Sådan fungerer underjordiske gaslagerfaciliteter: egnede metoder til opbevaring af naturgas

Det ser ud til, at viden om, hvordan underjordiske gaslagre er udformet, ikke har nogen praktisk betydning for den gennemsnitlige bruger.Men menneskeheden er for afhængig af "blåt" brændstof, og vi vil virkelig være sikre på, at der aldrig vil være nogen afbrydelser i dets forsyning. Er det ikke rigtigt?

Og enhver landsmand kan være beroliget af oplysningerne om gaslagerfaciliteter placeret under jorden (UGS) - så længe de er fyldte, vil der ikke være problemer med gasforsyningen. Læs mere om lagerstrukturen og lagerfunktionerne i vores artikel.

Opførelse af underjordiske gaslagerfaciliteter

Hvis ejere af private huse bruger gas til at opbevare gas til husholdningsbehov gastanke, så taler vi i national målestok om helt andre opbevaringsmuligheder. Officielt er underjordiske gaslagerfaciliteter komplekser af tekniske strukturer, der tjener til injektion, opbevaring og tilbagetrækning af "blåt" brændstof. De består af overjordiske og underjordiske komponenter.

TIL jord forholde sig:

• gasfordelingspunkt, som tjener til at fordele gasstrømmen i flere teknologiske processer;
• kompressor butikhvor brændstof forberedes (ved at øge trykket) til injektion i brønde;
• Gasrensningsanlæg.

Underjordisk UGS komponenter er: brønde, arbejdsgange, tanke. Og det sidste punkt (beholdere) er det mest interessante - hvordan selve gasopbevaringen er arrangeret afhænger af, hvor det "blå" brændstof er opbevaret.

Moderne underjordiske gaslagerfaciliteter ligner store fabrikker i udseende. For at sikre brændstofindsprøjtning/fjernelse er det nødvendigt at bruge kraftig kompressor, rengøring og andet udstyr. Som betjenes af hundredvis eller endda tusindvis af specialister

Gennemgang af gaslagertanke

Med den samme vægt optager gas meget større områder end nogen faste stoffer. Og da det bruges i enorme mængder, er det nødvendigt med de samme beholdere til at opbevare det.

Desuden opgav eksperter gaslagring i menneskeskabte overjordiske reservoirer for et århundrede siden.

Årsagen er, at dette vil kræve:

• besætte store områder af planeten med komplekser til opbevaring af lavtryks "blåt" brændstof;
• bruge dyre og eksplosive højtryksgastanke.

For at neutralisere de ovenfor nævnte negative aspekter blev valget derfor truffet til fordel for underjordiske lagerfaciliteter, og disse anses for at være containere placeret i en betydelig dybde. Hvilket i de fleste tilfælde spænder fra 300 til 1000 meter. Og du kan opbevare brændstof der i tanke skabt af naturen.

I alt har ingeniører lært at bruge 7 typer naturgaslagertanke med succes:

• dannet i vandmættede porøse formationer;
• konserveret efter produktion af kulhydrater, nemlig gas, olie;
• dannet i stensaltaflejringer;
• skabt i driften af ​​miner;
• skabt i holdbare permafrost klipper;
• med en lav temperatur isskal;
• dannet efter underjordiske atomeksplosioner.

Selvom der er mange muligheder, er det kun de første 4 metoder til gaslagring, der adskiller sig i praktiske forhold.De resterende tankmuligheder er kun egnede teoretisk.

Det underjordiske gaslager i North Stavropol er det største i verden, og de gasreserver, der er lagret der, er i stand til at tilfredsstille det årlige brændstofbehov i et så stort land som Frankrig. Da lagerarealet er på hele 680 km²

Grunden til at de resterende tre muligheder er upraktiske er som følger:

• Gas kan opbevares i frosne sten, som det fremgår af flere eksisterende lagerfaciliteter i de nordlige områder af planeten. Men deres mængder er ekstremt ubetydelige, derfor har de ikke nogen industriel betydning i dag.
• Beholdere dannet af underjordiske nukleare eksplosioner er ret velegnede til at opbevare betydelige gasreserver, hvilket allerede er blevet bevist eksperimentelt. Men pointen er, at magtfulde våben blev testet væk fra hvor folk boede. Derfor er der normalt ingen forbrugere eller forsyningsselskaber der.

