Автор неизвестен - Загальні відомості про підземне зберігання газу - страница 1

Страницы:
1  2  3 

РОЗДІЛ 1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ПІДЗЕМНЕ ЗБЕРІГАННЯ ГАЗУ

1.1 ОСНОВНІ ЦІЛІ ПІДЗЕМНОГО ЗБЕРІГАННЯ ГАЗУ

Перші підземні сховища газу (ПСГ) в колишньому СРСР були призначені, в основному, для покриття сезонної нерівномірності споживання газу. Тому вони створювалися поблизу великих центрів газоспоживання у водоносних структурах або у виснажених родовищах. До цієї групи сховищ належить Калузьке (1959 р.) і Щолковське ПСГ (1961 р.) поблизу Москви, Гатчинське (1963 р.), Колпінське і Невське ПСГ на північному заході поблизу Петербурга, Олишівське (1964 р.) і Червоно-партизанське ПСГ поблизу Києва, Інчукалнське поблизу Риги, Полторацьке ПСГ поблизу Ташкента та інші.

Першими    підземними   сховищами   газу,    створеними у

виснажених родовищах, були Башкатівське ПСГ (1958 р.) загальним

з

об'ємом 30 млн.м , що розташоване на сході Самарської області, і Єлшанське ПСГ поблизу Саратова. Характерною особливістю останнього була наявність сірководню в покладі газу, але, як виявилось, при циклічній експлуатації його присутність не відчувається.

Надалі розширення мережі підземних сховищ газу є наслідком інтенсивного розвитку газової промисловості, особливо після виділення її як самостійної галузі (1964 р.), про що свідчать дані темпів зростання видобутку газу (табл. 1.1).

В 1970 р. видобуток газу перевищив рівень видобутку 1960 р. в 4,37 рази. В 1980 р. цей рівень був перевищений майже в 10 разів. Особливо високі темпи абсолютного приросту видобутку газу були в період 1970-1980 рр. - більше ніж 200 млрд.м3 на рік.

Зі збільшенням видобутку газу міняється і структура його споживання. Природний газ стає найбільш економічним і ефективнимвидом палива, питома вага його в паливно-енергетичному балансі перевищує 50%. Природний газ використовується як сировина для хімічної і нафтопереробної промисловості, як паливо для двигунів внутрішнього згоряння. Він широко використовується в технологічних процесах в металургії, силікатній, будівельній та інших галузях.

Таблиця 1.1

Темпи зростання видобутку газу в СРСР

Роки

1940

1950

1960

1970

1975

1980

1985

Видобуток газу,млрд.мм

3.22

5,80

45.3

198

435

643

686

Сьогодні газова промисловість є важливою ланкою енергетичної системи (електрифікації, теплофікації і газифікації народного господарства), тому на нерівномірність споживання газу, крім природних факторів (сезонність), відчутний вплив мають економічні й соціальні фактори, що значно розширює коло завдань, які розв'язуються шляхом створення підземних сховищ газу.

Розширюється мережа газосховищ для регулювання осінньо-зимової нерівномірності газоспоживання уже цілих економічних районів (так звані базові ПСГ з активним об'ємом більше як один мільярд кубометрів і добовим об'ємом до 1% від активного об'єму газу). Об'єктами для таких ПСГ, як правило, служать виснажені газові або газоконденсатні родовища (Дашавське, Угерське, Опарське тощо), розташовані в межах або поблизу економічного району.

Створюються підземні сховища газу, призначені для забезпечення надійної роботи магістральних газопроводів (Богородчанське, Більче-Волицьке, Угерське). Необхідність у цьому виникає через збільшення довжини газопроводів внаслідок переміщення у 70-і роки минулого сторіччя центрів видобутку газу на Схід Європейської частини (Вуктил, Оренбург), в райони Західного Сибіру (Медвеже, Уренгой) і Крайньої Півночі, Центральної Азії. З цією метою використовуються середні за запасами і великі виснажені родовища газу, наприклад, Північно-Ставропольське, Більче-Волиця-Угерське ПСГ в покладі XVI горизонту з активним об'ємом газу 15 млрд. м і більше.

Для оперативного резервування надійності газопостачання створюються так звані «пікові» ПСГ з активним об'ємом від одного мільярда кубометрів і високою продуктивністю свердловин (до 0,5 млн. м /добу і більше), які забезпечують 1-1,5% відбору активного об' єму газу ПСГ за добу. В такому режимі передбачена експлуатація Богородчанського, Дашавського, Таловського, Колпінського та інших газосховищ.

