Как устроены подземные газовые хранилища обзор вариантов хранения газа

Подземные газовые хранилища играют важную роль в обеспечении надежных поставок газа населению, предприятиям и потребителям во всем мире. Они обеспечивают устойчивое хранение больших объемов газа, что позволяет регулировать и сбалансировать его поставки в зависимости от потребности рынка. В этой статье мы рассмотрим различные варианты подземных газовых хранилищ — от пещер и депрессий до солевых пластов и магматических пород.

Одним из наиболее распространенных вариантов подземных газовых хранилищ являются солевые пласты. Это естественные полости, образованные в результате долговременного осадкоподземного вымывания растворителями. Солевые пласты обладают высокой проницаемостью и емкостью, что делает их идеальным вариантом для хранения газа. Они могут быть использованы для хранения нефтяных газов, природного газа и других видов сжиженных углеводородов.

Другим вариантом подземных газовых хранилищ являются пещеры, образовавшиеся природным образом в карбонатных и нефтяных пластах. Пещеры обладают хорошей газонепроницаемостью и емкостью, и их использование в качестве газовых хранилищ является одним из наиболее экономически выгодных и эффективных способов хранения газа.

Существуют также искусственные методы создания подземных газовых хранилищ, такие как заполнение выработок угольных шахт, чтолучшседщкшскулс, бывших нефтяных и газовых скважин. Эти методы обеспечивают сравнительно небольшие емкости, однако их использование может быть целесообразным в случаях, когда нет возможности использовать естественные подземные полости.

Наконец, магматические породы представляют собой еще одну возможность для хранения газа. Магматические породы обладают высокой проницаемостью и емкостью, а также способностью к удержанию газа на долгое время. Использование магматических пород для хранения газа является одной из самых современных и перспективных технологий в данной области.

Устройство подземных газовых хранилищ: обзор вариантов хранения газа

Одним из важных элементов газовой инфраструктуры являются подземные газовые хранилища, предназначенные для накопления и хранения природного газа. Они играют важную роль в обеспечении энергетической безопасности и устойчивости газоснабжения различных регионов.

Подземные газовые хранилища по конструктивному устройству можно разделить на несколько основных типов:

• Очаговые хранилища представляют собой природные геологические структуры – пещеры, полости, трещины – которые имеют достаточные размеры и проницаемость для хранения газа. Эти хранилища обычно возникают естественным путем в результате геологических процессов.
• Обезвоженные месторождения – это выработанные нефте- и газовые месторождения, в которых откачивают все компоненты газа, кроме метана. Полученный метан используется для хранения и подачи потребителям.
• Симметричные резервуары – это обычные земляные резервуары, созданные искусственным путем для хранения газа. Вместимость такого резервуара может быть сравнительно невелика, поэтому для хранения больших объемов газа часто используют несколько резервуаров, объединенных в единую систему.

В процессе эксплуатации подземных газовых хранилищ проводятся работы по регулированию давления, контролю запасов газа и мониторингу условий хранения. Для этого применяются специальные системы автоматизации и телекоммуникаций.

Важным аспектом устройства подземных газовых хранилищ является безопасность. Для предотвращения возможных аварий и утечек газа применяются различные технические и организационные меры. Контроль за состоянием хранилища и выполнением безопасных условий хранения осуществляется специализированными организациями и государственными органами.

Подземные газовые хранилища являются важным звеном в цепи газоснабжения и основой для обеспечения постоянного и надежного газопоставки потребителям. Разнообразие конструктивных решений позволяет выбрать оптимальный вариант хранилища в зависимости от геологических, экономических и прочих факторов.

Подземные газовые хранилища

Подземные газовые хранилища представляют собой специально оборудованные подземные водоносные горизонты, которые используются для хранения и накопления природного газа. Они играют важную роль в обеспечении стабильной поставки газа, особенно в периоды увеличенного потребления или нехватки газовых ресурсов.

Подземные хранилища газа могут быть разных типов в зависимости от геологических условий и способа эксплуатации. Существуют такие виды подземных газовых хранилищ:

• Подземные пустоты — это естественные или искусственно созданные пустоты в горных породах, которые предоставляют места для хранения газа. Такие пустоты могут быть, например, старыми шахтами или карьерами.
• Каверные резервуары — это искусственно созданные структуры, которые представляют собой большие пещеры или каверны, заполненные газом. Каверные резервуары часто применяются для хранения больших объемов газа.
• Аквиферы — это подземные горизонты, состоящие из песчано-гравийных или карбонатных пород, которые способны удерживать значительные объемы воды и газа. Аквиферы могут быть использованы для хранения газа, например, в пустых песчаных пластах.

