toda človeštvo je preveč odvisno od "modrega" goriva in res želimo biti prepričani, da nikoli ne bo motenj v njegovi oskrbi. Ali ni tako?

In vsakega rojaka lahko pomiri podatek o podzemnih skladiščih plina (UGS) - dokler so polni, ne bo težav z oskrbo s plinom. Preberite več o strukturi shranjevanja in funkcijah shranjevanja v našem članku.

Gradnja podzemnih skladišč plina

Če lastniki zasebnih hiš uporabljajo plin za shranjevanje plina za domače potrebe rezervoarji za plin, potem v državnem merilu govorimo o povsem drugih možnostih shranjevanja. Tako so uradno podzemna skladišča plina kompleksi inženirskih objektov, ki služijo za vbrizgavanje, shranjevanje in črpanje "modrega" goriva. Sestavljeni so iz nadzemnih in podzemnih delov.

TO tla nanašati:

• distribucijska točka plina, ki služi za porazdelitev pretoka plina v več tehnoloških procesov;
• prodajalna kompresorjevkjer se pripravi gorivo (z dvigom tlaka) za vbrizgavanje v vrtine;
• Naprave za čiščenje plina.

Podzemlje Sestavni deli UGS so: vrtine, dela, rezervoarji. In zadnja točka (zabojniki) je najbolj zanimiva - kako je urejeno skladišče plina, je odvisno od tega, kje je shranjeno "modro" gorivo.

Sodobna podzemna skladišča plina so po videzu podobna velikim tovarnam. Ker je za zagotovitev vbrizgavanja/odvzema goriva potrebna uporaba močnega kompresorja, čistilne in druge opreme. Ki ga oskrbuje na stotine ali celo tisoče strokovnjakov

Pregled rezervoarjev za plin

Z enako težo zavzame plin veliko večjo površino kot katera koli trdna snov. In ker se uporablja v ogromnih količinah, so za shranjevanje potrebne iste posode.

Poleg tega so strokovnjaki že pred stoletjem opustili skladiščenje plina v umetnih nadzemnih rezervoarjih.

Razlog je v tem, da bi to zahtevalo:

• zasedajo velika območja planeta s kompleksi za shranjevanje nizkotlačnega "modrega" goriva;
• uporabite drage in eksplozivne visokotlačne plinske rezervoarje.

Posledično je bila za nevtralizacijo zgoraj navedenih negativnih vidikov izbrana podzemna skladišča, ki se štejejo za zabojnike, ki se nahajajo na veliki globini. Kar se v večini primerov giblje od 300 do 1000 metrov. In tam lahko shranjujete gorivo v rezervoarjih, ki jih je ustvarila narava.

Skupno so se inženirji naučili uspešno uporabljati 7 vrst rezervoarjev za shranjevanje zemeljskega plina:

• nastane v z vodo nasičenih poroznih formacijah;
• konzervirano po proizvodnji ogljikovih hidratov, in sicer plina, olja;
• nastane v nahajališčih kamene soli;
• ustvarjena v rudnikih;
• ustvarjen v trpežnih permafrostnih kamninah;
• z nizkotemperaturno ledeno lupino;
• nastala po podzemnih atomskih eksplozijah.

Čeprav obstaja veliko možnosti, se le prvi 4 načini shranjevanja plina razlikujejo po praktičnosti.Preostale možnosti rezervoarja so primerne le teoretično.

Podzemno skladišče plina Severni Stavropol je največje na svetu in tam shranjene zaloge plina lahko zadovoljijo letno povpraševanje po gorivu tako velike države, kot je Francija. Ker je območje skladiščenja kar 680 km²

Razlog, da so preostale tri možnosti nepraktične, je naslednji:

• Plin je mogoče shraniti v zamrznjenih kamninah, kar dokazuje več obstoječih skladišč v severnih regijah planeta. Toda njihove količine so zelo majhne, ​​​​zato ​​danes nimajo nobenega industrijskega pomena.
• Zabojniki, ki nastanejo zaradi podzemnih jedrskih eksplozij, so zelo primerni za skladiščenje znatnih zalog plina, kar je bilo že eksperimentalno dokazano. Toda bistvo je, da je bilo močno orožje preizkušeno stran od tam, kjer so ljudje živeli. Zato tam običajno ni porabnikov ali pripomočkov.

