Как устроены подземные газовые хранилища: обзор вариантов хранения газа

Виды ПХГ

Abzhamalova Zh.A.

ГАЗОВОЕ ХРАНИЛИЩЕ — природная или искусственная ёмкость для резервирования больших объёмов газа и регулирования его подачи в соответствии с неравномерностью газопотребления. Газовые хранилища сооружаются вблизи трассы магистральных газопроводов и потребляющих центров.

Различают: наземные газовые хранилища — газгольдеры (низкого, среднего и высокого давления), предназначенные для хранения избыточного газа, поступающего в период минимального (ночного) потребления и выдачи его в городскую сеть в период максимального (дневного) потребления;

Подземные поверхностные газовые хранилища — участки газопроводов от последней компрессорной станции до газораспределительной станции, используемые для выравнивания неравномерности потребления газа в течение суток и недели;

Подземные газовые хранилища, называемые обычно подземными хранилищами газа (ПХГ), — создаются в естественных и искусственных подземных резервуарах.

В отличие от газгольдеров ПХГ обеспечивают сглаживание сезонной неравномерности газопотребления. Наибольшее значение имеют ПХГ, способные вмещать сотни млн. м3 газа и более.

Особый тип газового хранилища — изотермические хранилища сжиженного газа, предназначенные для покрытия т.н. пиковых нагрузок, т. е. при необходимости ускоренного отбора газа. В районах, где невозможно создание ПХГ, но существует значительная неравномерность газопотребления, размещают хранилища сжиженных природных газов (СПГ).

Подземные газовые хранилища

Наибольшее распространение получили ПХГ. Различают пористые и полые подземные резервуары.

К пористым относятся истощённые газовые, газоконденсатные, газонефтяные и нефтяные месторождения, водоносные пласты, а также залежи негорючих газов. В пределах одного такого ПХГ может быть одна или несколько залежей с хранимым газом.

К полым подземным резервуарам относятся полости, создаваемые в отложениях каменной соли (пластах, массивах, куполах, штоках), в непроницаемых или практически непроницаемых горных породах (гипс, ангидрит, гранит, глина и др.), в заброшенных шахтах, карьерах и других горных выработках, в плотных горных породах специальными методами.

Наиболее распространены ПХГ в истощённых газовых или газонефтяных месторождениях, создаваемые путём закачки газа через скважины в истощённый продуктивный пласт и ПХГ в водоносных пластах, где вода из порового пространства вытесняется закачиваемым через скважину газом

ПХГ в пористой среде представляют собой искусственные залежи, эксплуатируемые циклически. Определяющие параметры для ПХГ в пористой среде: проницаемость, мощность и глубина залегания пласта-коллектора, объём порового пространства, который может быть заполнен газом, наличие герметичной покрышки под пластом-коллектором, а также активность водонапорной системы.

Из всех типов ПХГ в непроницаемых горных породах наиболее распространены газовые хранилища в отложениях каменной соли, образуемые вымыванием полости в соляном пласте путём нагнетания в него воды с последующей закачкой в полость газа через ту же скважину. Глубины залегания чаще всего 100-1000 м. Пригодность объекта для создания хранилища определяется герметичностью, прочностью и устойчивостью отложений каменной соли и инертностью её по отношению к хранимому продукту, энергозатратами на размыв.

Где украина и мир хранят свой газ?

Где украина и мир хранят свой газ?

Где украина и мир хранят свой газ?

Юрий Мазурец

Природный газ один из самых ценных энергетических ресурсов на планете. От него зависит не только уровень развития промышленности государства, но и быт подавляющего большинства граждан. Прежде, чем газ находит своего потребителя, он проходит целую цепочку этапов от добычи до транспортировки.

Наличие этого энергетического ресурса и его количество в разных уголках Земли сильно варьируются.

Одни страны буквально «жируют», наполняя свой бюджет лишь за счет добычи энергетических ресурсов (например, в Катаре 70 % доходной части государственного бюджета составляет экспорт газа и нефти), другие же вынуждены покупать его в больших объемах, причем, иногда у монополистов, из-за чего голубое топливо может стоить очень дорого. Наряду с добычей и транспортировкой, важнейшую роль в бесперебойном обеспечении газом потребителей занимает процесс хранения.

Первое в мире подземное хранилище газа (ПХГ) было создано в Канаде еще в 1915 году, располагалось оно в истощенном газовом месторождении. Год спустя опыт Канады в этом плане переняли американцы, которые создали хранилище невиданных на то время объемов – 62 млн куб. м.

Кроме того, в 1946 году именно Штаты стали первооткрывателями также и в хранении газа в водоносных пластах. Советский Союз начал активно строить собственные ПХГ несколько позднее — только в 50-х годах прошлого века.

В 70-х советские газовики принялись наверстывать упущенное и создали ряд чрезвычайно крупных газовых хранилищ: в 1977 году было введено в эксплуатацию крупнейшее в мире ПХГ в водоносном пласте в Рязанской области объемом в 4,5 млрд куб.

