Kā darbojas pazemes gāzes krātuves: piemērotas metodes dabasgāzes uzglabāšanai

Šķiet, ka zināšanām par to, kā tiek projektētas pazemes gāzes krātuves, parastajam lietotājam nav praktiskas nozīmes.Taču cilvēce ir pārāk atkarīga no “zilās” degvielas, un mēs patiešām vēlamies būt pārliecināti, ka tās piegādē nekad nebūs pārtraukumu. Vai tas nav pareizi?

Un ikvienu tautieti var nomierināt informācija par gāzes krātuvēm, kas atrodas pazemē (PGK) - kamēr tās būs pilnas, problēmas ar gāzes piegādi nebūs. Lasiet vairāk par uzglabāšanas struktūru un uzglabāšanas funkcijām mūsu rakstā.

Pazemes gāzes krātuvju būvniecība

Ja privātmāju īpašnieki izmanto gāzi gāzes uzglabāšanai sadzīves vajadzībām gāzes tvertnes, tad valsts mērogā runa ir par pavisam citām uzglabāšanas iespējām. Tādējādi oficiāli pazemes gāzes krātuves ir inženierbūvju kompleksi, kas kalpo “zilās” degvielas iesmidzināšanai, uzglabāšanai un izņemšanai. Tie sastāv no virszemes un pazemes komponentiem.

UZ zeme attiecas:

• gāzes sadales punkts, kas kalpo gāzes plūsmas sadalei vairākos tehnoloģiskos procesos;
• kompresoru veikalskur degvielu sagatavo (palielinot spiedienu) iesmidzināšanai urbumos;
• Gāzes attīrīšanas iekārtas.

Pazemes UGS sastāvdaļas ir: akas, darbnīcas, tvertnes. Un pēdējais punkts (konteineri) ir visinteresantākais - tas, kā tiek sakārtota pati gāzes krātuve, ir atkarīgs no tā, kur tiek uzglabāta “zilā” degviela.

Mūsdienu pazemes gāzes krātuves pēc izskata ir līdzīgas lielām rūpnīcām. Tā kā degvielas iesmidzināšanas/izņemšanas nodrošināšanai nepieciešams izmantot jaudīgu kompresoru, tīrīšanas un citas iekārtas. Kuru apkalpo simtiem vai pat tūkstošiem speciālistu

Gāzes uzglabāšanas tvertņu apskats

Ar tādu pašu svaru gāze aizņem daudz lielākas platības nekā jebkura cieta viela. Un, tā kā tas tiek izmantots milzīgos daudzumos, tā uzglabāšanai ir nepieciešami tie paši konteineri.

Turklāt eksperti pirms gadsimta atteicās no gāzes uzglabāšanas mākslīgos virszemes rezervuāros.

Iemesls ir tāds, ka tam būs nepieciešams:

• aizņem plašas planētas teritorijas ar kompleksiem zema spiediena “zilās” degvielas uzglabāšanai;
• izmantot dārgas un sprādzienbīstamas augstspiediena gāzes tvertnes.

Rezultātā, lai neitralizētu iepriekš uzskaitītos negatīvos aspektus, tika izdarīta izvēle par labu pazemes krātuvēm, un tās ir uzskatāmas par konteineriem, kas atrodas ievērojamā dziļumā. Kas vairumā gadījumu svārstās no 300 līdz 1000 metriem. Un tur var uzglabāt degvielu dabas radītās tvertnēs.

Kopumā inženieri ir iemācījušies veiksmīgi izmantot 7 veidu dabasgāzes uzglabāšanas tvertnes:

• veidojas ar ūdeni piesātinātos porainos veidojumos;
• konservēti pēc ogļhidrātu ražošanas, proti, gāzes, eļļas;
• veidojas akmeņsāls atradnēs;
• radīts raktuvēs;
• izveidots izturīgos mūžīgā sasaluma iežos;
• ar zemas temperatūras ledus apvalku;
• radās pēc pazemes atomu sprādzieniem.

Lai gan ir daudz iespēju, tikai pirmās 4 gāzes uzglabāšanas metodes atšķiras pēc praktiskuma.Atlikušās tvertnes iespējas ir piemērotas tikai teorētiski.

