в чем хранили газ
Хранение газа
Хранение газа играет важную роль для обеспечения бесперебойных поставок газа потребителям независимо от сезонных колебаний пиковых нагрузок.
Миллионы людей, включая газовую горелку на своей плите, даже не задумываются о всех тех проблемах, которые связаны с добычей, хранением и транспортированием «голубого топлива» от газового месторождения до их кухни.
Природный газ по магистральным газопроводам транспортируется от месторождения к потребителю. Для нормальной работы всей системы в ней должно поддерживаться определенное давление, которое регулируется с одной стороны величиной закачки газа в газопровод, а с другой стороны – количеством потребителей, которые этот самый газ «выкачивают» из газопровода.
Ни для кого не секрет, что в холодное время года потребление газа возрастает многократно. Чтобы снизить высокие пиковые нагрузки в зимний период и обеспечить надежную и бесперебойную подачу газа потребителю, газовики используют хранилища газа (газохранилища), в которых содержится некий резервный запас газа, который был туда закачан в теплое время года, когда потребность в газе была невелика.
Такие хранилища горючих газов располагаются под землей, и носят название ПХГ – подземных хранилищ газа. Подземное хранение газа осуществляется уже выработанных нефтяных и газовых месторождениях, водоносных пластах или соляных кавернах.
Способы хранения газов
Подземные хранилища газа в истощенных месторождениях
ПХГ в истощенных месторождениях являются наилучшим местом для хранения газа. Согласитесь, что хранить газ там, где он хранился природой на протяжении многих тысячелетий, очень удобно. Этот природный резервуар уже полностью разведан. Геологи изучили его геометрические размеры, форму площади газоносности, степень герметичности покрышки. На таком объекте уже имеются готовые скважины и оборудование, при помощи которого месторождение эксплуатировалось. Теперь это оборудование и скважины можно использовать, как для закачки газа обратно, так и последующего его извлечения из ПХГ.
Впервые истощенное месторождение было использовано под ПХГ в 1915 году. Канадцы на месторождении Уэлленд-Каунти провели опытную закачку газа, реализовав на практике теоретические задумки. Годом позже в США на месторождении Зоар было организовано первое в мире промышленное ПХГ, объем которого составил всего 62 млн. кубометров.
Первое подземное ПХГ в истощенном месторождении в СССР было создано в 1958 году в Самарской области.
В 1979 году в Ставропольском крае было начато строительство самого крупного в мире ПХГ в истощенном месторождении.
Подземные хранилища газа в водоносных структурах
ПХГ в водоносных структурах, конечно, не обладают таким удобством, как ПХГ в выработанных месторождениях, но тоже могут быть использованы для хранения газа. Основное требование, которым должен обладать пористый водоносный горизонт, чтобы в нем можно было организовать ПХГ – это непроницаемая покрышка, которая бы надежно удерживала газ под землей. Газ закачивается в пористый водоносный горизонт, вытесняя оттуда воду.
Первое в мире ПХГ в водоносном пласте создали американцы в 1946 году. В СССР такое месторождение появилось в 1955 году (Калужское ПХГ объемом 480 млн. кубометров газа). В 1977 году в СССР было построено самое крупное ПХГ в водоносном пласте объемом 4,5 млрд. кубометров газа (Касимовское ПХГ в Рязанской области).
Подземные хранилища газа в соляных кавернах
ПХГ в соляных кавернах обладают рядом преимуществ перед остальными ПХГ. Во-первых, такая соляная каверна априори имеет очень надежную покрышку, поскольку соляной купол обеспечивает абсолютную герметичность резервуара, поскольку непроницаем для газа. Во-вторых, такие ПХГ обеспечивают самую высокую суточную подачу газа. В-третьих, в таких ПХГ можно хранить как природный газ, так и жидкие углеводороды.
