в чем хранят газ
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 хранят газ и что такое ПХГ
Любой продукт надо как-то хранить. Газ не исключение. Индустрия подземного хранения газа имеет уже почти столетнюю историю.
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.
Предусмотрительная природа
Активный газ
В процессе создания хранилища часть газа захватывается в пласте-коллекторе, чтобы создать необходимое давление. Этот газ называется буферным. Его объем составляет приметно половину от всего газа, закачиваемого в хранилище. Газ, который потом будут извлекать из ПХГ, называется активным или рабочим газом.
Самое большое хранилище в мире — Северо-Ставропольское ПХГ. Его объем — 43 млрд кубометров активного газа. Этого хватило бы, чтобы покрыть годовое потребление, например, Франции или Нидерландов. Северо-Ставропольское ПХГ было построено в истощенном газовом месторождении.
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.
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.
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.
Другие способы
Подземное хранение газа
Фоторепортаж
Инфографика
Магистральные газопроводы, по которым газ транспортируется от месторождений к местам потребления, работают с относительно постоянной производительностью. Однако потребление газа характеризуется в первую очередь сезонной неравномерностью. Для снижения пиковых нагрузок, обеспечения гибкости и надежности поставок газа нужны специальные компенсаторы — газохранилища, которые способны накапливать избытки газа, хранить их и, в случае увеличения спроса, отдавать потребителям. Такими компенсаторами служат подземные хранилища газа (ПХГ), созданные в выработанных месторождениях углеводородов, водоносных пластах или соляных кавернах.
ПХГ «Газпрома» в России
Подземные хранилища газа расположены в основных районах потребления и являются неотъемлемой частью Единой системы газоснабжения (ЕСГ) России. Сеть ПХГ обеспечивает в отопительный период от 20 до 40 % всех поставок газа «Газпромом».
На территории России «Газпром» эксплуатирует 23 ПХГ в 27 геологических структурах.
Основные активы и проекты Группы «Газпром» в транспортировке и подземном хранении газа
К осенне-зимнему периоду 2020–2021 годов объем оперативного резерва газа в ПХГ составил 72,32 млрд куб. м, а потенциальная максимальная суточная производительность на начало сезона отбора — 843,3 млн куб. м газа.
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» имеет доступ к активной емкости ПХГ:
В случае необходимости дополнительно арендуются емкости для хранения газа у сторонних компаний.
К осенне-зимнему периоду 2020–2021 годов собственные мощности «Газпрома» по хранению газа в Европе составили около 8,6 млрд куб. м, а заключенные дополнительные контракты на хранение газа позволили создать резерв в 2,5 млрд куб. м в ПХГ Австрии, Венгрии, Словакии.
На территории стран бывшего Советского Союза «Газпром» является собственником ПХГ:
По состоянию на 31 декабря 2020 года оперативный резерв газа в этих ПХГ составил 1,18 млрд куб. м.
Абовянская станция подземного хранения газа в Армении
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.
Потенциальная максимальная суточная производительность на начало сезона отбора, млн куб. м
В настоящее время на территории России в стадии проектирования и строительства находятся следующие объекты подземного хранения газа:
Карашурское ПХГ в составе проекта «Удмуртский резервирующий комплекс»
Идет реконструкция, расширение, модернизация и техническое перевооружение ряда действующих подземных хранилищ.
В стадии расширения находятся ПХГ «Дамборжице» (Чехия) и «Катарина» (Германия), ведутся подготовительные работы по проекту расширения ПХГ «Банатский двор» (Сербия).
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.
Как хранят газ и что такое ПХГ
Любой продукт надо как-то хранить. Газ не исключение. Индустрия подземного хранения газа имеет уже почти столетнюю историю.
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.
Предусмотрительная природа
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.
Активный газ
В процессе создания хранилища часть газа захватывается в пласте-коллекторе, чтобы создать необходимое давление. Этот газ называется буферным. Его объем составляет приметно половину от всего газа, закачиваемого в хранилище. Газ, который потом будут извлекать из ПХГ, называется активным или рабочим газом.
Самое большое хранилище в мире — Северо-Ставропольское ПХГ. Его объем — 43 млрд кубометров активного газа. Этого хватило бы, чтобы покрыть годовое потребление, например, Франции или Нидерландов. Северо-Ставропольское ПХГ было построено в истощенном газовом месторождении.
Хранилища в истощенном месторождении или водоносном слое отличаются большим объемом, но небольшой гибкостью. Гораздо быстрее закачка и отбор газа происходят в тех хранилищах, которые созданы в пещерах каменной соли (хотя они и проигрывают в объеме ПХГ, созданным в истощенных месторождениях).
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.
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.
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.