Подземные газовые хранилища что это

Как устроены подземные хранилища газа

Поразительные технические решения придуманы для того, чтобы заводам и бытовым потребителям всегда хватало газа даже во время неожиданно пришедших морозов.

Задача эта не из простых, ведь с понижением температуры всего на несколько градусов потребление голубого топлива в России увеличивается на 100 млн кубометров в сутки. И тратят его не там, где добывают: на доставку, к примеру, с Ямала на другой конец страны может потребоваться несколько дней.

Чтобы в это время в домах было тепло и работали заводы, строятся перевалочные пункты — подземные хранилища газа (ПХГ), куда летом закачивают часть добытого топлива, а зимой отбирают. В России их уже 23. Есть те, что созданы в истощенных месторождениях, в пористых пластах, похожих на песчаник, или в отложениях каменной соли.

Чтобы создать резервуар для газа в отложениях каменной соли, минерал размывают водой. Делают это до тех пор, пока не образуется полость нужного размера. Получившуюся сферу затем заполняют газом.

Построить подземное хранилище газа в солях — задача сложная. Для начала нужно изучить строение подземных пластов, рассчитать объем полости. Но если все сделано правильно, получается очень надежно.

Андрей Перетокин, начальник филиала Волгоградского ПХГ: «ПХГ в соляных кавернах достаточно безопасны того, что они находятся именно в соленосной толще, которая сама по себе является герметичной. К тому же это соленосная толща на большой глубине расположена — метров. И с учетом того, что ПХГ в соляных кавернах — достаточно новые, они обеспечены системой контроля и системой автоматизации технологического процесса, что обеспечивает безопасность данных объектов».

На одном из таких хранилищ в Волгоградской области размыли резервуар длиной около 350 и диаметром примерно 60 метров. Объем получился как у 128 спортивных бассейнов. Бурили и вымывали около 5 лет. Полость получилась похожей на тоннель, с двух сторон которого есть скважины для закачки и отбора. Здесь хранится про запас в сжатом виде около 100 миллионов кубометров газа. Зимой, когда спрос повышается, голубое топливо осушают на специальной установке и подают в магистральный газопровод. По нему газ быстро дойдет до ближайших потребителей.

Источник

Подземные хранилища газа. Назначение и особенности эксплуатации

Добываемый газ потребляется не в полном объёме, часть топлива отправляют в стратегический резерв. Самый распространённый способ хранения газа сегодня – закачка в глубины земли. Как устроены подземные хранилища газа?

Устройство хранилищ газа

Подземные газохранилища – это системы сооружений, предназначенные для резервирования больших объёмов природного газа. Как правило, они способны вмещать сотни миллионов, а в некоторых случаях и миллиарды кубометров газа.

ПГХ газа формируют вблизи крупных центров газопотребления. По большей части они представляют собой систему «природных» ёмкостей, расположенных на глубинах от 300 м до 1 км.

Хранилища различают двух типов: их создают либо в пористых породах, либо в полостях горных пород. К первым относятся истощённые месторождения углеводородов, водонасыщенные пористые пласты. Ко второму типу относятся хранилища в горных выработках подземных рудников и шахт, соляных отложениях.

Существует ещё один способ хранения газа – изотермические подземные хранилища. Их создают в виде котлована с замороженными стенками. Перед началом строительства верхнюю часть будущей ёмкости укрепляют бетонным кольцом, на него устанавливается крыша с теплоизоляционным материалом.

Изотермические ПХГ предназначены для резервирования сжиженного природного газа. Они являются самым дорогостоящим способом хранения «голубого» топлива, однако весьма эффективны для газоснабжения тех районов, где невозможно создание хранилищ других типов.

На поверхности ПХГ любого типа строят инфраструктурные объекты, необходимые для их функционирования. Каждое хранилище оборудовано очистными установками, где топливо перед закачкой под землю очищают от разнообразных примесей.

Очищенный газ отправляется в пункт замера и учёта, после чего поступает в компрессорный цех: там проводят компримирование – технологию подготовки газа методом повышения его давления до нужного значения.

