Промышленные газовые хранилища

Размещено на http://www.allbest.ru/

Саратовский Государственный Университет им. Н.Г. Чернышевского

Реферат

по Безопасности Жизнедеятельности

по теме : «Подземные хранилища газа»

Выполнила

студентка 412 группы

механико-математического факультета

Семенова Мария Евгеньевна

Руководитель

Иванюков М. И.

Саратов 2013

Введение

В современном мире не только добыча, но и хранение газа является очень важным вопросом. Обычно люди мало задумываются о том, каким способом и откуда в квартиры поступает газ, где находятся «запасы газа на зиму», и как это все работает. В данной работе мы узнаем, что представляют из себя промышленные газовые хранилища(ПГХ), какие существуют виды ПГХ, и ознакомимся с основными характеристиками некоторых видов.

Большую часть газа потребляют города и промышленные предприятия, удаленные от газовых месторождений, поэтому от мест добычи газа до потребителей прокладывают газопроводы континентальных масштабов. Добыча газа происходит постоянно, но медленными темпами. Таким образом, добываемое количество газа не может удовлетворять запросам населения в летний и зимний сезоны одинаково хорошо. Для этого и существуют ПГХ. Правильно спроектированное газовое хранилище может свести к необходимому минимуму стоимость транспортирования до центров потребления: благодаря хранилищам магистральные газопроводы могут проектироваться на среднюю пропускную способность, а не на максимальную нагрузку

Подземное хранение газа

Подземное хранение газа -- технологический процесс закачки, отбора и хранения газа в пластах-коллекторах и выработках-емкостях, созданных в каменной соли и в других горных породах.

Подземное хранилище газа (ПХГ) -- это комплекс инженерно-технических сооружений в пластах-коллекторах геологических структур, горных выработках, а также в выработках-емкостях, созданных в отложениях каменных солей, предназначенных для закачки, хранения и последующего отбора газа, который включает участок недр, ограниченный горным отводом, фонд скважин различного назначения, системы сбора и подготовки газа, компрессорные цеха.

ПХГ сооружаются вблизи трассы магистральных газопроводов и крупных газопотребляющих центров для возможности оперативного покрытия пиковых расходов газа. Они создаются и используются с целью компенсации неравномерности (сезонной, недельной, суточной) газопотребления, а также для резервирования газа на случай аварий на газопроводах и для создания стратегических запасов газа.
Всего в мире действует более 600 подземных хранилищ газа общей активной емкостью порядка 340 млрд м3.

Наибольший объем резерва газа хранится в ПХГ, созданных на базе истощенных газовых и газоконденсатных месторождений. Менее емкими хранилищами являются соляные каверны, есть также единичные случаи создания ПХГ в кавернах твердых пород.

По режиму работы ПХГ подразделяются на базисные и пиковые.

Базисное ПХГ предназначено для циклической эксплуатации в базисном технологическом режиме, который характеризуется сравнительно небольшими отклонениями (увеличением или уменьшением в пределах от 10 до 15 %) суточной производительности ПХГ при отборах и закачках газа от среднемесячных значений производительности.

Пиковое ПХГ предназначено для циклической эксплуатации в пиковом технологическом режиме, который характеризуется значительными приростами (пиками) свыше 10-15 % суточной производительности ПХГ в течение нескольких суток при отборах и закачках газа относительно среднемесячных значений производительности.

По назначению ПХГ подразделяются на базовые, районные и локальные.

Базовое ПХГ характеризуется объемом активного газа до нескольких десятков миллиардов кубических метров и производительностью до нескольких сотен миллионов кубических метров в сутки, имеет региональное значение и влияет на газотранспортную систему и газодобывающие предприятия. Районное ПХГ характеризуется объемом активного газа до нескольких миллиардов кубических метров и производительностью до нескольких десятков миллионов кубических метров в сутки, имеет районное значение и влияет на группы потребителей и участки газотранспортной системы (на газодобывающие предприятия при их наличии).

Локальное ПХГ характеризуется объемом активного газа до нескольких сотен миллионов кубических метров и производительностью до нескольких миллионов кубических метров в сутки, имеет локальное значение и область влияния, ограниченную отдельными потребителями. По типу различают наземные и подземные газовые хранилища. К наземным относятся газгольдеры (для хранения природного газа в газообразном виде) и изотермические резервуары (для хранения сжиженного природного газа), к подземным -- хранилища газа в пористых структурах, в соляных кавернах и горных выработках.