Ziemeļstavropoles pazemes gāzes krātuve ir lielākā pasaulē un tajā glabātās gāzes rezerves spēj apmierināt tādas lielas valsts kā Francija ikgadējo degvielas pieprasījumu. Tā kā noliktavas platība ir pat 680 km²

Iemesls, kāpēc atlikušās trīs iespējas ir nepraktiskas, ir šāds:

• Gāzi var uzglabāt sasalušos iežos, par ko liecina vairākas esošās krātuves planētas ziemeļu reģionos. Bet to apjomi ir ārkārtīgi niecīgi, tāpēc mūsdienās tiem nav nekādas rūpnieciskas nozīmes.
• Pazemes kodolsprādzienu rezultātā izveidotie konteineri ir diezgan piemēroti ievērojamu gāzes rezervju uzglabāšanai, kas jau ir eksperimentāli pierādīts. Bet būtība ir tāda, ka spēcīgi ieroči tika pārbaudīti ārpus cilvēku dzīvesvietas. Tāpēc tur parasti nav ne patērētāju, ne komunālo pakalpojumu sniedzēju.

Rezultātā šāda veida konteineri vienkārši nav piemēroti lietošanai.

Lai gan pazemes gāzes krātuves tiek sauktas par krātuvēm, patiesībā gāzes saglabāšana nav to primārais uzdevums. Tā kā tajos esošais pārsvarā tiek izmantots patēriņa nevienmērību izlīdzināšanai. Kas var būt ikdienas, nedēļas, sezonas. Tikai kā pēdējais līdzeklis tiek radītas PGK telpas, lai mazinātu nepārvaramas varas apstākļu sekas.

Tālāk mēs sīkāk apsvērsim katru no iespējām gāzes uzglabāšanai pazemē.

Variants #1 – uzglabāšana ar ūdeni piesātinātos veidojumos

Krātuves ar ūdeni piesātinātos veidojumos ir paredzētas, lai izlīdzinātu gāzes izmantošanas sezonālās nevienmērības sekas. Un arī izveidot stratēģiskās rezerves.

Svarīga šādu krātuvju dizaina iezīme ir minimāla cilvēku līdzdalība - visbiežāk gāzes ievadīšanai nepieciešamo aku izveides stadijā.

Krievijas kartē redzams, ka pazemes gāzes krātuves atrodas pie maģistrālajiem gāzes vadiem un lielām apdzīvotām vietām. Un tā nav nejaušība, jo krātuves ir paredzētas, lai nodrošinātu gāzes patēriņa stabilitāti, tāpēc tām jāatrodas lielu objektu tiešā tuvumā.

Šie konteineri tiek meklēti artēziskajos veidojumos. Gāzes krātuves tiek veidotas vietās, kur iežu struktūra ir caurlaidīga un poraina. Atlikušo šķidrumu noņem ar gāzi, kas to saspiež un pēc tam izspiež.

Pašas tā sauktās degvielas uzglabāšanas tvertnes patiesībā tādas nav. Precīzāk, tās tur nemaz nav - tiek izmantotas kā uzglabāšanas vieta tukšumi porainos slāņos. Un visa gāzes krātuves izveides procedūra sastāv no ūdens daļas pārvietošanas uz perifēriju. Viņi to dara, lai radītu vietu “zilajai” degvielai.

Iepriekš aprakstīto procedūru var pabeigt tikai tad, ja to veicina vairāki faktori:

• Porainais caurlaidīgais slānis ir pārklāts ar gāzi necaurlaidīgu iežu kupolu (vāciņu), kas parasti ir saspiesti māli.
• Ūdens nesējslānis stiepjas no krātuves robežām desmitiem kilometru. Un vēl labāk, ja tai ir pieeja virsmai. Viss iepriekš minētais ļauj gāzei veiksmīgi izspiest veidojumā esošo ūdeni.
• Kupola garums ir pietiekams, lai nodrošinātu iespēju uzglabāt ievērojamu daudzumu gāzes.
• Iežu porainība un caurlaidība nodrošina pieņemamu gāzes kapacitāti un spēju to izdalīt attīstības laikā.