З метою забезпечення надійності експортних поставок газу створюється мережа підземних сховищ газу неподалік державного кордону (Угерське, Опарське, Дашавське, Богородчанське, Більче-Волиця-Угерське ПСГ), активний об'єм яких повинен забезпечувати покриття не менше 5% від об'єму споживання газу.

Для регулювання добової нерівномірності газоспоживання створюються невеликі за активним об' ємом (від 100 мільйонів кубометрів) підземні сховища газу в соляних формаціях і шахтних виробках, характерною особливістю яких є висока добова продуктивність (в районі Єревана, Гомеля, Актюбінська, Калінінграда).

В 1991 році загальний об'єм зберігання газу в СРСР був

33

доведений до 146,1 млрд.м з можливістю відбору 66,4 млрд.м . Максимально можлива продуктивність свердловин сягала 498 млн. м3/добу. Динаміка основних показників газосховищ (табл. 1.2) засвідчує, в цілому, високий темп росту показників експлуатації ПСГ. Так, відбір газу з ПСГ в період 1980-1990 рр. збільшився з 18,5 до 66,4 мільярдів кубометрів, тобто більш ніж у три з половиною рази.

Загальна кількість підземних сховищ газу в СРСР на той час становила 46 одиниць, більшість з яких була створена у виснажених газових родовищах, 13 ПСГ у водоносних пластах і 1 ПСГ у соляних відкладах.

Як бачимо, розвиток газової промисловості супроводжується значним зростанням ролі і розширенням завдань підземного зберігання газу, основними з яких є:

• покриття сезонної нерівномірності газоспоживання;

• регулювання пікової (добової, місячної) нерівномірності газоспоживання;

• додаткове подавання газу споживачам у випадку аномально холодних зим за рахунок створення відповідних резервів газу;

• забезпечення надійності роботи газотранспортної системи шляхом резервування газу на випадок короткочасних аварійних ситуацій на газопроводах;

• забезпечення надійності експортних поставок газу;

• створення довгострокових державних резервів газу на випадок екстремальних ситуацій.

Таблиця 1.2

Показники розвитку підземного зберігання газу в колишньому СРСР

Показники

Роки

 

1960

1965

1970

1975

1980

1983

1984

1985

1990

Кількість сховищ

4

10

15

25

38

40

43

43

46

Об'єм нагнітання газу, млрд. м3

0.2

1,8

5.5

14.2

19.5

32

34.1

Об'єм відбору газу, млрд. м3

0.046

1,0

3,6

8,6

18,5

25,6

32.1

32,9

66,4

Максимальний добовий відбір, млн. м3/добу

1,5

17,5

52.1

76,4

143,3

193,5

238,7

272

498

Число діючих свердловин

15

130

33,

760

1262

1707

1842

Потужність КС, МВт

1.9

33,3

70,7

186,6

374,7

476,8

570,8

Споживання газу в народному

господарстві, млрд.

3

м

45,05

129,0

197,9

261,9

346.7

421,1

452.2

Відношення об'єму

відбору до загального об'єму споживання газу,%

0.102

0,78

1,8

3,3

5.33

6,1

7,1

Споживання природного газу характеризується нерівномірністю: пори року (літо, зима), по місяцях, тижнях, добах і годинах доби. Особливо велика нерівномірність сезонного споживання газу, пов'язана з використанням його для опалюваннягазопічними установками, будинковими і районними котельними, ТЕЦ, котельними промислових підприємств.

К о е ф і ц і є н т о м   м і с я ч н о ї   н е р і в н о м і р н о с т і г а з о с п о ж и в а н н я    Кім називається відношення фактичного місячного споживання газу (^)ім до середньомісячного С)см:

Кім = йм /6см (ID

де Q», =С(Л2;

Qz - об'єм річного споживання газу, м .

Для зберігання літнього надлишку газу, який взимку подають споживачеві при ритмічній роботі магістрального газопроводу з середньорічною продуктивністю, споруджують підземні сховища.

Об'єм газу, використовуваний для вирівнювання сезонної нерівномірності газоспоживання, можна розрахувати трьома методами:

1) за кількістю градусоднів недоліку температури і кількостю теплоти, необхідної на один градусодень;

2) за нормами витрати газу на опалювання всіх категорій споживачів;

3) за коефіцієнтами місячної нерівномірності газоспоживання. Знаючи коефіцієнти місячної нерівномірності газоспоживання,

об'єм газу Qa (активний об'єм), можна визначити за формулою

n n Q Q n

і=1 і=1 Цсм        12 і =1

або

Qa = ft Їх (1 - *ім <1)

12    і = 1

(1.2)

де Кім<1 - коефіцієнт місячної нерівномірності; n - кількість коефіцієнтів.