м газа, а в 1979 году в Ставропольском крае было обустроено крупнейшее в мире хранилище в истощенном газовом месторождении.

Для сглаживания пиковых нагрузок потребления газа во всем мире используются ПХГ, которые принимают газ, когда его добывается и поставляется по трубопроводам больше, чем требуется потребителям, и отдают, когда начинается период максимального спроса.

Итак, подземное хранилище газа — 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. Для их эксплуатации как хранилищ устанавливается дополнительное оборудование. В них природный газ может храниться в газообразном состоянии.

Наличие хранилищ – своего рода гарантия бесперебойности поставок газа промышленности и населению, а также его экспорта. Хранить газ может быть выгодно и с точки зрения наполнения бюджета. При наличии в ПХГ избыточных объемов экономически выгодно купить газ летом, закачать его в них, а зимой выкачать и продать, так как из-за роста потребления стоит он значительно дороже.

Страны мира делятся на преимущественно добытчиков (экспортеров, как, например, Россия) и преимущественно потребителей (импортеров) газа. Но есть и так называемые транзитные страны, через которые проходят ветки континентальных газопроводов (как Украина). При этом они могут быть как импортерами, так и экспортерами голубого топлива.

Чем ближе к северу, тем сложнее с прокачкой достаточного объема газа зимой. Но легче обходить эту проблему, если в транзитных странах имеются ПХГ, чтобы покрывать из них недостающие объемы транзитного топлива.

Кто и когда должен заполнять ПХГ, определяется контрактами между экспортером и транзитной страной с учетом интересов страны-потребителя.

Разберемся, каков мировой опыт хранения газа и на кого следует ровняться Украине, если ровняться вообще нужно.

Украина добывает около 20 млдр м3 газа в год, чего не достаточно для внутреннего потребления. Остальной объем газа импортируется. Также Украина является транзитной страной для российского газа, который продается в страны ЕС.

В 2008 году Украина транспортировала 199,6 млрд куб м. Через шесть лет, в 2014 году, этот показатель снизился вдвое, до 62,19 млрд куб м. 2014 год стал худшим по объемам транзита за всю историю украинско-российских газовых отношений.

Еще летом президент «Укртрансгаза» Игорь Прокопив признает, что в 2015 году итоговые цифры могут быть еще скромнее, около 50 млрд куб м при потенциальной мощности 175 млрд куб м. Таким образом, украинская ГТС будет загружена менее, чем на треть.

«Нафтогаз» в известном иске к «Газпрому» оценил потери от снижения транзита газа в 10 млрд долл.

А тем временем одним из преимуществ отечественной ГТС является наличие третьего в мире по объему парка ПХГ. В них помещается больше 30 млрд м3 газа, причем это не придел: данную цифру можно увеличить минимум на 5. Сможет ли Россия найти альтернативные транзитные мощности с такими ПХГ после 2019 года – покажет время.

На сегодня в Украине 13 ПХГ (в том числе, одно во временно оккупированном Крыму), два из которых созданы на базе водоносных структур, а остальные – на базе истощенных газовых месторождений.

Отечественные подземные газохранилища имеют многоцелевое назначение: основными задачами являются надежное бесперебойное и рациональное обеспечения потребителей природным газом, обеспечение надежного транзита газа через территорию Украины в страны Европы, создание долгосрочных резервов газа на случай возникновения экстремальных ситуаций. Компанией-оператором хранилищ является «Укртрансгаз», которая предоставляет услуги по хранению газа в ПХГ как поставщикам, так и потребителям топлива. Максимальная суточная производительность составляет 250 млн м3. На топливо из хранилищ, а не из «трубы», приходится около 40% украинского годового потребления газа.

В Украине создавать ПХГ начали в 60-х годах прошлого века для обеспечения бесперебойного снабжения газом Киева и промышленных центров восточных областей. Когда же начались поставки советского газа в Европу, встал вопрос о регулировании объемов поставок в этом направлении.

Поэтому в 70-80-е годы в Западной Украине на базе истощенных месторождениях было построено 5 ПХГ, включая Бильче-Волицко-Угерское, которое является крупнейшим в Европе (в него можно закачать17 млрд м3 газа). Украинская сеть подземного хранения газа включает 4 комплекса: Западноукраинский (Предкарпатский), Киевский, Донецкий и Южноукраинский.

Около 80% мощностей украинских ПХГ приходится на Западноукраинский (25,6 млрд м3).

УКРАИНСКИЕ ПХГ НА КАРТЕ

МИРОВОЙ ОПЫТ

На территории стран ЕС создана и развивается крупная система ПХГ, которая состоит из около 150 ПХГ (включая хранилища при терминалах СПГ), суммарным активным объемом около 95 млрд м3 газа. Необходимо отметить и тот факт, что в регионе наблюдается профицит мощностей ПХГ.

