Cara kemudahan penyimpanan gas bawah tanah berfungsi: kaedah yang sesuai untuk menyimpan gas asli

Nampaknya pengetahuan tentang cara kemudahan penyimpanan gas bawah tanah direka bentuk tidak mempunyai kepentingan praktikal untuk pengguna biasa.Tetapi manusia terlalu bergantung kepada bahan api "biru" dan kami benar-benar ingin memastikan bahawa tidak akan ada gangguan dalam bekalannya. Betul tak?

Dan setiap rakan senegara boleh diyakinkan dengan maklumat mengenai kemudahan penyimpanan gas yang terletak di bawah tanah (UGS) - selagi ia penuh, tidak akan ada masalah dengan bekalan gas. Baca lebih lanjut mengenai struktur storan dan ciri storan dalam artikel kami.

Pembinaan kemudahan penyimpanan gas bawah tanah

Jika pemilik rumah persendirian menggunakan gas untuk menyimpan gas untuk keperluan domestik tangki gas, maka pada skala nasional kita bercakap tentang pilihan storan yang sama sekali berbeza. Oleh itu, secara rasmi, kemudahan penyimpanan gas bawah tanah adalah kompleks struktur kejuruteraan yang berfungsi untuk suntikan, penyimpanan dan pengeluaran bahan api "biru". Mereka terdiri daripada komponen atas tanah dan bawah tanah.

KEPADA tanah kaitkan:

• titik pengedaran gas, yang berfungsi untuk mengagihkan aliran gas ke dalam beberapa proses teknologi;
• kedai pemampatdi mana bahan api disediakan (dengan meningkatkan tekanan) untuk suntikan ke dalam telaga;
• Loji penulenan gas.

Bawah tanah Komponen UGS ialah: telaga, kerja, tangki. Dan titik terakhir (bekas) adalah yang paling menarik - bagaimana penyimpanan gas itu sendiri disusun bergantung pada tempat bahan api "biru" disimpan.

Kemudahan penyimpanan gas bawah tanah moden adalah serupa dengan rupa kilang-kilang besar. Memandangkan untuk memastikan suntikan/penyingkiran bahan api adalah perlu untuk menggunakan pemampat yang berkuasa, pembersihan dan peralatan lain. Yang dilayan oleh ratusan, malah ribuan pakar

Kajian semula tangki simpanan gas

Dengan berat yang sama, gas menduduki kawasan yang lebih besar daripada mana-mana pepejal. Dan kerana ia digunakan dalam kuantiti yang banyak, bekas yang sama diperlukan untuk menyimpannya.

Lebih-lebih lagi, pakar meninggalkan penyimpanan gas dalam takungan di atas tanah buatan manusia seabad yang lalu.

Sebabnya ialah ini memerlukan:

• menduduki kawasan yang luas di planet ini dengan kompleks untuk menyimpan bahan api "biru" tekanan rendah;
• gunakan tangki gas tekanan tinggi yang mahal dan meletup.

Akibatnya, untuk meneutralkan aspek negatif yang disenaraikan di atas, pilihan dibuat memihak kepada kemudahan penyimpanan bawah tanah, dan ini dianggap sebagai bekas yang terletak pada kedalaman yang ketara. Yang, dalam kebanyakan kes, berkisar antara 300 hingga 1000 meter. Dan anda boleh menyimpan bahan api di sana dalam tangki yang dicipta oleh alam semula jadi.

Secara keseluruhan, jurutera telah belajar untuk berjaya menggunakan 7 jenis tangki simpanan gas asli:

• terbentuk dalam pembentukan berliang tepu air;
• dipelihara selepas pengeluaran karbohidrat, iaitu gas, minyak;
• terbentuk dalam deposit garam batu;
• dicipta dalam kerja-kerja lombong;
• dicipta dalam batu permafrost tahan lama;
• dengan cangkerang ais suhu rendah;
• terbentuk selepas letupan atom bawah tanah.

Walaupun terdapat banyak pilihan, hanya 4 kaedah penyimpanan gas pertama berbeza dari segi praktikal.Pilihan tangki yang tinggal hanya sesuai secara teori.