З м е н ш е н н я к а п і т а л ь н и х в и т р а т. Приблизно капітальні витрати в магістральний газопровід Кмг і компресорні станції Ккс можна записати у вигляді наступного рівняння:

°~ мг + кс~ (Pi2 -л2)3/8 + (л2 -PlY'16+ (1.3)

+ n °,°°38a lg-pL + K1,

P2

КК  + К  —   Cg3/4 Pi   + CQ

Кп КС    + кс    — —--„ „,„ +

3/8

(P12 - P22)38   (P12 - P22)3

+

+ n °,°°38algP + K1,

P2

де

2,47b

С

£ 1" L

L 38 J

С lL

2 Rz

/—~|3/8

л/ L

L 138" :

р1, р2 - тиск на викиді і прийомі компресорних станцій (КС) , відповідно;

n - кількість КС;

К1 - капітальні вкладення, незалежні від Q, в; X - укрупнені показники; L - відстань між КС;

Rz - допустиме напруження на розрив матеріалу труб.

Якщо підземного сховища немає, в рівнянні (1.3) замість Q підставляють максимальне середньодобове споживання газу Qmax в найхолодніший місяць (грудень, січень), якщо підземне сховище є -середньодобове споживання газу за рік - Qc. Оскільки Qmax > Qc, за відсутності ПСГ капітальні вкладення в магістральний газопровід і КС будуть більшими (на 2° - 3° % в порівнянні з розрахунком за Qc).

Для газопроводу завдовжки 1°°° км з пропускною спроможністю 1° млн. м /сут економія капітальних вкладень при розрахунку на постійну середньорічну подачу Qc вдесятеро перевищує витрати на споруду ПСГ, а частка витрат на зберігання газу в загальних витратах для більшості районів складає 8 - 1° %.

Створення умов для ритмічної роботи джерел газу    і   споруд   магістрального    газопроводу. Завідсутності підземного сховища газу потужність системи транспорту газу використовується не повністю (на 8° - 85 %). При рівномірній роботі джерел газу і магістрального газопроводу з постійною середньорічною подачею і коефіцієнтом використання встановленої потужності, близьким до одиниці, число видобувних свердловин на газовому промислі і загальне число компресорів на компресорних станціях магістрального газопроводу може бути понижене на 15 %.

При будівництві ПСГ для діючих газопроводів, можна збільшити коефіцієнт завантаження МГ і об'єм перекачуваного споживачеві газу.

С тв о р е н н я з а п а с і в с и р о в и н и і п а л и в а . Нафтовий газ надходить на газобензиновий завод нерівномірно, в залежності від місяців року. Споживання продукції заводу за місяцями року теж нерівномірне з різних причин. Завод працює з середньорічною продуктивністю. При тимчасових труднощах з реалізацією готової продукції (очищеного газу і газового бензину) газобензиновий завод зупиняється, і це пов'язано з великими збитками для народного господарства.

З м е н ш е н н я   п о т ужн о с т і   з а в о д у   з   о ч и щ е н н я в і д H2S і СО2 і виробництва газової сірки. За наявності ПСГ такий завод  розраховують   на  середньорічні  витрати,   за відсутності сховища - на максимальні середньомісячні зимові витрати.

Вирівнювання коливань споживання

електроенергії. Так, при зменшенні споживання електроенергії споживачами, особливо в літній час, її надлишок використовується в електродвигунах, що приводять в дію компресори для стиснення повітря під час його закачування в ПСГ.

За нестачі електроенергії, особливо в зимовий час, відбиране з ПСГ стисле повітря використовується в турбоелектрогенераторах для виробництва електроенергії та її подачі в розподільну мережу.

Таким чином, на сьогоднішній день без використання ПСГ важко уявити нормальне функціонування газотранспортної системи будь-якої країни.

1.2  ІСТОРИЧНИЙ РОЗВИТОК МЕРЕЖІ ГАЗОСХОВИЩ ЗА

КОРДОНОМ

Історично необхідність зберігання газу вперше виникла в другій половині XIX століття в зв'язку з розвитком виробництва штучних газів. Проблема тоді була вирішена шляхом спорудження металевих сховищ у вигляді плаваючих в циліндрі ковпаків-газгольдерів об'ємом до 1°° тисяч кубометрів (Львів, Варшава, Відень, Прага та ін.).

