Yeraltı gaz depolama tesisleri nasıl çalışır: doğal gazın depolanması için uygun yöntemler

Yeraltı gaz depolama tesislerinin nasıl tasarlandığına ilişkin bilginin ortalama kullanıcı için pratik bir önemi olmadığı görülmektedir.Ancak insanlık "mavi" yakıta fazlasıyla bağımlı ve biz onun tedarikinde hiçbir zaman kesinti olmayacağından gerçekten emin olmak istiyoruz. Öyle değil mi?

Ve her yurttaş, yeraltında bulunan gaz depolama tesisleri (UGS) hakkındaki bilgilerden emin olabilir - bunlar dolu olduğu sürece gaz tedariğinde herhangi bir sorun yaşanmayacak. Makalemizde depolama yapısı ve depolama özellikleri hakkında daha fazla bilgi edinin.

Yer altı gaz depolama tesisleri inşaatı

Özel ev sahipleri, ev ihtiyaçları için gaz depolamak için gaz kullanıyorsa gaz tankları, o zaman ulusal ölçekte tamamen farklı depolama seçeneklerinden bahsediyoruz. Bu nedenle, resmi olarak yer altı gaz depolama tesisleri, "mavi" yakıtın enjeksiyonuna, depolanmasına ve çekilmesine hizmet eden mühendislik yapıları kompleksleridir. Yer üstü ve yer altı bileşenlerden oluşurlar.

İLE zemin ilgili olmak:

• gaz dağıtım noktasıgaz akışını çeşitli teknolojik süreçlere dağıtmaya yarayan;
• kompresör dükkanıyakıtın kuyulara enjeksiyon için hazırlandığı yer (basınç arttırılarak);
• Gaz arıtma tesisleri.

Yeraltı UGS bileşenleri şunlardır: kuyular, çalışmalar, tanklar. Ve son nokta (konteynerler) en ilginç olanıdır - gaz deposunun kendisinin nasıl düzenleneceği "mavi" yakıtın nerede depolandığına bağlıdır.

Modern yer altı gaz depolama tesisleri görünüş olarak büyük fabrikalara benzemektedir. Yakıt enjeksiyonunu/boşaltılmasını sağlamak için güçlü kompresör, temizleme ve diğer ekipmanların kullanılması gerekir. Yüzlerce hatta binlerce uzmanın hizmet verdiği

Gaz depolama tanklarının gözden geçirilmesi

Aynı ağırlıkta gaz, herhangi bir katı maddeden çok daha büyük alanlar kaplar. Ve büyük miktarlarda kullanıldığından, depolamak için aynı kaplara ihtiyaç vardır.

Dahası, uzmanlar bir asır önce insan yapımı yer üstü rezervuarlarda gaz depolamayı bıraktı.

Bunun nedeni bunun şunları gerektirmesidir:

• düşük basınçlı "mavi" yakıt depolamak için komplekslerle gezegenin geniş alanlarını işgal etmek;
• pahalı ve patlayıcı yüksek basınçlı gaz tankları kullanın.

Sonuç olarak yukarıda sayılan olumsuzlukları ortadan kaldırmak amacıyla yer altı depolama tesisleri tercih edilmiş olup, bunlar önemli derinliklerde bulunan konteynerler olarak değerlendirilmektedir. Çoğu durumda 300 ila 1000 metre arasında değişir. Ve orada doğanın yarattığı tanklarda yakıt depolayabilirsiniz.

Toplamda mühendisler 7 tip doğal gaz depolama tankını başarıyla kullanmayı öğrendiler:

• suya doymuş gözenekli oluşumlarda oluşur;
• karbonhidratların, yani gaz, yağ üretiminden sonra korunur;
• kaya tuzu yataklarında oluşmuş;
• madenlerin işleyişinde yaratılmış;
• dayanıklı permafrost kayalarından yaratılmıştır;
• düşük sıcaklıkta bir buz kabuğu ile;
• yer altı atom patlamalarından sonra oluşmuştur.

Pek çok seçenek olmasına rağmen, yalnızca ilk 4 gaz depolama yönteminin pratikliği farklılık gösterir.Kalan tank seçenekleri yalnızca teorik olarak uygundur.