Для эффективной эксплуатации подземных газовых хранилищ необходимы специальные методы и технологии. Одной из них является циклическое накопление и высвобождение газа, которое позволяет эффективно использовать хранилища в зависимости от потребностей рынка. Также важным аспектом является контроль и мониторинг состояния хранилищ, чтобы предотвратить возможные утечки газа.

Подземные газовые хранилища являются важной составляющей газовой инфраструктуры и играют ключевую роль в обеспечении энергетической безопасности и надежности работы газовой системы. Благодаря таким хранилищам можно обеспечить непрерывное функционирование газоснабжения в холодные периоды, когда потребление газа значительно возрастает.

Назначение и принцип работы

Подземные газовые хранилища предназначены для долгосрочного хранения природного газа, который может быть использован в качестве энергетического ресурса. Главной задачей хранилища является обеспечение надежного и безопасного хранения газа до момента его использования.

Принцип работы подземных газовых хранилищ основан на физических свойствах газа и геологических особенностях месторождения. Газ хранится в подземных пустотах, которые могут быть естественного происхождения (например, каверны или трещины в породах) или созданы искусственно (выработаны при добыче полезных ископаемых).

Первоначально, газ добытый из месторождения, проходит процесс очистки и подготовки для хранения. Затем газ под давлением направляется в подземные хранилища, где его накапливают до необходимого объема. Во время откачки газа из хранилища, давление снижается, и газ поступает в систему транспортировки для дальнейшего использования.

Подземные геологические формации

Подземные геологические формации представляют собой слои или пласты пород, которые могут использоваться для хранения газа. Эти формации обладают особыми свойствами, которые позволяют сохранять газ внутри себя.

Вот несколько основных типов подземных геологических формаций, используемых для хранения газа:

• Поплавковые породы: это породы, состоящие из осадочных и метаморфических горных пород, которые обладают большим количеством пористых пространств, что позволяет хранить газ внутри себя.
• Пласты песчаников: это формации, состоящие из крупнозернистых песчаников, которые хорошо проницаемы для газа. Они широко используются для хранения природного газа.
• Карбонатные породы: такие формации, как известняки и доломиты, имеют небольшую пористость, но высокую проницаемость для газа. Они широко используются для хранения углекислого газа.

Перед использованием подземных геологических формаций как хранилищ газа, необходимо провести детальное геологическое и гидродинамическое исследование для оценки их пригодности и вместимости.

Некоторые примеры подземных геологических формаций используемых для хранения газа:

Название формации	Топливо	Страна
Техаский магазин	Природный газ	США
Газокомпрессор	Углекислый газ	Австралия
Антверпенский ситез	Водород	Бельгия

Использование подземных геологических формаций для хранения газа является эффективным способом обеспечения энергоэффективности и устойчивости энергосистемы.

Технические особенности

Подземные газовые хранилища представляют собой комплекс инженерно-геологических сооружений, предназначенных для хранения природного газа. Они включают в себя резервуары, системы управления и контроля, обеспечивающие безопасность, эффективность и экономичность процесса хранения.

Основные технические особенности подземных газовых хранилищ включают:

• Геологические условия: выбор места под строительство хранилища осуществляется на основе геологической и геофизической информации. Необходимо выбрать такие участки, которые обеспечивают оптимальное геологическое строение для хранения газа и минимальные риски для окружающей среды.
• Резервуары: главным элементом подземных газовых хранилищ являются резервуары. Обычно это каменноугольные пласты, солевые пласты или домашние пласты, которые обладают хорошей вместимостью и герметичностью.
• Система закачки и отбора газа: для эффективного управления процессом хранения газа используются системы закачки и отбора. Они позволяют контролировать подачу газа в хранилище и его извлечение из него.
• Система контроля и безопасности: подземные газовые хранилища оборудуются системами контроля и безопасности, которые позволяют оперативно обнаруживать любые нештатные ситуации и принимать меры по их устранению.
• Сеть трубопроводов: для подачи газа в хранилище и его отбора используется сеть трубопроводов, которая соединяет хранилище с газопроводами или другими участками газовой инфраструктуры.
• Контрольные и измерительные приборы: в хранилище устанавливаются контрольные и измерительные приборы, которые позволяют контролировать уровень, давление и другие параметры хранящегося газа.