Ja vismaz viens no nosacījumiem nav izpildīts, tad pazemes krātuvi izveidot nebūs iespējams.

Mūsdienu pazemes krātuvju darbības princips ir vienkāršs. Iezīmes var pārbaudīt, izmantojot lielu pazemes gāzes krātuvju piemēru, ko izmanto sezonālu nelīdzenumu izlīdzināšanai.

Tātad, parasti siltajā sezonā tajos tiek iesūknēts nepieciešamais gāzes daudzums. Kuru sāk atņemt tikai sākoties apkures sezonai. Turklāt maģistrālajā caurulē tiek sūtīts nevis kāds milzīgs gāzes daudzums, bet gan vidējais, kas zināms no ekspluatācijas pieredzes iepriekšējās ziemās.

Un, ja pēkšņi temperatūra strauji pazeminās un ikdienas patēriņš kļūst par lielumu lielāks, tad liela pazemes gāzes krātuve joprojām nepalielinās izņemšanas apjomu. Un iztrūkumu segs nelielas glabātuves, kas paredzētas ikdienas un iknedēļas patēriņa izlīdzināšanai. Iemesls ir tāds, ka izvēlēties no tiem ir vieglāk un ātrāk.

Par optimāliem tiek uzskatīti konteineri, kuru platība ir vairāki kvadrātkilometri. Ar augstuma starpību starp kupola apakšējo un augšējo daļu 10-15 metru robežās

PGK iekārtu priekšrocība ar ūdeni piesātinātos veidojumos ir to ievērojamā jauda. Trūkums ir tāds, ka ģeologi, pētot ūdens nesējslāņa īpašības, var nenoteikt vai neņemt vērā kādu svarīgu faktoru. Tā rezultātā krātuve būs nelietojama.

Un trakākais ir tas, ka tas bieži vien atklājas pēc milzīgiem ieguldījumiem virszemes un pazemes infrastruktūras izbūvē. Diezgan bieži rodas arī mazāk būtiskas nepatikšanas, no kurām pazemes gāzes krātuvju darbībai ar ūdeni piesātinātos iežos nāk līdzi ievērojamas neplānotas izmaksas.

Variants #2 - konteineri pēc ogļūdeņražu ražošanas

Šim tipam piederošie inženiertehniskie kompleksi kalpo, lai izlīdzinātu “zilās” degvielas patēriņa sezonālās svārstības. Un arī izveidot stratēģiskās rezerves.

Pazemes krātuves ir pieprasītas tāpēc, ka to izveide un ekspluatācija ir ekonomiski izdevīgākā. Un milzīgas virszemes gāzes tvertnes (redzamas fotoattēlā) tiek izmantotas, ja nav iespējams izmantot maģistrālos gāzes vadus no pazemes gāzes krātuvēm. Turklāt fotoattēlā redzamajos konteineros parasti tiek uzglabāta tikai sašķidrinātā gāze

Šāda veida uzglabāšanas telpu dizains ir tāds pats kā analogiem, kas izveidoti ar ūdeni piesātinātos veidojumos. Tas ir, degviela tiek uzglabāta porainu iežu tukšumos.

UGS iekārtas, kas izveidotas klintīs, kur kādreiz atradās ogļūdeņraži, ir visbagātīgākās pasaulē. Tātad to skaits sasniedz ievērojamus 70%, iemesls tam ir vairākas priekšrocības.

Tie ietver: ievērojamas jaudas un ietaupījumus uz kapitālieguldījumiem izpētē, infrastruktūras vai vismaz tās daļas izveidē, urbšanā - šādu pazemes gāzes krātuvju izveides vietā jau ir veikta naftas un gāzes ieguve.

Jāsaprot, ka apraktās gāzes tvertnes nav pazemes krātuves. Tā kā tie ir paredzēti, lai atrisinātu pilnīgi dažādas problēmas. Un tie nonāk pazemē tikai tāpēc, lai padarītu sašķidrinātās gāzes iztvaikošanu efektīvāku stiprā salnā. Un bez jebkādām izmaksām. Un arī nosacīti pazemes gāzes tvertņu izvietojums ļauj ietaupīt noderīgu vietu kaut kur uz jūsu personīgā zemes gabala

Bet konteinerus, kas saglabāti pēc ogļūdeņražu ražošanas, nevar saukt par ideāliem.