Над подземным газохранилищем строится газораспределительный пункт, где после газоподготовки проводится разделение топлива на технологические потоки, по которым газ закачивается под землю.

Также все хранилища подведены к сети магистральных газопроводов, по которым топливо поступает для закачки, а при необходимости – направляется в газопотребляющие центры.

Зачем газ хранят под землёй?

Для чего необходимо подземное хранение «голубого» топлива? Во-первых, добываемый газ отправляют в резерв для обеспечения стабильного энергоснабжения круглый год. Не секрет, что энергия используется неравномерно из-за переменчивой погоды. Из-за сезонности потребления часть избыточного газа оставляют «про запас» до времён пиковых нагрузок – например, в аномально холодные зимы.

Во-вторых, ПХГ восполняют недостаток топлива во время нестабильной ситуации на топливном рынке. В частности, резервы помогают держать на контроле энергоснабжение, когда происходят скачки спроса и предложения, колебания в экспортных/импортных поставках газа.

И в-третьих, газохранилища приходят на подмогу в случае возникновения различных внештатных ситуаций или же непредвиденных ЧП на объектах ТЭК.

Первое подземное газохранилище было построено в 1915 году в Канаде, на истощённом газовом месторождении Велланд.

Почему газ по всему миру хранят именно под землёй? Ответ прост: вещество занимает оргомные площади. Для хранения больших запасов топлива на поверхности требуется слишком много места, поэтому подземное хранение газа этом плане намного удобнее.

Отметим, что есть альтернативный вариант – наземные резервуары или так называемые газгольдеры. Но для резервирования газа их применяют лишь точечно из-за высокой взрывоопасности и высокой стоимости. Подземное хранение куда более безопасно и выгодно с экономической точки зрения.

ПХГ в России

В России подземные газовые хранилища начали создавать в 1950-ых годах. Сейчас они являются частью Единой системы газоснабжения, которой управляет подразделение «Газпрома» ООО «Газпром ПХГ».

На данный момент в нашей стране действует 25 ПХГ, из них 17 хранилищ создано на базе отработанных месторождений, 8 – в водоносных структурах. Все они рассредоточены в ключевых регионах потребления «голубого» топлива.

В Московской области действует 4 хранилища «Газпрома»:

Крупным центром хранения газа также является Саратовская область. В регионе действуют:

В Башкирии расположено 2 актива – Башкирское УАВР и Канчуриское УПХГ, в Рязанской области – Калужское и Касимовское УПХГ. В Краснодарском крае действуют Краснодарское и Кущевское УПХГ, в Ставропольском крае – Ставропольское УПХГ, УАВР и КРС.

Ещё по одному УПХГ находится в Удмуртии, Ленинградской, Новгородской, Самарской, Тюменской, Оренбургской, Калининградской, Волгоградской и Пензенской областях.

В Ставропольском крае расположено крупнейшее газохранилище в мире – Северо-Ставропольское ПХГ, оно способно вмещать до 90 млрд кубометров газа.

На территории стран СНГ газовый холдинг владеет тремя хранилищами в Белоруссии и одним в Армении. Кроме того, «Газпром» имеет доступ к некоторым ПХГ Европы – в Германии, Австрии, Сербии, Чехии, Нидерландах, частично в Латвии.

В отопительный сезон подземные хранилища обеспечивают до 22% от всех поставок газа «Газпрома», а в холодные зимы их доля может достигать и 40%. Последние несколько лет компания поэтапно увеличивает газовый резерв в сети хранилищ.

Данные с официального сайта ПАО «Газпром»

В зимний период 2019-2020 годов «Газпром» нарастил в ПХГ газовый резерв до рекордного количества – 72,2 млрд кубометров. А с учётом хранилищ в Белоруссии и Армении показатель достиг 73,4 млрд кубов. Ежесуточно хранилища суммарно могли выдавать по 843,3 млн кубов.