Som følge heraf er disse typer beholdere simpelthen uegnede til brug.

Selvom underjordiske gaslagerfaciliteter kaldes lagerfaciliteter, er gasbevaring faktisk ikke deres primære opgave. Da det, der er i dem, for det meste bruges til at udjævne ujævnheder i forbruget. Hvilket kan være dagligt, ugentligt, sæsonbestemt. Kun som en sidste udvej oprettes UGS-faciliteter for at afbøde konsekvenserne af force majeure-forhold.

Dernæst vil vi overveje mere detaljeret hver af mulighederne for opbevaring af gas under jorden.

Mulighed #1 - opbevaring i vandmættede formationer

Lagerfaciliteter i vandmættede formationer er designet til at udjævne virkningerne af sæsonbestemte ujævnheder i gasforbruget. Og også at skabe strategiske reserver.

Et vigtigt træk ved udformningen af ​​sådanne lagerfaciliteter er den minimale menneskelige deltagelse - oftest på stadiet med at skabe brønde, der er nødvendige for gasinjektion.

Kortet over Rusland viser, at underjordiske gaslagringsfaciliteter er placeret i nærheden af ​​hovedgasrørledninger og store befolkede områder. Og dette er ikke tilfældigt, da lagerfaciliteter er designet til at sikre stabilitet af gasforbruget, for hvilket de skal være i nærheden af ​​store genstande

Disse beholdere søges efter i artesiske formationer. Der skabes gaslagre, hvor bjergstrukturen er permeabel og porøs. Den resterende væske fjernes med gas, som komprimerer den og derefter presser den ud.

De såkaldte brændstoftanke i sig selv er faktisk ikke sådanne. Mere præcist er de der slet ikke - de bruges som opbevaringsplads hulrum i porøse lag. Og hele proceduren for at skabe et gaslager består i at forskyde en del af vandet til periferien. Det gør de for at skabe plads til "blåt" brændstof.

Den ovenfor beskrevne procedure kan kun gennemføres, hvis en række faktorer bidrager til dette:

• Det porøse permeable lag er dækket af en kuppel (dæksel) af gasuigennemtrængelige bjergarter, som normalt er sammenpresset ler.
• Akviferen strækker sig fra grænserne af lagerfaciliteten i snesevis af kilometer. Og det er endnu bedre, hvis det har adgang til overfladen. Alt ovenstående gør det muligt for gassen med succes at presse vandet ud i formationen.
• Længden af ​​kuplen er tilstrækkelig til at give mulighed for at opbevare betydelige mængder gas.
• Bergartens porøsitet og permeabilitet sikrer acceptabel gaskapacitet og evnen til at frigive den under udvikling.

Hvis mindst en af ​​betingelserne ikke er opfyldt, vil det være umuligt at skabe et underjordisk lageranlæg.

Driftsprincippet for moderne underjordiske lagerfaciliteter er enkelt. Funktionerne kan undersøges ved at bruge eksemplet med store underjordiske gaslagerfaciliteter, der bruges til at udjævne sæsonbestemte uregelmæssigheder.

Så normalt i den varme årstid pumpes den nødvendige mængde gas ind i dem. Som begynder at blive taget væk først med begyndelsen af ​​fyringssæsonen. Desuden er det ikke en enorm mængde gas, der sendes ind i hovedrøret, men en gennemsnitlig gas, kendt fra driftserfaring i tidligere vintre.

Og hvis temperaturen pludselig falder kraftigt, og det daglige forbrug bliver en størrelsesorden højere, vil et stort underjordisk gaslager stadig ikke øge mængden af ​​tilbagetrækning. Og manglen vil blive dækket af små lagerfaciliteter designet til at udjævne det daglige og ugentlige forbrug. Årsagen er, at det er nemmere og hurtigere at vælge mellem dem.