Однако, ПХГ в соляных кавернах строить достаточно долго и затратно. Если ПХГ на месте истощенного месторождения уже имеет готовый резервуар, в который можно закачивать газ, то в случае с соляной каверной все надо делать «ручками». Технология проста, но сам процесс формирования каверны занимает длительное время. В разведанный соляной пласт бурятся две скважины. По одной скважине в соляной пласт под давлением подается пресная вода, которая растворяет соль, а затем выкачивается на поверхность через другую скважину. Этот процесс идет до тех пор, пока не будет сформирована каверна подходящего размера. А, чтобы получилась каверна, пригодная для промышленного хранения природного газа, соляное месторождение должно быть достаточно мощным. Таких месторождений относительно немного.
Поскольку ПХГ в соляных кавернах обеспечивают самую высокую суточную подачу газа, о чем было сказано выше, такие подземные газохранилища используются для покрытия пиковых нагрузок. Производительность отбора газа из ПХГ в соляных кавернах на порядок выше, чем у остальных ПХГ, при этом количество циклов может достигать до 20 в год.
В настоящее время в мире существует всего около 70 подомных газохранилищ с общей активной ёмкостью около 30 млрд. кубометров газа.
Больше всего соляных ПХГ в США, в 31 газохранилище может находиться 8 млрд. кубометров газа. В России идет строительство 3 новых соляных ПХГ.
Подземные хранилища газа в твёрдых горных породах
Во многих странах нет соответствующих геологических условий, чтобы организовать ПХГ на базе истощенных месторождений, в водоносных пластах, соляных кавернах. Чтобы решить проблему, ученые разработали новые технологии создания ПХГ в угольных шахтах или каменных пещерах. Наибольшим опытом в этом направлении обладают Норвегия, США, Швеция, Чехия.
На данный момент «Газпром» на территории РФ эксплуатирует 23 ПХГ, расположенные в 27 геологических структурах. Все ПХГ расположены в основных районах потребления газа, обеспечивая в отопительный сезон 20-40% всех поставок газа.
Объем оперативного резерва газа, который был закачан в ПХГ накануне зимы 2018/19, составил 72,2 млрд. кубометров.
Хранение сжиженного газа
Сжиженный природный газ в последнее время завоевывает все новые и новые рынки, являясь перспективным энергоносителем, и реальной альтернативой классическому природному газу в газоснабжении удаленных районов.
Хранение сжиженного природного газа является важным процессом, в котором требуется обеспечение промышленной безопасности.
Резервуары для хранения СПГ делятся на три группы:
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.
Как строят подземные хранилища газа
Как строят подземные хранилища газа?
ПХГ, подземные хранилища газа, являются разработкой инженеров и технологов. Это комплексное сооружение геологического назначения, расположенное в накопительных пластах горных пород и выработанных месторождениях. Под землей эти строения используют для закачки газа, его продолжительного хранения и отбора. В состав входит также часть недр, которая ограничивается отводом гор, скважинами, компрессорными установками, системами для подготовки газа и его сбора.
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:
Публикация от ТЕРМО-ТЕХНОЛОГИЯ (@termo_tehnologia_astrakhan) 17 Мар 2019 в 8:10 PDT
Объекты эксплуатации
Подземные газовые хранилища могут работать в следующих объектах:
Для каждого из объектов предусмотрено количество – один пласт или многопластовая система складов.
Что нужно знать о ПХГ?
Самое главное, что нужно знать о ПХГ – правила безопасности подземных хранилищ газа. Помимо этого, необходимо учесть, что все чаще используются истощенные пласты и залежи каменной соли. Также технологи признали пригодными горные выработки полезных ископаемых – каменного угля и других пород.
Всего оборудовано около 600 ПХГ по всему миру, рассчитанных на 340 миллиардов мі. Большая часть резерва газа находится в выработанных месторождениях газа и его конденсата. Каверны соли менее емки, как и шахты горных пород.
Для оборудования ПХГ создают коллекторы естественного пористого и проницаемого типа, используя также и непроницаемые и непористые породы. Эксплуатация подземных хранилищ газа требует аккумулирования больших запасов ресурса и контроля подачи газа потребителям в разные сезоны. Создание запасов ресурса нужно для следующих целей:
Наиболее выгодным и эффективным признано хранилище газа в истощенных и пустых месторождениях нефти и газа, поскольку нет необходимости дополнительно изучать этот участок и сооружать скважины для использования.
