Kuidas töötavad maa-alused gaasihoidlad: sobivad meetodid maagaasi hoidmiseks

Tundub, et teadmised maa-aluste gaasihoidlate projekteerimisest ei oma tavakasutaja jaoks praktilist tähtsust.Kuid inimkond on liiga sõltuv "sinisest" kütusest ja me tahame olla kindlad, et selle tarnimises ei esine kunagi katkestusi. Kas pole õige?

Ja iga kaasmaalane võib rahustada infot maa all asuvate gaasihoidlate (UGS) kohta – seni, kuni need on täis, pole gaasivarustusega probleeme. Lisateavet salvestusstruktuuri ja salvestusfunktsioonide kohta leiate meie artiklist.

Maa-aluste gaasihoidlate ehitamine

Kui eramajade omanikud kasutavad gaasi olmevajadusteks gaasi hoidmiseks gaasipaagid, siis riigi mastaabis räägime täiesti erinevatest hoiustamisvõimalustest. Seega on ametlikult maa-alused gaasihoidlad inseneristruktuuride kompleksid, mis on ette nähtud "sinise" kütuse sissepritsimiseks, ladustamiseks ja väljavõtmiseks. Need koosnevad maapealsetest ja maa-alustest komponentidest.

TO jahvatatud seotud:

• gaasi jaotuspunkt, mille eesmärk on jaotada gaasivool mitmesse tehnoloogilisesse protsessi;
• kompressorite kaupluskus kütus valmistatakse ette (suurendades rõhku) süvenditesse süstimiseks;
• Gaasipuhastusjaamad.

Maa all UGS-i komponendid on: kaevud, töökohad, mahutid. Ja viimane punkt (konteinerid) on kõige huvitavam - kuidas gaasihoidla ise on korraldatud, sõltub sellest, kus "sinist" kütust hoitakse.

Kaasaegsed maa-alused gaasihoidlad sarnanevad välimuselt suurte tehastega. Kuna kütuse sissepritse/eemaldamise tagamiseks on vaja kasutada võimsat kompressorit, puhastus- ja muid seadmeid. Mida teenindavad sajad või isegi tuhanded spetsialistid

Gaasihoidlate ülevaatus

Sama kaaluga hõivab gaas palju suuremaid alasid kui kõik tahked ained. Ja kuna seda kasutatakse tohututes kogustes, on selle säilitamiseks vaja samu anumaid.

Veelgi enam, eksperdid loobusid sajand tagasi gaasihoidlatest inimese loodud maapealsetes reservuaarides.

Põhjus on selles, et selleks on vaja:

• hõivata planeedi tohutuid alasid madala rõhuga "sinise" kütuse ladustamise kompleksidega;
• kasutada kalleid ja plahvatusohtlikke kõrgsurvegaasipaake.

Sellest tulenevalt valiti eelpool loetletud negatiivsete aspektide neutraliseerimiseks maa-aluste hoidlate kasuks ning nendeks loetakse olulisel sügavusel asuvaid konteinereid. Mis enamikul juhtudel jääb vahemikku 300–1000 meetrit. Ja kütust saab seal hoida looduse loodud mahutites.

Kokku on insenerid õppinud edukalt kasutama 7 tüüpi maagaasi mahuteid:

• moodustub veega küllastunud poorsetes koosseisudes;
• konserveeritud pärast süsivesikute, nimelt gaasi, õli tootmist;
• moodustunud kivisoola ladestutes;
• loodud kaevanduste töös;
• loodud vastupidavates igikeltsa kivimites;
• madala temperatuuriga jääkoorega;
• tekkis pärast maa-aluseid aatomiplahvatusi.

Kuigi valikuid on palju, erinevad praktilisuse poolest vaid esimesed 4 gaasi ladustamise meetodit.Ülejäänud paagivalikud sobivad ainult teoreetiliselt.

Põhja-Stavropoli maa-alune gaasihoidla on maailma suurim ja seal hoitavad gaasivarud on suutelised rahuldama nii suure riigi nagu Prantsusmaa aastase kütusevajaduse. Kuna laopinda on koguni 680 km²

Põhjus, miks ülejäänud kolm võimalust on ebapraktilised, on järgmine:

• Gaasi saab hoida külmunud kivimites, mida tõendavad mitmed planeedi põhjapoolsetes piirkondades olemasolevad hoidlad. Kuid nende mahud on äärmiselt ebaolulised, seetõttu pole neil tänapäeval mingit tööstuslikku tähtsust.
• Maa-aluste tuumaplahvatuste tagajärjel tekkinud konteinerid sobivad üsna hästi märkimisväärsete gaasivarude hoidmiseks, mis on juba katseliselt tõestatud. Kuid asi on selles, et võimsaid relvi katsetati inimeste elukohast eemal. Seetõttu pole seal tavaliselt tarbijaid ega kommunaalteenuseid.