Viņiem ir daudz trūkumu:

• problēmas ar veco urbumu hermētiskumu - tas jo īpaši attiecas uz bijušajiem naftas laukiem;
• nepietiekama porainība, iežu caurlaidība;
• gāzes sajaukšana ar eļļas atlikumiem - kas dažkārt rada ievērojamus zudumus, jo iegūto maisījumu vairs nevar izmantot.

Un arī gāze naftas atradnēs bieži veido bīstamu piemaisījumu sērūdeņraža veidā. Kas ir kaitīgs cilvēka veselībai, kā arī iznīcina visa veida tērauda konstrukcijas, pat tās, kas saistītas ar nerūsējošo tēraudu.

Pazemes gāzes krātuves darbība, kuras pamatā ir noplicināto ogļūdeņražu atradņu apgabali, ir iespējama tādēļ, ka gāze, ievadot gāzi, izspiež atlikušo eļļu no vēlamā veidojuma. Turklāt, tāpat kā ūdenim, tam ir saspiežamības un mobilitātes efekts, kas atvieglo konteinera sakārtošanas uzdevumu. Dažreiz nafta zem gāzes spiediena netiek iespiesta klintī, bet gan paceļas uz augšu, kas kļūst par papildu peļņas avotu.

Variants #3 - rezervuāri akmeņsāls atradnēs

Šādi konteineri ar gāzi palīdz izlīdzināt ikdienas un iknedēļas lietošanas nevienmērību, kā arī piedalās sezonas izlīdzināšanā. Turklāt uzglabāšanas telpas sāls veidojumos veiksmīgi tiek galā ar svarīgu patērētāju rezerves avota lomu.

Ir tikai 2 populāri veidi, kā uzglabāt gāzi pazemē. Proti, caurlaidīgos porainos slāņos un sāls nogulsnēs izskalotos dobumos. Pirmā iespēja tiek izmantota, ja nepieciešams izveidot lielu krātuvi, otrā - tikai vietējo problēmu risināšanai

Norādītās PGK telpas tiek veidotas, izskalojot daļu no sāls nogulsnēm, lai izveidotu vajadzīgā izmēra dobumu. Šim nolūkam sākotnēji tiek urbti vairāki urbumi, caur kuriem ilgstoši tiek piegādāts ūdens.

Lai gan aprakstītā procedūra ir ilgstoša un dārga, tā atmaksājas, jo iesūknētā dabasgāze tiek uzglabāta bez zudumiem. Iemesls ir tāds, ka sāls alas ir hermētiskas. Turklāt tiem ir efekts pašdziedināšanās — tektoniskās un citas plaisas ātri aizaug ar sāls nogulsnēm.

Šādu pazemes gāzes krātuvju būvniecības priekšrocība ir tāda, ka nepieciešamais degvielas daudzums tiek izņemts praktiski bez ātruma ierobežojumiem. Kas ir vairākas reizes augstāks nekā veicot tādas pašas darbības cita veida konteineros. Un arī svarīga sāls alās iebūvēto PGK iekārtu priekšrocība ir augstais gāzes ieguves procents – viens no augstākajiem starp visiem tā veidiem.

Gāzes uzglabāšanai paredzētajam akmenim jābūt tādam, kā parādīts fotoattēlā. Tas ir, caurlaidīgs un pietiekami daudz vietas, lai uzņemtu lielu degvielas daudzumu. Turklāt veidojuma struktūrai vajadzētu nodrošināt vieglu ūdens un eļļas atlikumu pārvietošanu

Bet alu skaits sāls slāņos nepārsniedz 2% no kopējā noliktavu skaita.