Posledično so te vrste posod preprosto neprimerne za uporabo.

Čeprav podzemna skladišča plina imenujemo skladišča, v resnici ohranjanje plina ni njihova primarna naloga. Kajti tisto, kar je v njih, se večinoma uporablja za glajenje neenakomernosti porabe. Ki je lahko dnevna, tedenska, sezonska. Le v skrajni sili se objekti UGS ustvarijo za ublažitev posledic višje sile.

Nato bomo podrobneje preučili vsako od možnosti za shranjevanje plina pod zemljo.

Možnost #1 - skladiščenje v formacijah, nasičenih z vodo

Skladiščni objekti v z vodo nasičenih formacijah so zasnovani tako, da izravnajo učinke sezonske neenakomernosti pri uporabi plina. In tudi za ustvarjanje strateških rezerv.

Pomembna značilnost zasnove takšnih skladišč je minimalna udeležba ljudi - najpogosteje v fazi ustvarjanja vrtin, potrebnih za vbrizgavanje plina.

Zemljevid Rusije kaže, da se podzemna skladišča plina nahajajo v bližini glavnih plinovodov in velikih naseljenih območij. In to ni naključje, saj so skladišča zasnovana tako, da zagotavljajo stabilnost porabe plina, za kar morajo biti v neposredni bližini velikih objektov.

Te posode iščejo v arteških formacijah. Skladišča plina nastajajo tam, kjer je kamninska struktura prepustna in porozna. Preostalo tekočino odstrani plin, ki jo stisne in nato iztisne.

Sami tako imenovani rezervoarji za gorivo to dejansko niso. Natančneje, sploh jih ni - uporabljajo se kot prostor za shranjevanje praznine v poroznih plasteh. In celoten postopek za ustvarjanje skladišča plina je sestavljen iz izpodrivanja dela vode na obrobje. To počnejo, da ustvarijo prostor za "modro" gorivo.

Zgoraj opisani postopek je mogoče izvesti le, če k temu prispeva več dejavnikov:

• Porozno prepustna plast je prekrita s kupolo (pokrovom) iz za plin neprepustnih kamnin, ki so običajno stisnjene gline.
• Vodonosnik sega od meja skladišča več deset kilometrov. In še bolje je, če ima dostop do površine. Vse našteto omogoča, da plin uspešno iztisne vodo v formaciji.
• Dolžina kupole je zadostna, da omogoča shranjevanje znatnih količin plina.
• Poroznost in prepustnost kamnine zagotavlja sprejemljivo kapaciteto plina in sposobnost njegovega sproščanja med razvojem.

Če vsaj eden od pogojev ni izpolnjen, potem ne bo mogoče ustvariti podzemnega skladišča.

Načelo delovanja sodobnih podzemnih skladišč je preprosto. Značilnosti je mogoče preučiti na primeru velikih podzemnih skladišč plina, ki se uporabljajo za izravnavo sezonskih nepravilnosti.

Tako se običajno v topli sezoni vanje črpa potrebna količina plina. Ki se začne odvzemati šele z začetkom kurilne sezone. Poleg tega se v glavno cev ne pošilja velika količina plina, ampak povprečna, znana iz obratovalnih izkušenj preteklih zim.

In če nenadoma temperatura močno pade in dnevna poraba postane za red velikosti višja, potem veliko podzemno skladišče plina še vedno ne bo povečalo količine črpanja. Pomanjkanje pa bodo pokrili z majhnimi skladišči, namenjenimi izravnavi dnevne in tedenske porabe. Razlog je v tem, da je med njimi lažje in hitreje izbirati.

Zabojniki s površino več kvadratnih kilometrov veljajo za optimalne. Z razliko v višini med dnom in vrhom kupole znotraj 10-15 metrov

Prednost objektov UGS v z vodo nasičenih formacijah je njihova znatna zmogljivost. Pomanjkljivost je, da geologi pri preučevanju značilnosti vodonosnika morda ne bodo prepoznali ali upoštevali kakšnega pomembnega dejavnika. Posledično bo shramba neuporabna.