Виды подземных газовых хранилищ

Подземное хранение газа является неотъемлемой частью современной энергетики. Существует несколько основных видов подземных газовых хранилищ, каждое из которых имеет свои особенности и применения.

1. Соленые пустоты:

   Самой распространенной и наиболее экономически эффективной формой подземного хранения газа являются соленые пустоты. Они образуются в подземных солевых отложениях. Пустоты происходят от растворения соли в подземной воде и формируют гравитационные местоимения, подходящие для хранения газа. Такие хранилища могут иметь большую вместимость и легко поддаются контролю и регулировке давления.

2. Плотные горные породы:

   Плотные горные породы, такие как гранит, сланец или известняк, также могут быть использованы в качестве подземных газовых хранилищ. В таких породах газ хранится в малых трещинах и пористости породы. Такие хранилища обладают большей геомеханической устойчивостью и меньшей проницаемостью, что обеспечивает более надежное хранение газа.

3. Угольные пласты:

   Угольные пласты являются еще одним вариантом подземного хранения газа. Уголь обладает высокой пористостью и проницаемостью, что позволяет хранить большое количество газа. Кроме того, уголь может адсорбировать газ, что связано с химическими взаимодействиями между газом и поверхностью угля. Это позволяет более эффективно использовать объем угольного пласта в качестве хранилища газа.

Каждый из этих видов подземных газовых хранилищ имеет свои преимущества и недостатки. Выбор оптимального варианта зависит от местных геологических условий, стоимости строительства и эксплуатации, а также требуемой вместимости хранилища и объема хранимого газа.

Соленые пещеры

Соленые пещеры являются одним из вариантов подземного хранения газа. Они представляют собой естественные образования в земной коре, образовавшиеся в результате длительного процесса солепромышленности. Соленые пещеры обладают рядом особенностей, которые делают их привлекательными для использования в качестве газовых хранилищ.

Одной из главных преимуществ соленых пещер является их геологическая стабильность. Соли, из которых они состоят, имеют очень низкую проницаемость, что позволяет сохранять газ внутри пещеры на протяжении длительного времени. Кроме того, соленые пещеры обычно находятся на достаточно больших глубинах, что обеспечивает стабильные условия температуры и давления.

Для использования соленых пещер в качестве газовых хранилищ, сначала необходимо провести процесс подготовки пещеры. Это включает очистку от примесей и упрочнение стенок пещеры для предотвращения ее обрушения. Затем пещера оборудуется системой для заливки и откачки газа.

Соленые пещеры могут быть использованы для хранения различных типов газов, включая природный газ, сжиженный природный газ (СПГ) и другие. Хранение газа в соленых пещерах имеет множество преимуществ, включая высокую емкость и гибкость использования.

Преимущества хранения газа в соленых пещерах:

• Большая емкость хранилища, позволяющая удерживать значительные объемы газа;
• Относительно низкие эксплуатационные затраты, связанные с использованием соленых пещер;
• Высокий уровень безопасности хранения газа в соленых пещерах;
• Возможность быстро изменять объемы хранения газа в зависимости от потребностей рынка;
• Устойчивость газового хранилища к внешним воздействиям и природным катаклизмам.

Соленые пещеры широко используются во многих странах для хранения газа. Они являются одним из самых надежных и экономически эффективных методов подземного хранения газа.

Почвенные хранилища

Почвенные хранилища являются одним из вариантов хранения газа под землей. Они представляют собой пространства в почве, которые могут быть использованы для хранения и накопления газа.

Основным преимуществом почвенных хранилищ является их относительная дешевизна и доступность. В отличие от подземных резервуаров, которые требуют специальных сооружений и оборудования, почвенные хранилища не требуют особых затрат на строительство.

Процесс создания почвенного хранилища начинается с выбора подходящего места. Почва должна обладать достаточной проницаемостью и емкостью для хранения газа. Затем проводятся геологические и геофизические исследования для определения глубины и формы хранилища.

Само почвенное хранилище состоит из нескольких слоев. Нижний слой, называемый природным покровом, служит в качестве основы хранилища. На него укладывается слой геотекстиля, который предотвращает просачивание газа в почву. Затем идет слой сорбента, который служит для поглощения газа и предотвращения его распространения.

