Underjordisk gasförråd

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 26 januari 2022; kontroller kräver 4 redigeringar .

Underjordisk gaslagring  är en teknisk process för pumpning, uttag och lagring av gas i reservoarer och reservoardrift skapad i stensalt och andra stenar.

Ett underjordiskt gaslager (UGS)  är ett komplex av tekniska och tekniska strukturer i reservoarer av geologiska strukturer, gruvdrift, såväl som i arbetstankar skapade i bergsaltavlagringar, avsedda för injektion, lagring och efterföljande gasutvinning, vilket inkluderar en underjordsområde, begränsat av en gruvtilldelning, brunnslager för olika ändamål, gasinsamlings- och behandlingssystem, kompressorverkstäder.

Underjordiska gaslager byggs nära sträckningen för huvudgasledningar och stora gasförbrukande centra för att snabbt kunna täcka toppgasförbrukningen. De skapas och används för att kompensera för ojämn (säsongsbunden, veckovis, daglig) gasförbrukning, samt för att reservera gas i händelse av olyckor på gasledningar och för att skapa strategiska gasreserver.

För närvarande används UGS-anläggningar som skapats i porösa skikt (utarmade avlagringar och akviferer) mest. Förutom porösa lager är de lämpliga för att skapa lagringar och avlagringar av stensalter (skapade genom erosion av den så kallade grottan), såväl som i gruvdrift av avlagringar av kol och andra mineraler.

Totalt finns det mer än 600 underjordiska gaslagringsanläggningar i världen med en total aktiv kapacitet på cirka 340 miljarder m³.

Den största volymen av gasreserven lagras i UGS-anläggningar skapade på basis av utarmade gas- och gaskondensatfält. Saltgrottor är mindre rymliga lagringar , det finns också enstaka fall av UGS-anläggningar i bergrum.

Typer av gaslagringar

Ett gaslager är en geologisk struktur eller konstgjord reservoar som används för att lagra gas. Driften av lagringen kännetecknas av två huvudparametrar - volymetrisk och effekt. Den första kännetecknar lagringskapaciteten - aktiva och buffertvolymer av gas; den andra indikatorn karakteriserar den dagliga produktiviteten under gasutvinning och -injektion, varaktigheten av lagringsanläggningens drift vid maximal produktivitet.

Beroende på driftläget är UGSF:er indelade i grundläggande och topp .

Bas-UGS-anläggningen är designad för cyklisk drift i basprocessläget, vilket kännetecknas av relativt små avvikelser (ökning eller minskning i intervallet från 10 till 15%) av UGS-dagliga produktivitet under gasuttag och injektioner från den genomsnittliga månatliga produktiviteten värden. Peak UGS-anläggningen är avsedd för cyklisk drift i toppteknologiskt läge, vilket kännetecknas av betydande ökningar (toppar) på mer än 10-15% av UGS dagliga produktivitet under flera dagar under gasuttag och injektioner i förhållande till genomsnittliga månatliga produktivitetsvärden.

UGSF är indelade i grundläggande , regionala och lokala enligt deras syfte .

Basanläggningen UGS kännetecknas av en aktiv gasvolym på upp till flera tiotals miljarder kubikmeter och en kapacitet på upp till flera hundra miljoner kubikmeter per dag, är av regional betydelse och påverkar gasöverföringssystemet och gasproduktionsföretag. En distrikts UGS-anläggning kännetecknas av en aktiv gasvolym på upp till flera miljarder kubikmeter och en produktivitet på upp till flera tiotals miljoner kubikmeter per dag, är av regional betydelse och påverkar konsumentgrupper och delar av gasöverföringssystemet ( gasproduktionsföretag, om några). En lokal UGS-anläggning kännetecknas av en aktiv gasvolym på upp till flera hundra miljoner kubikmeter och en kapacitet på upp till flera miljoner kubikmeter per dag, den har en lokal betydelse och ett inflytandeområde begränsat till enskilda konsumenter. Efter typ särskiljs mark- och underjordiska gaslagringsanläggningar. Markbaserade inkluderar gashållare (för lagring av naturgas i gasform) och isotermiska tankar (för lagring av flytande naturgas), underjordisk - gaslagring i porösa strukturer, i salthålor och gruvdrift.

Skapande av UGSF

Underjordiska gaslagringsanläggningar i utarmade fält

Världens första experimentella injektion av gas i ett utarmat gasfält genomfördes 1915 i Kanada (Welland County-fältet), den första industriella UGS-anläggningen med en kapacitet på 62 miljoner m³ skapades 1916 i USA (Zohar gasfält, Buffaloområdet).

