Подземные хранилища природного газа предназначаются главным образом для покрытия сезонных пиков газопотребления, т. е. компенсации неравномерности потребления. По этой причине хранилища, как правило, сооружают вблизи трассы магистрального газопровода и потребляющих центров, крупных промышленных городов. Подземные хранилища по состоянию среды и методу сооружения подразделяются на следующие:
хранилища в пористых пластах;
хранилища в непроницаемых горных выработках (полые резервуары).
К пористым относятся хранилища, созданные в истощенных или в частично выработанных газовых и газоконденсатных месторождениях, в выработанных нефтяных месторождениях и в ловушках водонасыщенных коллекторов (пластов). К полым резервуарам относятся хранилища, созданные в полостях горных пород и в отложениях каменной соли. Хранилища, созданные в истощенных нефтяных и газовых месторождениях, относятся к наиболее распространенным аккумуляторам газа. Принцип устройства этих хранилищ основан на закачке газа непосредственно в истощенный газоносный или нефтеносный пласт через существующие или дополнительно сооружаемые скважины. В большинстве случаев на основе опыта эксплуатации истощенного или выработанного газового, газоконденсатного месторождения получают необходимый материал, характеризующий геологические и физические параметры пласта-коллектора, включая данные о герметичности кровли, геометрических размерах, объемах возможных закачек газа, а также об изменении давлений и дебитов скважин.
Как хранят газ под землей?
Иногда в районах крупных центров могут не оказаться выработанные газовые или нефтяные залежи, пригодные для создания подземного хранилища, однако в геологическом разрезе пород этих районов часто имеются водонасыщенные пласты, в ловушках которых можно создать подземные хранилища газа. Выяснить, действительно ли имеется в данном месте пласт-ловушка и что он собой представляет — очень трудная задача. Разведка структур под водоносные хранилища продолжается 3 — 5 лет и требует больших материальных затрат, тем не менее хранилища окупаются за 2 — 3 года. Создание хранилища в водоносном пласте в принципе сводится к вытеснению из ловушки пластовой воды путем закачки в купольную часть коллектора газа. Газовый пузырь как бы «плавает» в куполе.
Перед устройством любого хранилища проводят исследования и пробные закачки газа для оценки параметров пласта и свойств насыщающих его жидкостей и газа, а также для получения данных о технологическом режиме работы скважин. С этой целью используют существующие скважины или бурят новые. Обычно скважины подземных хранилищ периодически выполняют функции нагнетательных и эксплуатационных скважин.
На рис. 4.19 показаны схемы подземных хранилищ газа, образованных в выработанном нефтяном пласте и в ловушке, представляющей собой верхнюю часть, т. е. купол пласта. Максимально допустимое давление газа в подземном хранилище зависит от глубины залегания пласта, его массы, структуры и размеров площади газоносности. Для закачки газа в хранилища, как правило, строят компрессорные станции с давлением до 15 МПа. Характерная особенность эксплуатации подземных хранилищ — цикличность их работы, которая выражается в смене процессов закачки и отбора газа.
Подземные газовые хранилища. Интересные факты.
 |
| Рис. 4.19. Схемы подземных хранилищ природного газа: а — в выработанном нефтяном пласте; б — в куполообразной ловушке в водонапорной пластовой системе; ГНК — газонефтяной контакт; ВНК — водонефтяной контакт; ГВК — газоводяной контакт; КС — компрессорная станция; П — потребитель; h — высота пласта или ловушки |
В процессе закачки происходит заполнение пласта-коллектора и создание общего объема газохранилища, подразделяемого на активный и буферный объемы газа. Буферный объем — это минимально необходимое количество неизвле-каемого газа в пластовых условиях, которое обусловливает цикличность эксплуатации хранилища.
Активный объем является оборотным, участвующим в процессе закачки и отбора. Объем буферного остаточного газа составляет 60— 140 % рабочего (активного) газа с учетом создания в хранилище определенного давления в конце отбора при соответствующем дебите скважин. Газ закачивают в весенне-летний период, когда потребность в нем значительно ниже, чем зимой. Зимой хранилища работают на отбор. Газохранилища эксплуатируют с учетом гидрогеологических условий пласта-коллектора, запасов газа в хранилище и неравномерности газопотребления системы газопроводов.