Kuzey Stavropol yeraltı gaz depolama tesisi dünyanın en büyüğüdür ve burada depolanan gaz rezervleri Fransa gibi büyük bir ülkenin yıllık yakıt ihtiyacını karşılayabilecek kapasitededir. Depolama alanı 680 km² kadar olduğundan

Geriye kalan üç seçeneğin pratik olmamasının nedeni şudur:

• Gezegenin kuzey bölgelerindeki mevcut çeşitli depolama tesislerinin de gösterdiği gibi, gaz donmuş kayalarda depolanabilir. Ancak hacimleri son derece önemsiz olduğundan günümüzde endüstriyel bir önemi yoktur.
• Yeraltı nükleer patlamaları sonucu oluşan konteynerler, deneysel olarak kanıtlanmış olan önemli gaz rezervlerinin depolanması için oldukça uygundur. Ancak mesele şu ki, güçlü silahlar insanların yaşadığı yerlerden uzakta test edildi. Bu nedenle, orada genellikle hiçbir tüketici veya kamu hizmeti yoktur.

Sonuç olarak, bu tür kaplar kullanıma uygun değildir.

Yeraltı gaz depolama tesisleri her ne kadar depolama tesisleri olarak adlandırılsa da aslında gazın korunması onların öncelikli görevi değildir. Çünkü içlerinde bulunan şey çoğunlukla tüketim eşitsizliğini düzeltmek için kullanılıyor. Günlük, haftalık, mevsimsel olabilir. Mücbir sebep durumlarının sonuçlarını hafifletmek için UGS tesisleri yalnızca son çare olarak oluşturulur.

Daha sonra, yeraltında gaz depolama seçeneklerinin her birini daha ayrıntılı olarak ele alacağız.

Seçenek #1 - suya doymuş oluşumlarda depolama

Suya doymuş oluşumlardaki depolama tesisleri, gaz kullanımındaki mevsimsel dengesizliğin etkilerini ortadan kaldırmak için tasarlanmıştır. Ve ayrıca stratejik rezervler oluşturmak.

Bu tür depolama tesislerinin tasarımının önemli bir özelliği, minimum insan katılımıdır - çoğunlukla gaz enjeksiyonu için gerekli kuyuların oluşturulması aşamasında.

Rusya haritası, yer altı gaz depolama tesislerinin ana gaz boru hatlarının ve büyük nüfuslu alanların yakınında bulunduğunu gösteriyor. Depolama tesisleri, büyük nesnelere yakın olmaları gereken gaz tüketiminin istikrarını sağlamak için tasarlandığından bu bir tesadüf değildir.

Bu kaplar artezyen oluşumlarında aranır. Kaya yapısının geçirgen ve gözenekli olduğu yerlerde gaz depolama tesisleri oluşturulur. Geriye kalan sıvı, onu sıkıştıran ve ardından sıkan gazla uzaklaştırılır.

Yakıt depolama tankları olarak adlandırılan tanklar aslında öyle değil. Daha doğrusu, hiç orada değiller; depolama alanı olarak kullanılıyorlar gözenekli katmanlardaki boşluklar. Ve bir gaz depolama tesisi oluşturma prosedürünün tamamı, suyun bir kısmının çevreye kaydırılmasından ibarettir. Bunu “mavi” yakıta yer açmak için yapıyorlar.

Yukarıda açıklanan prosedür ancak bir dizi faktörün buna katkıda bulunması durumunda tamamlanabilir:

• Gözenekli geçirgen katman, genellikle sıkıştırılmış kilden oluşan gaz geçirimsiz kayalardan oluşan bir kubbe (örtü) ile kaplıdır.
• Akifer, depolama tesisinin sınırlarından onlarca kilometreye kadar uzanır. Ve yüzeye erişimi varsa daha da iyidir. Yukarıdakilerin tümü, gazın formasyondaki suyu başarıyla sıkmasını sağlar.
• Kubbenin uzunluğu, önemli miktarda gazın depolanabilmesini sağlamak için yeterlidir.
• Kayanın gözenekliliği ve geçirgenliği, kabul edilebilir gaz kapasitesi ve geliştirme sırasında bu gazın serbest bırakılabilmesini sağlar.