По типу ПГХ подразделяются на ПГХ в истощенных месторождениях, ПГХ в соляных кавернах, ПГХ в твердых горных породах, ПГХ в кавернах горных пород, ПГХ в отработанных шахтах. Рассмотрим некоторые из них.

Хранение газа в истощенных или частично выработанных газовых и газоконденсатных месторождений

Истощенные газовые месторождения во многих случаях оказываются наилучшими объектами для создания в них ПХГ, так как месторождение полностью разведано, известны геометрические размеры и форма площади газоносности, геолого-физические параметры пласта, начальные давления и температура, состав газа, изменение во времени дебитов скважин, коэффициентов фильтрационных сопротивлений А и В, режим разработки месторождения, технологический режим эксплуатации, герметичность покрышки. На месторождении имеется определенный фонд добивающих, нагнетательных и наблюдательных скважин, промысловые сооружения для получения товарного газа.

Параметры ПХГ, определяемые при проектировании

- максимально допустимое давление;

- минимально необходимое давление в конце периода отбора;

- объемы активного и буферного газов;

- число нагнетательно-эксплуатационных скважин;

- диаметр м толщину стенок промысловых и соединительного газопроводов;

- тип компрессорного агрегата для КС;

- общую мощность КС;

- тип и размер оборудования подземного хранилища для очистки газа от твердых взвесей при закачке его в пласт и осушки при отборе;

- объем дополнительных капитальных вложений, себестоимость хранения газа, срок окупаемости дополнительных капитальных вложений.

При эксплуатации ПХГ количество отбираемого газа определяют по графику газопотребления. Число добывающих скважин, необходимое при отборе газа, определяют с учетом среднесуточного отбора газа из хранилища, типа подземного хранилища, крепости породы газонасыщенного коллектора, технологического режима эксплуатации скважин, схемы размещения скважин на площади газоносности. Необходимое число скважин и компрессоров рассчитывают для двух наиболее трудных периодов работы подъемного хранилища:

- пикового периода отбора газа (декабрь или январь);

- конечного периода отбора газа из хранилища (март -- апрель).

В первом случае максимальный отбор газа осуществляется при высоком давлении, во втором случае расход отбираемого газа из хранилища меньше и давление газа в хранилище в этот период минимально.

Хранение газа в выработанных нефтяных месторождениях

Опыт эксплуатации нефтяного месторождения позволяет получить необходимый материал для оценки возможности использования его в качестве ПХГ. Факт существования нефтяного месторождения свидетельствует о герметичности кровли. Кроме того, известны объемы добытой нефти, газа и воды, изменение давлений и дебитов по скважинам, геолого-физические параметры пласта-коллектора и физические свойства нефти, газа и воды.

При проектировании необходимо:

- тщательно обследовать и отремонтировать старые заброшенные или негерметичные скважины,

- изучить состояние и герметичность шлейфов, промысловых нефтепроводов, сепараторов и другого оборудования,

- реконструировать промысловые газопроводы,

- построить новые установки для очистки и осушки газа,

- пробурить новые нагнетательно-добывающие скважины.

В процессе подземного хранения газа в частично выработанном нефтяном пласте газ будет не только вытеснять нефть к забоям добывающих скважин (или к периферии залежи), но и растворять и испарять компоненты нефти и выносить их из пласта на поверхность.

Нагнетательные скважины целесообразно размещав в сводовой части структуры, добывающие -- в пониженных частях.

Общий объем газа в хранилище складывается из трех частей:

- объема свободного газа в газовой шапке;

- объема газа, растворенного в остаточной нефти

- окклюдированного (рассеянного в виде отдельных пузырьков в массе нефти) газа.

ПХГ в водоносных структурах

При проектировании ПХГ в ловушках водонасыщенных коллекторов существует опасность потерь газа через кровлю хранилища, каналы в цементном камне за колонной скважин, тектонические нарушения горных пород и другие возможные пути миграции газа. Поэтому в процессе разведки и опытной закачки газа необходимо:

- доказать герметичность кровли ловушки,

- рассчитать коэффициент проницаемости водонасыщенного коллектора,

- определить остаточную водонасыщенность при вытеснении воды газом,

- измерить или вычислить объемную газонасыщенность обводненной зоны при отборе газа,

- определить продуктивные характеристики эксплуатационных скважин,

- изучить прочность газонасыщенного коллектора

- разработать мероприятия по укреплению призабойной зоны скважин.