Kemudahan penyimpanan gas bawah tanah Stavropol Utara adalah yang terbesar di dunia dan rizab gas yang disimpan di sana mampu memenuhi permintaan bahan api tahunan negara besar seperti Perancis. Oleh kerana kawasan penyimpanan adalah sebanyak 680 km²

Sebab tiga pilihan yang selebihnya tidak praktikal adalah seperti berikut:

• Gas boleh disimpan dalam batu beku, seperti yang dibuktikan oleh beberapa kemudahan penyimpanan sedia ada di kawasan utara planet ini. Tetapi jumlah mereka sangat tidak penting, oleh itu mereka tidak mempunyai apa-apa kepentingan industri hari ini.
• Bekas yang dibentuk oleh letupan nuklear bawah tanah agak sesuai untuk menyimpan rizab gas yang ketara, yang telah terbukti secara eksperimen. Tetapi intinya ialah senjata yang kuat telah diuji jauh dari tempat tinggal orang. Oleh itu, biasanya tiada pengguna atau utiliti di sana.

Akibatnya, bekas jenis ini tidak sesuai digunakan.

Walaupun kemudahan penyimpanan gas bawah tanah dipanggil kemudahan penyimpanan, sebenarnya, pemuliharaan gas bukanlah tugas utama mereka. Oleh kerana apa yang ada di dalamnya kebanyakannya digunakan untuk melancarkan penggunaan yang tidak sekata. Yang boleh menjadi harian, mingguan, bermusim. Hanya sebagai pilihan terakhir kemudahan UGS diwujudkan untuk mengurangkan akibat keadaan force majeure.

Seterusnya, kami akan mempertimbangkan dengan lebih terperinci setiap pilihan untuk menyimpan gas di bawah tanah.

Pilihan #1 - penyimpanan dalam formasi tepu air

Kemudahan penyimpanan dalam formasi tepu air direka bentuk untuk meratakan kesan ketidaksamaan bermusim dalam penggunaan gas. Dan juga untuk mewujudkan rizab strategik.

Ciri penting reka bentuk kemudahan penyimpanan sedemikian ialah penyertaan manusia yang minimum - paling kerap pada peringkat mencipta telaga yang diperlukan untuk suntikan gas.

Peta Rusia menunjukkan bahawa kemudahan penyimpanan gas bawah tanah terletak berhampiran saluran paip gas utama dan kawasan berpenduduk besar. Dan ini bukan kebetulan, kerana kemudahan penyimpanan direka untuk memastikan kestabilan penggunaan gas, yang mana mereka harus berada berdekatan dengan objek besar

Bekas ini dicari dalam formasi artesian. Kemudahan penyimpanan gas dicipta di mana struktur batuan telap dan berliang. Cecair yang tinggal dikeluarkan oleh gas, yang memampatkannya dan kemudian memerahnya.

Apa yang dipanggil tangki simpanan bahan api itu sendiri sebenarnya tidak begitu. Lebih tepat lagi, ia tidak ada di sana - ia digunakan sebagai ruang penyimpanan lompang dalam lapisan berliang. Dan keseluruhan prosedur untuk mewujudkan kemudahan penyimpanan gas terdiri daripada menyesarkan sebahagian daripada air ke pinggir. Mereka melakukan ini untuk mencipta ruang untuk bahan api "biru".

Prosedur yang diterangkan di atas hanya boleh diselesaikan jika beberapa faktor menyumbang kepada ini:

• Lapisan telap berliang ditutup dengan kubah (penutup) batuan tak telap gas, yang biasanya merupakan tanah liat termampat.
• Akuifer memanjang dari sempadan kemudahan penyimpanan sejauh berpuluh-puluh kilometer. Dan ia lebih baik jika ia mempunyai akses ke permukaan. Semua di atas membolehkan gas berjaya memerah air dalam pembentukan.
• Panjang kubah adalah mencukupi untuk menyediakan keupayaan untuk menyimpan sejumlah besar gas.
• Keliangan dan kebolehtelapan batuan memastikan kapasiti gas yang boleh diterima dan keupayaan untuk melepaskannya semasa pembangunan.

