Подземное хранилище газа (ПХГ)

Подземное хранилище газа (ПХГ) - это комплекс инженерно-технических сооружений в пластах-коллекторах геологических структур, горных выработках.

Подземное хранилище газа (ПХГ) - Underground Gas Storage - это комплекс инженерно-технических сооружений.
Хранение газа - это важнейшее направление работ в бесперебойном обеспечении газом потребителей наряду с добычей и транспортировкой.

Зачем ПХГ?

ПХГ используют для сглаживания пиковых нагрузок потребления газа:

закачивают газ - когда добывается и поставляется по МГП больше, чем требуется потребителям,
начинают отбор газа - в период максимального спроса.

Наличие ПХГ это не только гарантия бесперебойности поставок газа, но и выгодный бизнес, поскольку закачать газ можно дешевле, а продать - дороже, к примеру, зимой.

В основном есть 4 типа ПХГ:

газовые резервуары истощенных месторождений, пласты-коллекторы геологических структур, горные выработки - 75% от общей активной газовой емкости всех ПХГ;
водоносный горизонт - 12%;
соляные пещеры (каверны), выработки-емкости, созданные в отложениях каменных солей - 7%;
нефтяные резервуары - 6%.

Природные ПХГ - пористые пласты песчаника в земной коре, герметично закупоренные сверху куполом из слоя глины.

предназначены для закачки, хранения и последующего отбора природного газа;
включает:

участок недр, ограниченный горным отводом,
фонд скважин различного назначения,
системы сбора и подготовки газа,
компрессорные цеха.

сооружаются вблизи трассы магистральных газопроводов (МГП) и крупных газопотребляющих центров для возможности оперативного покрытия пиковых расходов газа;
назначение ПХГ:

компенсация неравномерности (сезонной, недельной, суточной) газопотребления,
для резервирования газа:

на случай аварий на газопроводах,
для создания стратегических запасов газа.

Технология работы ПХГ

газ нагнетается в газовую залежь при заданных показателях;
поступает из МГП;
подается:

на установку очистки газа от механических примесей,
затем - на пункт замера и учета,
затем - в компрессорный цех,
затем - на газораспределительные пункты (ГРП), где общий газовый поток разделяется на технологические линии, к которым подключены шлейфы скважин.

Обвязка технологических линий позволяет измерить производительности каждой скважины, температуру и давление газа при закачке.

История ПХГ

По данным мировой статистики:

количество ПХГ - около 715;
активная газовая емкость мировых ПХГ:

в среднем составляет 5,5 × 10⁸ м³;
в 549 ПХГ (76%) активная газовая емкость менее 5 × 10⁸ м³.

По прогнозу IGU (Международного газового союза) к 2030 г. потребность в ПХГ достигнет 5030×10⁸ м³.

В СССР активно строить ПХГ начали в 1950^х гг.
Наиболее активный период развития ПХГ на территории бывшего СССР приходится на 1970-1980 гг:

в 1977 г. - крупнейшее в мире ПХГ объемом в 4,5 млрд м³ газа в водоносном пласте в Рязанской области,
в 1979 г. - крупнейшее в мире ПХГ в истощенном газовом месторождении в Ставропольском крае.

В это время основной прирост добычи газа переместился в северные районы Западной Сибири, а основные потребители газа располагались на расстоянии в несколько тысяч км от мест его добычи.

Для регулирования сезонной неравномерности потребления газа и обеспечения гарантированных экспортных поставок в центральных и западных регионах бывшего СССР было обустроено десятки ПХГ, в тч.

В ПХГ хранится активный и буферный газ.

Активный объем газа в пласте-коллекторе ПХГ - это отбираемый из залежи при эксплуатации ПХГ в период потребности.

Объем зависит от геометрических размеров хранилища, формы и глубины залегания, пористости и проницаемости вмещающих пород, минимального и максимального давлений в ПХГ при эксплуатации, а также технологии закачек и отборов газа.

На стадии проектирования объем активного газа рассчитывают теоретическим путем, на стадии эксплуатации корректируют по фактическим показателям хранилища.

Буферный газ - минимальный необходимый технологический объем газа, не подлежащий отбору и находящийся в ПХГ для обеспечения его стабильной работы. Буферный газ захватывается в коллекторе для поддержания необходимого давления.

Буферный газ составляет основную часть капитальных затрат (капвложений) и является узким местом в финансировании.
В эксплуатации газохранилища бывают 2^х типов:

базовая нагрузка;
пиковая нагрузка.

Хранилища с базовой загрузкой:

предназначены для долгосрочных и сезонных потребностей,
обычно это истощенные месторождения

Для операций на рынке газа и обычных требований к пиковым нагрузкам:

используются соляные каверны, поскольку они имеют более высокие темпы отбора.

Истощенные месторождения обычно имеют большую емкость, чем соляные пещеры и терминалы СПГ. Потребность в буферном газе для таких хранилищ также очень высока и составляет до 50% от общей емкости хранилища.