In kar je najhuje, se to pogosto pokaže po velikih vlaganjih v gradnjo nadzemne in podzemne infrastrukture. Pogosto se pojavljajo tudi manj pomembne težave, zaradi katerih delovanje podzemnih skladišč plina v z vodo nasičenih kamninah spremljajo znatni nenačrtovani stroški.

Možnost #2 - posode po proizvodnji ogljikovodikov

Inženirski kompleksi, ki pripadajo tej vrsti, služijo za izravnavo sezonskih nihanj v porabi "modrega" goriva. In tudi za ustvarjanje strateških rezerv.

Podzemna skladišča so v povpraševanju zaradi dejstva, da je njihovo ustvarjanje in delovanje najbolj ekonomsko donosno. In ogromni nadzemni rezervoarji za plin (prikazani na fotografiji) se uporabljajo, če ni mogoče uporabiti glavnih plinovodov iz podzemnih skladišč plina. Poleg tega posode, prikazane na fotografiji, običajno hranijo samo utekočinjen plin

Zasnova skladiščnih prostorov te vrste je enaka kot pri analogih, ustvarjenih v z vodo nasičenih formacijah. To pomeni, da je gorivo shranjeno v prazninah poroznih kamnin.

UGS, ustvarjeni v kamninah, kjer so se nekoč nahajali ogljikovodiki, so najbolj bogati na svetu. Torej njihovo število doseže znatnih 70%, razlog za to so številne prednosti.

Ti vključujejo: znatne zmogljivosti in prihranke pri kapitalskih naložbah v raziskovanje, ustvarjanje infrastrukture ali vsaj del tega, vrtanje - proizvodnja nafte in plina je že bila izvedena na mestu nastanka takšnih podzemnih skladišč plina.

Treba je razumeti, da zakopani plinski rezervoarji niso podzemna skladišča. Ker so zasnovani za reševanje popolnoma različnih problemov. In končajo pod zemljo samo zato, da bi bilo izhlapevanje utekočinjenega plina učinkovitejše v hudih zmrzali. In to brez kakršnih koli stroškov. In tudi pogojno podzemna postavitev rezervoarjev za plin vam omogoča, da prihranite uporaben prostor nekje na vaši osebni parceli

Toda posode, ohranjene po proizvodnji ogljikovodikov, ne moremo imenovati idealne.

Imajo številne pomanjkljivosti:

• težave s tesnostjo starih vrtin - to še posebej velja za nekdanja naftna polja;
• nezadostna poroznost, prepustnost kamnin;
• mešanje plina z ostanki nafte - kar včasih vodi do znatnih izgub, saj nastale mešanice ni več mogoče uporabiti.

Poleg tega plin na naftnih poljih pogosto razvije nevarno nečistočo v obliki vodikovega sulfida. Kar je škodljivo za zdravje ljudi, poleg tega pa uničuje vse vrste jeklenih konstrukcij, tudi tistih, ki so povezane z nerjavnim jeklom.

Delovanje podzemnih skladišč plina na območjih osiromašenih nahajališč ogljikovodikov je možno zaradi dejstva, da plin ob vbrizgavanju izpodriva preostalo nafto iz želene formacije. Poleg tega ima, tako kot voda, učinek stisljivosti in mobilnosti, kar olajša nalogo urejanja posode. Včasih se nafta pod pritiskom plina ne stisne v skalo, ampak se dvigne na vrh, kar postane dodaten vir dobička.

Možnost #3 - rezervoarji v nahajališčih kamene soli

Takšne posode s plinom služijo za izravnavo dnevnih in tedenskih neenakomernosti njegove uporabe ter sodelujejo pri izravnavi sezonske. Poleg tega se skladišča v solnih formacijah uspešno spopadajo z vlogo rezervnega vira za pomembne porabnike.

Obstajata samo 2 priljubljena načina za shranjevanje plina pod zemljo. In sicer v prepustnih poroznih plasteh in kavernah, izpranih v usedlinah soli. Prva možnost se uporablja, ko morate ustvariti veliko shrambo, druga pa samo za reševanje lokalnih težav

Navedeni objekti UGS nastanejo z izpiranjem dela usedlin soli, da se ustvari votlina zahtevane velikosti. V ta namen se na začetku izvrta več vodnjakov, skozi katere se voda napaja dalj časa.