Sekiranya sekurang-kurangnya satu syarat tidak dipenuhi, maka mustahil untuk membuat kemudahan penyimpanan bawah tanah.

Prinsip operasi kemudahan penyimpanan bawah tanah moden adalah mudah. Ciri-ciri tersebut boleh diperiksa menggunakan contoh kemudahan penyimpanan gas bawah tanah yang besar yang digunakan untuk melicinkan penyelewengan bermusim.

Jadi, biasanya pada musim panas jumlah gas yang diperlukan dipam ke dalamnya. Yang mula diambil hanya dengan bermulanya musim pemanasan. Lebih-lebih lagi, bukan sejumlah besar gas yang dihantar ke paip utama, tetapi purata, yang diketahui daripada pengalaman operasi pada musim sejuk yang lalu.

Dan, jika tiba-tiba suhu turun dengan mendadak dan penggunaan harian menjadi satu susunan magnitud yang lebih tinggi, maka kemudahan penyimpanan gas bawah tanah yang besar masih tidak akan meningkatkan jumlah pengeluaran. Dan kekurangan itu akan dilindungi oleh kemudahan penyimpanan kecil yang direka untuk melancarkan penggunaan harian dan mingguan. Sebabnya adalah lebih mudah dan cepat untuk memilih daripada mereka.

Bekas dengan keluasan beberapa kilometer persegi dianggap optimum. Dengan perbezaan ketinggian antara bahagian bawah dan atas kubah dalam lingkungan 10-15 meter

Kelebihan kemudahan UGS dalam formasi tepu air ialah kapasitinya yang ketara. Kelemahannya ialah ahli geologi, apabila mengkaji ciri-ciri akuifer, mungkin tidak mengenal pasti atau mengambil kira beberapa faktor penting. Akibatnya, storan tidak boleh digunakan.

Dan perkara yang paling teruk ialah perkara ini sering didedahkan selepas pelaburan besar dalam pembinaan infrastruktur atas tanah dan bawah tanah. Selalunya terdapat juga masalah yang kurang ketara, dari mana operasi kemudahan penyimpanan gas bawah tanah dalam batu tepu air disertai dengan kos tidak dirancang yang ketara.

Pilihan #2 - bekas selepas pengeluaran hidrokarbon

Kompleks kejuruteraan yang tergolong dalam jenis ini berfungsi untuk melancarkan turun naik bermusim dalam penggunaan bahan api "biru". Dan juga untuk mewujudkan rizab strategik.

Kemudahan penyimpanan bawah tanah sangat diperlukan kerana penciptaan dan operasinya adalah yang paling menguntungkan dari segi ekonomi. Dan tangki gas besar di atas tanah (ditunjukkan dalam foto) digunakan jika tidak mungkin untuk menggunakan saluran paip gas utama dari kemudahan penyimpanan gas bawah tanah. Di samping itu, bekas yang ditunjukkan dalam foto biasanya hanya menyimpan gas cecair

Reka bentuk kemudahan penyimpanan jenis ini adalah sama seperti dalam kes analog yang dicipta dalam pembentukan tepu air. Iaitu, bahan api disimpan dalam lompang batu berliang.

Kemudahan UGS yang dicipta dalam batuan di mana hidrokarbon pernah terletak adalah yang paling banyak di dunia. Jadi, bilangan mereka mencapai 70% yang ketara, sebab ini adalah beberapa kelebihan.

Ini termasuk: kapasiti dan penjimatan yang ketara pada pelaburan modal dalam penerokaan, penciptaan infrastruktur atau sekurang-kurangnya sebahagian daripadanya, penggerudian - pengeluaran minyak dan gas telah pun dijalankan di tapak penciptaan kemudahan penyimpanan gas bawah tanah tersebut.

Perlu difahami bahawa tangki gas yang tertimbus bukanlah kemudahan penyimpanan bawah tanah. Oleh kerana ia direka untuk menyelesaikan masalah yang sama sekali berbeza. Dan mereka berakhir di bawah tanah hanya untuk membuat penyejatan gas cecair lebih cekap dalam fros yang teruk. Dan tanpa sebarang kos. Dan juga penempatan tangki gas bersyarat di bawah tanah membolehkan anda menjimatkan ruang yang berguna di suatu tempat di plot peribadi anda

Tetapi bekas yang dipelihara selepas pengeluaran hidrokarbon tidak boleh dipanggil ideal.