А согласно Генеральной схеме развития газовой отрасли в России, к 2030 году суточная производительность газовых хранилищ должна достигнуть 1 млрд кубометров.

Источник

Подземное хранилище газа (ПХГ)

В основном есть 3 типа ПХГ:

Технология работы ПХГ

Обвязка технологических линий позволяет измерить производительности каждой скважины, температуру и давление газа при закачке.

Наиболее активный период развития ПХГ на территории бывшего СССР приходится на 1970-1980 гг.

В это время основной прирост добычи газа переместился в северные районы Западной Сибири, а основные потребители газа располагались на расстоянии в несколько тысяч км от мест его добычи.

Для регулирования сезонной неравномерности потребления газа и обеспечения гарантированных экспортных поставок в центральных и западных регионах бывшего СССР было обустроено десятки ПХГ, в тч.

Объем зависит от геометрических размеров хранилища, формы и глубины залегания, пористости и проницаемости вмещающих пород, минимального и максимального давлений в ПХГ при эксплуатации, а также технологии закачек и отборов газа.

На стадии проектирования объем активного газа рассчитывают теоретическим путем, на стадии эксплуатации корректируют по фактическим показателям хранилища.

Буферный газ составляет основную часть капитальных затрат (капвложений) и является узким местом в финансировании.

В эксплуатации газохранилища бывают 2 х типов:

Для операций на рынке газа и обычных требований к пиковым нагрузкам:

Истощенные месторождения обычно имеют большую емкость, чем соляные пещеры и терминалы СПГ. Потребность в буферном газе для таких хранилищ также очень высока и составляет до 50% от общей емкости хранилища.

Стоимость ПХГ

Факторы, влияющие на требования к емкости ПХГ:

Крупные потребители, такие как Германия, Италия и Нидерланды, имеют емкость хранения 30% от их годовой потребности.

Источник

Газовое хранилище: изучаем вместе

Казалось бы, знания о том, как устроены подземные газовые хранилища прикладного значения для рядового пользователя не имеют. Но человечество слишком зависимо от «голубого» топлива и так хочется быть уверенным, что перебоев с его поставками никогда не будет. Ведь верно?

Классификация ПХГ

Чтобы уравновесить потребление ресурса по сезонам, происходящее неравномерно в любом газовом промысле или газопроводе магистрального назначения, запасы нужно хранить герметично в определенных хранилищах. Для этого используют месторождения, выработка которых истощена, ловушки в водонапорных системах в пластах породы, а также особенные трещины или каверны, образующиеся природным путем или искусственным. Все ПХГ можно разделить на категории в зависимости от их характеристик работы и особенностей эксплуатации.

Режим работы ПХГ

Классификация по работе в пористом пласте позволяет выделить несколько типов ПХГ:

Назначение

По своему назначению подземные хранилища можно разделить на базовые, локальные и районные. Каждый тип отличается своим объемом:

Объекты эксплуатации

Подземные газовые хранилища могут работать в следующих объектах:

Для каждого из объектов предусмотрено количество – один пласт или многопластовая система складов.

Колебания и пики

ПХГ (подземные хранилища газа) в значительной мере способствуют надежности снабжения потребителей газом. Они позволяют выравнивать суточные колебания газопотребления и удовлетворять пиковый спрос в зимний период. Особенно важны ПХГ в России с ее климатическими особенностями и удаленностью источников ресурсов от конечных потребителей. В России действует не имеющая мировых аналогов Единая система газоснабжения (ЕСГ), ее неотъемлемая часть — система ПХГ. Подземные хранилища позволяют гарантированно обеспечивать потребителей природным газом независимо от времени года, колебаний температуры, форс-мажорных обстоятельств.

В зимнее время действующие 25 хранилищ обеспечивают до четверти суточных ресурсов газа ЕСГ России, что сопоставимо с суммарным отбором из Ямбургского, Медвежьего и Юбилейного месторождений.

ПХГ «Газпрома» за рубежом

В целях повышения надежности поставок газа по экспортным контрактам «Газпром» использует мощности ПХГ в странах ближнего и дальнего зарубежья.