Но даже при этом в период резких похолоданий европейские хранилища не в полной мере могут выполнить свое непосредственное назначение, а именно – регулирование неравномерности газопотребления и покрытие пиковых уровней спроса.

По некоторым мнениям проблема заключается в том, что не хватает активного объема газа в ПХГ или же слишком низкие значения максимального суточного отбора.

Представители науки же считают, что виною всему – отсутствие единой системы управления и контроля эксплуатации ПХГ, которая должна быть решена после полного внедрения норм Третьего энергопакета.

На территории Российской Федерации расположены 22 подземных хранилища с суммарной активной емкостью 67,5 млрд м3 и максимальной суточной производительностью 638,7 млн м3. Компанией-оператором системы ПХГ в РФ является ООО «Газпром ПХГ». Большинство хранилищ – истощенные месторождения.

Читайте также:  Насос для чистки колодца: как выбрать + правила эксплуатации

ПХГ РОССИИ

Самой же развитой газовой инфраструктурой могут похвастаться американцы. В США на сегодняшний день самый свободный и конкурентный рынок. В секторе подземного хранения газа основными владельцами/операторами ПХГ являются:

• — межштатные и внутриштатные транспортные компании;
• — местные распределительные компании;
• — независимые поставщики услуг хранения.

В настоящее время существуют около 120 организаций, которые владеют действующими ПХГ в 48 штатах. В эксплуатации находится около 400 ПХГ с общим объемом активного газа около 120 млрд м3. Если хранилище участвует в межштатной торговле газом, то оно подлежит юрисдикции FERC (Federal Energy Regulatory Commission), в иных случаях – оно регулируется штатами.

Дерегулирование ПХГ в сочетании с другими факторами, прежде всего, ростом газовой генерации, существенно развили функции ПХГ в сторону коммерциализации. За последние 15 лет произошли существенные сдвиги в управлении запасами газа и использовании ПХГ, сделав их полноценным инструментом рынка.

Все тарифы на эксплуатацию ПХГ и продажу газа регламентирует FERC (или внутриштатные энергетические комиссии) исходя из существующего положения на газовом рынке. FERC также регламентирует и время подачи газа в транспортную систему, в соответствии с контрактными обязательствами владельцев/операторов ПХГ и загрузки транспортной системы.

ПХГ В МИРЕ

ЗАЧЕМ ЕЩЕ ХРАНИТЬ ГАЗ?

Львиная доля объемов отечественных ПХГ еще в советские времена строилась для транзитных целей. Так они используются и сегодня, а именно для гарантии российского транзита в Европу. Согласно действующему контракту от 2009-го года Россия обязана ежегодно прокачивать через украинскую ГТС 110 млрд м3 газа.

Однако с 2011 года его объемы уменьшаются. Теоретически возможен даже вариант полной остановки транзита российского газа через Украину в ближайшем будущем. Реальность такого невыгодного для «трубы» сценария зависит от спроса на традиционный газ в Европе в общем и на российский в частности.

Транзита нет – больше половины мощностей украинских ПХГ никому не нужны. Но сегодня в Европе хранилища используются не только для обеспечения бесперебойности поставок, но и для хранения и торговли газом.

Речь идет о так называемых газовых хабах – биржах, которые занимаются заключением соглашений о покупке, продаже природного газа, сохранении его в подземных хранилищах, поставке по трубопроводам.

В ЕС объединений подземных хранилищ сегодня несколько. Один из старейших газовых хабов, созданный в 1996 году, находится в Великобритании. Позитивный опыт функционирования хабов именно этой страны положил начало их использованию в Европе. Благодаря им европейский газовый рынок имеет конкуренцию.

Любой потребитель газа может приобрести топливо на любой бирже, выбирая для себя оптимальные условия цены и транспортировки. Согласно европейскому «газовому» законодательству (Второй и Третий энергопакеты) доступ к трубопроводному транспорту имеет любой поставщик или потребитель.

Таким образом, сводится на нет монопольное положение игроков рынка, но чтобы это действительно было так, предложение должно покрывать спрос. На данный момент в Европе с этим сложно. Много газа импортируется извне, в том числе из России.

Ведется огромная работа по диверсификации поставок и снижению газопотребления, но, тем не менее, хабы уже играют позитивную роль в хранении дополнительных объемов европейского топлива.

ЕВРОПЕЙСКИЕ ХАБЫ

Их роль возросла после кризиса 2008 года, когда на рынок в очень больших объемах пришел катарский газ. Сегодня он в ЕС поступает регулярно, так как США отказались от его потребления в связи со сланцевой революцией.

Украина может предложить использование части своих западных хранилищ для европейцев. Но для этого нужно до конца внедрить Второй и Третий энергопакеты, а именно выделить управление ПХГ в отдельную обособленную структуру.

