Газовое хранилище: изучаем вместе

Герметичны ли хранилища?

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

Для удобства их делят на 3

• геологические;
• технологические;
• технические.

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.

Это интересно: Буря — объясняем суть

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.

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.

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.

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.

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.

Это интересно: Баротравма — делимся знаниями

Хранилища специального типа

Помимо описанных выше видов хранилищ существует также ряд других, они встречаются не так часто и адаптированы под конкретные условия внешней среды. К этой категории относятся ледогрунтовые хранилища, используемые в условиях Крайнего Севера. Их устраивают в многолетнемерзлом грунте в виде траншей, имеющих специально намороженное ледяное покрытие сводчатой формы, покрытое сверху теплоизоляционным слоем. Благодаря этому температура внутри не поднимается выше −3 °С, и поверхность хранилища не вступает в реакцию с нефтью. 

Другой тип — искусственные хранилища, сооружаемые с помощью взрывов. Для образования подземной емкости на определенную глубину бурят скважину, в основание которой закладывают заряд. В результате взрыва образуется полость с уплотненными стенками. Такой метод оптимально подходит для сооружения хранилищ в пластах пластической глины.
 

Предыдущая статья

Подготовка нефти к транспортировке

Следующая статья

Подогрев нефти

8.2 Организация эксплуатации

8.2.1 Создание
и эксплуатацию ПХГ производят в соответствии с настоящим стандартом и ПБ
08-621-03 и включает следующие стадии:

— разведку
структуры для создания ПХГ, включающую сейсмические исследования,
структурное бурение, разведочное бурение скважин, промыслово-геофизические,
гидродинамические (гидроразведка), геохимические и др. исследования;

— разработку
технологического и технического проектов создания ПХГ;

— бурение
скважин;

— пусконаладочные
работы на промплощадке до полного вывода всего комплекса на проектный режим
эксплуатации;

— опытно-промышленную
эксплуатацию ПХГ;

—   циклическую
эксплуатацию ПХГ;

—   оформление
горного отвода, получение соответствующих разрешений и лицензий.

8.2.2    При
выполнении подготовительных работ перед вводом в эксплуатацию ПХГ, созданных
в истощенных месторождениях, в процессе опытно-промышленной закачки газа в
водоносный пласт или соляные каверны все смонтированные на территории ПХГ
технологические установки, коммуникации и эксплуатационные скважины
испытывают на прочность и на величину пробного давления согласно методам,
определенным в соответствующих документах, на герметичность и
работоспособность при максимальных и минимальных значениях параметров.
Наземное оборудование и технологические трубопроводы проходят базовое
техническое диагностирование.

На стадии эксплуатации ПХГ технической частью работ на основных
производственных объектах ПХГ руководит главный инженер (технический
руководитель), геолого-промысловой частью – главный геолог. Техническое и
методическое руководство работами в производственных цехах и на газовом
промысле осуществляют начальники служб и подразделений в соответствии с
должностными инструкциями, а также соответствующими инструкциями и
руководствами по обслуживанию оборудования, составленными применительно к
конкретным условиям эксплуатации  ПХГ.

8.2.4      Технические
операции по ремонту скважин проводят на основании утвержденного в
установленном порядке плана работ (проекта), согласованного с геологической
службой ПХГ и уполномоченными органами надзора и контроля Российской
Федерации.

Запрещено проводить какие-либо работы на скважинах ПХГ без соответствующего
согласования и контроля со стороны геологической службы.

8.2.5      При
эксплуатации ПХГ один раз в пять лет проводят геолого-технологическое
обследование (аудит)  оценки эффективности функционирования наземного
обустройства и герметичности ПХГ (шлейфов скважин, установок очистки, оценки
газа, КС и др.).

8.2.6      По
результатам геолого-технологического обследования (аудита) наземного
обустройства разрабатывают:

—                  рекомендации
по совершенствованию технологии и эксплуатации основных элементов наземного
обустройства, их автоматизации;

—                  заключение
о необходимости реконструкции наземного обустройства и модернизации объекта
с целью замены устаревшего оборудования.

8.2.7      Ежегодно
после завершения сезона отбора (закачки) силами эксплуатационных служб ПХГ
проводить анализ эффективности работы промыслового оборудования всей
технологической цепочки «скважина – магистральный газопровод». Результаты
исследований и предложения по устранению «узких мест» утверждать на
ежесезонных заседаниях Комиссии газовой промышленности по разработке
месторождений и исследованию недр.