Čeprav je opisani postopek dolgotrajen in drag, se splača, saj se vbrizgani zemeljski plin skladišči brez izgub. Razlog je v tem, da so solne jame nepredušne. Poleg tega imajo učinek samozdravljenje — tektonske in druge razpoke se hitro zaraščajo z nanosi soli.

Prednost gradnje takšnih podzemnih skladišč plina je v tem, da se potrebna količina goriva črpa praktično brez omejitev hitrosti. Kar je nekajkrat višje kot pri izvajanju istih operacij v vsebnikih drugih vrst. In tudi pomembna prednost objektov UGS, zgrajenih v solnih jamah, je visok odstotek črpanja plina - eden najvišjih med vsemi vrstami.

Kamnina za skladiščenje plina naj bo takšna, kot je prikazano na sliki. To pomeni, da so prepustni in imajo dovolj prostora za namestitev velike količine goriva. Poleg tega mora struktura formacije omogočati enostavno izpodrivanje ostankov vode in nafte

Toda število kavern v solnih plasteh ne presega 2% skupnega števila skladišč.

Na ta kazalnik vplivajo številni negativni vidiki:

• Prisotnost velikih količin slane vode po izpiranju jam zaradi varčevanja s plinom. Posledično, če v bližini ni morja ali vsaj obratov za predelavo soli, tekočine ni kam dati. Kaj je glavni razlog za majhno količino tovrstnih UGS.
• Zmanjšanje uporabne prostornine med delovanjem. Ta pojav je posledica izhlapevanja soli na mestih z višjim tlakom in kopičenja tam, kjer je nižji.
• Pojav nečistoč v plinu, ki pogosto postanejo ostanki tekočine, ki je bila prej uporabljena za izpiranje jame.
• Manjše količine, ki ne omogoča ustvarjanja rezerv v zadostnih količinah.

Zaradi tega se skladišča soli običajno uporabljajo samo tam, kjer ni mogoče uporabiti zgoraj navedenih vrst posod.

Možnost št. 4 - UGS v rudniških delih

Njihove količine so nepomembne. Kljub temu pa Švedi in Norvežani del svojih strateških zalog plina hranijo prav v tovrstnih posodah.

PVC v rudnikih je edino skladišče plina, ki ga je v celoti opremil človek. Tako v enem od rudnikov eksplozije ustvarijo posodo, ki je nato obložena z jekleno pločevino.

Takole so videti solne kaverne, ki so se uporabljale za shranjevanje plina. So hermetično zaprti in zanesljivi, vendar imajo omejene dimenzije in so zato primerni za izdelavo objektov UGS majhne prostornine. In izključno za reševanje lokalnih problemov. Na primer, v Rusiji sta od 27 skladišč, ki se danes uporabljajo, samo 2 skladišča soli.

Čeprav je zaradi visokega odstotka in stopnje črpanja podzemna skladišča plina v opuščenih rudnikih donosno, se njihovo število v bližnji prihodnosti ne bo bistveno povečalo. Razlog je v tem, da je opisane skladiščne prostore težko zgraditi. Ker ni vedno mogoče doseči popolne tesnosti, kar vodi do znatnih izgub.

To se zgodi zaradi dejstva, da med delovanjem rudnika poskušajo tam dovajati največjo količino zraka. Zakaj je prezračevalni sistem ustvarjen z veliko izhodi na površino, ki jih pri urejanju skladišča ni vedno mogoče zapreti?

Posledično je danes le nekaj uspešnih primerov izvajanja ideje o shranjevanju plina v opuščenih rudnikih (na Švedskem, Norveškem, v Nemčiji).

Ali so prostori za shranjevanje nepredušni?

Puščanje goriva je pogost proces, ki se mu ni mogoče izogniti. Ker je razlogov preveč.

Zaradi udobja so razdeljeni v 3 kategorije:

• geološki;
• tehnološki;
• tehnične.

V skupino geološki razlogov vključujejo heterogenost pokrova UGS, prisotnost tektonskih prelomov, pa tudi značilnosti hidrodinamike in geokemije. Na primer, plin lahko preprosto migrira skozi formacijo in strokovnjaki na to nikakor ne bodo vplivali.

