Как устроены подземные газовые хранилища обзор вариантов хранения газа

Типы газовых хранилищ

Газовое хранилище представляет собой геологическую структуру или искусственный резервуар, используемый для хранения газа. Работа хранилища характеризуется двумя основными параметрами — объемным и мощностным. Первый характеризует ёмкость хранилища — активный и буферный объёмы газа; второй показатель характеризует суточную производительность при отборе и закачке газа, продолжительность периода работы хранилища при максимальной производительности.

По режиму работы ПХГ подразделяются на базисные и пиковые.

https://www.youtube.com/watch?v=ytdevru

Базисное ПХГ предназначено для циклической эксплуатации в базисном технологическом режиме, который характеризуется сравнительно небольшими отклонениями (увеличением или уменьшением в пределах от 10 до 15 %) суточной производительности ПХГ при отборах и закачках газа от среднемесячных значений производительности.

Пиковое ПХГ предназначено для циклической эксплуатации в пиковом технологическом режиме, который характеризуется значительными приростами (пиками) свыше 10-15 % суточной производительности ПХГ в течение нескольких суток при отборах и закачках газа относительно среднемесячных значений производительности.

По назначению ПХГ подразделяются на базовые, районные и локальные.

Базовое ПХГ характеризуется объёмом активного газа до нескольких десятков миллиардов кубических метров и производительностью до нескольких сотен миллионов кубических метров в сутки, имеет региональное значение и влияет на газотранспортную систему и газодобывающие предприятия.
Районное ПХГ характеризуется объёмом активного газа до нескольких миллиардов кубических метров и производительностью до нескольких десятков миллионов кубических метров в сутки, имеет районное значение и влияет на группы потребителей и участки газотранспортной системы (на газодобывающие предприятия при их наличии).

Локальное ПХГ характеризуется объёмом активного газа до нескольких сотен миллионов кубических метров и производительностью до нескольких миллионов кубических метров в сутки, имеет локальное значение и область влияния, ограниченную отдельными потребителями.
По типу различают наземные и подземные газовые хранилища.

Создание ПХГ

Первая в мире опытная закачка газа в истощенное газовое месторождение была проведена в 1915 г. в Канаде (месторождение Уэлленд-Каунти), первое промышленное ПХГ ёмкостью 62 млн м³ было создано в 1916 г. в США (газовое месторождение Зоар, район
г. Буффало).

В России первое ПХГ в истощенном 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) истощенные газовые месторождения.

Как устроены подземные газовые хранилища обзор вариантов хранения газа

В 1979 г. начато создание крупнейшего в мире хранилища в истощенном газовом месторождении — Северо-Ставропольского (Ставропольский край). Площадь горного отвода ПХГ составляет более 680 км². Оно создано на основе истощенных одноимённых газовых месторождений в зелёной свите (1979 г.) и хадумском горизонте (1984 г.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Обвязка котла твердотопливного газового схемы

) при аномально низких пластовых давлениях. Данные горизонты являются самостоятельными эксплуатационными объектами, расположенными на глубинах 1000 и 800 м, и существенно отличаются 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.

Первое ПХГ в водоносном пласте было создано в 1946 г. в США — ПХГ Doe Run Upper (штат Кентукки).
В СССР первое газохранилище в водоносном пласте было создано в 1955 г. в районе г. Калуга — 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 в соляных кавернах используются преимущественно для покрытия пиковых нагрузок, поскольку могут эксплуатироваться в «рывковом» режиме с производительностью отбора, на порядок превышающей производительность отбора из ПХГ в пористых структурах, а количество циклов может достигать до 20 в год.

По этим причинам созданию ПХГ в каменной соли уделяется большое внимание в развитых странах. Это также связано и с рыночными условиями функционирования системы газоснабжения, так как ПХГ в каменной соли могут служить для компенсации краткосрочных колебаний газопотребления, предотвращения штрафов за дисбаланс в поставках газа из-за аварий на газопроводах, а также планирования закупок на региональном уровне с учётом ежемесячных или суточных колебаний цен на газ.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpolicyandsafetyru

В мире создано порядка 70 ПХГ в отложениях каменной соли с общей активной ёмкостью около 30 млрд м³.
Наибольшее количество ПХГ в соляных кавернах эксплуатируется в США — 31 ПХГ, общая активная ёмкость которых составляет порядка 8 млрд м³, а суммарный объём отбора более 200 млн м³/сут.
В Германии эксплуатируется 19 ПХГ в соляных кавернах с суммарным объёмом активного газа около 7 млрд м³, также планируется расширение действующих и строительство новых ПХГ с общей активной ёмкостью порядка 8 млрд м³.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Что такое диммируемая светодиодная лампа

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).
В настоящее время на территории Армении эксплуатируется ПХГ, общий объём которого составляет 150 млн м³. Ведутся работы по дальнейшему расширению ПХГ до 380 млн м³.