К хранилищам газа в полостях горных пород относятся такие, которые создаются в горных выработках — в искусственно созданных шахтах, тоннелях и специально выработанных кавернах, а также в естественных пустотах горных пород — пещерах. Хранилища в имеющихся искусственных выработках не требуют затрат на создание каверн, но практически используются редко из-за сложности герметизации объема и небольшой распространенности таких выработок.
Специальные горные выработки для хранения газа создают в легко разрабатываемых, но малопроницаемых породах, например в плотных глинах, известняке, мергеле, каменной соли. Разработку ведут в зависимости от характера, свойства и глубины залегания породы — механическим путем, методом взрыва или путем размыва. Наиболее широкое применение получили хранилища в отложениях каменной соли, осуществляемых методом размыва.
 |
Рис. 4.20. Схема размыва каверны комбинированным способом: I и II — соответственно первая и вторая стадии создания камеры; / — рассол; 2 — вода; 3 — защитный экран |
Существует много способов размыва каверн. Наиболее распространен комбинированный способ с применением гидровруба, который заключается в следующем (рис. 8.8). В пласте соли бурят скважину диаметром 250 — 300 мм. Верхнюю ее часть крепят колонной диаметром 225 — 246 мм до зоны, подлежащей размыву, которая остается свободной.
В скважину почти до забоя спускают два ряда труб. Через первые, считая от оси скважины, в кольцевое пространство на забой нагнетается пресная вода. Она омывает стенки незакрепленной части скважины и растворяет соль. Рассол удаляется через центральные трубы. Второе кольцевое пространство заполнено керосином, соляровым маслом или нефтью (нерастворителем).
Нерастворитель прикрывает верхнюю часть каверны, препятствует интенсивному растворению соли в этом месте и позволяет придать каверне нужную форму.
Размыв начинается с создания в нижней части будущей каверны небольшой камеры — гидровруба, которая нужна для скапливания в ней нерастворимых включений и интенсификации последующего размыва. После создания гидровруба начинается размыв каверны снизу вверх; затем для формирования свода ведется размыв сверху вниз. На растворение 1 м 3 соли требуется примерно 8 м 3 воды. В зависимости от объема каверны меняются и сроки размыва. При объеме полости 150 — 200 тыс. м 3 размыв продолжается 3 — 4 года.
Стоимость создания каверны существенно зависит от конкретных условий и величины емкости. Расходы, отнесенные к объему каверн, заметно снижаются с ростом давления. В связи с этим каверны для хранения газа предпочтительней устраивать на больших глубинах, но не превосходящих те, на которых соль из-за высоких давлений приобретает пластичность и каверна делается неустойчивой. Эти глубины составляют 1500-2000 м.
Источник: studopedia.org
Основные принципы подземного хранения газа в пористых нефтяных или водоносных пластах
Правильно спроектированное газовое хранилище может свести к необходимому минимуму стоимость транспортирования до центров потребления: благодаря хранилищам магистральные газопроводы могут проектироваться на среднюю пропускную способность, а не на максимальную нагрузку. Поэтому для крупных магистральных газопроводов создание ПХГ просто технологически необходимо. Жизнь учит, что потребность в активном объеме подземных хранилищ должна быть примерно равна 15–20% от годового потребления газа в регионе. Этого должно хватать для выравнивания сезонных колебаний потребления газа.
Введение……………………………………………………………………………. 3
1 Подземное хранение газа………………………………………………………….5
1.1Виды подземных хранилищ газа…………………………………………. 7
1.1.1 Истощенные месторождения углеводородов………………………………..8
1.1.2 ПХГ в соляных полостях……………………………………………………. 9
1.1.3 ПХГ в заброшенных шахтах, галереях или горных выработках………….10
2 Основные принципы подземного хранения газа в пористых нефтяных или водоносных пла-стах…………………………………………………………………..12
3 Эксплуатация ПХГ……………………………………………………………….18
3.1 Граница газоводяного контакта……………………………………………….20
3.2 Активный и буферный газ……………………………………………………..21
3.3 Утечки газа из ПХГ…………………………………………………………….22
4 Строительство ПГХ на примере Мозырского газового хранилища…………..25
5 Технология работ по созданию подземного хранилища………………………28
6 Описание технологического процесса сооружения ПХГ…………………. …32
7 Меры контроля и управления строительным процессом……………………. 38
Заключение………………………………………………………………………….42
Список используемых источников………………………………………………..43
Прикрепленные файлы: 1 файл
Способ эксплуатации: Сжатие и расширение газа, или замещение газа водой.