Šo rādītāju ietekmē vairāki negatīvi aspekti:

• Liela daudzuma sālsūdens klātbūtne pēc alu izmazgāšanas, lai taupītu gāzi. Rezultātā, ja tuvumā nav jūras vai vismaz sāls pārstrādes rūpnīcas, šķidrumu nav kur likt. Kāds ir galvenais iemesls šāda veida PGK nelielajam apjomam.
• Noderīgā tilpuma samazināšana darbības laikā. Šo parādību izraisa sāls iztvaikošana vietās ar augstāku spiedienu un uzkrāšanās vietās, kur tas ir zemāks.
• Piemaisījumu parādīšanās gāzē, kas bieži kļūst par šķidruma paliekām, kas iepriekš izmantotas alas izskalošanai.
• Nelieli sējumi, kas neļauj izveidot rezerves pietiekamā daudzumā.

Līdz ar to sāls uzglabāšanas telpas parasti tiek izmantotas tikai tur, kur nav iespējams izmantot iepriekš minētos konteineru veidus.

4. variants — PGK raktuvēs

To apjomi ir nenozīmīgi. Tomēr zviedri un norvēģi daļu no savām stratēģiskajām gāzes rezervēm glabā tieši šāda veida konteineros.

PVC raktuvēs ir vienīgā gāzes krātuve, ko pilnībā aprīkojuši cilvēki. Tātad vienā no raktuvēm sprādzieni rada konteineru, kas pēc tam tiek izklāts ar tērauda loksnēm.

Šādi izskatās sāls dobumi, ko izmantoja gāzes uzglabāšanai. Tie ir hermētiski noslēgti un uzticami, taču tiem ir ierobežoti izmēri, un tāpēc tie ir piemēroti neliela apjoma PGK iekārtu izveidei. Un tikai vietējo problēmu risināšanai. Piemēram, Krievijā no šodien izmantotajām 27 krātuvēm tikai 2 ir sāls uzglabāšanas vietas.

Lai gan pamestās raktuvēs ir izdevīgi ekspluatēt pazemes gāzes krātuves augstā izņemšanas procenta un ātruma dēļ, to skaits tuvākajā laikā būtiski nepalielināsies. Iemesls ir tāds, ka aprakstītās noliktavas ir grūti uzbūvējamas. Tā kā ne vienmēr ir iespējams panākt pilnīgu hermētiskumu, kas rada ievērojamus zaudējumus.

Tas notiek tāpēc, ka raktuves darbības laikā viņi cenšas tur piegādāt maksimālo gaisa daudzumu. Kāpēc tiek izveidota ventilācijas sistēma ar daudzām izejām uz virsmu, kuras ne vienmēr var noslēgt, iekārtojot noliktavu?

Tā rezultātā šodien ir tikai daži veiksmīgi piemēri, kā īstenot ideju par gāzes uzglabāšanu pamestās raktuvēs (Zviedrijā, Norvēģijā, Vācijā).

Vai uzglabāšanas telpas ir hermētiskas?

Degvielas noplūdes ir izplatīti procesi, no kuriem nevar izvairīties. Jo iemeslu ir pārāk daudz.

Ērtības labad tie ir sadalīti 3 kategorijās:

• ģeoloģiskā;
• tehnoloģiskais;
• tehnisks.

Uz grupu ģeoloģiskā iemeslus ietver PGK seguma neviendabīgumu, tektonisko lūzumu klātbūtni, kā arī hidrodinamikas un ģeoķīmijas īpatnības. Piemēram, gāze var vienkārši migrēt pa veidojumu, un speciālisti to nekādā veidā neietekmēs.

Tehnoloģiskā cēloņiem ir vieni no visizplatītākajiem, jo, novērtējot faktus, regulāri rodas kļūdas. Piemēram, hidroslazdu, gāzes rezervju un notiekošo fizikālo un ķīmisko procesu efektivitāte.

Bieži vien, lai nokļūtu vēlamajos slāņos, tiek izmantotas akas. Turklāt tā tehnoloģija neatšķiras no līdzīgām procedūrām, mēģinot nokļūt gāzes un naftas atradnēs

Tehniski iemesli visbiežāk ir saistītas ar izmantoto aku stāvokli, pa kurām tiek ievadīta gāze.