Следует отметить, что Польша, Венгрия, Италия и Германия не раз интересовались газовыми хранилищами Украины.

По разным подсчетам, Украина может обеспечить хранение европейского газа в подземных хранилищах (ПХГ) в объеме не менее 15 млрд м3.

Это была бы гарантия использования транзитной составляющей украинских ПХГ в случае постепенного отказа Европы от российского газа и России от украинских транзитных мощностей.

Детальное сравнение ПХГ Украины и других стран показывает их явное преимущество: большой объем и возможности дальнейшей модернизации. Но без внедрения европейских правил игры на украинском энергетическом рынке газового хаба в Украине не видать.

газовые хранилища. Оказывается, с системой подземного хранения газа все

Подборка по базе: Англ. яз. Презентация. Правила хранения и побочное действие лек., Практическая работа 10 Работа с окнами, меню и справочной систем, договор хранения.docx. В Казахстане есть три подземных газохранилища, из них два на юге – «Полторацкое» в Южно-Казахстанской области и «Акыртобе» в Жамбылской области и одно на западе страны – «Бозой» в Актюбинской области.

Их суммарная мощность составляет 4,65 млрд куб. метров активного газа.     Управляет газохранилищами национальный оператор в сфере газа и газоснабжения  АО «КазТрансГаз», который является основной газоэнергетической и газотранспортной компанией Республики Казахстан, представляющей интересы государства как на отечественном, так и зарубежном газовом рынке.

«КазТрансГаз» как надежный поставщик газа потребителям, с крупнейшей в Центрально-Азиатском регионе газотранспортной сетью и единой системой внутреннего газоснабжения, ведет активную работу по развитию системы подземных хранилищ газа. Учитывая возраст действующих объектов хранения, техническое перевооружение, реконструкция и расширение мощностей – одна из стратегических задач компании.

В этом году наряду со 100-летием мирового опыта подземного хранения газа свой 50-летний юбилей отмечает подземное хранилище газа «Полторацкое», расположенное в Южно-Казахстанской области Республики Казахстан. Для его функционирования используется естественная природная залежь.

Оно в отличной форме, показатели по естественным потерям одни из лучших в мире, и это хороший повод, чтобы поговорить о подземном хранении газа вообще и о ПХГ «Полторацкое» в частности.Оказывается, с системой подземного хранения газа все 

достаточно ясно: надо найти такое место, где в глубине пластов уже находится газ или вода.

Все знают, под каким давлением вырывается вода из артезианской скважины, это значит, что она находится в надежном хранилище, куда вместо воды можно закачать газ. Как геологи находят такие места, объяснить сложно, но главное, что находят.

Поиски места под газохранилище на юге Казахстана начались в 60-х годах прошлого века. С 1961 года по 1965 год на Полторацкой площади было пробурено 35 разведочных скважин. По полученным данным выявили этот самый Чанакский пласт-коллектор Полторацкой структуры, который до сих пор верно служит хранилищем закачанного газа.

Что он собой представляет? Это рыхлый слой из гравия, песчаника, песка с прослойками глины. Слой заключен между непроницаемыми глиняными пластами. Специалисты говорят, что по своим характеристикам Чанакский пласт-коллектор – сложная геологическая структура и работать с ней нужно умеючи.

Чтобы превратить пласт в действующее хранилище, была проведена большая работа. Достаточно сказать, что сегодня одних только скважин насчитывается 99 штук, а ведь кроме них есть еще другие сооружения.Начало эксплуатации ПХГ «Полторацкое» – 1965 год, когда началась опытно-промышленная закачка газа в хранилище.

Сначала в хранилище только закачивали газ. Закачать его надо много, потому что часть газа захватывается в пласте-коллекторе, чтобы создать необходимое давление. Этот газ называется буферным. Его объем составляет примерно половину от всего газа, закачиваемого в хранилище.

Газ, который потом будут извлекать из ПХГ, называется активным или рабочим газом.

Понадобилось еще два года, чтобы подготовить хранилище для бесперебойной работы. Лишь в 1967 г. началась циклическая эксплуатация газового хранилища, что означает: цикл закачки – цикл отбора.

Глубина залегания пласта, где хранится газ, проходит по отметкам от 400 до 700 метров. Извлекаемый активный объем хранения составляет 350 млн куб. м.

С тех пор ПХГ «Полторацкое» верно служит казахстанцам, обеспечивая своими запасами равномерную подачу газа в зимнее время.Зачем нужны подземные газохранилища? ПХГ – это стратегические сооружения, основной задачей которых является регулирование сезонного потребления газа.

Ведь летом жители используют меньше газа, а зимой – наоборот. В сильные холода Узбекистан, чьим газом в значительной степени снабжается Шымкент и ряд районов ЮКО, может сократить подачу, потому что им самим не хватает.

Недаром южноказахстанские газовики шутят: «Пусть у нас будет холодно, но только пусть в Ташкенте будет тепло». В холода и начинается отбор газа из ПХГ.

