Подземное хранилище газа (ПХГ)

Подземное хранилище газа (ПХГ) - Underground Gas Storage - это комплекс инженерно-технических сооружений. 

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 3 типа ПХГ:

• истощенные газовые месторождения, пласты-коллекторы геологических структур, горные выработки;
• соляные пещеры, выработки-емкости, созданные в отложениях каменных солей;
• водоносные горизонты.

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.

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.

Стоимость ПХГ

• стоимость на истощенном месторождении:
• 700-1000 млн долл США, в зависимости от мощности и цен на газ,
• до 30-40% в этой стоимости - буферный газ;
• соляные каверны дешевле. В Турции в 2021 г. строится ПХГ в соляной пещере с 48 кавернами объемом 5,4 млрд м³ и стоимостью 2,5 млрд долл США.

Факторы, влияющие на требования к емкости ПХГ:

• риски дефицита,
• доступность средств, 
• доступность тарифов, 
• местные затраты на строительство, и др

Крупные потребители, такие как Германия, Италия и Нидерланды, имеют емкость хранения 30% от их годовой потребности.