Containere med et areal på flere kvadratkilometer anses for at være optimale. Med en højdeforskel mellem bunden og toppen af ​​kuplen inden for 10-15 meter

Fordelen ved UGS-anlæg i vandmættede formationer er deres betydelige kapacitet. En ulempe er, at geologer, når de studerer akviferens karakteristika, muligvis ikke identificerer eller tager højde for en vigtig faktor. Som følge heraf vil lageret være ubrugeligt.

Og det værste er, at det ofte afsløres efter store investeringer i opbygning af overjordisk og underjordisk infrastruktur. Ganske ofte er der også mindre væsentlige problemer, hvorfra driften af ​​underjordiske gaslagerfaciliteter i vandmættede klipper er ledsaget af betydelige uplanlagte omkostninger.

Mulighed #2 - containere efter kulbrinteproduktion

Tekniske komplekser, der tilhører denne type, tjener til at udjævne sæsonbestemte udsving i forbruget af "blåt" brændstof. Og også at skabe strategiske reserver.

Underjordiske lagerfaciliteter er efterspurgte på grund af det faktum, at deres oprettelse og drift er de mest økonomisk rentable. Og store overjordiske gastanke (vist på billedet) bruges, hvis det ikke er muligt at bruge hovedgasrørledninger fra underjordiske gaslagerfaciliteter. Derudover opbevarer beholderne vist på billedet normalt kun flydende gas

Designet af lagerfaciliteter af denne type er det samme som i tilfælde af analoger skabt i vandmættede formationer. Det vil sige, at brændstoffet opbevares i hulrummene i porøse klipper.

UGS-anlæg skabt i klipper, hvor kulbrinter engang var placeret, er de mest udbredte i verden. Så deres antal når betydelige 70%, grunden til dette er en række fordele.

Disse omfatter: betydelig kapacitet og besparelser på kapitalinvesteringer i efterforskning, oprettelse af infrastruktur eller i det mindste en del af den, boring - olie- og gasproduktion er allerede blevet udført på stedet for oprettelsen af ​​sådanne underjordiske gaslagerfaciliteter.

Det skal forstås, at nedgravede gastanke ikke er underjordiske lagerfaciliteter. Da de er designet til at løse helt andre problemer. Og de ender kun under jorden for at gøre fordampningen af ​​flydende gas mere effektiv i hård frost. Og uden omkostninger. Og også den betinget underjordiske placering af gastanke giver dig mulighed for at spare nyttig plads et sted på din personlige grund

Men beholdere, der er konserveret efter kulbrinteproduktion, kan ikke kaldes ideelle.

De har mange ulemper:

• problemer med tætheden af ​​gamle brønde - dette gælder især for tidligere oliefelter;
• utilstrækkelig porøsitet, permeabilitet af sten;
• blanding af gas med olierester - hvilket nogle gange fører til betydelige tab, da den resulterende blanding ikke længere kan bruges.

Og desuden udvikler gas ofte en farlig urenhed i form af svovlbrinte i oliefelter. Hvilket er skadeligt for menneskers sundhed og ødelægger alle slags stålkonstruktioner, også dem der er relateret til rustfrit stål.

Driften af ​​underjordiske gaslagerfaciliteter baseret på områder med udtømte kulbrinteaflejringer er mulig på grund af det faktum, at gas, når den injiceres, fortrænger den resterende olie fra den ønskede formation. Derudover har det ligesom vand effekten af ​​komprimerbarhed og mobilitet, hvilket letter opgaven med at arrangere beholderen. Nogle gange presses olie under gastryk ikke ind i klippen, men stiger til toppen, hvilket bliver en ekstra kilde til profit.

Mulighed #3 - reservoirer i stensaltaflejringer

Sådanne beholdere med gas tjener til at udjævne den daglige og ugentlige ujævnhed ved brugen og deltager også i at udjævne den sæsonbestemte. Derudover klarer lagerfaciliteter i saltformationer med succes rollen som backupkilde for vigtige forbrugere.

Der er kun 2 populære måder at opbevare gas under jorden på. Nemlig i permeable porøse lag og huler udvasket i saltaflejringer. Den første mulighed bruges, når du skal oprette et stort lager, den anden - kun til at løse lokale problemer

De specificerede UGS-faciliteter skabes ved at udvaske en del af saltaflejringerne for at skabe et hulrum af den nødvendige størrelse. Til dette formål bores der i første omgang flere brønde, hvorigennem der tilføres vand i en længere periode.