Тем самым поддерживается устойчивая работа газотранспортной системы, которая не любит резких перепадов давления, и идет равномерное обеспечение газом потребителей.

Чтобы зимой казахстанские жители спокойно пользовались газом, летом на ПХГ «Полторацкое» идет напряженная работа.

В газохранилище закачивается газ, а это сложный и опасный процесс. Надо следить, чтобы все скважины и запорная аппаратура были в полном порядке и чтобы давление под землей не превысило расчетного. Иначе возможны аварии. А если еще и искра проскочит… Газовые факелы – страшная стихия.

Поэтому главная заповедь газовиков – надежность и безопасность. На ПХГ «Полторацкое» все скважины обследованы и имеют разрешение на эксплуатацию. Ежегодно проводятся работы по капитальному и текущему ремонту. Совместно с аварийно-спасательной службой проводится работа по профилактике противофонтанной безопасности.

Здесь работают опытные специалисты, но тем не менее они регулярно проходят обучение по повышению квалификации. Институт природных газов «ГАЗПРОМ – ВНИИГАЗ» ведет авторский надзор с выдачей дальнейших рекомендаций по эксплуатации газохранилища.Огромное значение имеет качество используемого оборудования.

В настоящее время АО «КазТрансГаз» ведет активную работу по техническому переоснащению и автоматизации объектов. Улучшение качества оборудования приведет к увеличению надежности газохранилища.

Для того чтобы повысить суточную производительность «Полторацкого», уже проведена большая работа – построили новый газорегуляторный пункт (ГРП), подключили новые скважины, на которых установлено современное оборудование, отвечающее всем требованиям безопасности.

Одним словом, подземные газохранилища Казахстана, как стратегический объект всей энергосистемы, являются надежным звеном в обеспечении  энергетической безопасности нашего государства.             Вместе с тем, учитывая тот факт, что в настоящее время развитие подземного хранения газа в мире находится на подъеме, «КазТрансГаз» открыт для сотрудничества в этой области со странами-импортерами и государствами, по территории которых осуществляется транзит природного газа

Способы хранения природных газов.

ГАЗОВОЕ ХРАНИЛИЩЕ (а. gas storage; н. Gasspeicher; ф. reservoir а gaz; и. deposito de gas) — природная или искусственная ёмкость для резервирования больших объёмов газа и регулирования его подачи в соответствии с неравномерностью газопотребления. Газовые хранилища сооружаются вблизи трассы магистральныхгазопроводов и потребляющих центров.

Различают: наземные газовые хранилища — газгольдеры (низкого, среднего и высокого давления), предназначенные для хранения избыточного газа, поступающего в период минимального (ночного) потребления и выдачи его в городскую сеть в период максимального (дневного) потребления; подземные поверхностные газовые хранилища — участки газопроводов от последнейкомпрессорной станции до газораспределительной станции, используемые для выравнивания неравномерности потребления газа в течение суток и недели; подземные газовые хранилища, называемые обычно подземными хранилищами газа (ПХГ), — создаются в естественных и искусственных подземных резервуарах. В отличие от газгольдеров ПХГ обеспечивают сглаживание сезонной неравномерности газопотребления. Наибольшее значение имеют ПХГ, способные вмещать сотни млн. м3 газа и более. Особый тип газового хранилища — изотермические хранилища сжиженного газа, предназначенные для покрытия т.н. пиковых нагрузок, т. е. при необходимости ускоренного отбора газа. В районах, где невозможно создание ПХГ, но существует значительная неравномерность газопотребления, размещают хранилища сжиженных природных газов (СПГ). Наибольшее распространение получили ПХГ. Различают пористые и полые подземные резервуары. К пористым относятся истощённые газовые, газоконденсатные, газонефтяные и нефтяные месторождения, водоносные пласты, а также залежи негорючих газов. В пределах одного такого ПХГ может быть одна или несколько залежей с хранимым газом. К полым подземным резервуарам относятся полости, создаваемые в отложениях каменной соли (пластах, массивах, куполах, штоках), в непроницаемых или практически непроницаемых горных породах (гипс, ангидрит, гранит, глина и др.), в заброшенных шахтах, карьерах и других горных выработках, в плотных горных породах специальными методами. Наиболее распространены ПХГ в истощённых газовых или газонефтяных месторождениях, создаваемые путём закачки газа через скважины в истощённый продуктивный пласт и ПХГ в водоносных пластах, где вода из порового пространства вытесняется закачиваемым через скважину газом. ПХГ в пористой среде представляют собой искусственные залежи, эксплуатируемые циклически. Определяющие параметры для ПХГ в пористой среде: проницаемость, мощность и глубина залегания пласта-коллектора, объём порового пространства, который может быть заполнен газом, наличие герметичной покрышки под пластом- коллектором, а также активность водонапорной системы. Из всех типов ПХГ в непроницаемых горных породах наиболее распространены газовые хранилища в отложениях каменной соли, образуемые вымыванием полости в соляном пласте путём нагнетания в него воды с последующей закачкой в полость газа через ту же скважину. Глубины залегания чаще всего 100-1000 м. Пригодность объекта для создания хранилища определяется герметичностью, прочностью и устойчивостью отложений каменной соли и инертностью её по отношению к хранимому продукту, энергозатратами на размыв. Методы размыва — циркуляционный, струйный. Рабочим агентом может быть жидкость (вода, рассол) или газ (азот, выхлопные и топочные газы, метан и т.п.). Породы, вмещающие искусственные газовые залежи, представлены в большинстве случаев песчано-алевритовыми разностями. Создание ПХГ в карбонатных коллекторах из-за резких колебаний проницаемости связано с серьёзными технологическими сложностями, поэтому ПХГ в карбонатных отложениях сооружаются главным образом на базе истощённых газовых и газоконденсатных залежей, приуроченных к хорошо проницаемым рифогенным образованиям. Общий объём хранимого газа определяется ёмкостью естественной или искусственно создаваемой ловушки и давлением, при котором сохраняется герметичность покрышки. Этот объём складывается из активного объема газа и буферного объёма газа