В странах Европы «Газпром» на правах соинвестора имеет доступ к активной емкости ПХГ:

В случае необходимости дополнительно арендуются емкости для хранения газа у сторонних компаний.

К осенне-зимнему периоду 2018–2019 годов собственные мощности «Газпрома» по хранению газа в Европе составили 5 млрд куб. м., а заключенные дополнительные контракты на хранение газа позволили создать к 1 декабря 2018 года резерв в 5,8 млрд куб. м.

На территории стран бывшего Советского Союза «Газпром» является собственником ПХГ:

Компания также использует часть мощностей Инчукалнского ПХГ (Латвия).

По состоянию на 31 декабря 2018 года оперативный резерв газа в этих ПХГ составил 1,6 млрд куб. м.

Предусмотрительная природа

Однако газ занимает значительно больший объем, чем твердое тело или жидкость. Поэтому найти для него герметичные резервуары было бы затруднительно, если бы природа уже не построила их. Пористые пласты песчаника в земной коре, герметично закупоренные сверху куполом из слоя глины, являются природными ПХГ. В порах песчаника может находиться вода, но могут скапливаться и углеводороды. В процессе создания ПХГ в водоносном слое газ, скапливающийся под глиняной покрышкой, вытесняет воду вниз.

Если в пласте-коллекторе изначально содержатся углеводороды, то он является месторождением нефти или газа. Герметичность такой структуры уже доказана тем, что в ней скопились углеводороды.

Развитие подземного хранения газа

Увеличение потенциальной максимальной суточной производительности является одной из ключевых задач «Газпрома» по развитию подземного хранения газа в России. Ежегодное увеличение этого показателя сопоставимо с «зимним» суточным потреблением газа одним из регионов Российской Федерации, например Вологодской или Ленинградской областью.

В перспективе максимальная суточная производительность превысит 1 млрд куб. м (для сравнения, аналогичный показатель для всех ПХГ в мире составляет около 7 млрд куб. м).

В настоящее время на территории России в стадии проектирования и строительства находятся следующие объекты подземного хранения газа:

Идет реконструкция, расширение, модернизация и техническое перевооружение ряда действующих подземных хранилищ.

Ведутся геологоразведочные работы с целью создания хранилищ в регионах, где недостаточно имеющихся или нет мощностей по хранению газа. В частности, в Северо-Западном федеральном округе (ФО) геологоразведка ведется вдоль трассы газопроводов от Ухты до Торжка, а также в направлении Архангельска, в Сибирском ФО — по направлению от Омска до Томска, в Дальневосточном ФО — вдоль трассы газопровода «Сила Сибири».

В ближнем зарубежье планируется постепенное увеличение суточной производительности ПХГ «Газпрома» в Армении и Беларуси. Подготовлен План мероприятий по сотрудничеству «Газпрома» и «Узбекнефтегаза» в области развития ПХГ на территории Узбекистана.

«Газпром» продолжает наращивать мощности по хранению газа в Европе с целью достижения активной емкости не менее 5% от годового объема экспортных поставок.

В стадии расширения находятся ПХГ «Дамборжице» (Чехия), «Катарина» и «Йемгум» (Германия).

Изучаются возможности создания подземных хранилищ на территории Китая.

ПХГ в современной России

В настоящее время в России создана развитая система подземного хранения газа, которая выполняет следующие функции:

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 и 18 — в истощенных месторождениях.

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).

Калининградское подземное хранилище газа создано в отложениях каменной соли

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

Герметичны ли хранилища?

Утечки топлива являются частыми процессами, избежать которых невозможно. Так как причин слишком много.

Для удобства их делят на 3

К группе геологических причин относят неоднородность покрышек ПХГ, наличие тектонических разломов, а также особенности гидродинамики и геохимии. К примеру, газ может просто мигрировать по пласту, и специалисты на это никак не повлияют.

Технологические причины относятся к наиболее частым так, как регулярно случаются ошибки при оценке каких-либо фактов. К примеру, эффективности гидроловушек, запасов газа, происходящих физико-химических процессов.