В мире активно увеличивается спрос на резервные мощности ПХГ, однако не везде существуют оптимальные геологические условия для создания ПХГ на базе истощенных месторождений, в водоносных пластах или в каменной соли. В связи с этим разрабатываются и внедряются технологии создания ПХГ в каменных пещерах и угольных шахтах.

Image-silk.png

Примеры таких хранилищ единичны, но в каждом конкретном случае они являются технически единственно возможным и экономически обоснованным объектом для резервирования необходимого объёма природного газа.
Наибольший опыт в организации подобных хранилищ имеется у Норвегии, США, Швеции и Чехии, которые рассматривают этот вариант как более экономичную и доступную альтернативу организации ПХГ в солях и наземных хранилищ сжиженного газа.

В Швеции в районе г. Хальмштад вблизи основной магистрали газопровода введен в эксплуатацию демонстрационный проект ПХГ Скаллен в облицованной каверне горных пород. В граните на глубине 115 м построена одна каверна (геометрический объём составляет 40 тыс. м³), стены которой укреплены стальной сеткой.

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).

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 (ПХГ) являются неотъемлемой частью Единой системы газоснабжения России и расположены в основных районах потребления газа.

На территории Российской Федерации расположены 27 объектов подземного хранения газа, из которых 8 сооружены в водоносных структурах, 1 в отложениях каменной соли[1] и 18 — в истощенных месторождениях.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Калькулятор расчета мощности обогрева теплицы - с необходимыми пояснениями

В пределах ЕСГ РФ действует двадцать подземных хранилищ газа, из них 14 созданы в истощенных месторождениях: Песчано-Уметское, Елшано-Курдюмское (два объекта хранения), Степновское (два объекта хранения), Кирюшкинское, Аманакское, Дмитриевское, Михайловское, Северо-Ставропольское (два объекта хранения), Краснодарское, Кущевское, 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, Щелковское, Касимовское, Увязовское, Невское, Гатчинское, Удмуртский резервирующий комплекс (два объекта хранения).

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

Калининградское подземное хранилище газа создано в отложениях каменной соли[1]

https://www.youtube.com/watch?v=ytaboutru

Кроме того ведётся строительство:
В водоносных пластах:
Беднодемьяновское
В отложениях каменной соли: Волгоградское

Литература

  1. Mansson L., Marion P. The lrc concept and the demonstration plant in Sweden — a new approach to commercial gas storage.
  2. Miles D. Helium storage in Cliffside field. — U.S.: Bureau of Mines, Amarillo, Tex.
  3. USGS Minerals Yearbook 2007 Helium [Advance Release], U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey.
  4. Брагинский О. Б. Нефтегазовый комплекс мира. — М.: РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина, 2006.
  5. Бузинов С. Н. Подземное хранение газа. Полвека в России: опыт и перспективы. CD-ROM Издательство: М.: ВНИИГАЗ 2008 г ISBN 5-89754-049-7;
  6. Казарян В. А. Подземное хранение газов и жидкостей. Регулярная и хаотическая динамика. — М.: Институт компьютерных исследований, 2006.
  7. Каширская Е. О., Молчанов С. А., Николаев В. В. Гелий: получение, ожижение, хранение, транспортирование, рынок сбыта. — М.: ИРЦ Газпром, 1997.
  8. Книжников А. Ю., Пусенкова Н. Н. Проблемы и перспективы использования попутного нефтяного газа в России. — ИМЭМО РАН и Всемирный фонд дикой природы (WWF) России, 2009.
  9. Левыкин Е. В. Технологическое проектирование хранения газа в водоносных пластах. — М.: Недра, 1973.
  10. СТО Газпром 2009 Основные положения по расчету и управлению резервами газа в подземных хранилищах.
  11. Самсонов Р. О., Бузинов С. Н., Рубан Г. Н., Джафаров К. И. История организации подземного хранения газа в СССР – России -ж. Георесурсы 4 (36) 2010, стр.2-8.
Оцените статью
MALIVICE.RU
Adblock
detector