Постепенно, газ заполняет пространство между частицами почвы и сорбентом, образуя газонаполненные поры. При необходимости, газ может быть извлечен из хранилища при помощи скважины или другого специального оборудования.

Почвенные хранилища имеют свои ограничения. Во-первых, не каждая почва подходит для создания хранилища. Во-вторых, хранение газа в почве может быть опасным, если не соблюдаются все необходимые меры безопасности. В-третьих, емкость почвенных хранилищ ограничена и может быть недостаточной для больших объемов газа.

Необходимость создания дополнительных газонапорных станций и скважин также может стать препятствием для использования почвенных хранилищ. Однако, благодаря своей простоте и дешевизне, почвенные хранилища остаются популярным вариантом хранения газа.

Аквиферы

Аквиферы — природные геологические структуры, способные задерживать и хранить воду в полостях своих пород. Они могут быть использованы для хранения подземных газов, включая природный газ и углеводороды.

Аквиферы обладают определенными характеристиками, которые делают их подходящими для хранения газа:

1. Пористость — способность породы задерживать и удерживать воду или газ.
2. Проницаемость — способность породы пропускать через себя воду или газ.
3. Наличие границ — аквифер должен быть обнесен непроницаемыми границами, чтобы газ не мог выйти за пределы аквифера.

Существует несколько типов аквиферов, которые могут быть использованы для хранения газа:

• Песчаные аквиферы — состоят из песчаника и имеют высокую проницаемость. Они могут быть использованы для хранения газа, так как обеспечивают хорошую пористость и проницаемость.
• Карстовые аквиферы — образуются в результате растворения карбонатных пород, таких как известняк и мрамор. Они пригодны для хранения газа, но их использование может быть вызвано проблемами с утечкой газа через трещины и пустоты в породах.
• Поровые аквиферы — состоят из пород, содержащих пустоты и поры. Они имеют хорошую пористость и проницаемость, что делает их подходящими для хранения газа.

Преимущество аквиферов как газовых хранилищ заключается в их естественной способности задерживать и удерживать газ. Однако, использование аквиферов также может вызывать опасения по поводу утечки газа из-за отсутствия надежных границ. Поэтому необходимо проводить тщательное исследование и контролировать процесс хранения газа в аквиферах.

Вопрос-ответ:

Что такое подземные газовые хранилища?

Подземные газовые хранилища – это специальные объекты, где осуществляется хранение газа в подземных условиях. Они имеют большую вместимость и используются для сезонного накопления и снабжения газа.

Какие варианты хранения газа в подземных хранилищах существуют?

Существует несколько вариантов хранения газа в подземных хранилищах. Один из них – это хранение газа в пустотах соляной пласта, где соль вымывается водой. Другой вариант – использование пустот в природных породах, таких как карбонатные или песчаники. Ещё один вариант – это хранение газа в старых нефтяных и газовых скважинах.

Какие преимущества имеют подземные газовые хранилища?

Подземные газовые хранилища имеют несколько преимуществ. Во-первых, они позволяют сезонно накапливать газ в периоды его невысокой стоимости и использовать в периоды пикового спроса. Во-вторых, газ хранится в стабильных подземных условиях, что предотвращает его утрату или ухудшение качества. В-третьих, подземные газовые хранилища эффективно используют пространство и не занимают свободные площади на земле.

Как обеспечивается безопасность подземных газовых хранилищ?

Безопасность подземных газовых хранилищ обеспечивается несколькими мерами. Во-первых, газ хранится в специальных емкостях и контролируется при помощи систем мониторинга. Во-вторых, принимаются меры по предотвращению возгорания и взрыва, такие как контроль температуры и давления. Кроме того, проводятся регулярные проверки состояния хранилищ и плановые ремонтные работы.

Какие страны активно используют подземные газовые хранилища?

Подземные газовые хранилища активно используются во многих странах. Например, США являются одним из крупнейших потребителей и производителей газа, и имеют развитую систему подземных хранилищ. Также подземные газовые хранилища применяются в Европе, в странах таких как Германия, Франция, Великобритания и других.

Видео:

ХСГНПП-2019-11 Подземные хранилища природного газа

Как это устроено? Путь газа: анатомия газового промысла