Рисунок 1 - Геологический разрез и структурная карта по кровлеводонасыщенного пласта, в котором создается подземное хранилище газа

При закачке и отборе воздуха из скв. 1, 3 и 5 фиксируют изменения давления (уровня) в скв. 2, 4, 6 и 7 (см. рис.14.2). Если скв. 2, 4, 6, 7 не реагируют на изменение давления в пласте II, покрышка ловушки считается герметичной.

Для изучения путей движения газа в пласте используют различные инертные газы, отличные от компонентов остаточного пластового газа. В качестве инертных газообразных компонентов применяют азот, гелий, аргон, криптон, пропилен, бутилен, и др. В некоторых случаях используют радиоактивные газообразные индикаторы, например, криптон и ксенон.

Хранение жидких и газообразных продуктов в пустотах непроницаемых горных пород

ПХГ создают в отложениях каменной соли (пласты, массивы, штоки), в непроницаемых или практически непроницаемых горных породах, таких как гипс, ангидрит, гранит, глина и другие, в заброшенных шахтах, карьерах или других горных выработках, в плотных горных породах специальными методами (ядерные взрывы и др.). Хранимые продукты могут находиться в газообразном (природный газ, этан, этилен и др.) или жидком (пропан, бутаны, бензин, дизельное топливо и др.) состоянии.

Из ПХГ всех типов в непроницаемых горных породах наиболее распространены хранилища в отложениях каменной соли. Около 90 % всех хранимых продуктов размещены в таких хранилищах. Глубина залегания каменной соли изменяется от нескольких метров до 2500 м.

Размыв емкостей каменной соли осуществляется через буровые скважины пресной или слабо минерализованной водой. Применяют два метода размыва.

- Циркуляционный -- путем закачки пресной или слабо минерализованной воды и выдавливания на поверхность насыщенного рассола (закачку и отбор проводят через одну, две или несколько скважин)

- Струйный (или орошение), когда размыв проводят при помощи струи воды, направляемой на соляные отложения (стенку камеры) в не заполненном жидкостью пространстве с подачей рассола на поверхность погружными насосами или путем вытеснения его сжатым воздухом.

Технологическая схема и режим эксплуатации ПХГ зависят от цели хранения: регулирование суточных, сезонных или заводских колебаний потребления топлива, сырья или готовой продукции. Хранимый продукт при его отборе вытесняют из емкости рассолом, газообразными агентами или другими продуктами. Наиболее распространены технологические схемы эксплуатации ПХГ с применением жидкого рабочего агента.

хранение газ месторождение порода

Рисунок 2 - Схема эксплуатации подземного хранилища сжиженных газов в отложениях каменной соли.

1 -- подземная емкость; 2--железнодорожная эстакада; 3 -- продуктовые насосы; 4 -- установка осушки газа; 5 -- компрессор; 6 -- конденсатор; 7 -- сборник конденсата; 8 -- рассолохранилище; 9 -- насосы для перекачки рассола.

I- трубопровод жидкой фазы: II -- трубопровод паровой фазы; III -- рассольный трубопровод

Заключение

В данной работе мы рассмотрели определения понятие ПГХ, познакомились с различными типами ПГХ. Некоторые из них мы рассмотрели подробнее.

Подводя итог, можно сказать, что ПХГ обеспечивают покрытие пиков потребления, сглаживание сезонной неравномерности, уменьшают стоимость и создают резервы безопасности, на случай нарушения снабжения: «технические» резервы, используемые при авариях в системе газоснабжения и стратегические резервы, используемые при частичных нарушениях поставок по политическим или экономическим причинам. Наиболее распространенными являются созданные в пористых пластах (истощенные месторождения и водоносные структуры) из-за удобства и относительно небольшой стоимости использования. Причем для водоносных структур очень важно доказать герметичность кровли ловушки. Также вполне надежными для создания хранилищ являются шахты, где завершена выработка полезных ископаемых (каменный голь и другие) и залежи каменных солей.

Размещено на Allbest.ru