Selvom den beskrevne procedure er langvarig og dyr, betaler den sig selv, da den injicerede naturgas opbevares uden tab. Årsagen er, at salthulerne er lufttætte. Derudover har de effekten selvhelbredende — tektoniske og andre revner bliver hurtigt tilgroet med saltaflejringer.

Fordelen ved at bygge sådanne underjordiske gaslagerfaciliteter er, at den nødvendige mængde brændstof udtages næsten uden hastighedsbegrænsninger. Hvilket er flere gange højere end når man udfører de samme operationer i containere af andre typer. Og også en vigtig fordel ved UGS-anlæg bygget i salthuler er den høje procentdel af gasudvinding - en af ​​de højeste blandt alle dens typer.

Stenen til gaslagring skal være som vist på billedet. Det vil sige permeabel og har plads nok til at rumme en stor mængde brændstof. Derudover skal formationens struktur tillade let fortrængning af vand og olierester

Men antallet af huler i saltlag overstiger ikke 2 % af det samlede antal lagerfaciliteter.

Denne indikator er påvirket af en række negative aspekter:

• Tilstedeværelse af enorme mængder saltvand efter udvaskning af hulerne for at spare gas. Som et resultat, hvis der ikke er noget hav i nærheden eller i det mindste saltforarbejdningsanlæg, er der ingen steder at lægge væsken. Hvad er hovedårsagen til den lille mængde af denne slags UGS.
• Reduktion af nyttig volumen under drift. Dette fænomen er forårsaget af fordampning af salt på steder med højere tryk og akkumulering, hvor det er lavere.
• Forekomsten af ​​urenheder i gassen, som ofte bliver til rester af væske, der tidligere blev brugt til at udvaske hulen.
• Mindre bind, hvilket ikke tillader oprettelse af reserver i tilstrækkelige mængder.

Som følge heraf anvendes saltopbevaringsfaciliteter normalt kun, hvor det ikke er muligt at anvende ovennævnte typer beholdere.

Mulighed #4 - UGS i minedrift

Deres mængder er ubetydelige. Ikke desto mindre opbevarer svenskerne og nordmændene en del af deres strategiske gasreserver i containere af netop denne type.

PVC i minedrift er det eneste gaslageranlæg, der er fuldt udstyret af mennesker. Så i en af ​​minerne skaber eksplosioner en container, som derefter er foret med stålplader.

Sådan ser salthuler ud, der bruges til at opbevare gas. De er hermetisk forseglede og pålidelige, men har begrænsede dimensioner og er derfor velegnede til at skabe UGS-anlæg med lille volumen. Og udelukkende til løsning af lokale problemer. For eksempel i Rusland er det kun 2 ud af 27 lagerfaciliteter, der er i brug i dag, der er saltlager.

Selvom det er rentabelt at drive underjordiske gaslagerfaciliteter i forladte miner på grund af den høje procentdel og tilbagetrækningshastighed, vil deres antal ikke stige væsentligt i den nærmeste fremtid. Årsagen er, at de beskrevne lagerfaciliteter er svære at bygge. Da det ikke altid er muligt at opnå fuldstændig tæthed, hvilket fører til betydelige tab.

Dette sker på grund af det faktum, at de under driften af ​​minen forsøger at levere den maksimale mængde luft der. Hvorfor skabes et ventilationsanlæg med mange udgange til overfladen, som ikke altid kan tætnes, når man indretter et lager?

Som et resultat er der i dag kun et par vellykkede eksempler på implementering af ideen om at opbevare gas i forladte miner (i Sverige, Norge, Tyskland).

Er opbevaringsfaciliteterne lufttætte?

Brændstoflækager er almindelige processer, som ikke kan undgås. For der er for mange grunde.

For nemheds skyld er de opdelt i 3 kategorier:

• geologisk;
• teknologiske;
• teknisk.

Til gruppen geologisk grunde omfatte heterogeniteten af ​​UGS-dækning, tilstedeværelsen af ​​tektoniske fejl samt træk ved hydrodynamik og geokemi. For eksempel kan gas blot vandre gennem formationen, og specialister vil ikke påvirke dette på nogen måde.