Читайте также:  Как выбрать обогреватель для дома и квартиры: какой лучше, виды, советы

Подземные хранилища газа расположены в основных районах потребления и являются неотъемлемой частью Единой системы газоснабжения (ЕСГ) России. Сеть ПХГ обеспечивает в отопительный период от 20 до 40 % всех поставок газа «Газпромом».На территории России «Газпром» эксплуатирует 22 ПХГ, которые включают в себя 26 объектов хранения газа: 17 объектов создано в истощенных газовых месторождениях, 8 — в водоносных структурах и 1 — в соляных кавернах.Действующие и перспективные объекты подземного хранения газа «Газпрома» на территории РоссииК осенне-зимнему периоду 2016–2017 годов объем оперативного резерва газа в ПХГ составил 72,1 млрд куб. м, а потенциальная максимальная суточная производительность на начало сезона отбора достигла рекордного уровня — 801,3 млн куб. м газа. Это на 11,4 млн куб. м выше аналогичного показателя прошлого года. 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.В 2016 году собственные мощности «Газпрома» по хранению газа в Европе составили около 5 млрд куб. м, суточная производительность — 83,4 млн куб. м.На территории стран бывшего Советского Союза «Газпром» является собственником ПХГ:

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

Компания также использует часть мощностей Инчукалнского ПХГ (Латвия).В 2016 году активная емкость этих ПХГ, используемая «Газпромом», составила 2,9 млрд куб. м, потенциальная максимальная суточная производительность — 57 млн куб. м. Увеличение потенциальной максимальной суточной производительности является одной из ключевых задач «Газпрома» по развитию подземного хранения газа в России. Ежегодное увеличение этого показателя сопоставимо с «зимним» суточным потреблением газа одним из регионов Российской Федерации, например Вологодской или Ленинградской областью.Потенциальная максимальная суточная производительность на начало сезона отбора, млн куб. мВ перспективе максимальная суточная производительность превысит 1 млрд куб. м (для сравнения, аналогичный показатель для всех ПХГ в мире составляет около 7 млрд куб. м).В настоящее время на территории России в стадии проектирования и строительства находятся сразу шесть новых хранилищ газа:

• Арбузовское;
• Беднодемьяновское;
• Волгоградское;
• Новомосковское;
• Шатровское;
• Удмуртский резервирующий комплекс.

Идет реконструкция, расширение, модернизация и техническое перевооружение ряда действующих подземных хранилищ.Ведутся работы по увеличению производительности ПХГ на территории Беларуси.

«Газпром» продолжает наращивать мощности по хранению газа в Европе с целью достижения активной емкости не менее 5% от годового объема экспортных поставок. Сейчас в стадии строительства находится ПХГ «Катарина» (Германия).

Как хранят газ и что такое ПХГ

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.

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.

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).

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.

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. 

• Как оценивают величину запасов углеводородовВ мире нет единой системы, по которой бы классифицировались запасы углеводородов, но существуют некоторые принятые стандарты. Россия не так давно приблизила к ним свою систему.
• В чем особенности морской добычиМесторождения природного газа находятся не только на суше. Существуют морские месторождения — нефть и газ иногда встречаются и в недрах, скрытых водой.

Крупнейшие газохранилища России и Европы. Справка

В России эксплуатируются следующие ПХГ: Касимовское, Канчуринско-Мусинский комплекс, Северо-Ставропольские, Кущевское, Краснодарское, Гатчинское, Невское, Калужское, Щелковское, Увязовское, Карашурское, Самарские, Пунгинское, Совхозное, Саратовские.