I Ryssland skapades den första UGS-anläggningen i ett utarmat fält 1958 på basis av små utarmade gasfyndigheter från fälten i Kuibyshev-regionen (nu Samara). Det framgångsrika slutförandet av injektionen och det efterföljande uttaget av gas bidrog till att intensifiera arbetet inom området för underjordisk gaslagring i hela landet. Samma år pumpades gas in i de utarmade gasfälten Elshanskoye (Saratov-regionen) och Amanakskoye (Kuibyshev-regionen).

1979 började skapandet av världens största lagringsanläggning i ett utarmat gasfält, Severo-Stavropolskoye (Stavropol-territoriet). UGS gruvtilldelningsområde är över 680 km². Det skapades på basis av utarmade gasfält med samma namn i den gröna sviten (1979) och Khadum-horisonten (1984) vid onormalt låga reservoartryck. Dessa horisonter är oberoende produktionsanläggningar belägna på 1000 och 800 m djup och skiljer sig avsevärt i sina egenskaper och driftsätt. Under byggandet av Severo-Stavropolskoye UGS-anläggningen skapades en långsiktig reserv i Khadum-horisonten, som kan tas ut från lagringsanläggningen efter återkallelseperioden, även om ingen ytterligare gasinjektion utfördes.

Underjordisk gaslagring i akviferer

Den första UGS-anläggningen i en akvifer skapades 1946 i USA - UGS-anläggningen Doe Run Upper (Kentucky). I Sovjetunionen skapades den första gaslagringsanläggningen i en akvifer 1955 nära staden Kaluga  - Kaluga UGSF (designvolymen för aktiv gas är 480 miljoner m³). Världens största akviferlagringsanläggning, Kasimovskoye UGSF (Ryazan-regionen), etablerades 1977 (designvolymen för aktiv gas är 4,5 miljarder m³).

Underjordiska gasförråd i salthålor

Underjordiska lagringsanläggningar i salthålor används huvudsakligen för att täcka topplaster, eftersom de kan drivas i ett "ryckigt" läge med en uttagshastighet som är en storleksordning högre än uttagshastigheten från UGS-anläggningar i porösa strukturer, och antalet av cykler kan nå upp till 20 per år. Av dessa skäl ägnas skapandet av underjordiska lagringsanläggningar i stensalt stor uppmärksamhet i utvecklade länder. Detta är också relaterat till marknadsvillkoren för gasförsörjningssystemets funktion, eftersom UGS-anläggningar i bergsalt kan tjäna till att kompensera för kortsiktiga fluktuationer i gasförbrukningen, förhindra påföljder för obalanser i gastillförseln på grund av olyckor på gasledningar, samt planera inköp på regional nivå, med hänsyn till månatliga eller dagliga fluktuationer i gaspriserna. Cirka 70 UGSF har skapats i världen i bergsaltfyndigheter med en total aktiv kapacitet på cirka 30 miljarder m³. Det största antalet UGS-anläggningar i salthålor drivs i USA — 31 UGS-anläggningar, vars totala aktiva kapacitet är cirka 8 miljarder m³ och den totala uttagsvolymen är mer än 200 miljoner m³/dag. Tyskland driver 19 UGS-anläggningar i saltrum med en total aktiv gasvolym på cirka 7 miljarder m³, det planeras även att utöka befintliga UGS-anläggningar och bygga nya med en total aktiv kapacitet på cirka 8 miljarder m³. För närvarande byggs 3 UGS-anläggningar i salthålor i Ryssland: Kaliningradskoye (Kaliningrad-regionen), Volgogradskoye (Volgograd-regionen), Novomoskovskoye (Tula-regionen), en heliumkoncentratlagringsanläggning (Orenburg) drivs. För närvarande drivs UGS-anläggningar i Armenien, vars totala volym är 150 miljoner m³. Arbete pågår för att ytterligare utöka UGS-anläggningarna till 380 miljoner m³.

Underjordiska gaslager i fasta bergarter

Efterfrågan på UGS-beredskapskapacitet växer aktivt i världen, men det finns inte överallt optimala geologiska förutsättningar för att skapa UGS-anläggningar baserade på utarmade avlagringar, i akviferer eller i bergsalt. I detta avseende utvecklas och implementeras teknologier för att skapa UGS-anläggningar i stengrottor och kolgruvor. Exempel på sådana lagringsanläggningar är sällsynta, men i varje specifikt fall är de det enda tekniskt möjliga och ekonomiskt motiverade objektet för att reservera den erforderliga volymen naturgas. Norge, USA, Sverige och Tjeckien har störst erfarenhet av att organisera sådana lagringsanläggningar, som anser detta alternativ som ett mer ekonomiskt och prisvärt alternativ till att organisera UGS-anläggningar inom salter och ytlagring av flytande gas.

Underjordiska gasförråd i bergrum

I Sverige, i regionen Halmstadt, nära huvudgasledningen, togs demonstrationsprojektet av Skallen UGS-anläggningen i en kantad bergrum i drift. En grotta byggdes i granit på ett djup av 115 m (den geometriska volymen är 40 tusen m³), ​​vars väggar är förstärkta med ett stålnät.