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:
Как хранить газ?
Газовые баллоны – это стальные сосуды цилиндрической формы, имеющие полукруглое дно и горловину. Сжиженный газ относят к числу взрывчатых веществ, поэтому во избежание опасных ситуаций баллоны эксплуатируют в соответствии с правилами безопасности. Несоблюдение предписаний чревато не только огромными штрафами, но и непоправимыми последствиями.
Правила хранения газа
Газовые баллоны нередко используют в строительной и промышленной отрасли. Кроме этого, люди устанавливают их в загородных домах, чтобы обеспечить себе источник отопления. Согласно действующему ГОСТу эксплуатация одного баллона разрешена в течение 40 лет.
На предприятии
Эксплуатация сжиженного и технического газа на территории предприятий имеет ряд регламентированных норм. Объем резервуара может быть как до 50 л, так и более 100 л.
Ниже представлено несколько требований, согласно которым допускается хранение баллонов:
Если в помещении имеются отопительные приборы, то газовые емкости размещают на расстоянии более 1 м от них. Температура воздуха в складском помещении при этом не должна превышать +35°С. Хранить, выдавать и получать резервуары имеют право только лица, прошедшие профессиональное обучение и получившие разрешение. Производить транспортировку одному человеку запрещено — должно быть, как минимум, 2 работника.
На стройплощадке
Строительство зданий предполагает выполнение огневых работ, для которых необходим газ. Принцип хранения вещества во многом совпадает с правилами безопасности для предприятий. Однако к строительной отрасли были добавлены еще несколько требований:
Около локации, предназначенной для складирования газовых резервуаров, необходимо установить таблички с надписями: «Не курить», «Взрывоопасно». На пустых емкостях пишут мелом: «Пустой».
В бытовых условиях
Газовые баллоны, используемые в бытовых целях, устанавливают либо для плит, либо для водонагревателей. Сосуды бывают большого объема (50 л) или малого (5,27 л).
Рекомендуемые нормы хранения баллонов в быту:
Наполнение пустых баллонов осуществляется на специальных заправках. Чаще всего для бытовых нужд применяется пропан. Иногда для ремонта сетей водоснабжения используют технический газ.
Типы хранилищ
Существует несколько видов резервуаров хранения для СПГ (сжиженный природный газ). Все они различаются между собой объемом и природоохранными факторами.
Конструкции резервуаров
Резервуары для хранения СПГ могут иметь разные конструкции. Например, по типу крыши они делятся на самонесущие и подвесные.
При конструкции с самонесущей внутренней крышей избыточное газовое давление воспринимается внутренним резервуаром. Подвесные имеют отверстие, через которое свободно проникают пары продукта.
Подземные и надземные резервуары
И надземным, и подземным резервуарам предписывают высокий уровень безопасности. Однако первые наиболее удобны и менее огнеопасны. Например, во время землетрясения резервуары практически не страдают от разрушения. Кроме этого, подземные могут вмещать в себя сотни млн куб. метров газа.
Несмотря на массу преимуществ, надземные резервуары строят чаще. Дело в том, что затраты на строительство подземных достаточно высоки. Если резервуары построены на основе качественных материалов, а также предусматривают сооружения для локализации разливов, то они абсолютно безопасны для экологии.
Металлические цилиндрические наземные резервуары — разновидность изотермического заглубленного резервуара. Он, в свою очередь, имеет две конструкции: с подвесной платформой и крышей. Они не нуждаются в обваловании, при этом устанавливаются не так далеко от общественных объектов.
Упаковка газов и требования к ней
Для упаковки сжиженных газов используют емкости, изготовленные из:
Чтобы пользователи понимали, каким газом наполнен тот или иной баллон, емкости красят в разные цвета.
Крупнейшие газохранилища России и Европы. Справка
Координационная группа ЕС по газу рекомендовала странам Евросоюза заполнять газовые хранилища из всех доступных источников в связи с неопределенностью ситуации с запасами газа в хранилищах на Украине в преддверии наступления зимнего сезона.