Касимовское ПХГ – расположено в одноименном районе Рязанской области в 250 км южнее Москвы и находится в структурах Окско-Цнинского вала. Касимовское хранилище является в настоящее время крупнейшим в мире, созданном в водоносном пласте, и обеспечивает на 30-35% суточную потребность Москвы и Московской области, а также во многом решает вопросы газоснабжения Центрального района России.

Активная емкость Касимовского ПХГ составляет более 9 млрд. кубометров газа, количество эксплуатационных скважин – 287. Максимальная ежесуточная производительность в осеннее-зимний период достигает 100 млн кубометров газа, что сопоставимо с величиной суточного газопотребления Москвы.

Канчуринско-Мусинский комплекс ПХГ расположен в Республике Башкортостан и создан на базе отработанного газоконденсатного месторождения. В результате реконструкции, которая должна завершится в 2010 году, предусматривается увеличение объема активного газа в комплексе ПХГ с 3,4 млрд кубометров до 5,5 млрд кубометров.

Северо-Ставропольское ПХГ расположено в Ставропольском крае и создано в истощенном газовом месторождении. Крупнейшее в мире Северо-Ставропольское  ПХГ  регулирует сезонную неравномерность поставок, обеспечивает газоснабжение потребителей Южного федерального округа, республик Закавказья, Украины и надежность экспортных поставок.

• Кущевское ПХГ расположено на Северном Кавказе в Кущевском районе Краснодарского края в 200 км от Краснодара и создано в истощенном газовом месторождении.
• Кроме того, Газпром хранит газ в ПХГ на территории Латвии, Германии, Австрии и Великобритании:
• Подземное газовое хранилище (ПХГ) – Германия – Rehden – Активный объем – более 4 млрд кубометров (крупнейшее в Европе).

Подземное газовое хранилище (ПХГ) – Австрия (федеральная земля Зальцбург) – Haidach – Активный объем – более 2,4. млрд кубометров., расположено в истощенном газовом месторождении.

Подземное газовое хранилище (ПХГ) – Англия – Saltfleetby – Активный объем – порядка 0,7 млрд кубометров.

Подземное газовое хранилище (ПХГ) – Германия – Jemgum – Активный объем – сравнительно малый.

В Латвии расположено Инчукалнское ПХГ. Оно находится к северо-востоку от г. Риги и создано в водоносном слое. Инчукалнское ПХГ является единственным функционирующим хранилищем в странах Балтии и обеспечивающим стабильность газоснабжения региона.

Объем Инчукалнского ПХГ составляет 4,46 млрд кубометров, из которых 2,32 млрд кубометров составлял активный, или регулярно отбираемый природный газ.

Газпром арендует 75% газохранилища Humbley Grove на юге Великобритании, в Германии арендует мощности в ПХГ, принадлежащих фирме VNG, а в Австрии – мощности компании OMV.

Всего в Гepмaнии cущecтвуeт cвышe copoкa пoдзeмныx xpaнилищ гaзa coвoкупнoй eмкocтью oкoлo 20 млpд кубoмeтpoв. Bce oни нaxoдятcя в чacтнoй coбcтвeннocти. E.ON Ruhrgas pacпoлaгaeт мoщнocтями пpимepнo нa 5 млpд кубoмeтpoв. Kpупнeйшee ПXГ в Гepмaнии и Зaпaднoй Eвpoпe Rehden (4,2 млpд кубoмeтpoв) пpинaдлeжит кoмпaнии WINGAS, coвмecтнoму пpeдпpиятию «Гaзпpoмa» и Wintershall.

В Италии существует 10 ПХГ, во Франции – 15, в Австрии – 5, в Нидерландах – 3.

Пхг — подземные газовые хранилища

С момента зарождения нефтегазовой промышленности насущным стал вопрос долговременного хранения добываемых ресурсов. Подземные хранилища – вот оптимальное решение, успешно практикуемое на протяжении уже почти века.

Читайте также:  Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

ПХГ (подземные газовые хранилища) – инженерно-технический комплекс, предназначенный для закачки, хранения и последующего отбора газа.

Для чего нужны?

Газовые хранилища различаются по назначению, режиму работы, производительности и типу расположения. Они являются стратегической составляющей ЕСГ – Единой системы газоснабжения России – и помогают решить такие проблемы, как:

• удовлетворение потребности в ресурсе в периоды повышенного потребления (холодное время года);
• компенсация суточных колебаний потребления;
• соблюдение максимально экономичного режима эксплуатации газотранспортных магистралей;
• обеспечение равномерности поставок природного газа за рубеж;
• долгосрочный резерв газа на случай внештатных ситуаций или аномальных холодов.

Как устроены?

ПХГ располагаются вблизи главных районов. Всего на территории РФ 25 газовых хранилищ. Большая часть оборудована в истощенных газовых и нефтяных месторождениях.

Последний способ является наиболее практичным и выгодным, так как в этом случае не требуется строительство дополнительных сооружений, а эти хранилища отличаются максимальной вместимостью полезного ресурса.