Underjordiska gaslagringsanläggningar i övergivna gruvor

Hittills är två av de fyra UGSF organiserade i övergivna gruvor i drift: Burggraf-Bernsdorf UGSF (kaliumsaltgruva, östra Tyskland) och Leiden UGSF (Leiden kolgruva, Colorado, USA). Den underjordiska lagringsanläggningen Burggraf-Bernsdorf har varit i drift i cirka 40 år, med ett maximalt driftstryck på över 3,6 MPa (det högsta för lagringsanläggningar i sitt slag). Huvudfaktorn för att upprätthålla detta tryck är tätningen av lagringen med speciella betongpluggar, egenskaperna hos de omgivande stenarna (potaska och stensalt), samt hydrauliska och mekaniska tätningssystem.

UGS-anläggningar i det moderna Ryssland

För närvarande har ett utvecklat system för underjordisk gaslagring skapats i Ryssland, som utför följande funktioner:

Underjordiska gaslagringsanläggningar (UGS) är en integrerad del av Rysslands Unified Gas Supply System och är belägna i huvudområdena för gasförbrukning.

På Ryska federationens territorium finns det 27 underjordiska gaslagringsanläggningar, varav 8 är byggda i akviferer, 2 i stensaltavlagringar [1] och 18 i utarmade fält.

Tjugo underjordiska gaslagringsanläggningar är verksamma inom Ryska federationens UGSS, varav 14 har skapats i utarmade fält: Peschano-Umetskoye, Elshano-Kurdyumskoye (två lagringsanläggningar), Stepnovskoye (två lagringsanläggningar), Kiryushkinskoye, Amanakskoye, Dmitrievskoye, Mikhailovskoye, Severo-Stavropolskoye (två lagringsanläggningar), Krasnodarskoye, Kushchevskoye, Kanchuro-Musinsky UGS-komplexet (två lagringsanläggningar), Punginskoye, Sovkhoznoye, med driftsättningen av gasledningen Krasnodar-territoriet - Krim , kommer Krimskoyean också att inkluderas Gleean. i systemet .

7 skapades i akviferer: Kaluga, Shchelkovskoye, Kasimovskoye, Uvyazovskoye, Nevskoye, Gatchinskoye, Udmurtsky reservkomplex (två lagringsanläggningar).

Kaliningrad och Volgograd underjordiska gaslagringsanläggningar skapas i bergsaltfyndigheter [1]

Dessutom pågår konstruktion: I akviferer: Bednodemyanovskoye

Anteckningar

  1. 1 2 Kaliningrad Underground Gas Storage (UGS) . Hämtad 28 november 2014. Arkiverad från originalet 4 mars 2016.

Litteratur

  1. Mansson L., Marion P. Lrc-konceptet och demonstrationsanläggningen i Sverige — ett nytt tillvägagångssätt för kommersiell gaslagring.
  2. Miles D. Heliumlagring i Cliffside-fältet. USA: Bureau of Mines, Amarillo, Tex.
  3. USGS Minerals Yearbook 2007 Helium [Advance Release], USA:s inrikesdepartementet, US Geological Survey.
  4. Braginsky O. B. Världens olje- och gaskomplex. — M.: Russian State University of Oil and Gas uppkallad efter I. M. Gubkin, 2006.
  5. Buzinov S. N. Underjordisk gasförråd. Ett halvt sekel i Ryssland: erfarenhet och framtidsutsikter. CD-ROM-utgivare: M.: VNIIGAZ 2008 ISBN 5-89754-049-7 ;
  6. Kazaryan V. A. Underjordisk lagring av gaser och vätskor. Regelbunden och kaotisk dynamik. - M .: Institutet för datorforskning, 2006.
  7. Kashirskaya E. O., Molchanov S. A., Nikolaev V. V. Helium: produktion, kondensering, lagring, transport, försäljningsmarknad. — M.: IRTs Gazprom, 1997.
  8. Knizhnikov A. Yu., Pusenkova NN Problem och utsikter för användningen av tillhörande petroleumgas i Ryssland. - IMEMO RAS och Världsnaturfonden (WWF) Ryssland, 2009.
  9. Levykin EV Teknologisk design av gaslagring i akviferer. — M.: Nedra, 1973.
  10. STO Gazprom 2009 Grundläggande bestämmelser för beräkning och hantering av gasreserver i underjordiska lagringsanläggningar.
  11. Samsonov R. O., Buzinov S. N., Ruban G. N., Dzhafarov K. I. Historien om organisationen av underjordisk gaslagring i Sovjetunionen - Ryssland -zh. Georesources 4 (36) 2010, s. 2-8.

Länkar