книги из ГПНТБ / Подземное хранение газа (вопросы теории, практики и экономики) А. И. Ширковский. 1960- 4 Мб

А. И. ШИРКОВ С КИЙ

Ч^Т. 30

ГПНТБ СССР

ПОДЗЕМНОЕ ХРАНЕНИЕ

ГАЗА

(ВОПРОСЫ ТЕОРИИ, ПРАКТИКИ И ЭКОНОМИКИ)

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО НЕФТЯНОЙ И ГОРНО-ТОПЛИВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Москва 1960

Глава 1

ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ ГАЗА

1. НЕОБХОДИМОСТЬ ПОДЗЕМНОГО ХРАНЕНИЯ ГАЗА

Использование природного газа в городах характеризуется

неравномерностью потребления в течение суток и по суткам

в пределах месяца. Но особенно велика неравномерность сезон­ ного газопотребления.

Выравнивание суточных колебаний газопотребления связано с преодолением значительных технических трудностей. Еще более сложно покрыть сезонные колебания газопотребления при использовании газа для отопления.

По предварительным расчетам в 1960 г. отопительная нагрузка в Москве будет равна 9,1%, в Ленинграде — 8%; в 1965 г.

она составит: в Куйбышеве — 10%, в Казани — 15%, в Горьком —

Сооружение громадных наземных хранилищ для преодоления

сезонных колебаний газопотребления, помимо технических труд­ ностей и большой пожарной опасности, требует огромных капи­ таловложений. Например, для замены подземного хранилища газа в районе Чикаго емкостью 5,1 млрд, м3 и стоимостью около 55 млн. долларов потребовалось бы 9000 газгольдеров стоимостью

30 млрд, долларов или три новых газопровода (550 млн. долларов).

Подземное хранение газа необходимо для:

покрытия сезонной неравномерности газопотребления при дальнем газоснабжении;

равномерной работы дальнего магистрального газопровода

исистемы распределения газа; создания резервов газа;

ритмичной работы источников природного и искусственного

газов;

уменьшения капитальных затрат и эксплуатационных рас­ ходов на транспорт газа и городскую газовую сеть.

Современная система дальнего газоснабжения немыслима без создания безопасных, практичных и экономичных подземных

хранилищ в районах потребления газа или на трассе магистраль­ ного газопровода.

По данным технико-экономических расчетов треста Газтеплопроект [2] применение подземного хранения газа дает экономию капиталовложений в дальний газопровод (при использовании газа для отопления) до 30% ив газопроводные сети городов — от 20 до 30%.

Подземное храпение газа в истощенных газовых и нефтяных месторождениях получило широкое распространение в США,

применяется в Канаде, в Западной Германии, Польской Народ­

ной Республике и других странах. В 1951 г. 2/6 часть общего количества добываемого в США газа сосредоточивалась в под­ земных хранилищах, которых насчитывается в настоящее время

около 215 с объемом газа примерно 75 млрд. м3.

Подземное хранение газа высокоэкономично. Оно дешевле

хранения в газгольдерах низкого давления в 250—300 раз, в сферических резервуарах — в 200 раз, в системах труб под

районов потребления газа нет истощенных газовых или нефтяных

месторождений.

Подземное хранение газа в СССР не нашло еще широкого распространения, хотя потребность в этом довольно большая.

Оно особенно нужно в районах Ленинграда, Москвы, Киева, Куйбышева, Горького, Казани и ряда других городов.

2. ЗАКАЧКА ГАЗА В КУПОЛЬНУЮ ЧАСТЬ (ЛОВУШКУ) ВОДОНАПОРНОЙ СИСТЕМЫ В УСЛОВИЯХ УПРУГОГО РЕЖИМА

а) Первая фаза н е у с т а и о в и в ш е й с я фильтрации

Гидродинамическая схема для расчета изображена па рис. 1.

4

Рис. 1. Гидродинамическая схема для расчета хранилища.

«о- ьо — полуоси средней линии газо-водяного контакта при закачке всего объема хра­ нящегося газа; Zo — начальная мощность газоносности; h — мощность водоносного

пласта; ц — высота ловушки; д0 = ,10 + Ь° - условный постоянный радиус «укруп­

5

Для простоты приближенного расчета положим, что рас­

пространение воронки депрессии при закачке газа с постоянным

ln

Ло

G

Зная рг = pt(t), легко рассчитать й = Й(7), а по гра­ фику Й = Q(Z), построенному по структурной карте ловушки,

определить Z = Z(7).

Пример 1. Определить, как изменились в течение I фазы

хранилища газа в ловушке пластовой водонапорной системы (при упругом режиме и постоянном расходе закачиваемого газа qv = const).

Для расчета приняты следующие исходные данные.

Схема пластовой водонапорной системы изображена на рис. 2.

Кривые зависимостей й = Q(Z), Fm = Fm (Z) представлены на рис. 3.

Рис. 2. Схема запечатанной пластовой водонапорной системы с куполообраз­ ной ловушкой.

1 — нагнетательные скважины; Вк — радиус

контура пласта; 1г — мощность водоносного пласта; Ав, Во — положение условной по­ верхности раздела газ — вода; АВ — наи-

низший возможный уровень положения ус­ ловной поверхности раздела газ — вода.

7

8