Tehnološki vzroki so med najpogostejšimi, saj se pri presoji kakršnih koli dejstev redno pojavljajo napake. Na primer učinkovitost hidropasti, zaloge plina ter tekoči fizikalni in kemični procesi.

Pogosto se vrtanje vrtin uporablja za doseganje želenih plasti. Poleg tega se njegova tehnologija ne razlikuje od podobnih postopkov, ko poskušajo priti do nahajališč plina in nafte

Tehnični razlogi so največkrat povezani s stanjem uporabljenih vrtin, skozi katere se vbrizgava plin.

Značilnosti ustvarjanja podzemnih skladišč plina

V 95% primerov se ustvarijo podzemna skladišča iztiskanje vode s plinom, ostanki nafte iz poroznih formacij. Na ta način nastanejo »kontejnerji« za shranjevanje »modrega« goriva.

Najpomembnejša značilnost pa je, da količine plina, ki se uporablja za iztiskanje tekočin, ni mogoče kasneje uporabiti za dostavo potrošnikom. Njegova naloga je preprečiti, da bi se voda in ostanki ogljikovodikov vrnili na staro mesto. V nasprotnem primeru bo skladišče preprosto prenehalo obstajati.

To pomeni, da je navedeni plin medpomnilnik. Praviloma ne manj kot polovica celotne količine, načrpane v podzemna skladišča plina. In v nekaterih primerih je vmesnega plina 3-krat več, kot ga je mogoče uporabiti za dobavo potrošnikom, kar se imenuje aktivna.

Zanimivo je, da količine vmesnega plina ni mogoče izračunati vnaprej.To pomeni, da je vse preizkušeno izključno eksperimentalno. Kar v mnogih primerih traja leta. Kljub temu, ko dobljeni rezultat ni zadovoljiv, lahko vmesni plin v celoti izčrpamo.

Postopek polnjenja skladišča

Potem ko so geologi preučili formacijo in se odločili, da je skladišče plina mogoče ustvariti na pravem mestu, proizvajalci plina zgradijo inženirski kompleks.

Sodobna podzemna skladišča plina so najvarnejši način skladiščenja plina. Toda njeno pogosto puščanje je velika težava za plinarne in okoljevarstvenike, ki menijo, da so takšni primeri velik problem za okolje. In tudi to se zgodi, kot je prikazano na fotografiji (v daljavi je viden požar v enem od madžarskih podzemnih skladišč plina)

In potem se začne vbrizgavanje "modrega" goriva v bodoče podzemno skladišče plina, ki se dobavlja iz najbližje glavni cevovod. In gre na mesto čiščenja, kjer se odstranijo vse vrste mehanskih nečistoč.

Čisto gorivo se dovaja v merilno in merilno mesto. In nato v kompresorsko delavnico, kjer se izvaja stiskanje - to je ime za pripravo plina za črpanje v skladišče. Predstavlja dvig tlaka plina na želeno vrednost.

Nato se transportira do distribucijskih točk plina. Pri čemer se skupni tok razdeli na več in dovaja v različne tehnološke linije. Od tam se pošlje skozi oblake v vrtine za vbrizgavanje.

Skozi celoten proces strokovnjaki spremljajo številne parametre, vključno s tlakom in temperaturo plina ter produktivnostjo posamezne vrtine.

Zaključki in uporaben video na to temo

Spodaj priložen videoposnetek je posvečen temi ustvarjanja podzemnih skladišč plina za izravnavo neenakomerne porabe goriva, ki ga bo dobavljal plinovod Moč Sibirije.

Podzemna skladišča plina so najbolj zanesljiv in donosen način za izravnavo neenakomerne porabe plina in zagotavljanje njegove stabilne oskrbe v primeru višje sile. In kar je najbolj zanimivo, za to se moramo zahvaliti ne človeškemu geniju, temveč naravi, ki je preudarno ustvarila za to primerne kamninske plasti..

Ali ste osebno sodelovali pri ustvarjanju podzemnih skladišč plina in želite zgornje gradivo dopolniti s koristnimi informacijami? Ali ste opazili neskladje v dejstvih? Pustite svoje pripombe in komentarje - blok za povratne informacije se nahaja pod člankom.