Teknologisk årsager er blandt de mest almindelige, da der jævnligt opstår fejl ved vurdering af fakta. For eksempel effektiviteten af ​​hydrofælder, gasreserver og igangværende fysiske og kemiske processer.

Ofte bruges borebrønde for at komme til de ønskede lag. Desuden adskiller dens teknologi sig ikke fra lignende procedurer, når man forsøger at komme til gas- og olieforekomster

Tekniske årsager er oftest forbundet med tilstanden af ​​de anvendte brønde, hvorigennem gas injiceres.

Funktioner ved at skabe underjordiske gaslagerfaciliteter

I 95% af tilfældene oprettes underjordiske lagerfaciliteter at presse vand ud med gas, olierester fra porøse formationer. På denne måde skabes "beholdere" til opbevaring af "blåt" brændstof.

Og det vigtigste er, at den mængde gas, der bruges til at presse væsker ud, ikke efterfølgende kan bruges til levering til forbrugerne. Dens opgave er at forhindre vand og kulbrinter i at vende tilbage til deres gamle sted. Ellers vil depotet simpelthen ophøre med at eksistere.

Det vil sige, at den angivne gas er buffer. Som regel er det ikke mindre end halvdelen af ​​det samlede volumen, der pumpes ind i underjordiske gaslagre. Og i nogle tilfælde er der 3 gange mere buffergas, end hvad der kan bruges til forsyning til forbrugere, som kaldes aktiv.

Det er interessant, at mængden af ​​buffergas ikke kan beregnes på forhånd.Det vil sige, at alt udelukkende testes eksperimentelt. Hvilket i mange tilfælde tager år. Men stadig, når det opnåede resultat er utilfredsstillende, kan buffergassen pumpes fuldt ud.

Fremgangsmåde for påfyldning af lageret

Efter at geologer har studeret en formation og besluttet, at et gaslager kan oprettes på det rigtige sted, bygger gasproducenter et ingeniørkompleks.

Moderne underjordiske gaslagerfaciliteter er den sikreste måde at opbevare gasreserver på. Men dens hyppige lækager er et stort problem for gasarbejdere og miljøforkæmpere, som anser sådanne sager for at være et betydeligt problem for miljøet. Og det sker også, som vist på billedet (en brand i et af de ungarske underjordiske gaslager er synligt i det fjerne)

Og så begynder indsprøjtningen af ​​"blåt" brændstof i det fremtidige underjordiske gaslager, som forsynes fra nærmeste hovedrørledningen. Og det går til rengøringsstedet, hvor alle former for mekaniske urenheder fjernes.

Der tilføres rent brændstof til måle- og målepunktet. Og derefter til kompressorbutikken, hvor kompression udføres - dette er navnet på at forberede gas til pumpning til lager. Det repræsenterer en stigning i gastrykket til den ønskede værdi.

Det transporteres derefter til gasdistributionspunkter. Hvor det samlede flow er opdelt i flere og tilført forskellige teknologiske linier. Derfra sendes det gennem faner til brønde til injektion.

Gennem hele processen overvåger specialister en række parametre, herunder gastryk og temperatur, og produktiviteten af ​​hver brønd.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Videoen vedhæftet nedenfor er dedikeret til emnet at skabe underjordiske gaslagerfaciliteter for at udjævne det ujævne forbrug af brændstof, der vil blive leveret af Power of Siberia-gasrørledningen.

Underjordiske gaslagre er den mest pålidelige og rentable måde at udjævne ujævnt gasforbrug og sikre dens stabile forsyning i tilfælde af force majeure. Og det mest interessante er, at for dette skal vi ikke takke det menneskelige geni, men naturen, som forsigtigt skabte de klippelag, der var egnede til dette.

Har du personligt deltaget i oprettelsen af ​​underjordiske gaslagre og ønsker at supplere ovenstående materiale med nyttige oplysninger? Eller bemærket en uoverensstemmelse i fakta? Efterlad dine bemærkninger og kommentarer - feedbackblokken er placeret under artiklen.