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.

8.6 Требования безопасности при эксплуатации подземных хранилищ газа

8.6.1 Требования 
безопасности при эксплуатации объектов ПХГ обеспечивают выполнением
требований технологического регламента по соблюдению режима закачки и отбора
газа из ПХГ, что связано с выполнением требований настоящего стандарта,  ПБ
08-83-95 , ПБ 08-621-03 .

8.6.2 Безопасность
при эксплуатации фонда скважин и технологического оборудования обеспечивают
в соответствии с ПБ 08-624-03 :

—       своевременным
устранением дефектов, выявленных по результатам выполненных работ по
диагностике оборудования скважин, ГПА, установки подготовки газа;

—       соблюдением
технологического режима работы скважин и комплекса  технологического
оборудования;

—       выполнением
графика плановых ремонтов основного и вспомогательного оборудования объектов
ПХГ;

—       своевременным
проведением диагностических и режимно-наладочных работ на ГПА.

   .. 

1 

3 
 
 
 

7 
 
  ..

8.5 Техническая документация

8.5.1       Служба
ПХГ использует  следующую техническую документацию:

—       ситуационный
план с производственными зданиями, сооружениями, скважинами, подземными и
наземными коммуникациями, дорогами и подъездами;

—       отдельные
планы промышленных площадок и цехов с их основными коммуникациями;

—        проект,
рабочий проект, разработанный на основании технологического проекта;

—       исполнительную
техническую, строительно-монтажную и другую документацию, необходимую для
обслуживания скважин, газопроводов и технологических объектов ПХГ.

8.5.2      Основные
производственные службы и подразделения используют следующую документацию:

—       паспорта
производителя на установленное оборудование и аппаратуру;

—       паспорта
(формуляры) технического состояния и заключения экспертизы промышленной
безопасности на установленное оборудование, технические устройства и
сооружения;

—       положения
о службах, технологические регламенты установок и инструкции по техническому
обслуживанию;

—       должностные
инструкции эксплуатационного персонала.

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:

• «Йемгум», «Катарина», «Реден» и «Этцель» (Германия);
• «Хайдах» (Австрия);
• «Бергермеер» (Нидерланды);
• «Банатский Двор» (Сербия);
• «Дамборжице» (Чехия).

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:

• Мозырское, Осиповичское и Прибугское (Белоруссия);
• Абовянское (Армения).

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.

8.1 Общие требования

8.1.1    ПХГ
предназначены для регулирования неравномерности газопотребления, связанной с
сезонными колебаниями спроса на природный газ, а также для образования в
основных газопотребляющих районах оперативного и стратегического резервных
запасов для поддержания стабильности поставок газа, в т. ч. экспортных.

8.1.2    Техническое
обустройство ПХГ обеспечивает бесперебойное функционирование технологических
процессов закачки, хранения и отбора газа.

8.1.3      ПХГ
включают: комплекс производственных зданий крупногабаритных установок; один
или несколько цехов ГПА, газовый промысел с газосборными пунктами,
внутрипромысловыми трубопроводами и комплексом скважин с подземным и
устьевым оборудованием; установки подготовки газа, с распределительными,
измерительными и регулирующими устройствами, газопровод подключения к МГ;
системы автоматического контроля, защиты и управления;отопительное,
химреагентное и другие вспомогательные хозяйства.

8.1.4      Задачи
служб и основных производственных бригад, сферу их деятельности определяют в
соответствии с положениями, утвержденными руководством службы ПХГ.

8.1.5      Функции
и обязанности эксплуатационного персонала регламентируют типовые положения,
должностные инструкции и руководство по обслуживанию и эксплуатации
оборудования и агрегатов, составленные с учетом конкретных условий
выполнения технологических операций и на основании типовых структур,
утвержденных ЭО.

8.1.6      Эксплуатацию
ПХГ производят в соответствии с настоящим стандартом, ПБ 08-83-95 , ПБ
08-621-03 .

Изменение режима эксплуатации ПХГ выполняют по распоряжению ЦПДД.