Преимущество: Высокий процент отбора (отношение расхода/активный объем). Как и в случае хранения газа в соляном пласте, газ из хранилища можно выпустить почти полностью.
Недостатки: Трудно добиться герметичности ствола скважин. При строительстве и эксплуатации шахт стараются по максимуму обеспечить туда приток воздуха и при строительстве ПХГ всю вентиляцию нужно надёжно запечатать. К тому же, далеко не всякая шахта будет герметична чисто по геологическим причинам.
Использование и доля на рынке сбыта: Неравномерность суточная или недельная. В мире всего 2-3 действующих хранилища этого типа. Шведы для этого даже специально вырубили в гранитной скале пещеру и облицевали её изнутри сталью ( Рисунок 3). Так же они хранят свой стратегический запас нефти.
Рисунок 3 – Схема ПХГ в горной породе
- Основные принципы подземного хранения газа в пористых нефтяных или водоносных пластах
В природе нефтеносные и газовые пласты сложены из плотных горных пород по свойствам похожих не на песок, а, скорее, на строительный кирпич, а то и на точильный камень. То есть, состоят из твердых, более или менее сцементированных частиц, между которыми существуют связанные между собой пространства, что позволяет просачиваться воде и газу.
ПХГ, созданные в таких породах называют «водоносными хранилищами», потому что хранилище образуется за счет вытеснения жидкости из пористого водоносного пласта. Сам пласт на языке газовиков называется «пласт-резервуар» или «пласт-коллектор». Пустоты и поры горной породы пласта-коллектора в естественном состоянии почти всегда заполнены пластовой водой, пресной или минерализованной, природным газом или нефтегазовой смесью (геологи говорят — «флюидами»).
Создание хранилища состоит в частичном вытеснении газом воды из верхней зоны ловушки на периферию пласта.
Для строительства ПХГ в водоносных горизонтах необходимо, чтобы в одном месте присутствовали сразу все необходимые геологические факторы:
- подземная структура в виде свода (купола), покрытого газонепроницаемым слоем — кровлей пласта, имеющим достаточную протяжённость, чтобы обеспечить необходимую емкость хранилища;
- под куполом — коллектор, пласт породы для хранения газа, обладающей достаточными пористостью и проницаемостью, чтобы обеспечить желаемые емкость и продуктивность;
- комплекс непроницаемых пород — покрышку, закрывающую этот резервуар, чтобы исключить утечку газа вверх.
Для организации ПХГ используются относительно небольшие геологические структуры – площадью несколько квадратных километров и часто малоамплитудные. Очень многие используемые структуры имеют разницу высот дна и верхушки купола (амплитуду) всего 10–15 метров.
Если пласт-коллектор водоносный, хорошо проницаемый и достаточно больших размеров, то закачиваемый газ легко вытесняет воду, и его давление стремится к постоянному равновесию с гидростатическим давлением — естественным давлением в пласте.
Сколько газа может быть закачано в пористую среду, зависит от давления в этой среде и её пористости. Пористостью называется отношение объема пор ко всему объему среды. С другой стороны, среда может быть безводной или водоносной.
В последнем случае вода находится в открытых порах или промежутках, расположенных между твердыми частицами пористой среды, и газ необходимо закачивать под давлением достаточным для того, чтобы эту воду вытеснить. Но не из всех пор жидкость можно вытеснить газом: если пора замкнута или имеет только одно «горлышко», вода из неё не уйдёт.
