Depozitarea subterană a gazelor este un proces tehnologic de pompare, retragere și stocare a gazului în rezervoare și în exploatațiile rezervoarelor create în sare gemă și alte roci.
Un depozit subteran de gaze (UGS) este un complex de structuri inginerești și tehnice în rezervoare de structuri geologice, lucrări miniere, precum și în rezervoare de lucru create în zăcăminte de sare gemă, destinate injectării, depozitării și extracției ulterioare a gazelor, care include un suprafata de subsol, delimitata de un lot minier, stoc de sonde pentru diverse scopuri, sisteme de colectare si tratare a gazelor, magazine de compresoare.
În apropierea traseului principalelor conducte de gaze și a marilor centre consumatoare de gaze se construiesc depozite subterane de gaze pentru a putea acoperi cu promptitudine consumul de gaz de vârf. Acestea sunt create și utilizate pentru a compensa consumul inegal (sezonier, săptămânal, zilnic) de gaze, precum și pentru a rezerva gaze în caz de accidente pe conductele de gaz și pentru a crea rezerve strategice de gaze.
În prezent, instalațiile UGS create în straturi poroase (depozite epuizate și acvifere) sunt cele mai utilizate. Pe lângă straturile poroase, acestea sunt potrivite pentru crearea de depozite și depozite de săruri geme (create prin eroziunea așa-numitei caverne), precum și în minele de zăcăminte de cărbune și alte minerale.
În total, există peste 600 de instalații subterane de stocare a gazelor în lume, cu o capacitate totală activă de aproximativ 340 de miliarde de m³.
Cel mai mare volum al rezervei de gaz este stocat în instalațiile UGS create pe baza zăcămintelor epuizate de gaze și gaze condensate. Cavernele de sare sunt depozite mai puțin încăpătoare , există și cazuri izolate de facilități UGS în caverne de rocă dură.
Un depozit de gaz este o structură geologică sau un rezervor artificial folosit pentru stocarea gazului. Funcționarea depozitului este caracterizată de doi parametri principali - volumetric și putere. Primul caracterizează capacitatea de stocare - volume active și tampon de gaz; al doilea indicator caracterizează productivitatea zilnică în timpul extracției și injectării gazelor, durata de funcționare a depozitului la productivitate maximă.
În funcție de modul de funcționare, UGSF-urile sunt împărțite în cele de bază și de vârf .
Instalația UGS de bază este proiectată pentru funcționarea ciclică în modul proces de bază, care se caracterizează prin abateri relativ mici (creștere sau scădere în intervalul de la 10 la 15%) ale productivității zilnice UGS în timpul retragerilor și injecțiilor de gaz de la productivitatea medie lunară. valorile. Instalația Peak UGS este destinată funcționării ciclice în modul tehnologic de vârf, care se caracterizează prin creșteri semnificative (vârfuri) de peste 10-15% din productivitatea zilnică UGS timp de câteva zile în timpul retragerilor și injecțiilor de gaz în raport cu valorile medii lunare de productivitate.
UGSF-urile sunt împărțite în cele de bază , regionale și locale în funcție de scopul lor .
Instalația de bază UGS se caracterizează printr-un volum de gaz activ de până la câteva zeci de miliarde de metri cubi și o capacitate de până la câteva sute de milioane de metri cubi pe zi, este de importanță regională și afectează sistemul de transport al gazelor și întreprinderile de producție de gaze. O instalație districtuală UGS se caracterizează printr-un volum de gaz activ de până la câteva miliarde de metri cubi și o productivitate de până la câteva zeci de milioane de metri cubi pe zi, are o importanță regională și afectează grupurile de consumatori și secțiunile sistemului de transport al gazelor ( întreprinderile producătoare de gaze, dacă există). O instalație locală UGS se caracterizează printr-un volum de gaz activ de până la câteva sute de milioane de metri cubi și o capacitate de până la câteva milioane de metri cubi pe zi, are o semnificație locală și o zonă de influență limitată la consumatorii individuali. După tip, se disting instalațiile de stocare a gazelor subterane și subterane. Terestre includ suporturi de gaze (pentru stocarea gazelor naturale sub formă gazoasă) și rezervoare izoterme (pentru stocarea gazelor naturale lichefiate), subterane - stocarea gazelor în structuri poroase, în caverne de sare și lucrări miniere.