Нередко, чтобы добраться до нужных пластов применяется бурение скважин. Причем его технология ничем не отличается от аналогичных процедур при попытке добраться к залежам газа, нефти

Технические причины чаще всего связаны с состоянием используемых скважин, с помощью которых осуществляется закачка газа.

Как строят подземные хранилища газа?

В пластах водоносного типа подземные хранилища требуют тщательного анализа участка, разведывательных работ и промышленной закачки ресурса в многочисленные новые скважины. При составлении проекта, прежде всего, учитывают оптимальные способы стабильной и равномерной работы создаваемого газопровода в пиковые сезоны.

Только после этого принимается решение об обустройств, ведется строительство и составляется график потребления ресурса по часам на несколько месяцев вперед. Для выравнивания неравномерности потребления запаса газохранилищ используют три метода:

Пещеры с самозаживлением

Соляные пещеры являются идеальными по герметичности резервуарами. Построить подземную соляную пещеру для хранения газа не так уж и сложно, хотя это и долгий процесс. В подходящем по высоте пласте каменной соли бурятся скважины. Затем в них подается вода, в соляном пласте вымывается полость необходимого объема. Соляной купол не только непроницаем для газа — соль обладает способностью самостоятельно «заживлять» трещины и разломы.

В настоящее время в России строятся два хранилища в отложениях каменной соли — в Калининградской и Волгоградской областях.

Закачка газа

Закачку ресурса проводят для хранения при обеспечении переменного давления и расхода ресурса. Компрессорная станция имеет 5%-ный диапазон в момент заполнения и достигает 100% показателя по проектной мощности коллектора. Значения рабочего давления коллектора вычисляют по давлению в газопроводе подвода ресурса и показателям потери давления в водном пласте или шлейфе.

От того, насколько подвижны пласты, режим работы может быть приближен к водонапорному или газовому в случае истощения жилы. При повышении давления закачки эффективность хранилища повышается, но в призабойном секторе в сезон хранения давление может снижаться.

В сводовую часть закачивается газ, создавая пузырь в структуре в виде купола. Вода вымещается к краям, после чего удаляется через скважины разгрузочного назначения или по водоносной системе оттока. Кровлю делают из пластичной глины или известняка, допускается доломитовый пласт без разломов или трещин.

Так, толщины в 15 метров и глубины 300…1000 метров достаточно, чтобы не допустить утечки. Самая экономичная ПХГ – на 600 метрах. Именно такие хранилища должны быть обустроены в каждом регионе, потребляющем ресурс в значительных объемах.

Литература

Как это работает

Закачка газа — это его нагнетание в искусственную газовую залежь при заданных технологическим проектом показателях. Газ из магистрального газопровода поступает на площадку очистки газа от механических примесей, затем на пункт замера и учета газа, затем в компрессорный цех, где компримируется и подается на газораспределительные пункты (ГРП) по коллекторам. На ГРП общий газовый поток разделяется на технологические линии, к которым подключены шлейфы скважин. Обвязка технологических линий позволяет измерить производительности каждой скважины, температуру и давление газа при закачке.

Процесс хранения включает системный технологический, геологический и экологический контроль за объектом хранения газа и созданными производственными фондами.

Выводы и полезное видео по теме

Приложенный ниже видеоматериал посвящен теме создания ПХГ для сглаживания неравномерного потребления топлива, которое будет поставлять газопровод «Сила Сибири».

Подземные газовые хранилища являются наиболее надежным и выгодным способом нивелирования неравномерного потребления газа и его стабильной подачи при форс-мажорах. А самое интересное, что за это нужно благодарить не человеческий гений, а природу, предусмотрительно создавшую подходящие для этого пласты пород.

Вы лично принимали участие в создании подземных хранилищ для газа и хотите дополнить изложенный выше материал полезными сведениями? Или заметили несоответствие в фактах? Оставляйте свои замечания и – блок обратной связи расположен ниже под статьей.