Поэтому различают полную и эффективную пористости. Для фильтрации важна именно эффективная пористость, при определении которой учитываются не весь объем пор, а лишь соединенные между собой поры, которые могут быть заполнены флюидом извне. Разница как между поролоновой губкой и куском пеноплена: у поролона все поры открыты и эффективная пористость равна номинальной, а у пеноплена все поры закрыты, номинальная пористость очень велика, но эффективная (в смысле, используемом на ПХГ) равна нулю. В куске пеноплена ПХГ не построить. А всё потому, что у пеноплена крайне мала проницаемость – свойство пористой среды пропускать через себя жидкость, газ или газожидкостную смесь под воздействием приложенного перепада давления.
Коэффициент проницаемости пористой среды k является динамической характеристикой пористой среды. Чем больше k, тем легче вода и газ проходят через пласт. Проницаемость пористой среды измеряется в единицах, называемых «Дарси». (Названа в честь французского учёного и инженера-гидравлика Анри Дарси, изучавшего фильтрацию и открывшего законы, которым этот процесс подчиняется).
В работе нефтяников и газодобытчиков та же самая проблема: газ и нефть оказываются заключены в замкнутых порах и не желают покидать пласт. Чтобы «раскрыть» поры нефтяники иногда закачивают в пласт воду с поверхностно-активными веществами, то есть моют гору шампунем. Или пытаются раскачать пласт, сделать породу трещиноватой. Для этого даже взрывали под землёй атомные бомбы.
Если пористость помогает вычислить сколько газа может поместиться в хранилище, то проницаемость позволяет заранее знать, с какой скоростью можно закачивать в хранилище и отбирать из хранилища газ, а значит — правильно рассчитать мощность компрессоров, правильно определить нужное количество скважин и расставить их по площадке ПХГ.
В результате ограниченной проницаемости породы, при закачке газ не полностью вытесняет воду из пласта. Значительная часть её остается в зоне вторжения газа. При этом, из-за того, что проницаемость не может быть одинакова по всей площади пласта, наблюдается, как говорят, «непоршневое» вытеснение воды газом: газ прорывает границу воды и газа отдельными ручейками, в толще газового пузыря остаются островки мокрой породы, вода из которых медленно стекает вниз, к основному слою. При отборе происходит обратный процесс: при ошибках операторов вода прорывается к скважине раньше, чем выйдет весь газ, поэтому отбор приходится вести медленно и вдумчиво.
И, наконец, для того, чтобы оценить качество пласта-коллектора, применяют такой коммерческий параметр, как насыщенность пористой среды флюидом – это отношение объема этого флюида в породе к общему объему ее пор.
Из всего этого следует, что коллектор хранилища должен иметь достаточную проницаемость, обеспечивающую закачку и отбор с достаточной скоростью и при минимальном числе скважин, потому что бурение каждой новой скважины — это работа очень долгая и дорогая. Пласт коллектора должен находиться на доступной глубине, а породы – характеризоваться относительной однородностью (в пласте не должно быть «перегородок» из постороннего материала), это облегчает создание и эксплуатацию хранилища и удешевляет его обустройство.
Пористый пласт, служащий резервуаром, должен быть покрыт другим, как можно более непроницаемым пластом — кровлей, для того, чтобы препятствовать утеканию газа вверх, в другие пласты или выходу его на поверхность земли через трещины. С другой стороны, он должен иметь соответствующую форму, образующую «ловушку».
Геологи начинают думать о строительстве подземного хранилища если проницаемость коллектора не менее 0,3–5 Дарси, мощность – больше 4–6 м, а пористость выше 10–15%. Проницаемость кровли, обычно это спрессованные глины, наоборот, не должна быть более сотых долей милиДарси. На глубине 300–1000 м мощность её должна быть от 5 до 15 м. Объем водонапорной системы коллектора, если нет области ее стока, должен превосходить объем хранилища в несколько сот раз. Иначе заполнение хранилища газом будет затруднено. Говоря обычными словами, водоносный слой должен распространяться на десятки километров вокруг ПХГ, а, в идеале, и иметь выходы на поверхность — через родники на подземных разломах, например.