Prima injecție experimentală de gaz din lume într-un zăcământ de gaz epuizat a fost realizată în 1915 în Canada (câmpul Welland County), prima instalație industrială UGS cu o capacitate de 62 milioane m³ a fost creată în 1916 în SUA (zăcământul de gaz Zohar, zona bivolilor).
În Rusia, prima instalație UGS într-un câmp epuizat a fost creată în 1958 pe baza unor mici zăcăminte de gaze epuizate din câmpurile din regiunea Kuibyshev (acum Samara). Finalizarea cu succes a injectiei si retragerea ulterioara a gazelor au contribuit la intensificarea lucrarilor in domeniul depozitarii subterane a gazelor in intreaga tara. În același an, gazul a fost pompat în câmpurile de gaze epuizate Elshanskoye (regiunea Saratov) și Amanakskoye (regiunea Kuibyshev).
În 1979, a început crearea celei mai mari instalații de stocare din lume într-un zăcământ de gaz epuizat, Severo-Stavropolskoye (teritoriul Stavropol). Zona de alocare minieră UGS este de peste 680 km². A fost creat pe baza zăcămintelor de gaze epuizate cu același nume din suita verde (1979) și orizontul Khadum (1984) la presiuni anormal de scăzute ale rezervorului. Aceste orizonturi sunt unități de producție independente situate la adâncimi de 1000 și 800 m și diferă semnificativ în caracteristicile și modurile lor de funcționare. În timpul construcției instalației UGS Severo-Stavropolskoye, în orizontul Khadum a fost creată o rezervă pe termen lung, care poate fi retrasă din depozitul după perioada de retragere, chiar dacă nu a fost efectuată nicio injecție suplimentară de gaz.
Prima instalație UGS dintr-un acvifer a fost creată în 1946 în Statele Unite - instalația UGS Doe Run Upper (Kentucky). În URSS, prima instalație de stocare a gazelor într-un acvifer a fost creată în 1955 lângă orașul Kaluga - Kaluga UGSF (volumul de proiectare al gazului activ este de 480 milioane m³). Cea mai mare unitate de stocare a acviferelor din lume, Kasimovskoye UGSF (regiunea Ryazan), a fost înființată în 1977 (volumul proiectat de gaz activ este de 4,5 miliarde m³).
Instalațiile de depozitare subterane din cavernele de sare sunt utilizate în principal pentru a acoperi sarcinile de vârf, deoarece pot fi operate într-un mod „sacadat” cu o rată de retragere care este cu un ordin de mărime mai mare decât rata de retragere din instalațiile UGS în structuri poroase și numărul de cicluri pot ajunge până la 20 pe an. Din aceste motive, în țările dezvoltate li se acordă o mare atenție creării de depozite subterane în sare gemă. Acest lucru este, de asemenea, legat de condițiile de piață pentru funcționarea sistemului de alimentare cu gaz, deoarece instalațiile UGS în sare gemă pot servi pentru compensarea fluctuațiilor pe termen scurt ale consumului de gaze, prevenirea penalizărilor pentru dezechilibrele în aprovizionarea cu gaze din cauza accidentelor pe conductele de gaze, precum și planificarea achizițiilor la nivel regional, ținând cont de fluctuațiile lunare sau zilnice ale prețurilor la gaze. Aproximativ 70 de UGSF au fost create în lume în zăcăminte de sare gemă cu o capacitate totală activă de aproximativ 30 de miliarde de m³. Cel mai mare număr de instalații UGS din caverne de sare sunt operate în Statele Unite - 31 de instalații UGS, a căror capacitate activă totală este de aproximativ 8 miliarde m³, iar volumul total de retragere este de peste 200 milioane m³/zi. Germania operează 19 unități UGS în caverne de sare cu un volum total de gaz activ de aproximativ 7 miliarde m³, este de asemenea planificată să extindă instalațiile UGS existente și să construiască altele noi cu o capacitate totală activă de aproximativ 8 miliarde m³. În prezent, 3 instalații UGS sunt construite în caverne de sare din Rusia: Kaliningradskoye (Regiunea Kaliningrad), Volgogradskoye (Regiunea Volgograd), Novomoskovskoye (Regiunea Tula), este în funcțiune o instalație de depozitare a concentratului de heliu (Orenburg). În prezent, în Armenia sunt operate instalații UGS, al căror volum total este de 150 milioane m³. Se lucrează pentru extinderea în continuare a instalațiilor UGS la 380 milioane m³.