Koşullardan en az birinin karşılanmaması durumunda yer altı depolama tesisi oluşturmak mümkün olmayacaktır.

Modern yer altı depolama tesislerinin çalışma prensibi basittir. Özellikleri, mevsimsel düzensizlikleri gidermek için kullanılan büyük yer altı gaz depolama tesisleri örneği kullanılarak incelenebilir.

Bu nedenle, genellikle sıcak mevsimde bunlara gerekli miktarda gaz pompalanır. Bu sadece ısıtma mevsiminin başlamasıyla birlikte alınmaya başlar. Üstelik ana boruya gönderilen çok büyük miktarda gaz değil, geçmiş kışlardaki işletme deneyimlerinden bilinen ortalama bir gazdır.

Ve aniden sıcaklık keskin bir şekilde düşerse ve günlük tüketim çok daha yüksek hale gelirse, büyük bir yer altı gaz depolama tesisi yine de çekilme hacmini artırmayacaktır. Ve eksiklik, günlük ve haftalık tüketimi dengelemek için tasarlanmış küçük depolama tesisleriyle kapatılacak. Bunun nedeni ise aralarından seçim yapmanın daha kolay ve hızlı olmasıdır.

Birkaç kilometrekarelik alana sahip konteynerlerin optimal olduğu düşünülmektedir. Kubbenin altı ile üstü arasında 10-15 metrelik yükseklik farkı vardır.

Suya doymuş formasyonlarda UGS tesislerinin avantajı önemli kapasiteleridir. Dezavantajı ise jeologların akiferin özelliklerini incelerken bazı önemli faktörleri tanımlayamamaları veya dikkate alamamalarıdır. Sonuç olarak, depolama kullanılamaz hale gelecektir.

Ve en kötüsü, bunun genellikle yer üstü ve yer altı altyapısının inşasına yapılan büyük yatırımlardan sonra ortaya çıkmasıdır. Çoğu zaman, suya doymuş kayalardaki yeraltı gaz depolama tesislerinin işletilmesine önemli planlanmamış maliyetlerin eşlik ettiği daha az önemli sorunlar da vardır.

Seçenek #2 - konteynerler hidrokarbon üretiminden sonra

Bu tipe ait mühendislik kompleksleri, “mavi” yakıt tüketimindeki mevsimsel dalgalanmaları düzeltmeye hizmet ediyor. Ve ayrıca stratejik rezervler oluşturmak.

Yeraltı depolama tesisleri, yaratılmaları ve işletilmelerinin ekonomik açıdan en karlı olması nedeniyle talep görmektedir. Yer altı gaz depolama tesislerinden ana gaz boru hatlarının kullanılması mümkün değilse, büyük yer üstü gaz tankları (fotoğrafta gösterilmektedir) kullanılır. Ayrıca fotoğrafta gösterilen kaplar genellikle yalnızca sıvılaştırılmış gazı depolar.

Bu tip depolama tesislerinin tasarımı suya doymuş oluşumlarda oluşturulan analoglarla aynıdır. Yani yakıt gözenekli kayaların boşluklarında depolanır.

Bir zamanlar hidrokarbonların bulunduğu kayalarda oluşturulan UGS tesisleri dünyada en çok bulunanlardır. Yani sayıları önemli bir %70'e ulaşıyor, bunun nedeni bir takım avantajlardır.

Bunlar şunları içerir: arama, altyapı oluşturma veya en azından bir kısmı için sermaye yatırımlarında önemli kapasite ve tasarruflar, sondaj - bu tür yer altı gaz depolama tesislerinin oluşturulduğu sahada zaten petrol ve gaz üretimi gerçekleştirilmiştir.

Gömülü gaz tanklarının yer altı depolama tesisleri olmadığı anlaşılmalıdır. Tamamen farklı sorunları çözmek için tasarlandıkları için. Ve şiddetli donlarda sıvılaştırılmış gazın buharlaşmasını daha verimli hale getirmek için yer altına iniyorlar. Üstelik hiçbir masraf olmadan. Ayrıca gaz tanklarının şartlı olarak yeraltına yerleştirilmesi, kişisel arsanızda bir yerde faydalı alandan tasarruf etmenizi sağlar

Ancak hidrokarbon üretiminden sonra muhafaza edilen kaplara ideal denemez.