Pazemes gāzes krātuvju izveides iezīmes

95% gadījumu tiek izveidotas pazemes krātuves ūdens izspiešana ar gāzi, eļļas atlikumi no porainiem veidojumiem. Tādā veidā tiek izveidoti “konteineri” “zilās” degvielas uzglabāšanai.

Un vissvarīgākā iezīme ir tāda, ka šķidrumu izspiešanai izmantoto gāzes daudzumu pēc tam nevar izmantot piegādei patērētājiem. Tās uzdevums ir novērst ūdens un ogļūdeņražu atlieku atgriešanos vecajā vietā. Pretējā gadījumā repozitorijs vienkārši pārstās pastāvēt.

Tas ir, norādītā gāze ir buferis. Parasti tā ir ne mazāk kā puse no kopējā pazemes gāzes krātuvēs iesūknētā apjoma. Un dažos gadījumos bufergāzes ir 3 reizes vairāk nekā to, ko var izmantot piegādei patērētājiem, ko sauc par aktīvs.

Interesanti, ka bufergāzes daudzumu nevar aprēķināt iepriekš.Tas ir, viss tiek pārbaudīts tikai eksperimentāli. Kas daudzos gadījumos prasa vairākus gadus. Bet tomēr, ja iegūtais rezultāts ir neapmierinošs, bufergāzi var izsūknēt pilnībā.

Noliktavas aizpildīšanas procedūra

Pēc tam, kad ģeologi ir izpētījuši veidojumu un nolēmuši, ka īstajā vietā var izveidot gāzes krātuvi, gāzes ražotāji būvē inženiertehnisko kompleksu.

Mūsdienu pazemes gāzes krātuves ir drošākais veids, kā uzglabāt gāzes rezerves. Bet tā biežas noplūdes ir liela problēma gāzes strādniekiem un vides speciālistiem, kuri uzskata, ka šādi gadījumi ir būtiska problēma videi. Un tas arī notiek, kā redzams fotoattēlā (tālumā redzams ugunsgrēks vienā no Ungārijas pazemes gāzes krātuvēm)

Un tad sākas “zilās” degvielas iesmidzināšana topošajā pazemes gāzes krātuvē, kas tiek piegādāta no tuvākās maģistrālais cauruļvads. Un tas nonāk tīrīšanas vietā, kur tiek noņemti visa veida mehāniskie piemaisījumi.

Tīra degviela tiek piegādāta uz mērīšanas un dozēšanas punktu. Un pēc tam uz kompresoru darbnīcu, kur tiek veikta saspiešana - tā sauc gāzes sagatavošanu iesūknēšanai krātuvē. Tas atspoguļo gāzes spiediena palielināšanos līdz vēlamajai vērtībai.

Pēc tam tas tiek transportēts uz gāzes sadales punktiem. Kur kopējā plūsma tiek sadalīta vairākās un piegādāta dažādām tehnoloģiskajām līnijām. No turienes tas tiek nosūtīts caur strūklu uz iedobēm injekciju veikšanai.

Visa procesa laikā speciālisti uzrauga vairākus parametrus, tostarp gāzes spiedienu un temperatūru, kā arī katras akas produktivitāti.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Zemāk pievienotais video ir veltīts tēmai par pazemes gāzes krātuvju izveidi, lai izlīdzinātu nevienmērīgo degvielas patēriņu, kas tiks piegādāts pa gāzesvadu Sibīrijas spēks.

Pazemes gāzes krātuves ir uzticamākais un izdevīgākais veids, kā izlīdzināt nevienmērīgu gāzes patēriņu un nodrošināt tās stabilu piegādi nepārvaramas varas gadījumā. Un pats interesantākais ir tas, ka par to jāpateicas nevis cilvēka ģēnijam, bet gan dabai, kas apdomīgi radīja šim piemērotus iežu slāņus..

Vai esat personīgi piedalījies pazemes gāzes krātuvju izveidē un vēlaties papildināt iepriekš minēto materiālu ar noderīgu informāciju? Vai arī pamanījāt faktu neatbilstību? Atstājiet savas piezīmes un komentārus - atsauksmju bloks atrodas zem raksta.