Seetõttu on seda tüüpi mahutid lihtsalt kasutamiseks sobimatud.

Kuigi maa-aluseid gaasihoidlaid nimetatakse hoidlateks, ei ole gaasi konserveerimine nende esmane ülesanne. Kuna neis leiduvat kasutatakse enamasti tarbimise ebatasasuste tasandamiseks. Mis võib olla igapäevane, iganädalane, hooajaline. Vaid viimase abinõuna luuakse UGS-i rajatised vääramatu jõu tagajärgede leevendamiseks.

Järgmisena kaalume üksikasjalikumalt kõiki gaasi maa all hoidmise võimalusi.

Valik nr 1 – ladustamine veega küllastunud koosseisudes

Veega küllastunud kihistudes asuvad hoidlad on kavandatud gaasikasutuse hooajaliste ebatasasuste mõju tasandamiseks. Ja ka strateegiliste reservide loomiseks.

Selliste hoidlate projekteerimise oluliseks tunnuseks on inimeste minimaalne osalus - enamasti gaasi sissepritse jaoks vajalike kaevude loomise etapis.

Venemaa kaardil on näha, et maa-alused gaasihoidlad asuvad magistraalgaasitorustike ja suurte asustatud piirkondade läheduses. Ja see pole juhus, kuna hoidlad on mõeldud gaasitarbimise stabiilsuse tagamiseks, mille jaoks peaksid need asuma suurte objektide vahetus läheduses

Neid konteinereid otsitakse arteesiatest kooslustest. Gaasihoidlad luuakse, kus kivimi struktuur on läbilaskev ja poorne. Ülejäänud vedelik eemaldatakse gaasi abil, mis surub selle kokku ja seejärel välja.

Nn kütusepaagid ise tegelikult sellised ei ole. Täpsemalt pole neid seal üldse - neid kasutatakse panipaigana tühimikud poorsetes kihtides. Ja kogu gaasihoidla loomise protseduur seisneb osa vee tõrjumisest perifeeriasse. Nad teevad seda selleks, et luua ruumi "sinisele" kütusele.

Ülalkirjeldatud protseduuri saab lõpule viia ainult siis, kui sellele aitavad kaasa mitmed tegurid:

• Poorne läbilaskev kiht on kaetud gaasi mitteläbilaskvate kivimite kupliga (kattega), milleks on tavaliselt kokkusurutud savid.
• Hoidla piiridest ulatub põhjaveekiht kümneid kilomeetreid. Ja see on veelgi parem, kui sellel on juurdepääs pinnale. Kõik eelnev võimaldab gaasil kihistu vee edukalt välja pigistada.
• Kupli pikkus on piisav märkimisväärse koguse gaasi hoidmiseks.
• Kivimi poorsus ja läbilaskvus tagab vastuvõetava gaasimahutavuse ja võime selle arenemise käigus vabastada.

Kui vähemalt üks tingimus ei ole täidetud, on maa-aluse hoidla loomine võimatu.

Kaasaegsete maa-aluste hoidlate tööpõhimõte on lihtne. Funktsioone saab uurida suurte maa-aluste gaasihoidlate näitel, mida kasutatakse hooajaliste ebakorrapärasuste tasandamiseks.

Niisiis, tavaliselt soojal aastaajal pumbatakse neisse vajalik kogus gaasi. Mida hakatakse ära võtma alles kütteperioodi alguses. Pealegi ei suunata magistraaltorusse mitte mingit tohutut gaasi, vaid keskmist, eelmiste talvede kasutuskogemustest teada.

Ja kui järsku temperatuur järsult langeb ja igapäevane tarbimine muutub suurusjärgu võrra suuremaks, siis suur maa-alune gaasihoidla väljavõtmise mahtu ikkagi ei suurenda. Ja puudujääki katavad väikesed laoruumid, mis on mõeldud igapäevase ja iganädalase tarbimise tasandamiseks. Põhjus on selles, et nende hulgast on lihtsam ja kiirem valida.

Optimaalseks peetakse konteinereid, mille pindala on mitu ruutkilomeetrit. Kupli põhja ja ülaosa kõrguse erinevusega 10-15 meetrit

UGS-i rajatiste eeliseks veega küllastunud koosseisudes on nende märkimisväärne võimsus. Puuduseks on see, et geoloogid ei pruugi põhjaveekihi omadusi uurides mõnda olulist tegurit tuvastada või arvesse võtta. Selle tulemusena muutub salvestusruum kasutuskõlbmatuks.

