о

Глава 12 подземное хранение газа

12.1. Назначение и типы хранилищ газа

Месторождения природного газа, обеспечивающие основную часть газодобычи нашей страны, находятся на значительном уда­лении от населенных и промышленных центров, поэтому газ при­ходится подавать потребителю на большие расстояния. Основная часть добываемого в России газа транспортируется по мощным магистральным газопроводам протяженностью в сотни и тысячи километров. Такие системы необходимо эксплуатировать с пол­ной нагрузкой, поскольку в противном случае стоимость транс­порта газа значительно увеличивается. Потребление газа отлича­ется значительной неравномерностью. Неравномерность потреб­ления газа для крупных городов исчисляется сотнями миллионов и миллиардами кубометров. Соответствующий объем должны иметь и средства накопления газа или хранилища.

Хранилищами газа называют искусственные или естественные резервуары, в которых газ накапливают при его избытке в систе­ме газоснабжения и из которых его по мере надобности извлека­ют. Хранилища газа при эффективном использовании способны улучшить экономические показатели системы газоснабжения бла­годаря повышению коэффициента ее загрузки и увеличить на­дежность ее функционирования.

Кроме сооружения хранилищ газа существуют и другие мето­ды решения проблемы неравномерности газоснабжения:

• сглаживание неравномерности потребления газа за счет ис­пользования буферных потребителей (обычно это электростан­ции, которые в теплое время года работают на природном газе, а зимой их переводят на другие виды топлива — мазут, уголь, торф);

• использование установок кратковременного производства газа вблизи мест его потребления;

• увеличение механической прочности элементов системы га­зоснабжения и повышение технологической надежности ее функ­ционирования.

438

Тем не менее наиболее экономичным и удобным решением проблемы неравномерности потребления газа и надежности газо­снабжения остается создание специальных хранилищ газа, спо­собных покрыть зимний дефицит топлива за счет накопления из­бытка газа летом.

К настоящему времени накоплен промышленный опыт соору­жения хранилищ газа самых разнообразных типов: наземных, под­земных, заглублеш- -ч и подводных. Углеводородное сырье в них хранят в газообразном и в жидком состояниях, при атмосферном и повышенном давлениях. Существует следующие типы резерву­аров: стальные высокого давления; стальные низкого давления; льдогрунтовые, армированные металлом и неармированные; ис­кусственные и естественные полости в плотных горных породах, резервуары в пористых горных породах.

Строительство таких крупных промышленных объектов, каки­ми являются хранилища газа, сопровождается значительными материальными затратами. Перечислим типы и классы хранилищ газа в порядке убывания затрат на хранение удельного объема газа:

• стальные резервуары высокого и низкого давления;

• подземные полые резервуары в устойчивых и неустойчивых породах;

• подземные полые резервуары в солевых кавернах;

• пористые резервуары в водоносных пластах;

« пористые резервуары, сооруженные в истощенных залежах. Основное промышленное значение как наиболее экономичные имеют хранилища, создаваемые в пористых пластах горных пород. В них помещается более 98 % всего объема хранящегося газа. Отно­сительно небольшое, но имеющее промышленное значение коли­чество газа хранится в искусственно созданных, размытых кавер­нах в отложениях каменной соли. Гораздо меньшие объемы газа хранят в горных выработках — шахтах, тоннелях, а в стальных ре­зервуарах (газгольдерах) хранят газ в самых ограниченных количе­ствах.

Далее подземные хранилища газа, резервуар которых представ­лен пористой средой горных пород, будем называть просто под­земными хранилищами. Принято различать следующие виды по­ристых резервуаров, в которых создают хранилища: истощенная газовая залежь, истощенная нефтяная залежь, водоносный пласт.

Около 80 % газа хранят в истощенных газовых и газоконденсат-ных залежах и 20% — в водоносных. В истощенных нефтяных зале­жах газа хранится гораздо меньше — доли процента от общего по стране объема хранения этого углеводородного сырья.

По А.И.Ширковскому, подземные хранилища газа должны обеспечивать выполнение следующих задач:

■ покрытие сезонной неравномерности газопотребления, свя­занной с отопительной нагрузкой в зимнее время;

439

• уменьшение материальных затрат на строительство магист­ральных газопроводов и КС;

• создание условий для ритмичной работы источников газа и сооружений магистральных газопроводов с постоянной среднего­довой подачей при коэффициенте использования установленной мощности КС, близком к единице;

■ создание государственных запасов газа (топлива и сырья для химических заводов) в районах страны, где это необходимо;

• сохранение нефтяного газа в новых нефтедобывающих райо­нах и углеводородного конденсата при временной невозможности его использования;

• увеличение коэффициента нефтеотдачи в старых нефтедо­бывающих районах в случае создания ПХГ в выработанных не­фтяных месторождениях;

• создание запасов сырья и топлива для нефтехимических ком­бинатов и запасов готовой продукции после ее выработки;

• уменьшение мощности заводов по очистке газа от сероводо­рода, оксида углерода и производству газовой серы;

- повышение надежности работы системы дальнего газоснаб­жения;

• выравнивание колебаний потребления электроэнергии.