Студопедия.Орг Главная | Случайная страница | Контакты | Мы поможем в написании вашей работы!  
 

Подземные хранилища газа. Принцип организации подземного хранения газа



  1. Подземные хранилища газа. Принцип организации подземного хранения газа.

Подземные хранилища природного газа предназначаются главным образом для покрытия сезонных пиков газопотреб­ления, т. е. компенсации неравномерности потребления. По этой причине хранилища, как правило, сооружают вблизи трассы магистрального газопровода и потребляющих цент­ров, крупных промышленных городов. Подземные хранилища по состоянию среды и методу сооружения подразделяются на следующие:

хранилища в пористых пластах;

хранилища в непроницаемых горных выработках (полые резервуары).

К пористым относятся хранилища, созданные в истощенных или в частично выработанных газовых и газоконденсатных месторождениях, в выработанных нефтяных месторож­дениях и в ловушках водонасыщенных коллекторов (пластов). К полым резервуарам относятся хранилища, созданные в по­лостях горных пород и в отложениях каменной соли. Храни­лища, созданные в истощенных нефтяных и газовых место­рождениях, относятся к наиболее распространенным аккуму­ляторам газа. Принцип устройства этих хранилищ основан на закачке газа непосредственно в истощенный газоносный или нефтеносный пласт через существующие или дополнительно сооружаемые скважины. В большинстве случаев на основе опыта эксплуатации истощенного или выработанного газово­го, газоконденсатного месторождения получают необходимый материал, характеризующий геологические и физические па­раметры пласта-коллектора, включая данные о герметичности кровли, геометрических размерах, объемах возможных зака­чек газа, а также об изменении давлений и дебитов скважин.

Иногда в районах крупных центров могут не оказаться выработанные газовые или нефтяные залежи, пригодные для создания подземного хранилища, однако в геологическом раз­резе пород этих районов часто имеются водонасыщенные пласты, в ловушках которых можно создать подземные хра­нилища газа. Выяснить, действительно ли имеется в данном месте пласт-ловушка и что он собой представляет — очень трудная задача. Разведка структур под водоносные хранили­ща продолжается 3 — 5 лет и требует больших материальных затрат, тем не менее хранилища окупаются за 2 — 3 года. Создание хранилища в водоносном пласте в принципе сво­дится к вытеснению из ловушки пластовой воды путем закач­ки в купольную часть коллектора газа. Газовый пузырь как бы «плавает» в куполе.

Перед устройством любого хранилища проводят исследо­вания и пробные закачки газа для оценки параметров плас­та и свойств насыщающих его жидкостей и газа, а также для получения данных о технологическом режиме работы скважин. С этой целью используют существующие скважины или бурят новые. Обычно скважины подземных хранилищ периодически выполняют функции нагнетательных и эксплу­атационных скважин.

На рис. 4.19 показаны схемы подземных хранилищ газа, образованных в выработанном нефтяном пласте и в ловуш­ке, представляющей собой верхнюю часть, т. е. купол пла­ста. Максимально допустимое давление газа в подземном хранилище зависит от глубины залегания пласта, его мас­сы, структуры и размеров площади газоносности. Для за­качки газа в хранилища, как правило, строят компрессор­ные станции с давлением до 15 МПа. Характерная особен­ность эксплуатации подземных хранилищ — цикличность их работы, которая выражается в смене процессов закачки и отбора газа.

Рис. 4.19. Схемы подземных хранилищ природного газа: а — в выработанном нефтяном пласте; б — в куполообразной ловушке в водонапорной пластовой системе; ГНК — газонефтяной контакт; ВНК — водонефтяной контакт; ГВК — газоводяной контакт; КС — компрес­сорная станция; П — потребитель; h — высота пласта или ловушки

В процессе закачки происходит заполнение пласта-кол­лектора и создание общего объема газохранилища, подраз­деляемого на активный и буферный объемы газа. Буферный объем — это минимально необходимое количество неизвле-каемого газа в пластовых условиях, которое обусловливает цикличность эксплуатации хранилища. Активный объем яв­ляется оборотным, участвующим в процессе закачки и отбо­ра. Объем буферного остаточного газа составляет 60— 140 % рабочего (активного) газа с учетом создания в хранилище определенного давления в конце отбора при соответствую­щем дебите скважин. Газ закачивают в весенне-летний пе­риод, когда потребность в нем значительно ниже, чем зи­мой. Зимой хранилища работают на отбор. Газохранилища эксплуатируют с учетом гидрогеологических условий пласта-коллектора, запасов газа в хранилище и неравномерности газопотребления системы газопроводов.

К хранилищам газа в полостях горных пород относятся такие, которые создаются в горных выработках — в искусст­венно созданных шахтах, тоннелях и специально выработан­ных кавернах, а также в естественных пустотах горных по­род — пещерах. Хранилища в имеющихся искусственных выработках не требуют затрат на создание каверн, но прак­тически используются редко из-за сложности герметизации объема и небольшой распространенности таких выработок.

Специальные горные выработки для хранения газа созда­ют в легко разрабатываемых, но малопроницаемых породах, например в плотных глинах, известняке, мергеле, каменной соли. Разработку ведут в зависимости от характера, свойства и глубины залегания породы — механическим путем, мето­дом взрыва или путем размыва. Наиболее широкое применение получили хранилища в отложениях каменной соли, осуще­ствляемых методом размыва.

Рис. 4.20. Схема размыва каверны комбинированным способом: I и II — соответственно первая и вторая стадии создания камеры; / — рассол; 2 — вода; 3 — защитный экран

Существует много способов размыва каверн. Наиболее распространен комбинированный способ с применением гид­ровруба, который заключается в следующем (рис. 8.8). В пласте соли бурят скважину диаметром 250 — 300 мм. Верх­нюю ее часть крепят колонной диаметром 225 — 246 мм до зоны, подлежащей размыву, которая остается свободной. В скважину почти до забоя спускают два ряда труб. Через первые, считая от оси скважины, в кольцевое пространство на забой нагнетается пресная вода. Она омывает стенки незак­репленной части скважины и растворяет соль. Рассол удаля­ется через центральные трубы. Второе кольцевое пространство заполнено керосином, соляровым маслом или нефтью (нерастворителем). Нерастворитель прикрывает верхнюю часть каверны, препятствует интенсивному растворению соли в этом месте и позволяет придать каверне нужную форму.

Размыв начинается с создания в нижней части будущей каверны небольшой камеры — гидровруба, которая нужна для скапливания в ней нерастворимых включений и интенси­фикации последующего размыва. После создания гидровруба начинается размыв каверны снизу вверх; затем для формиро­вания свода ведется размыв сверху вниз. На растворение 1 м3 соли требуется примерно 8 м3 воды. В зависимости от объема каверны меняются и сроки размыва. При объеме полости 150 — 200 тыс. м3 размыв продолжается 3 — 4 года.

Стоимость создания каверны существенно зависит от кон­кретных условий и величины емкости. Расходы, отнесенные к объему каверн, заметно снижаются с ростом давления. В связи с этим каверны для хранения газа предпочтительней устраивать на больших глубинах, но не превосходящих те, на которых соль из-за высоких давлений приобретает пластичность и каверна делается неустойчивой. Эти глубины составляют 1500-2000 м.





Дата публикования: 2015-11-01; Прочитано: 4586 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!



studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2024 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.006 с)...