Перше ж підземне сховище газу у виснаженому покладі газу було створене в 1915 році в Канаді (провінція Онтаріо). Друге таке сховище газу, яке експлуатується і сьогодні, загальним об'ємом 62 млн. м3, було створене в 1915-1916 роках в штаті Нью-Йорк (Zoar-Erie).

Вперше можливість зберігання газу у водоносних структурах була перевірена на узгір'ї До-Ран на кордоні штатів Індіана і Кентуккі в США в 1946 р., де було споруджене невелике сховище у склепінні повністю обводненого газового покладу. Проте першим зразком використання суто водоносної куполоподібної структури -пастки пластової водонапірної системи, став класичний приклад експлуатації сховища Хершер поблизу Чикаго загальним об'ємом 3 млрд. м , промислове закачування газу в яке було розпочато в 1953 році.

У Франції, в 5°-і роки ХХ сторіччя, були створені три ПСГ у водоносних структурах Бейн, Веріон і Люсаньє (останнє створене поблизу родовища Лак).

Проте найбільш інтенсивний розвиток підземного зберігання газу в газовій промисловості країн Америки і Західної Європи почався після 6°-х років минулого століття.

Так, в США загальна кількість ПСГ до кінця 1983 року досягла 419 одиниць з максимальним об'ємом зберігання 167 млрд.м і добовою продуктивністю 1,5 млрд.м при загальному фонді 18818 свердловин (табл. 1.3). Тобто, з 197°р. за 13 років кількість ПСГ збільшилася на 84 одиниці, в тому числі 13 ПСГ було створено у водоносних пластах.

Характерною особливістю підземного зберігання газу в США є великий резерв активного об'єму газу. При загальному споживанні газу в 1983 році 478,7 млрд. м   максимальний об'єм зберіганнястановив 167 млрд. м при загальному об'ємі газу в ПСГ 222,5 млрд. м3.

Таблиця 1.3

Підземне зберігання газу в США

Роки

Кількість ПСГ

Гранич­ний об'єм

сховищ газу,

млрд.м3

Об'єм актив­ного газу, млрд.м3

Максима­льна

продуктив ність,

млрд.м3/ добу

Кіль­кість

КС

Потужн ість КС,

МВт

Кіль­кість свердл овин

 

всього

в т.ч. у водоносних структурах

 

 

 

 

 

 

197°

325

43

148,4

-

-

-

-

-

1975

376

52

19°.4

-

1,°3

259

998,2

16246

198°

4°1

57

214,8

161.°

1,°9

285

1163,5

17559

1981

393

56

217.5

164,°

1,°6

294

12°5,°

17969

1982

4°4

56

221.7

169,°

1,2

3°1

1237,°

1817°

1983

419

56

222,5

167,°

1,5

292

1274,°

18818

2°°5

417

22°.°

11°.5

2,2

-

-

-

Стимулом розвитку ПСГ в США став процес дегерелювання газового ринку, яким передбачалася відміна контролю над промисловими цінами на газ, що, відповідно, дозволило встановлювати тарифи на зберігання газу з урахуванням місцевих і сезонних відмінностей в товарній ціні на газ й запровадити механізм самостійної купівлі газу споживачами й укладання окремих договорів з транспортними компаніями щодо транспортування і зберігання газу з оплатою послуг за тарифами.

Обсяги підземного зберігання газу в США, досягнені на початку 8°-х років, в подальшому залишаються приблизно на одному рівні. Зміни відбуваються в напрямку збільшення не об'ємів зберігання, а продуктивності ПСГ. Так, станом на 2°°5р. в США функціонує 417 ПСГ. З них 348 створені у виснажених газових та нафтових родовищах (покладах), 4° - у водоносних пластах, 27 - в соляних кавернах і 2 - в шахтах. Тобто, загальна кількість ПСГ навіть зменшилася у порівнянні з 1983 р., тоді як максимальна продуктивність зросла з 1,5 до 2,2 млрд. м3 .

Страницы:
1  2  3 


Похожие статьи

Автор неизвестен - 13 самых важных уроков библии

Автор неизвестен - Беседы на книгу бытие

Автор неизвестен - Беседы на шестоднев

Автор неизвестен - Богословие

Автор неизвестен - Божественность христа