Ja kõige hullem on see, et see selgub sageli pärast tohutuid investeeringuid maapealse ja maa-aluse infrastruktuuri rajamisse. Üsna sageli tuleb ette ka väiksemaid hädasid, millest maa-aluste gaasihoidlate käitamisega veega küllastunud kivimites kaasnevad märkimisväärsed planeerimata kulud.

Variant #2 – konteinerid pärast süsivesinike tootmist

Seda tüüpi insenerikompleksid aitavad tasandada "sinise" kütuse tarbimise hooajalisi kõikumisi. Ja ka strateegiliste reservide loomiseks.

Maa-alused hoidlad on nõudlikud, kuna nende loomine ja käitamine on majanduslikult kõige tulusamad. Ja tohutuid maapealseid gaasimahuteid (näidatud fotol) kasutatakse juhul, kui maa-alustest gaasihoidlatest ei ole võimalik kasutada magistraalgaasitorustikke. Lisaks hoitakse fotol kujutatud mahutites tavaliselt ainult vedelgaasi

Seda tüüpi hoidlate konstruktsioon on sama, mis veega küllastunud koosseisudes loodud analoogide puhul. See tähendab, et kütust hoitakse poorsete kivimite tühjades.

UGS-rajatised, mis on loodud kivimitesse, kus kunagi asusid süsivesinikud, on maailma kõige rikkalikumad. Seega ulatub nende arv märkimisväärse 70% -ni, selle põhjuseks on mitmed eelised.

Nende hulka kuuluvad: märkimisväärne võimsus ja kokkuhoid kapitaliinvesteeringutelt uuringutesse, infrastruktuuri või vähemalt selle osa loomisse, puurimisse - selliste maa-aluste gaasihoidlate loomise kohas on nafta ja gaasi tootmine juba toimunud.

Tuleb mõista, et maetud gaasimahutid ei ole maa-alused hoidlad. Kuna need on mõeldud täiesti erinevate probleemide lahendamiseks. Ja need satuvad maa alla ainult selleks, et muuta vedelgaasi aurustamine tugevate külmade korral tõhusamaks. Ja ilma igasuguste kuludeta. Ja ka gaasimahutite tinglikult maa-alune paigutus võimaldab säästa kasulikku ruumi kuskil oma isiklikul krundil

Kuid pärast süsivesinike tootmist säilinud mahuteid ei saa nimetada ideaalseteks.

Neil on palju puudusi:

• probleemid vanade kaevude tihedusega - see kehtib eriti endiste naftaväljade kohta;
• ebapiisav poorsus, kivimite läbilaskvus;
• gaasi segamine õlijääkidega - mis mõnikord põhjustab olulisi kadusid, kuna saadud segu ei saa enam kasutada.

Samuti tekitab gaas naftaväljadel sageli ohtlikku lisandit vesiniksulfiidi kujul. Mis on kahjulik inimese tervisele ja hävitab ka kõikvõimalikke teraskonstruktsioone, ka roostevaba terasega seotud.

Ammendatud süsivesinike lademealadel põhinevate maa-aluste gaasihoidlate käitamine on võimalik tänu sellele, et gaas tõrjub sissepritse korral järelejäänud õli soovitud formatsioonist välja. Lisaks on sellel sarnaselt veele kokkusurutavus ja liikuvus, mis hõlbustab anuma korrastamist. Mõnikord ei suruta gaasirõhu all olevat naftat kivisse, vaid tõuseb ülespoole, mis muutub täiendavaks kasumiallikaks.

Valik nr 3 – reservuaarid kivisoolamaardlates

Sellised gaasimahutid aitavad tasandada selle kasutamise igapäevast ja iganädalast ebatasasust ning osaleda ka hooajalise tasandamises. Lisaks tulevad soolavormide hoidlad edukalt toime oluliste tarbijate varuallika rolliga.

Gaasi maa all hoidmiseks on ainult 2 populaarset viisi. Nimelt läbilaskvates poorsetes kihtides ja soolalademetes välja uhutud koobastes. Esimest võimalust kasutatakse siis, kui peate looma suure salvestusruumi, teist - ainult kohalike probleemide lahendamiseks

Määratud UGS-i rajatised luuakse osa soolaladestustest väljapesemisega, et tekitada vajaliku suurusega õõnsus. Selleks puuritakse esialgu mitu kaevu, mille kaudu antakse vett pika aja jooksul.