Mereka mempunyai banyak kelemahan:

• masalah dengan ketatnya telaga lama - ini terutama berlaku untuk bekas medan minyak;
• keliangan tidak mencukupi, kebolehtelapan batuan;
• mencampurkan gas dengan sisa minyak - yang kadang-kadang membawa kepada kerugian yang ketara, kerana campuran yang terhasil tidak boleh digunakan lagi.

Dan juga, gas sering menghasilkan kekotoran berbahaya dalam bentuk hidrogen sulfida dalam medan minyak. Yang berbahaya kepada kesihatan manusia, dan juga memusnahkan semua jenis struktur keluli, malah yang berkaitan dengan keluli tahan karat.

Operasi kemudahan penyimpanan gas bawah tanah berdasarkan kawasan mendapan hidrokarbon yang berkurangan adalah mungkin disebabkan oleh fakta bahawa gas, apabila disuntik, menggantikan minyak yang tinggal dari pembentukan yang dikehendaki. Di samping itu, seperti air, ia mempunyai kesan kebolehmampatan dan mobiliti, yang memudahkan tugas menyusun bekas. Kadang-kadang minyak di bawah tekanan gas tidak diperah ke dalam batu, tetapi naik ke atas, yang menjadi sumber keuntungan tambahan.

Pilihan #3 - takungan dalam mendapan garam batu

Bekas dengan gas sedemikian berfungsi untuk melancarkan ketidaksamaan harian dan mingguan penggunaannya, dan juga mengambil bahagian dalam meratakan yang bermusim. Di samping itu, kemudahan penyimpanan dalam formasi garam berjaya mengatasi peranan sumber sandaran untuk pengguna penting.

Terdapat hanya 2 cara popular untuk menyimpan gas di bawah tanah. Iaitu, dalam lapisan berliang telap dan gua yang dibasuh dalam deposit garam. Pilihan pertama digunakan apabila anda perlu membuat storan yang besar, yang kedua - hanya untuk menyelesaikan masalah tempatan

Kemudahan UGS yang ditentukan dicipta dengan membasuh sebahagian daripada mendapan garam untuk mencipta rongga saiz yang diperlukan. Untuk tujuan ini, beberapa telaga pada mulanya digerudi, di mana air dibekalkan untuk jangka masa yang panjang.

Walaupun prosedur yang diterangkan adalah panjang dan mahal, ia membayar untuk dirinya sendiri, kerana gas asli yang disuntik disimpan tanpa kerugian. Sebabnya gua garam kedap udara. Di samping itu, mereka mempunyai kesan penyembuhan diri — retakan tektonik dan lain-lain dengan cepat ditumbuhi mendapan garam.

Kelebihan membina kemudahan penyimpanan gas bawah tanah sedemikian ialah jumlah bahan api yang diperlukan ditarik balik dengan hampir tiada sekatan kelajuan. Yang beberapa kali lebih tinggi daripada semasa melakukan operasi yang sama dalam bekas jenis lain. Dan juga kelebihan penting kemudahan UGS yang dibina di dalam gua garam ialah peratusan pengekstrakan gas yang tinggi - salah satu yang tertinggi di antara semua jenisnya.

Batu untuk penyimpanan gas hendaklah seperti yang ditunjukkan dalam foto. Iaitu, telap dan mempunyai ruang yang cukup untuk menampung jumlah bahan api yang besar. Di samping itu, struktur pembentukan harus membenarkan anjakan mudah sisa air dan minyak

Tetapi bilangan gua dalam lapisan garam tidak melebihi 2% daripada jumlah kemudahan penyimpanan.