Birçok dezavantajları var:

• eski kuyuların sıkılığı ile ilgili sorunlar - bu özellikle eski petrol sahaları için geçerlidir;
• yetersiz gözeneklilik, kayaların geçirgenliği;
• gazı yağ kalıntılarıyla karıştırmak - ortaya çıkan karışım artık kullanılamadığından bazen önemli kayıplara yol açar.

Ayrıca gaz, petrol sahalarında sıklıkla hidrojen sülfür formunda tehlikeli bir kirlilik geliştirir. İnsan sağlığına zarar veren, aynı zamanda paslanmaz çelikle ilgili olanlar dahil her türlü çelik yapıyı da yok eder.

Hidrokarbon yataklarının tükendiği alanlara dayalı yer altı gaz depolama tesislerinin işletilmesi, gazın enjekte edildiğinde kalan yağı istenen oluşumdan uzaklaştırması nedeniyle mümkündür. Ayrıca su gibi sıkıştırılabilirlik ve hareketlilik etkisine sahiptir, bu da kabın düzenlenmesi işini kolaylaştırır. Bazen gaz basıncı altındaki petrol kayanın içine sıkışmaz, üste çıkar ve bu da ek bir kâr kaynağı haline gelir.

Seçenek #3 – Kaya tuzu yataklarındaki rezervuarlar

Bu tür gazlı kaplar, kullanımındaki günlük ve haftalık eşitsizlikleri gidermeye hizmet eder ve aynı zamanda mevsimsel olanı dengelemeye de katılır. Ayrıca tuz oluşumlarındaki depolama tesisleri, önemli tüketiciler için yedek kaynak rolünü başarıyla üstlenmektedir.

Gazı yeraltında depolamanın yalnızca 2 popüler yolu vardır. Yani geçirgen gözenekli katmanlarda ve oyuklarda tuz birikintileriyle yıkanır. İlk seçenek, büyük bir depolama alanı oluşturmanız gerektiğinde kullanılır, ikincisi ise yalnızca yerel sorunları çözmek için kullanılır.

Belirtilen UGS tesisleri, gerekli büyüklükte bir boşluk oluşturmak amacıyla tuz birikintilerinin bir kısmının yıkanmasıyla oluşturulur. Bu amaçla, başlangıçta içinden uzun süre su temin edilen birkaç kuyu açılmaktadır.

Açıklanan prosedür uzun ve pahalı olmasına rağmen, enjekte edilen doğal gaz kayıpsız depolandığı için kendini amorti eder. Bunun nedeni tuz mağaralarının hava geçirmez olmasıdır. Ayrıca bunların etkisi var kendi kendini iyileştirme — tektonik ve diğer çatlaklar hızla tuz birikintileriyle kaplanır.

Bu tür yer altı gaz depolama tesisleri inşa etmenin avantajı, gerekli miktardaki yakıtın neredeyse hiçbir hız kısıtlaması olmadan çekilmesidir. Bu, aynı işlemlerin diğer türdeki kaplarda gerçekleştirilmesinden birkaç kat daha yüksektir. Tuz mağaralarında inşa edilen UGS tesislerinin önemli bir avantajı da, tüm türleri arasında en yüksek olanlardan biri olan yüksek gaz çıkarma yüzdesidir.

Gaz depolamak için kaya fotoğrafta gösterildiği gibi olmalıdır. Yani geçirgendir ve büyük miktarda yakıtı barındıracak yeterli alana sahiptir. Ayrıca formasyonun yapısı su ve yağ kalıntılarının kolaylıkla yer değiştirmesine olanak sağlamalıdır.

Ancak tuz katmanlarındaki oyukların sayısı toplam depolama tesisi sayısının %2'sini geçmemektedir.