Cererea de capacități de așteptare UGS este în creștere activă în lume, cu toate acestea, nu peste tot există condiții geologice optime pentru crearea instalațiilor UGS pe baza zăcămintelor epuizate, în acvifere sau în sare gemă. În acest sens, sunt dezvoltate și implementate tehnologii pentru crearea instalațiilor UGS în peșteri de piatră și minele de cărbune. Exemplele de astfel de instalații de depozitare sunt rare, dar în fiecare caz specific ele reprezintă singurul obiect posibil din punct de vedere tehnic și justificat din punct de vedere economic pentru rezervarea volumului necesar de gaze naturale. Norvegia, Statele Unite, Suedia și Republica Cehă au cea mai mare experiență în organizarea unor astfel de instalații de depozitare, care consideră această opțiune ca o alternativă mai economică și mai accesibilă la organizarea instalațiilor UGS în săruri și depozitarea la suprafață a gazului lichefiat.
În Suedia, în regiunea Halmstadt, în apropierea gazoductului principal, a fost pus în funcțiune proiectul demonstrativ al instalației Skallen UGS într-o cavernă de stâncă căptușită. O peșteră a fost construită din granit la o adâncime de 115 m (volumul geometric este de 40 mii m³), ai cărei pereți sunt întăriți cu o plasă de oțel.
Până în prezent, două dintre cele patru UGSF organizate în minele abandonate sunt în funcțiune: UGSF Burggraf-Bernsdorf (mina de sare de potasiu, estul Germaniei) și UGSF Leiden (mina de cărbune Leiden, Colorado, SUA). Depozitul subteran Burggraf-Bernsdorf funcționează de aproximativ 40 de ani, cu o presiune maximă de funcționare de peste 3,6 MPa (cea mai mare pentru depozitele de acest gen). Principalul factor pentru menținerea acestei presiuni este etanșarea depozitului cu dopuri speciale din beton, proprietățile rocilor din jur (potas și sare gemă), precum și sistemele de etanșare hidraulică și mecanică.
În prezent, în Rusia a fost creat un sistem dezvoltat de stocare subterană a gazelor, care îndeplinește următoarele funcții:
Instalațiile subterane de stocare a gazelor (UGS) fac parte integrantă din Sistemul unificat de alimentare cu gaz al Rusiei și sunt situate în principalele zone de consum de gaze.
Pe teritoriul Federației Ruse există 27 de depozite subterane de gaze, dintre care 8 sunt construite în acvifere, 2 în zăcăminte de sare gemă [1] și 18 în câmpuri epuizate.
În cadrul UGSS al Federației Ruse funcționează douăzeci de depozite subterane de gaze, dintre care 14 au fost create în câmpuri epuizate: Peschano-Umetskoye, Elshano-Kurdyumskoye (două depozite), Stepnovskoye (două depozite), Kiryushkinskoye, Amanakskoye, Dmitrievskoye, Mikhailovskoye, Severo-Stavropolskoye (două unități de depozitare), Krasnodarskoye, Kushchevskoye, complexul UGS Kanchuro-Musinsky (două depozite), Punginskoye, Sovkhoznoye, odată cu punerea în funcțiune a gazoductului Teritoriul Krasnodar - Crimeea , va fi inclusă și Glebovsko Crimeea în sistem .
7 au fost create în acvifere: Kaluga, Shchelkovskoye, Kasimovskoye, Uvyazovskoye, Nevskoye, Gatchinskoye, complexul de rezervă Udmurtsky (două depozite).
Instalațiile subterane de stocare a gazelor din Kaliningrad și Volgograd sunt create în zăcăminte de sare gemă [1]
În plus, construcția este în curs: În acvifere: Bednodemyanovskoye