Также практикуется организация в водоносных слоях, залежах соли и каменного угля. Самое большое подземное хранилище газа в мире – бывшее Северо-Ставропольское месторождение.

Хранилища, организованные в солевых кавернах, заслуживают отдельного внимания, пусть и уступают по масштабу истощённым месторождениям. Солевая пещера имеет способность к самостоятельному “заживлению” трещин, потому является наиболее герметичным «резервуаром» для хранения природного газа.

Газ, предназначенный для долговременного хранения, пройдя через пункт замера и учёта,  подвергается обработке: его компримируют (сжимают) до 12-15 МПа, очищают от примесей, таких как компрессорное масло, попавшее в поток “по пути” к хранилищу, охлаждают и обогащают водяными парами. Теперь “голубое топливо” готово к подаче на газораспределительную площадку и к закачиванию в скважину.

Когда появляется потребность в хранимом газе, он снова подвергается очистке, но в этот раз от твердых примесей, таких как песок, глина и т.д., и после повторного осушения газ отправляется обратно в магистраль.

Существуют также СПГ-хранилища. Это достаточно затратно, но становится настоящим спасением в тех случаях, когда отсутствует возможность строительства ПХГ вблизи потребителя. Такой вид хранилищ пока что не обрел достаточной популярности в России, но потребность в развитии этой идеи остаётся актуальной.

Подземное хранение газа

Магистральные газопроводы, по которым газ транспортируется от месторождений к местам потребления, работают с относительно постоянной производительностью. Однако потребление газа характеризуется в первую очередь сезонной неравномерностью.

Для снижения пиковых нагрузок, обеспечения гибкости и надежности поставок газа нужны специальные компенсаторы — газохранилища, которые способны накапливать избытки газа, хранить их и, в случае увеличения спроса, отдавать потребителям.

Такими компенсаторами служат подземные хранилища газа (ПХГ), созданные в выработанных месторождениях углеводородов, водоносных пластах или соляных кавернах.

Пхг «газпрома» в россии

Подземные хранилища газа расположены в основных районах потребления и являются неотъемлемой частью Единой системы газоснабжения (ЕСГ) России. Сеть ПХГ обеспечивает в отопительный период от 20 до 40 % всех поставок газа «Газпромом».

На территории России «Газпром» эксплуатирует 23 ПХГ в 27 геологических структурах.

К осенне-зимнему периоду 2019–2020 годов объем оперативного резерва газа в ПХГ составил 72,232 млрд куб. м, а потенциальная максимальная суточная производительность на начало сезона отбора достигла рекордного уровня — 843,3 млн куб. м газа. Это на 30,8 млн куб. м выше аналогичного показателя прошлого года.

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.

Развитие подземного хранения газа

Увеличение потенциальной максимальной суточной производительности является одной из ключевых задач «Газпрома» по развитию подземного хранения газа в России. Ежегодное увеличение этого показателя сопоставимо с «зимним» суточным потреблением газа одним из регионов Российской Федерации, например Вологодской или Ленинградской областью.

В перспективе максимальная суточная производительность превысит 1 млрд куб. м (для сравнения, аналогичный показатель для всех ПХГ в мире составляет около 7 млрд куб. м).

В настоящее время на территории России в стадии проектирования и строительства находятся следующие объекты подземного хранения газа:

• Арбузовское ПХГ;
• Беднодемьяновское ПХГ;
• Новомосковское ПХГ;
• Шатровское ПХГ;
• Удмуртский резервирующий комплекс.

Идет реконструкция, расширение, модернизация и техническое перевооружение ряда действующих подземных хранилищ.

Ведутся геологоразведочные работы с целью создания хранилищ в регионах, где недостаточно имеющихся или нет мощностей по хранению газа.

В частности, в Северо-Западном федеральном округе (ФО) геологоразведка ведется вдоль трассы газопроводов от Ухты до Торжка, а также в направлении Архангельска, в Сибирском ФО — по направлению от Омска до Томска, в Дальневосточном ФО — вдоль трассы газопровода «Сила Сибири».

В ближнем зарубежье планируется постепенное увеличение суточной производительности ПХГ «Газпрома» в Армении и Беларуси. Подготовлен План мероприятий по сотрудничеству «Газпрома» и «Узбекнефтегаза» в области развития ПХГ на территории Узбекистана.

• «Газпром» продолжает наращивать мощности по хранению газа в Европе с целью достижения активной емкости не менее 5% от годового объема экспортных поставок.
• В стадии расширения находятся ПХГ «Дамборжице» (Чехия), «Катарина» и «Йемгум» (Германия).
• Изучаются возможности создания подземных хранилищ на территории Китая.

Подземные хранилища газа: правила безопасности ПХГ

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.

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.

 Загрузка …

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.

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:

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 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.

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.

Иностранные компании хотят хранить газ в Украине — почему и сколько заработаем