Bu gösterge bir takım olumsuz yönlerden etkilenir:

• Çok miktarda tuzlu suyun varlığı Gaz tasarrufu için mağaraları yıkadıktan sonra. Sonuç olarak yakınlarda deniz yoksa veya en azından tuz işleme tesisleri yoksa sıvıyı koyacak yer yoktur. Bu tür UGS'lerin az miktarda olmasının ana nedeni nedir?
• Çalışma sırasında faydalı hacmin azaltılması. Bu olay, tuzun basıncın yüksek olduğu yerlerde buharlaşması ve düşük olduğu yerlerde birikmesinden kaynaklanmaktadır.
• Gazdaki yabancı maddelerin görünümüBunlar genellikle daha önce mağarayı temizlemek için kullanılan sıvının kalıntıları haline gelir.
• Küçük ciltlerYeterli miktarlarda rezerv oluşturulmasına izin vermeyen.

Sonuç olarak, tuz depolama tesisleri genellikle yalnızca yukarıda listelenen kap türlerinin kullanılmasının mümkün olmadığı durumlarda kullanılır.

Seçenek #4 - Maden işlerinde UGS

Hacimleri önemsizdir. Yine de İsveçliler ve Norveçliler stratejik gaz rezervlerinin bir kısmını bu tip konteynerlerde saklıyorlar.

Maden işletmelerindeki PVC, tamamen insanlar tarafından donatılmış tek gaz depolama tesisidir. Böylece madenlerden birinde patlamalar, daha sonra çelik saclarla kaplanan bir konteyner yaratıyor.

Gaz depolamak için kullanılan tuz mağaraları buna benziyor. Hermetik olarak kapatılmış ve güvenilirdirler ancak sınırlı boyutlara sahiptirler ve bu nedenle küçük hacimli UGS tesisleri oluşturmaya uygundurlar. Ve yalnızca yerel sorunları çözmek için. Örneğin Rusya'da bugün kullanımda olan 27 depolama tesisinden sadece 2'si tuz deposudur.

Terkedilmiş madenlerde yer altı gaz depolama tesislerinin işletilmesi, çekilme yüzdesi ve oranının yüksek olması nedeniyle karlı olsa da yakın gelecekte sayıları önemli ölçüde artmayacaktır. Bunun nedeni, anlatılan depolama tesislerinin inşa edilmesinin zor olmasıdır. Tam bir sıkılığa ulaşmak her zaman mümkün olmadığından önemli kayıplara yol açar.

Bunun nedeni, madenin işletilmesi sırasında oraya maksimum miktarda hava sağlamaya çalışmalarıdır. Bir depolama tesisi düzenlenirken her zaman kapatılamayan, yüzeye çok sayıda çıkışı olan bir havalandırma sistemi neden yaratılıyor?

Sonuç olarak, bugün terk edilmiş madenlerde (İsveç, Norveç, Almanya) gaz depolama fikrinin uygulanmasına yönelik yalnızca birkaç başarılı örnek var.

Depolama tesisleri hava geçirmez mi?

Yakıt sızıntıları önlenemeyen yaygın süreçlerdir. Çünkü çok fazla sebep var.

Kolaylık sağlamak için 3 kategoriye ayrılırlar:

• jeolojik;
• teknolojik;
• teknik.

Gruba jeolojik sebepler UGS örtüsünün heterojenliğini, tektonik fayların varlığını ve ayrıca hidrodinamik ve jeokimya özelliklerini içerir. Örneğin, gaz formasyondan kolayca geçebilir ve uzmanlar bunu hiçbir şekilde etkilemeyecektir.

Teknolojik nedenleri Herhangi bir olguyu değerlendirirken düzenli olarak hatalar meydana geldiğinden en yaygın olanlar arasındadır. Örneğin hidrokapanların, gaz rezervlerinin ve devam eden fiziksel ve kimyasal süreçlerin etkinliği.

İstenilen katmanlara ulaşmak için genellikle sondaj kuyuları kullanılır. Üstelik teknolojisi, gaz ve petrol yataklarına ulaşmaya çalışırken benzer prosedürlerden farklı değil

Teknik nedenler çoğunlukla gazın enjekte edildiği kuyuların durumuyla ilişkilidir.