Penunjuk ini dipengaruhi oleh beberapa aspek negatif:

• Kehadiran sejumlah besar air masin selepas membasuh gua untuk menjimatkan gas. Akibatnya, jika tiada laut berdekatan atau sekurang-kurangnya kilang pemprosesan garam, tiada tempat untuk meletakkan cecair. Apakah punca utama UGS sebegini sedikit.
• Pengurangan volum berguna semasa operasi. Fenomena ini disebabkan oleh penyejatan garam di tempat yang mempunyai tekanan dan pengumpulan yang lebih tinggi di mana ia lebih rendah.
• Kemunculan kekotoran dalam gas, yang sering menjadi sisa cecair yang sebelum ini digunakan untuk membasuh gua.
• Jilid kecil, yang tidak membenarkan mencipta rizab dalam kuantiti yang mencukupi.

Akibatnya, kemudahan penyimpanan garam biasanya digunakan hanya di mana tidak boleh menggunakan jenis bekas yang disenaraikan di atas.

Pilihan #4 - UGS dalam kerja lombong

Jumlah mereka tidak ketara. Namun begitu, Sweden dan Norway menyimpan sebahagian daripada rizab gas strategik mereka dalam bekas jenis ini sahaja.

PVC dalam kerja lombong adalah satu-satunya kemudahan penyimpanan gas yang dilengkapi sepenuhnya oleh manusia. Jadi, di salah satu lombong, letupan mencipta bekas, yang kemudiannya dilapisi dengan kepingan keluli.

Inilah rupa gua garam yang digunakan untuk menyimpan gas. Ia dimeterai secara hermetik dan boleh dipercayai, tetapi mempunyai dimensi terhad dan oleh itu sesuai untuk mencipta kemudahan UGS volum kecil. Dan secara eksklusif untuk menyelesaikan masalah tempatan. Sebagai contoh, di Rusia, daripada 27 kemudahan penyimpanan yang digunakan hari ini, hanya 2 adalah penyimpanan garam.

Walaupun menguntungkan untuk mengendalikan kemudahan penyimpanan gas bawah tanah di lombong terbiar kerana peratusan dan kadar pengeluaran yang tinggi, bilangan mereka tidak akan meningkat dengan ketara dalam masa terdekat. Sebabnya, kemudahan penyimpanan yang diterangkan sukar dibina. Oleh kerana tidak selalu mungkin untuk mencapai sesak yang lengkap, yang membawa kepada kerugian yang ketara.

Ini berlaku kerana fakta bahawa semasa operasi lombong mereka cuba membekalkan jumlah maksimum udara di sana. Mengapakah sistem pengudaraan dicipta dengan banyak jalan keluar ke permukaan, yang tidak boleh sentiasa dimeterai semasa mengatur kemudahan penyimpanan?

Akibatnya, hari ini hanya terdapat beberapa contoh yang berjaya melaksanakan idea menyimpan gas di lombong terbiar (di Sweden, Norway, Jerman).

Adakah kemudahan penyimpanan kedap udara?

Kebocoran bahan api adalah proses biasa yang tidak boleh dielakkan. Kerana terlalu banyak sebab.

Untuk kemudahan, mereka dibahagikan kepada 3 kategori:

• geologi;
• teknologi;
• teknikal.

Kepada kumpulan geologi sebab termasuk heterogeniti litupan UGS, kehadiran sesar tektonik, serta ciri-ciri hidrodinamik dan geokimia. Sebagai contoh, gas hanya boleh berhijrah melalui pembentukan, dan pakar tidak akan mempengaruhi ini dalam apa cara sekalipun.

Teknologi punca adalah antara yang paling biasa kerana kesilapan kerap berlaku semasa menilai mana-mana fakta. Contohnya, keberkesanan perangkap hidro, rizab gas, dan proses fizikal dan kimia yang berterusan.

Selalunya, telaga penggerudian digunakan untuk sampai ke lapisan yang dikehendaki. Selain itu, teknologinya tidak berbeza dengan prosedur yang serupa apabila cuba mendapatkan deposit gas dan minyak

Sebab teknikal paling kerap dikaitkan dengan keadaan telaga yang digunakan, di mana gas disuntik.