Kuigi kirjeldatud protseduur on pikk ja kulukas, tasub see end ära, kuna sissepritsetud maagaas ladustatakse kadudeta. Põhjus on selles, et soolakoopad on õhukindlad. Lisaks on neil mõju enesetervendamine — tektoonilised ja muud praod kasvavad kiiresti soolaladestustega kinni.

Selliste maa-aluste gaasihoidlate ehitamise eeliseks on see, et vajalik kogus kütust võetakse välja praktiliselt ilma kiiruspiiranguteta. Mis on mitu korda suurem kui samade toimingute tegemisel muud tüüpi konteinerites. Ja ka soolakoobastesse rajatud UGS-i rajatiste oluline eelis on kõrge gaasivõtu protsent – ​​üks kõrgemaid kõigi selle tüüpide seas.

Gaasi hoidmiseks mõeldud kivi peaks olema selline, nagu fotol näidatud. See tähendab, et see on läbilaskev ja piisavalt ruumi suure kütusekoguse mahutamiseks. Lisaks peaks kihistu struktuur võimaldama vee ja õlijääkide hõlpsat väljatõrjumist

Kuid soolakihtides olevate koobaste arv ei ületa 2% hoidlate koguarvust.

Seda näitajat mõjutavad mitmed negatiivsed aspektid:

• Suure koguse soolase vee olemasolu pärast koobaste pesemist gaasi säästmiseks. Selle tulemusena, kui läheduses pole merd või vähemalt soolatöötlemise tehaseid, pole vedelikku ka kuhugi panna. Mis on sellise UGS-i väikese koguse peamine põhjus.
• Kasuliku mahu vähendamine töö ajal. Seda nähtust põhjustab soola aurustumine kõrgema rõhuga kohtades ja akumuleerumine seal, kus see on madalam.
• Lisandite välimus gaasis, mis on sageli varem koopa väljapesemiseks kasutatud vedeliku jäägid.
• Väikesed mahud, mis ei võimalda luua piisavas koguses reserve.

Seetõttu kasutatakse soolahoidlaid tavaliselt ainult seal, kus ei ole võimalik kasutada ülalnimetatud mahuteid.

Variant nr 4 – UGS kaevanduses

Nende mahud on tühised. Sellegipoolest hoiavad rootslased ja norralased osa oma strateegilistest gaasivarudest just seda tüüpi konteinerites.

PVC kaevanduses on ainus gaasihoidla, mis on täielikult inimeste poolt varustatud. Niisiis tekitavad ühes kaevanduses plahvatused konteineri, mis seejärel vooderdatakse teraslehtedega.

Sellised näevad välja gaasi hoidmiseks kasutatud soolakoopad. Need on hermeetiliselt suletud ja töökindlad, kuid piiratud mõõtmetega ja sobivad seetõttu väikesemahuliste UGS-i rajatiste loomiseks. Ja eranditult kohalike probleemide lahendamiseks. Näiteks Venemaal on 27-st täna kasutusel olevast hoidlast ainult 2 soolaladu.

Kuigi maa-aluste gaasihoidlate kasutamine mahajäetud kaevandustes on kõrge väljavõtmise protsendi ja määra tõttu tasuv, ei suurene nende arv lähiajal oluliselt. Põhjus on selles, et kirjeldatud laohooneid on keeruline ehitada. Kuna alati ei ole võimalik saavutada täielikku tihedust, mis toob kaasa märkimisväärseid kaotusi.

See on tingitud asjaolust, et kaevanduse töötamise ajal püütakse anda sinna maksimaalselt õhku. Miks luuakse ventilatsioonisüsteem, kus on palju väljapääsusid pinnale, mida hoiuruumi korraldamisel alati tihendada ei saa?

Selle tulemusena on täna vaid mõned edukad näited gaasi ladustamise idee rakendamisest mahajäetud kaevandustes (Rootsis, Norras, Saksamaal).

Kas panipaigad on õhukindlad?

Kütuselekked on tavalised protsessid, mida ei saa vältida. Sest põhjuseid on liiga palju.

Mugavuse huvides on need jagatud kolme kategooriasse:

• geoloogiline;
• tehnoloogiline;
• tehniline.

Grupi juurde geoloogiline põhjustel hõlmavad UGS-katte heterogeensust, tektooniliste rikete olemasolu, aga ka hüdrodünaamika ja geokeemia tunnuseid. Näiteks võib gaas lihtsalt kihistu kaudu migreeruda ja spetsialistid ei mõjuta seda kuidagi.