Рисунок 4 — Типовой набор систем станции подземного хранения газа
Газ из магистрального трубопровода с помощью газомоторных компрессоров, газотурбинных установок или турбин с электроприводом закачивается под нужным давлением в водоносный пласт, лежащий между водонепроницаемыми кровлей и подошвой.. Синие стрелки — путь газа при работе в режиме закачки, красные — при расходовании газа из хранилища (а также пути утечки газа из пласта).
Природный газ магистрального газопровода 1 по соединительному газопроводу 2 поступает на территорию станции подземного хранения газа 3. Очищается от пыли в пылеуловителях 4, сжимается в компрессорной станции 5. Затем очищается от паров масла в сепараторах 6, охлаждается в градирне 7 (при сжатии в компрессоре газ сильно нагревается), очищается от остатков масла на установке очистки 8 и поступает на газораспределительный пункт 9. Здесь измеряется его расход по каждой скважине и производится распределение газа по эксплуатационным скважинам 10, через которые газ нагнетается в водоносный пласт 11.
Заполняя поры и трещины горной породы, газ вытесняет воду и скапливается в сводовой части структуры под непроницаемой покрышкой 15, образуя подземное хранилище. Часто в толще осадочных пород наблюдаются выклинивания пластов 16, литологические изменения 18 и другие аномалии. Все эти особенности имеют существенное значение для создания хранилища газа. Большие осложнения могут вызывать разрывные нарушения 20, через которые газ может просочиться из хранилища в вышезалегающие породы и даже прорываться на поверхность земли. За этим следят с помощью контрольных 21 и наблюдательных 22 скважин, вскрывающих основной 11 и контрольный 19 водоносные пласты.
Газ, утекающий из основного пласта, накапливается в контрольном, иногда там образуется вторичная залежь 23. Газа в ней бывает столько, что его можно собирать и использовать в дело.
При отборе газ выходит из хранилища за счет пластового давления по шлейфам 12. Идет на газораспределительный пункт, где очищается от воды в сепараторах 13, измеряется и затем осушается в установке осушки 14, откуда подается в магистральный газопровод 1. Давления в скважинах всегда достаточно для того, чтобы при отборе обойтись без компрессоров.
Для полноты впечатления, нужно учесть, что на реальной станции присутствуют ещё котельная, собственная водокачка с артезианскими скважинами, станции очистки питьевой воды, система канализации, система пожаротушения, электрохозяйство — часто с собственной резервной электростанцией, склады, мастерские, автохозяйство с десятком специальных машин и тракторов, участок буровых работ со своими буровыми вышками. Даже небольшое ПХГ похоже на завод средней величины.
- Эксплуатация ПХГ
Основная часть энергии при закачке газа расходуется на оттеснение пластовой воды. Потери на движение газа в газоносной части пласта невелики и при расчётах ими, как правило, пренебрегают.
В жизни хранилища есть два периода: период создания, когда происходит постоянное увеличение рабочего объема (мощности) хранилища, и период циклической работы «отбор-закачка», когда количества отбираемого и закачиваемого газа равны и в момент начала каждого цикла мощность хранилища и его газонасыщенная площадь остаются неизменными.
В период создания, в первый эксплуатационный цикл, газ закачивается в нетронутый водоносный пласт, и начальный запас его в пласте равен нулю. На проектную мощность газохранилище выходит через пять и более циклов отбора-закачки с постепенным наращиванием запаса газа в пласте и процента отбора, при этом обычно растёт и проницаемость породы, и её эффективная пористость. Только через несколько лет после окончания строительства подземное хранилище газа выходит на стабильный режим циклической эксплуатации. За эти годы газоносный объем искусственной залежи приобретает свою окончательную форму, и потом её уже трудно изменить.
В период циклической работы основные параметры, характеризующие работу подземного хранилища – давление, количество газа, объем пор, занятых газом – в каждом цикле в определенные моменты времени принимают одни и те же значения.
Цикл работы газохранилища, продолжительность которого обычно равна одному году, состоит из четырех этапов:
· простой – период между окончанием закачки и началом отбора,
· простой хранилища – период между окончанием отбора и началом следующей закачки.
