Подземное хранилище нефти

Подземное хранилище нефти (ПХН) - это комплекс инженерно-технических сооружений, предназначенный для хранения нефти.

Назначение ПХН:

• создание стратегических резервов для стран, импортирующих нефть;
• бесперебойное обеспечение нефтью потребителей наряду с добычей и транспортировкой;
• сглаживание пиковых нагрузок потребления нефти:
• закачивают нефть - когда добывается и поставляется больше, чем требуется потребителям,
• отбирают нефть - в период максимального спроса;
• хранение излишков добываемой нефти в условиях санкций одной страны против другой.

Наличие ПХН может стать выгодным бизнесом, поскольку закачать нефть можно по низкой цене, а отбирать из ПХН - при более высокой цене.

Цели создания ПХН близки целям хранилища газа (ПХГ), но технологии - разные.
Для создания ПХН тоже используют естественные или искусственно созданные соляные пещеры.
Соляные пещеры вырезаются из подземных соляных куполов с помощью процесса, называемого добыча рассолов:

• бурение скважины в соляной пласт,
• закачку большого количества пресной воды;
• вода растворяет соль;
• растворенная соль удаляется в виде рассола;
• контролируя процесс закачки пресной воды, можно создавать соляные пещеры очень точных размеров;
• для создания объема хранения 1 т. нефти требуется около 7 т. воды;
• для извлечения хранимой нефти:
• на дно пещеры закачивается пресная вода;
• вода вытесняет сырую нефть на поверхность, к наземным нефтепроводам;
• обычно используют 3 скважины:
• для закачки пресной воды,
• для откачки рассола,
• для закачки нефти.

Преимущества соляного метода хранения нефти:

• самый дешевый способ хранения нефти в течение длительного периода времени:
• в 10 раз дешевле, чем в наземных нефтерезервуарах,
• в 20 раз - чем у шахт с твердыми породами;
  
• использование глубоких соляных пещер также является одним из самых безопасных для окружающей среды;
• свойства каменной соли:
• низкая пористость,
• низкая проницаемость,
• пластическая деформация,
• самовосстановления на подповерхностных глубинах,
• эти свойства самовосстановления практически мгновенно закроют любые микротрещины, если они появятся в стенках соляных пещер.

Реже используются ПХН на основе горных выработок.
Это одна или несколько искусственных полостей, образованных в результате добычи полезных ископаемых.
Глубина шахт, используемых для хранения нефти, - 20 - 40 метров.
Шахтные ПХН строят в горных породах, непроницаемых для нефти, как осадочные породы типа известняка.
Более экзотические типы ПХН:

• ледогрунтовые - траншеи, построенные в многолетнемерзлом грунте, покрытые ледяной коркой сводчатой формы и теплоизоляционным слоем;
• взрывные - полости с уплотненными стенками,образованные в результате взрыва.

Состав ПХН:

• подземный комплекс, включающий подземные резервуары (выработки-емкости);
• вскрывающие и вспомогательные горные выработки;
• буровые скважины;
• наземная инфраструктура:
• наземные технологические сооружения,
• производственные и административные здания,
• инженерные коммуникации и др.;
• подземные или наземные рассолохранилища.
  

Стоимость: 1800 руб./м³ - 3450 руб./м³.
Стоимость ПХН объемом 60 млн м³ - более 140 млрд руб.

ПХН в США

Власти озаботились созданием стратегических запасов нефти в 1975 г., после того, как арабское нефтяное эмбарго привело к резкому росту цен на бензин и нанесло ущерб экономике США.
Власти использовали эти запасы, чтобы успокоить нефтяные рынки во время войн или когда ураганы обрушивались на нефтяную инфраструктуру вдоль Мексиканского залива США.
SPR расположены вблизи крупных нефтеперерабатывающих или нефтехимических центров США и могут выдавать до 4,4 млн барр/сутки.

После сланцевой революции в США достаточно нефти, но сланцевая нефть (низкопроницаемых коллекторов) легкая и не подходит к технологическим установкам американских НПЗ, настроенных на традиционную высоковязкую, сернистую нефть.
США вынуждены экспортировать легкую нефть (газовый конденсат) и импортировать нефть, требуемую в НПЗ по технологии.
Запасы сырой нефти хранятся в Стратегическом нефтяном резерве (SPR) в подземных соляных пещерах в 4 крупных ПХН в регионе побережья Мексиканского залива США:

• 2 - в шт. Техас (Брайан-Маунд и Биг-Хилл);
• 2 - в шт. Луизиана (Уэст-Хакберри и Байу-Чокто).

Соляные каверны (пустоты) SPR:

• вместимость: 6 - 37 млн баррелей;
• типичная пещера:
• вмещает 10 млн баррелей,
• имеет цилиндрическую форму диаметром 60 м и высотой 760 м;

1 ПХН включает 60 таких каверн.
Совокупный разрешенный объем хранения в 4 ПХН составляет 714 млн баррелей (около 97 млн т) нефти.
Места хранения вдоль побережья Мексиканского залива были выбраны потому, что они обеспечивают наиболее гибкие способы подключения к национальной коммерческой нефтетранспортной системе (НТС).
Запасов SPR должно хватить на 1 мес.

Мировые стратегические запасы нефти.

Помимо США - с 51% SPR, есть 29 стран-членов Международного энергетического агентства, Великобритания, Германия, Япония и Австралия, которые обязаны иметь стратегические запасы нефти, эквивалентных 90 дням чистого импорта нефти.
Япония обладает одними из самых больших резервов после Китая и США.

ПХН в России

Инициатива создания подземных хранилищ для хранения стратегических запасов нефти (СЗН) обсуждалась в 2020 г.:

• предпринятые в связи с коронавирусом ограничения привели к снижению спроса и падению цен на нефть;
• эксперты Российского газового общества (РГО) заявили:
• необходимо создать резерв в объеме 10-20% от годовой добычи (561 млн т. в 2019 г.),
• на создание таких хранилищ с 0 требуется 10-12 лет, на базе истощенных месторождений или соляных каверн - 3-5 лет.
• подготовили ТЭО строительства 4 вариантов ПХН в РФ в искусственных кавернах каменной соли: на 30 млн, 60 млн, 90 млн или 120 млн м³.

После начала спецоперации РФ на Украине, Запад ввел ряд санкций против России, в тч. ограничивающие экспорт нефти.
В этих условиях задача создания крупных ПХН стала еще более актуальной.
Хронология последних лет:

• апрель 2022 г. - на Ямальской конференции глава ГКЗ утверждает, что сделать ПХН можно достаточно быстро;
• 19 апреля 2022 г. - в кулуарах Национального нефтегазового форума глава ГКЗ сообщает, что объем ПХН в РФ может превысить 100 млн т;
• 11 октября 2022 г. - в рамках РЭН -22 глава ГКЗ заявил, что первые крупные ПХН России планируют построить на севере Красноярского края. Очевидна связь этого решения с проектом Восток Ойл.

Подходящие соляные бассейны в РФ для целей строительства ПХН для хранения СЗН:

• Прикаспийский бассейн (Астраханская обл.);
• Волго‑Уральский бассейн;
• Калининградский бассейн;
• Центральный бассейн;
• Шедокское месторождение, расположенное на Северном Кавказе.

Единственная специализированная организация в России по размыву подземных резервуаров: Газпром геотехнологии.
Компания ведет размыв подземных резервуаров на Калининградском и Волгоградском ПХГ, проектирует создание Новомосковского ПХГ в Тульской обл.