Ciri-ciri mencipta kemudahan penyimpanan gas bawah tanah

Dalam 95% kes, kemudahan penyimpanan bawah tanah dicipta memerah air dengan gas, sisa minyak daripada pembentukan berliang. Dengan cara ini, "bekas" untuk menyimpan bahan api "biru" dicipta.

Dan ciri yang paling penting ialah isipadu gas yang digunakan untuk memerah cecair tidak boleh digunakan untuk penghantaran kepada pengguna. Tugasnya adalah untuk menghalang sisa air dan hidrokarbon daripada kembali ke tempat lamanya. Jika tidak, repositori hanya akan berhenti wujud.

Iaitu, gas yang ditentukan ialah penampan. Sebagai peraturan, ia tidak kurang daripada separuh daripada jumlah keseluruhan yang dipam ke dalam kemudahan penyimpanan gas bawah tanah. Dan dalam beberapa kes, terdapat 3 kali lebih banyak gas penimbal daripada apa yang boleh digunakan untuk bekalan kepada pengguna, yang dipanggil aktif.

Adalah menarik bahawa jumlah gas penampan tidak boleh dikira terlebih dahulu.Iaitu, semuanya diuji secara eksklusif secara eksperimen. Yang dalam banyak kes mengambil masa bertahun-tahun. Namun begitu, apabila keputusan yang diperolehi tidak memuaskan, gas penimbal boleh dipam keluar sepenuhnya.

Prosedur untuk mengisi storan

Selepas ahli geologi mengkaji formasi dan memutuskan bahawa kemudahan penyimpanan gas boleh dibuat di tempat yang betul, pengeluar gas membina kompleks kejuruteraan.

Kemudahan penyimpanan gas bawah tanah moden adalah cara paling selamat untuk menyimpan rizab gas. Tetapi kebocoran yang kerap menjadi masalah besar bagi pekerja gas dan pencinta alam sekitar, yang menganggap kes sebegini sebagai masalah besar bagi alam sekitar. Dan ia juga berlaku, seperti yang ditunjukkan dalam foto (kebakaran di salah satu kemudahan penyimpanan gas bawah tanah Hungary kelihatan di kejauhan)

Dan kemudian suntikan bahan api "biru" ke dalam kemudahan penyimpanan gas bawah tanah masa depan bermula, yang dibekalkan dari yang terdekat. saluran paip utama. Dan ia pergi ke tapak pembersihan, di mana semua jenis kekotoran mekanikal dikeluarkan.

Bahan api bersih dibekalkan ke titik pemeteran dan pemeteran. Dan selepas itu, ke kedai pemampat, di mana pemampatan dijalankan - ini adalah nama untuk menyediakan gas untuk mengepam ke dalam simpanan. Ia mewakili peningkatan tekanan gas kepada nilai yang dikehendaki.

Ia kemudian diangkut ke tempat pengedaran gas. Di mana jumlah aliran dibahagikan kepada beberapa dan dibekalkan kepada talian teknologi yang berbeza. Dari sana ia dihantar melalui bulu ke telaga untuk suntikan.

Sepanjang keseluruhan proses, pakar memantau beberapa parameter, termasuk tekanan dan suhu gas, dan produktiviti setiap telaga.

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik ini

Video yang dilampirkan di bawah dikhususkan untuk topik mencipta kemudahan penyimpanan gas bawah tanah untuk melancarkan penggunaan bahan api yang tidak sekata yang akan dibekalkan oleh saluran paip gas Power of Siberia.

Kemudahan penyimpanan gas bawah tanah adalah cara yang paling boleh dipercayai dan menguntungkan untuk meratakan penggunaan gas yang tidak sekata dan memastikan bekalannya stabil sekiranya berlaku force majeure. Dan perkara yang paling menarik ialah untuk ini kita perlu berterima kasih bukan kepada genius manusia, tetapi alam semula jadi, yang secara berhemat mencipta lapisan batu yang sesuai untuk ini..

Pernahkah anda secara peribadi mengambil bahagian dalam penciptaan kemudahan penyimpanan gas bawah tanah dan ingin menambah bahan di atas dengan maklumat yang berguna? Atau perasan percanggahan fakta? Tinggalkan teguran dan komen anda - blok maklum balas terletak di bawah artikel.