Подземное хранилище газа схема

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

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.

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.

Другие способы

Еще можно хранить газ в сжиженном виде. Это самый дорогостоящий из всех способов хранения, но такое решение применяется в тех случаях, когда вблизи крупных потребителей невозможно построить хранилища другого типа. Возможность создания такого хранилища в районе Санкт-Петербурга в настоящее время рассматривается специалистами «Газпрома».

Кроме того, российская газовая промышленность обладает технологией хранения гелия.

• 

В мире нет единой системы, по которой бы классифицировались запасы углеводородов, но существуют некоторые принятые стандарты. Россия не так давно приблизила к ним свою систему.

Месторождения природного газа находятся не только на суше. Существуют морские месторождения — нефть и газ иногда встречаются и в недрах, скрытых водой.

Источник статьи: http://www.gazprominfo.ru/articles/gas-storage/

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.

Изображение: gazprominfo.ru

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.

Вокруг таких хранилищ бурят так называемые морозильные скважины. После закачки резервуара сжиженным газом заморозка прекращается, топливо хранится при температурах 161-162°С .

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»:

• Московское УАВР и КРС;
• УМТСиК;
• Московское УПХГ;
• ИТЦ.

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

• Саратовское УАВР и КРС;
• Елшанское УПХГ;
• Степановское УПХГ;
• Песчано-Умётское УПХГ.

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.

Отопительный сезон	Максимальная суточная производительность ПХГ, млн кубометров
2013-2014	727,8
2014-2015	770,4
2015-2016	789,9
2016-2017	801,3
2017-2018	805,3
2018-2019	812,5

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 статьи: http://dprom.online/oilngas/podzemnye-hranilishcha-gaza/

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:

• базисные обустраиваются для регулировки неравномерности в графике газового потребления на протяжение нескольких месяцев. Режим работы в период отбора стабилен;
• пиковые требуются для удовлетворения суточной неравномерности отбора газа, при этом производительность сильно меняется;
• газгольдерное наземное хранилище обеспечивает стабильность закачки природного ресурса в разгар сезона отбора, при этом количества закачиваемого ресурса хватает на короткий период времени;
• стратегические нужны для запасов ресурса в исключительные случаи, поэтому их работа должна быть безопасной в течение долгого периода времени.

Назначение

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

• базовые ПХГ содержат десятки миллиардов кубометров газа, вырабатывая до нескольких сотен млн. кубометров в 24 часа. Такое хранилище отличается региональным значением и важно для промышленных предприятий и транспортной системы;
• районные ПХГ вмещают до 10 млрд. кубометров ресурса, вырабатывая десятки млн. кубометров в сутки. Значение такого хранилища – районное, рассчитанное на группы конечных потребителей и часть газотранспортной системы;
• локальное ПХГ рассчитано на сотни млн. кубометров, производительность достигает 10 млн. кубометров за день. Значение этого типа отличается локальностью, а потребители – единицами.

Публикация от ТЕРМО-ТЕХНОЛОГИЯ (@termo_tehnologia_astrakhan) 17 Мар 2019 в 8:10 PDT

Объекты эксплуатации

Подземные газовые хранилища могут работать в следующих объектах:

• водоносный пласт;
• выработанное газовое хранилище или нефтяное месторождение, газоконденсатная скважина.

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:

1. удовлетворение пиковых значений спроса в отопительный сезон и зимний период;
2. снижение затрат на компрессорное оборудование в магистральных газопроводах;
3. создание оптимальных условий для наиболее экономичного эксплуатационного режима газопроводов бесперебойного типа;
4. обеспечение разных регионов нужным запасом ресурса.

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 работает ПХГ?

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:

• градусная и температурная недостаточность, а также значение тепла на обеспечение одного градусодня при недостатке температуры;
• норма расхода запаса для обогрева потребителей в отопительный сезон;
• вычисление коэффициентов газопотребления с учетом месячной неравномерности.

Источник статьи: http://propodval.ru/stroitelstvo/hranilishhe/kak-stroyat-podzemnye-hranilishha-gaza.html