image
energas.ru

Газовая промышленность Спецвыпуск № 4 2021

Спецвыпуск № 4 2021

Ретроспектива

»  01.12.2021 11:00 ПОДЗЕМНОЕ ХРАНЕНИЕ ГАЗОВ В ВОДОНОСНЫХ ПЛАСТАХ

Первый номер ежемесячного производственно-технического журнала «Газовая промышленность» увидел свет в январе 1956 г. и был напечатан тиражом в 2000 экземпляров. Учрежденный как орган Министерства нефтяной промышленности СССР, Министерства коммунального хозяйства РСФСР и Научно-технического общества энергетической промышленности, он был призван содействовать развитию молодой на тот момент отрасли народного хозяйства – газовой.

На 40 страницах поднимались важные для того времени темы и обозначались стратегические задачи, актуальные и сегодня: вопросы рациональной разведки газовых месторождений; расчетные режимы давления газа в сетях низкого давления; актуальность использования неметаллических труб для строительства газопроводов; перспективы развития подземных хранилищ газа; газификация городов и рабочих поселков. Предлагаем перенестись на 65 лет назад и узнать о планах, которые строили первопроходцы отрасли 1.

1 Орфография и пунктуация в статьях приведены в соответствии с оригиналом.

До последних лет подземное хранение газов за рубежом осуществлялось в основном в истощенных нефтяных и газовых пластах, которые обеспечивали герметичность и представляли благоприятные природные условия для использования их в качестве естественных подземных резервуаров.

 

В настоящее время имеются данные о создании крупных промышленных подземных газохранилищ в водонасыщенных песчаных пластах.

Одним из примеров подобного рода газохранилищ является подземное хранилище в районе Чикаго, организованное за период 1951–1954 гг. в водоносном песчаном пласте пологой куполовидной структуры Хершер.

Это структура овальной формы, длиной около 13 км и шириной 4 км; ее песчаный коллектор (галесвильские пески) имеет мощность 30 м и залегает на глубине 525 м от поверхности земли. Коллектор снизу и сверху граничит с водо- и газонепроницаемыми пластами мощностью 37 м, плотных глинистых сланцев и известняков.

На этом хранилище было пробурено 20 основных скважин для закачки и отбора газа; кроме того, одна скважина была пробурена на своде купола,   8 скважин – наблюдательных на крыльях структуры и 5 скважин – до различных пластов, залегающих выше галесвильских песчаников. Основные скважины бурились роторным способом до верхов песчаного пласта; коллектор проходили ударным бурением во избежание его загрязнения глинистым раствором.

Это хранилище, рассчитанное на хранение   2,7 млрд м3 природного газа, получает газ по трем дальним газопроводам, наибольший из которых имеет протяженность 2250 км. Выдача газа рассчитана до 45 млн м3 / сутки.

Первая очередь наземного хозяйства включает компрессорную станцию с пятью компрессорами по 2000 л. с каждый; эта станция отличается от обычных компрессорных станций магистральных газопроводов только тем, что ее коммуникации позволяют как нагнетать газ в скважины, так и отбирать его и с надлежащим давлением подавать в магистральный газопровод, идущий к потребителям. Ввиду увлажненности газа, отбираемого из скважин, на станции имеется установка по осушке газа силикагелем. Поскольку требуется тщательная очистка газа от механических загрязнений до поступления его в пласт, газ, получаемый из дальних газопроводов, проходит сначала три параллельно работающих пылеулавливающих скруббера, затем компрессоры и три параллельно включенных маслоулавливающих скруббера и только после этого поступает в скважины. Распределительный газовый коллектор после компрессорной станции имеет диаметр 30''.

Закачка газа в хранилище Хершер началась в апреле 1953 г. К августу 1955 г. в него было закачано с перерывами 504 млн м3 газа.

В процессе организации хранилища имели место неполадки. Так, в августе 1953 г. были обнаружены утечки газа через ранее пробуренные на воду скважины глубиной 60 м. Поскольку все обнаруженные места утечек газа ликвидировать не удалось, то было организовано улавливание уходящего из хранилища газа при помощи специальных дренажных скважин на площади хранилища; улавливаемый газ в количестве до 70 тыс. м3 в сутки нагнетался обратно в пласт-хранилище.

За истекший период осуществлялся следующий суточный отбор газа из хранилища: в феврале 1954 г. – 4,6 млн м3, а в начале февраля   1955 г. – 3,6 млн м3 (часовой – 196 тыс. м3), в середине марта – 12,2 млн м3. Давление газа на головке рабочих скважин составляло при отборах в марте 1955 г. 42,7 ат при статическом давлении в пласте (по наблюдательной скважине) 45,6 ат.

В литературе отмечается, что в США ведутся работы по подбору подходящих водоносных структур для организации подземных газохранилищ для других городов страны.

Крупное подземное газохранилище в водоносных пластах создается в Западной Германии, около Ганновера. Ганноверское подземное газохранилище расположено у конца магистрального газопровода Рур – Ганновер длиной 240 км, диаметром 400 мм; по этой магистрали подается в Ганновер до 500 тыс. м3 / сутки коксового газа летом и до 750 тыс. м3 зимой. Для хранилища выбрана пологая куполообразная структура нижнемелового возраста, имеющая снизу и сверху газонепроницаемые мощные пласты глинистых отложений. Песчаная толща подразделяется на верхнюю (тонкослоистую) и нижнюю (толстослоистую); верхние пласты залегают на глубине 150 м, нижние – на глубине 225–245 м; они заполнены соленой водой, подлежащей вытеснению при закачке газа.

На площади 2–3 км2 было пробурено 20 скважин с расстояниями между ними 250 м. Опытная закачка газа в одну из присводовых скважин этого хранилища началась в июле 1953 г.; коксовый газ из газопровода под давлением 10 ат проходил установку по очистке и затем компрессором под давлением 26 ат нагнетался в пласт; при подаче 500 м/ час всего было закачано 200 тыс. м3, затем было отобрано обратно   50 тыс. м3; вода при отборе не подтягивалась.

В июле 1954 г. в хранилище нагнетался коксовый газ под давлением 36 ат с часовой производительностью 10–12 тыс. м3; всего было закачано в хранилище на эту дату 11 млн м3 газа. Отмечается, что при 50 % введенного в газохранилища газа, сохраняемого в качестве «буферного» газа и не подлежащего отбору, возможное извлечение коксового газа из хранилища в период наивысшего потребления газа можно будет довести до 200 млн м3.

По последним данным (на начало декабря 1955 г.) в оба водонасыщенных горизонта этого хранилища введено примерно 55 млн м3 газа.





← Назад к списку