Обратно в трубу

Отбор газа из подземного хранилища является практически таким же технологическим процессом, как и добыча из газовых месторождений, но с одним существенным отличием: весь активный (товарный) газ отбирается за период от 60 до 180 суток. Проходя по шлейфам, он поступает на газосборные пункты, где собирается в газосборный коллектор. Из него газ поступает на площадку сепарации для отделения пластовой воды и механических примесей, после чего направляется на площадку очистки и осушки. Очищенный и осушенный газ поступает в магистральные газопроводы.

Источник

Подземные газовые хранилища что это

Войти

Авторизуясь в LiveJournal с помощью стороннего сервиса вы принимаете условия Пользовательского соглашения LiveJournal

Подземное хранение газа. Что, зачем и почему.

Подземное хранилище газа (ПХГ) представляет собой геологическую структуру или искусственный резервуар, используемый для хранения газа. Очень часто хранилища создаются на месте истощенных газовых или нефтяных месторождений, а также в водоносных или соляных пластах. Использование подземных хранилищ (ПХГ) позволяет регулировать сезонную или суточную неравномерность потребления и обеспечивать гибкость и надежность поставок газа.

2. Как уже было сказано выше ПХГ, используется для регулирования неравномерности потребления газа т.е., к примеру, в зимний период газа потребляется больше, чем летом, или, если рассматривать в пределах суток, в вечерние часы больше чем днем. Закачка газа в хранилище производится 1 раз в год из магистрального газопровода через скважины в период низкого потребления, т.е. летом:

3. Один раз закачают, а в течении зимы происходит постепенная отдача. Число скважин может варьироваться от 5 до 60 и более, это зависит от производительности хранилища и его размеров:

4. На каждой скважине установлены приборы замера давления, расхода, температурные датчики, а таже задвижки, позволяющие перекрывать скважину:

5. Часть задвижек ручные, а часть автоматические:

6. Все скважины соединяются коллектором в одну трубу:

7. Уже по одной трубе газ, насыщенный влагой, растворенными углеводородами и механическими примесями направляется на установку подготовки газа (УПГ):

8-9. Очистка от механических примесей и капельной жидкости происходит на первом этапе подготовки, чтобы защитить оборудования от разрушения:

10. Очистка от растворенной жидкости (осушка) производится для того чтобы жидкость не выпала в процессе транспортировки газа по трубопроводу вследствии понижения температуры окружающей среды. Т.е. осушая газ мы удаляем из него всю растворенную жидкость, которая могла бы выделиться при более низкой температуре:

11. Типы и способы подготовки различны, в зависимости от требуемых и исходных параметров. В нашем случае применяется адсорбционная осушка. В вертикальных аппаратах засыпаны гранулы адсорбента, который поглощает воду и тяжелые углеводороды, тем самым осушая газ:

12. Адсорбент не вечен, и требуется его регенерировать, т.е. удалить накопившуюся влагу. Для этого через аппарат пропускают сухой горячий газ, который забирает на себя всю влагу. После чего этот газ охлаждается и из него выпадает накопившаяся жидкость:

13. Пройдя стадию осушки, газ собирается в коллектор:

15. и направляется на Узел коммерческого замера и учета который необходим для расчета количества сухого газа, которое было отобрано из ПХГ и поступило в магистральный газопровод:

17. Для управления процессом у оператора установлен компьютер, на который выводятся показания со всех приборов. За такой клавиатурой в интернете не посидишь:)

18. Если на объекте вдруг возникнет утечка газа или другая непредвиденная ситуация тут же сработает звуковой сигнал и загорится предупреждающие огни:

19. Пока я фотографировал, рядом со мной ходил человек с газоанализатором т.к. фотоаппарат это электроника, а электронику просто так на объект проносить нельзя, даже телефоны попросили оставить. Если уровень газа достигнет предельных значений, то нужно будет быстро покинуть территорию:

Я попытался объяснить все более простым языком. Если непонятны какие-то моменты не стесняйтесь, отвечу на любые вопросы.

Источник