Хранилища в отложениях каменной соли

Чаще всего встречаются хранилища, построенные в отложениях каменной соли. Это связано с простотой и низкой стоимостью их строительства. Благодаря растворимости каменной соли в воде подземное хранилище можно просто «намыть». Для этого на месте будущего хранилища пробуривают три скважины. В первую закачивают обычную пресную воду, которая начинает растворять соли: для образования одного кубометра полой емкости требуется всего лишь 6-7 кубометров воды. Растворяясь, соль превращает воду в рассол, который из-за высокой плотности постепенно опускается в нижнюю часть соляной камеры. По мере увеличения закачиваемых объемов воды в камере растет давление, и рассол начинает выходить на поверхность через вторую полую скважину.

После того как необходимый объем пространства намыт, в образовавшуюся полость закачивается нерастворитель, который препятствует дальнейшему растворению солей водой. Третья скважина используется для закачки нефти в хранилище. 

1 — трубопровод для нефти
2 — трубопровод для воды
3 — емкость
4 — водяная подушка

Технологии хранение газа на выставке

Есть большая уверенность в том, что выставка «Нефтегаз» эффективно повлияет на развитие и станет сенсационным событием в сфере нефтеперерабатывающей индустрии. Обязанности организатора интернациональной экспозиции берет на себя опытный ЦВК «Экспоцентр». Проект считается самым большим событием в зоне СНГ.

В процессе выставки значительное внимание будет уделено рассмотрению различных видов резервуаров и хранению сжиженных углеводородных газов. Также в ходе мероприятия будут рассмотрены всевозможные типы баз для складирования, передовая оснастка для сектора и современные технологии, в том числе и автоматизация газодобывающего и транспортирующего комплекса

Также в ходе мероприятия будут рассмотрены всевозможные типы баз для складирования, передовая оснастка для сектора и современные технологии, в том числе и автоматизация газодобывающего и транспортирующего комплекса.

Мероприятие «Нефтегаз» включает в себя набор разносторонних тематик и предоставит полезную информацию о:

• группах насосов для перекачки ресурсов;
• оснастке для нефтехимических нужд;
• видах газопроводов;
• сварочных устройствах;
• приспособлениях для монтажа;
• комплексах хранения природного газа;
• приборах автоматизации комплекса.

Здесь пройдут разносторонние мероприятия, где будут затронуты основные болезненные темы индустрии, будут демонстрироваться инновационные варианты хранения сжиженных газов и передовые инженерные конструкции.

Оборудование и технологии для нефтеотдачиСбор нефтиПодготовка нефти

8.4 Техническое диагностирование

8.4.1      Задачамиэкспертизы
промышленной безопасности и диагностирования технических устройств,
оборудования и сооружений ПХГ являются:

—       определение
фактического технического состояния;

—       определение
возможности продления и продление сроков безопасной эксплуатации при
выработке ими нормативного или ранее продленного срока эксплуатации;

—       управление
техническим обслуживанием и ремонтом по их фактическому техническому
состоянию;

—       систематизация
и обобщение информации, получаемой в ходе экспертизы промышленной
безопасности и диагностирования, с целью ее учета при выработке стратегии
технического обслуживания, ремонта и реновации.

8.4.2      Организацию,
планирование и проведение работ по экспертизе промышленной безопасности и
техническому диагностированию объектов ПХГ осуществляют в соответствии сПоложением.

8.4.3      Техническое,
методическое и организационное руководство проведения экспертизы
промышленной безопасности и диагностирования технических устройств,
оборудования и сооружений объектов ПХГ осуществляет  ОАО «Газпром».

8.4.4      Система
обеспечения промышленной безопасности и качества диагностирования ПХГ
включает комплекс НД по видам технических устройств, оборудования и
сооружений, организационные мероприятия и экспертно-диагностическое
обслуживание объектов ПХГ.

8.4.5      Работы
по экспертно-диагностическому обслуживанию объектов ПХГ проводят на
основании ежегодной Программы работ по экспертизе промышленной безопасности
и диагностированию технических устройств, оборудования и сооружений ПХГ ОАО
«Газпром», составленной и утвержденной ОАО «Газпром».

8.4.6      Экспертно-диагностическое
обслуживание объектов ПХГ состоит из:

—       базового
(первичного) технического диагностирования;

—       периодического
технического диагностирования;

—       экспертного
технического диагностирования, которое проводят в рамках выполнения работ по
экспертизе промышленной безопасности объектов ПХГ.

8.4.7      ЭО,
осуществляющие эксплуатацию ПХГ, Специализированные организации несут
ответственность за достоверность и сохранность информации, полученной в ходе
выполнения экспертно-диагностических работ.

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.