На первом этапе производится закачка природного газа в пористый водоносный пласт. Сначала газ начинают закачивать в скважины, ближе всех расположенные к макушке купола. По мере того, как граница воды и газа опускается вниз, в работу включаются всё новые и новые скважины. Это делается для того, чтобы в теле газового «пузыря» не образовались мокрые пятна — островки породы, заполненные не ушедшей водой.
Следующий за закачкой этап – простой газохранилища. В это время газ и вода стремятся войти в равновесие: за счёт избыточного давления оставшегося от закачки и при неизменной массе газа внутри пласта, объем газовой области еще продолжает увеличиваться какое-то время, а давление уменьшаться, стремясь к пластовому. Вода, не ушедшая из области газа или оставшаяся в полузамкнутых порах, просачивается вниз или испаряется. Если бы этот процесс продолжался несколько лет, то газовая область с увеличением ее объема и уменьшением давления до пластового пришла бы в состояние равновесия с окружающей водой.
Далее начинается отбор газа. Технолог-оператор должен регулировать очерёдность включения и расход по каждой из включённых скважин таким образом, чтобы уровень воды повышался равномерно по всей площади ПХГ, чтобы не получилось прорывов воды в область газа и газовые пузыри не оказались изолированы внутри области воды. «Достать» их оттуда будет непростой задачей. (Собственно, точно такая же проблема стоит и перед газовиками и нефтяниками, разрабатывающими природные месторождения. Из-за этого и нельзя резко «открывать кран» на скважине). При этом уменьшается количество газа в газовой полости, уменьшается давление и объем газовой полости.
Источник: www.referat911.ru
Подземное хранилище газа
Любой продукт надо как-то хранить. Газ не исключение. Индустрия подземного хранения газа имеет уже почти столетнюю историю.
Подземное хранилище газа (ПХГ) — это комплекс инженерно-технических сооружений в пластах-коллекторах геологических структур, горных выработках, а также в выработках-ёмкостях, созданных в отложениях каменных солей, предназначенных для закачки, хранения и последующего отбора газа, который включает участок недр, ограниченный горным отводом, фонд скважин различного назначения, системы сбора и подготовки газа, компрессорные цеха.
ПХГ в современной России
В настоящее время в России создана развитая система подземного хранения газа, которая выполняет следующие функции:
- регулирование сезонной неравномерности газопотребления;
- хранение резервов газа на случай аномально холодных зим;
- регулирование неравномерности экспортных поставок газа;
- обеспечение подачи газа в случае нештатных ситуаций в ЕСГ;
- создание долгосрочных резервов газа на случай форс-мажорных обстоятельств при добыче или транспортировке газа.
Подземные хранилища газа расположены в основных районах потребления и являются неотъемлемой частью Единой системы газоснабжения (ЕСГ) России. Сеть ПХГ обеспечивает в отопительный период от 22 до 44 % всех поставок газа «Газпромом». Это самый эффективный и экологичный способ оптимизации глобальных систем газоснабжения. На территории России «Газпром» эксплуатирует 23 ПХГ в 27 геологических структурах.
В пределах ЕСГ РФ действует двадцать подземных хранилищ газа, из них 14 созданы в истощённых месторождениях: Песчано-Уметское, Елшано-Курдюмское (два объекта хранения), Степновское (два объекта хранения), Кирюшкинское, Аманакское, Дмитриевское, Михайловское, Северо-Ставропольское (два объекта хранения), Краснодарское, Кущёвское, 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, Щёлковское, Касимовское, Увязовское, Невское, Гатчинское, Удмуртский резервирующий комплекс (два объекта хранения). Калининградское и Волгоградское подземное хранилище газа созданы в отложениях каменной соли.
Основные понятия
Подземное хранение газа — технологический процесс закачки, отбора и хранения газа в пластах-коллекторах и выработках-ёмкостях, созданных в каменной соли и в других горных породах.
Подземные хранилища газа сооружаются вблизи трассы магистральных газопроводов и крупных газопотребляющих центров для возможности оперативного покрытия пиковых расходов газа. Они создаются и используются с целью компенсации неравномерности (сезонной, недельной, суточной) газопотребления, а также для резервирования газа на случай аварий на газопроводах и для создания стратегических запасов газа.