Tehnoloogiline põhjused on ühed levinumad, kuna faktide hindamisel esineb regulaarselt vigu. Näiteks hüdrolõksude, gaasivarude ja käimasolevate füüsikaliste ja keemiliste protsesside tõhusus.

Sageli kasutatakse soovitud kihtideni jõudmiseks puurkaevude puurimist. Pealegi ei erine selle tehnoloogia gaasi- ja naftamaardlatesse pääsemisel sarnastest protseduuridest

Tehnilised põhjused on kõige sagedamini seotud kasutatavate kaevude seisukorraga, mille kaudu gaasi süstitakse.

Maa-aluste gaasihoidlate loomise tunnused

95% juhtudest luuakse maa-alused hoidlad gaasiga vee väljapressimine, poorsete moodustiste õlijäägid. Nii luuakse "konteinerid" "sinise" kütuse hoidmiseks.

Ja kõige olulisem omadus on see, et vedelike väljapressimiseks kasutatud gaasi mahtu ei saa hiljem kasutada tarbijatele tarnimiseks. Selle ülesandeks on vältida vee ja süsivesinike jääkide vanasse kohta naasmist. Vastasel juhul lakkab hoidla lihtsalt olemast.

See tähendab, et määratud gaas on puhver. Reeglina ei moodusta see vähem kui pool maa-alustesse gaasihoidlatesse pumbatavast kogumahust. Ja mõnel juhul on puhvergaasi 3 korda rohkem kui seda, mida saab kasutada tarbijate varustamiseks, mida nimetatakse nn. aktiivne.

Huvitav on see, et puhvergaasi kogust ei saa ette arvutada.See tähendab, et kõike testitakse eranditult eksperimentaalselt. Mis paljudel juhtudel võtab aastaid. Kuid siiski, kui saadud tulemus on ebarahuldav, saab puhvergaasi täielikult välja pumbata.

Hoiu täitmise kord

Pärast seda, kui geoloogid on uurinud moodustist ja otsustanud, et õigesse kohta saab luua gaasihoidla, ehitavad gaasitootjad insenerikompleksi.

Kaasaegsed maa-alused gaasihoidlad on kõige turvalisem viis gaasivarude hoidmiseks. Kuid selle sagedased lekked on suureks probleemiks gaasitöötajatele ja keskkonnakaitsjatele, kes peavad selliseid juhtumeid oluliseks keskkonnaprobleemiks. Ja juhtub ka, nagu fotol näha (kaugusest on näha tulekahju ühes Ungari maa-aluses gaasihoidlas)

Ja siis algab "sinise" kütuse sissepritse tulevasesse maa-alusesse gaasihoidlasse, mida tarnitakse lähimast magistraaltorustik. Ja see läheb puhastusplatsile, kus eemaldatakse kõikvõimalikud mehaanilised lisandid.

Mõõtmis- ja mõõtepunkti tarnitakse puhast kütust. Ja pärast seda kompressorite kauplusesse, kus toimub kompressioon - see on gaasi ettevalmistamise nimi hoidlasse pumpamiseks. See tähistab gaasi rõhu tõusu soovitud väärtuseni.

Seejärel transporditakse see gaasijaotuspunktidesse. Kus koguvool jagatakse mitmeks ja tarnitakse erinevatele tehnoloogilistele liinidele. Sealt saadetakse see läbi lüüside süstekaevudesse.

Kogu protsessi vältel jälgivad spetsialistid mitmeid parameetreid, sealhulgas gaasi rõhku ja temperatuuri ning iga kaevu tootlikkust.

Järeldused ja kasulik video sellel teemal

Allpool lisatud video on pühendatud maa-aluste gaasihoidlate loomise teemale, et tasandada gaasijuhtme Power of Siberia kaudu tarnitava kütuse ebaühtlast tarbimist.

Maa-alused gaasihoidlad on kõige usaldusväärsem ja tulusam viis ebaühtlase gaasitarbimise tasandamiseks ja selle stabiilse tarnimise tagamiseks vääramatu jõu korral. Ja mis kõige huvitavam on see, et selle eest tuleb tänada mitte inimgeeniust, vaid loodust, kes loonud heaperemehelikult selleks sobivad kivimikihid..

Kas olete isiklikult osalenud maa-aluste gaasihoidlate loomisel ja soovite ülaltoodud materjali kasuliku teabega täiendada? Või märkasite faktides lahknevust? Jätke oma märkused ja kommentaarid - tagasisideplokk asub artikli all.