Координационная группа ЕС по газу рекомендовала странам Евросоюза заполнять газовые хранилища из всех доступных источников в связи с неопределенностью ситуации с запасами газа в хранилищах на Украине в преддверии наступления зимнего сезона.
Подземные хранилища газа (ПХГ) являются неотъемлемой частью Единой системы газоснабжения России и расположены в основных районах потребления газа.
Использование ПХГ позволяет регулировать сезонную неравномерность потребления газа, снижать пиковые нагрузки в Единой системе газоснабжения, обеспечивать гибкость и надежность поставок газа.
Сеть ПХГ обеспечивает в отопительный период до 20% поставок газа российским потребителям, а в дни резких похолоданий эта величина достигает 30%.
В России ПХГ сооружаются в водоносных структурах и в истощенных месторождениях.
На территории РФ расположены 25 подземных хранилища газа с суммарной активной емкостью 65,2 млрд м3.
В России эксплуатируются следующие ПХГ: Касимовское, Канчуринско-Мусинский комплекс, Северо-Ставропольские, Кущевское, Краснодарское, Гатчинское, Невское, Калужское, Щелковское, Увязовское, Карашурское, Самарские, Пунгинское, Совхозное, Саратовские.
Касимовское ПХГ является в настоящее время крупнейшим в мире, созданном в водоносном пласте, и обеспечивает на 30-35% суточную потребность Москвы и Московской области, а также во многом решает вопросы газоснабжения Центрального района России.
Максимальная ежесуточная производительность в осеннее-зимний период достигает 100 млн м3 газа, что сопоставимо с величиной суточного газопотребления г Москвы.
Канчуринско-Мусинский комплекс ПХГ расположен в Республике Башкортостан и создан на базе отработанного газоконденсатного месторождения.
В результате реконструкции, которая должна завершится в 2010 г, предусматривается увеличение объема активного газа в комплексе ПХГ с 3,4 млрд м3 до 5,5 млрд м3.
Северо-Ставропольское ПХГ расположено в Ставропольском крае и создано в истощенном газовом месторождении. Крупнейшее в мире Северо-Ставропольское ПХГ регулирует сезонную неравномерность поставок, обеспечивает газоснабжение потребителей Южного федерального округа, республик Закавказья, Украины и надежность экспортных поставок.
Кущевское ПХГ расположено на Северном Кавказе в Кущевском районе Краснодарского края в 200 км от гКраснодара и создано в истощенном газовом месторождении.
Кроме того, Газпром хранит газ в ПХГ на территории Латвии, Германии, Австрии и Великобритании:
В Латвии расположено Инчукалнское ПХГ.
Оно находится к северо-востоку от г. Риги и создано в водоносном слое. Инчукалнское ПХГ является единственным функционирующим хранилищем в странах Балтии и обеспечивающим стабильность газоснабжения региона.
Объем Инчукалнского ПХГ составляет 4,46 млрд м3, из которых 2,32 млрд м3 составлял активный, или регулярно отбираемый природный газ.
Всего в Гepмaнии cущecтвуeт cвышe 40 ПХГ гaзa coвoкупнoй eмкocтью oкoлo 20 млpд кубoмeтpoв.
Bce oни нaxoдятcя в чacтнoй coбcтвeннocти. E.ON Ruhrgas pacпoлaгaeт мoщнocтями пpимepнo нa 5 млpд кубoмeтpoв. Kpупнeйшee ПXГ в Гepмaнии и Зaпaднoй Eвpoпe Rehden (4,2 млpд кубoмeтpoв) пpинaдлeжит кoмпaнии WINGAS, coвмecтнoму пpeдпpиятию Гaзпpoмa и Wintershall.
Банатский двор ПХГ расположено в Сербии. Является одним из крупнейших в Юго-Восточной Европе.
Обеспечивает дополнительную надежность экспортных поставок российского газа в Венгрию, Сербию, Боснию и Герцеговину.