В настоящее время наибольшее распространение получили ПХГ, созданные в пористых пластах (истощённые месторождения и водоносные структуры). Кроме пористых пластов пригодны для создания хранилищ и залежи каменных солей (создаваемые путём размыва так называемой каверны), а также в горных выработках залежей каменного угля и других полезных ископаемых.
Всего в мире действует более 600 подземных хранилищ газа общей активной ёмкостью порядка 340 млрд м³. Наибольший объём резерва газа хранится в ПХГ, созданных на базе истощённых газовых и газоконденсатных месторождений. Менее ёмкими хранилищами являются соляные каверны, есть также единичные случаи создания ПХГ в кавернах твёрдых пород.
Создание ПХГ
Подземные хранилища газа в истощённых месторождениях
В России первое ПХГ в истощённом месторождении было создано в 1958 г. на базе мелких выработанных залежей газа месторождений Куйбышевской (ныне Самарской) области. Успешное проведение закачки и последовавший отбор газа способствовали усилению работ в области подземного хранения газа по всей стране. В том же году началась закачка газа в Елшанское (Саратовская область) и в Аманакское (Куйбышевская область) истощённые газовые месторождения.
В 1979 г. начато создание крупнейшего в мире хранилища в истощённом газовом месторождении — Северо-Ставропольского (Ставропольский край). Площадь горного отвода ПХГ составляет более 680 км². Оно создано на основе истощённых одноимённых газовых месторождений в зелёной свите (1979 г.) и хадумском горизонте (1984 г.) при аномально низких пластовых давлениях. Данные горизонты являются самостоятельными эксплуатационными объектами, расположенными на глубинах 1000 и 800 м, и существенно различаются по своим характеристикам и режимам работы. При строительстве Северо-Ставропольского ПХГ в хадумском горизонте создан долгосрочный резерв, который может быть отобран из хранилища после периода отбора, даже если не производилась дополнительная закачка газа.
Подземные хранилища газа в водоносных пластах
В СССР первое газохранилище в водоносном пласте было создано в 1955 г. в районе г. Калуги — Калужское ПХГ (проектный объём активного газа — 480 млн м³). Крупнейшее в мире хранилище в водоносном пласте — Касимовское ПХГ (Рязанская область) — было создано в 1977 г. (проектный объём активного газа — 4,5 млрд м³).
Подземные хранилища газа в соляных кавернах
На территории России в настоящее время строится 3 ПХГ в соляных кавернах: Калининградское (Калининградская область), Волгоградское (Волгоградская область), Новомосковское (Тульская область), эксплуатируется хранилище гелиевого концентрата (Оренбург).
Подземные хранилища газа в твёрдых горных породах
В мире активно увеличивается спрос на резервные мощности ПХГ, однако не везде существуют оптимальные геологические условия для создания ПХГ на базе истощённых месторождений, в водоносных пластах или в каменной соли. В связи с этим разрабатываются и внедряются технологии создания ПХГ в каменных пещерах и угольных шахтах. Примеры таких хранилищ единичны, но в каждом конкретном случае они являются технически единственно возможным и экономически обоснованным объектом для резервирования необходимого объёма природного газа.
Подземные хранилища газа в отработанных шахтах
На сегодняшний день эксплуатируются два из четырёх ПХГ, организованных в отработанных шахтах, это: ПХГ Бургграф-Бернсдорф (калийная соляная шахта, восточная Германия) и ПХГ Лейден (Лейденская угольная шахта, Колорадо, США). ПХГ Бургграф-Бернсдорф эксплуатируется около 40 лет, с максимальным рабочим давлением более 3,6 МПа (самое высокое для хранилищ подобного рода). Главным фактором для поддержания такого давления является герметизация хранилища при помощи специальных бетонных пробок, свойств окружающих пород (калийная и каменная соль), а также гидравлической и механической систем уплотнения.
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.
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.
Ключевые слова: Подземные хранилища газа
В компании Gasoleum можно заказать и купить нефтегазовое оборудование разных типов, а также специализированное оборудование для их обслуживания и эффективной эксплуатации.
Источник: gasoleum.ru