Yeraltı gaz depolama tesisleri oluşturmanın özellikleri

Vakaların %95'inde yer altı depolama tesisleri yaratılıyor gazla suyu sıkmak, gözenekli oluşumlardan kaynaklanan yağ kalıntıları. Bu şekilde “mavi” yakıtın depolanması için “kaplar” oluşturulur.

Ve en önemli özelliği, sıvıları sıkmak için kullanılan gaz hacminin daha sonra tüketicilere dağıtım için kullanılamamasıdır. Görevi su ve hidrokarbon kalıntılarının eski yerine dönmesini engellemektir. Aksi takdirde, deponun varlığı sona erecektir.

Yani, belirtilen gaz tampon. Kural olarak, yeraltı gaz depolama tesislerine pompalanan toplam hacmin yarısından az değildir. Ve bazı durumlarda tüketicilere tedarik için kullanılabilecek miktardan 3 kat daha fazla tampon gaz mevcut. aktif.

Tampon gaz miktarının önceden hesaplanamaması ilginçtir.Yani her şey yalnızca deneysel olarak test edilmiştir. Çoğu durumda bu yıllar alır. Ancak yine de elde edilen sonuç tatmin edici olmadığında tampon gazı tamamen dışarı pompalanabilir.

Depoyu doldurma prosedürü

Jeologlar bir oluşumu inceledikten ve doğru yerde bir gaz depolama tesisinin oluşturulabileceğine karar verdikten sonra, gaz üreticileri bir mühendislik kompleksi inşa eder.

Modern yer altı gaz depolama tesisleri, gaz rezervlerini depolamanın en güvenli yoludur. Ancak sık sık meydana gelen sızıntılar, bu tür vakaları çevre için önemli bir sorun olarak gören gaz çalışanları ve çevreciler için büyük bir sorun teşkil ediyor. Ve aynı zamanda fotoğrafta gösterildiği gibi de oluyor (Macaristan yeraltı gaz depolama tesislerinden birinde çıkan yangın uzaktan görülebiliyor)

Ve ardından en yakın yerden tedarik edilen gelecekteki yer altı gaz depolama tesisine "mavi" yakıt enjeksiyonu başlıyor. ana boru hattı. Ve her türlü mekanik kirliliğin giderildiği temizlik alanına gider.

Ölçüm ve ölçüm noktasına temiz yakıt verilir. Ve bundan sonra, sıkıştırmanın gerçekleştirildiği kompresör atölyesine - bu, depoya pompalanmak üzere gaz hazırlamanın adıdır. Gaz basıncının istenilen değere yükselmesini temsil eder.

Daha sonra gaz dağıtım noktalarına taşınır. Toplam akışın birkaç parçaya bölündüğü ve farklı teknolojik hatlara beslendiği yer. Oradan enjeksiyon için kuyulara duman yoluyla gönderilir.

Tüm süreç boyunca uzmanlar, gaz basıncı ve sıcaklığı ile her bir kuyucuğun üretkenliği de dahil olmak üzere bir dizi parametreyi izliyor.

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı video

Aşağıdaki video, Sibirya'nın Gücü gaz boru hattı tarafından sağlanacak olan eşit olmayan yakıt tüketimini düzeltmek için yer altı gaz depolama tesislerinin oluşturulması konusuna ayrılmıştır.

Yeraltı gaz depolama tesisleri, düzensiz gaz tüketimini dengelemenin ve mücbir sebep durumunda istikrarlı tedarikini sağlamanın en güvenilir ve karlı yoludur. Ve en ilginç olanı, bunun için insan dehasına değil, buna uygun kaya katmanlarını ihtiyatlı bir şekilde yaratan doğaya teşekkür etmemiz gerekiyor..

Yeraltı gaz depolama tesislerinin oluşturulmasında kişisel olarak yer aldınız mı ve yukarıdaki materyali faydalı bilgilerle tamamlamak mı istiyorsunuz? Veya gerçekler arasında bir tutarsızlık mı fark ettiniz? Görüşlerinizi ve yorumlarınızı bırakın; geri bildirim bloğu makalenin altında yer almaktadır.