Газове сховище
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Газове сховище

Газове сховище, природний або штучний резервуар для зберігання газу. Розрізняють Р. х. наземні (див. Газгольдер ) і підземні. Основне промислове значення мають підземні Р. х., здатні вміщати сотні млн. м 3 (інколи млрд. м 3 ) газу. Вони менш небезпечні і у багато разів економічно ефективніше, ніж наземні. Питома витрата металу на їх споруду в 20—25 разів менше. На відміну від газгольдерів, призначених для згладжування добової нерівномірності вжитки газу, підземні Р. х. забезпечують згладжування сезонної нерівномірності. У зиму 1968—69 з підземних Р. х. до Москви в добу подавалося до 20 млн. м 3 природного газу, а з газгольдерів — лише 1 млн. м 3 . Влітку, коли різко зменшується витрата газу, особливо за рахунок опалювання, його нагромаджують в Р. х., а взимку, коли потреба в газі різко зростає, газ з сховищ відбирають ( мал. ). Крім того, підземні Р., х. служать аварійним резервом палива і хімічної сировини.

  Газотранспортна система, розрахована на максимальну потребу в газі, протягом року буде не завантажена, якщо ж виходити з мінімальної подачі, то місто в окремі місяці не буде повністю забезпечено газом. Тому газотранспортну систему споруджують виходячи з середньої її продуктивності, а поблизу крупних споживачів газу створюють Р. х. Сезонну нерівномірність вжитку газу частково вирівнюють з допомогою т.з. буферних споживачів, які влітку перекладаються на газ, а взимку використовують ін. вигляд палива (зазвичай мазут або вугілля).

  Підземні Р. х. споруджуються двох типів: у пористих породах і в порожнинах гірських порід. До першого типа відносяться сховища у виснажених нафтових і газових родовищах, а також у водоносних пластах. У них природний газ зазвичай зберігається в газоподібному стані. До другого типа відносяться сховища, створені в покинутих шахтах, старих тунелях, в печерах, а також в спеціальних гірських виробленнях, які споруджуються в щільних гірських породах (вапняках, гранітах, глинах, кам'яній солі і ін.). У порожнинах гірських порід гази зберігаються переважно в зрідженому стані при температурі довкілля і при тиску порядку 0,8—1,0 Мн/м 2 (8—10 кгс/см 2 ) і більш. Звичайно це пропан, Бутан і їх суміші. З початку 60-х рр. застосовується в промислових масштабах підземне і наземне зберігання природного газу в рідкому стані при атмосферному тиску і низькій температурі (т.з. ізотермічні сховища).

  Найбільш дешеві і зручні Р. х., створені у виснажених нафтових і газових покладах. Пристосування цих ємкостей під сховища зводиться до установки додаткового устаткування, ремонту свердловин, прокладки необхідних комунікацій. У тих районах, де потрібні резерви газу, а виснажені нафтові і газові поклади відсутні, Р. х. владнують у водоносних пластах. Р. х. у водоносному пласті є штучно створеним газовим покладом, який експлуатується циклічно. Для пристрою такого покладу необхідно, щоб водоносний пласт був досить пористий, проникний, мав би пастку для газу і допускав відтиснення води з пастки на периферію пласта. Зазвичай пастка — це куполовидне піднімання пласта, перекрите непроникними породами, найчастіше глинами. Газ, закачаний в пастку, відтісняє з неї воду і розміщується над водою. Щільні відкладення, утворюючи крівлю над пластом-колектором, не дозволяють газу просочитися вгору. Вода пласта утримує газ від відходу його в сторони і вниз. При створенні Р. х. у водоносному пласті основна трудність полягає в тому щоб з'ясувати, чи дійсно розвідувана частина пласта є пасткою для газу. Крім того, необхідно в умовах звичайний означає, неоднорідність пласта якнайповніше витіснити з нього воду, не допускаючи при цьому відходу газу за межі пастки. Створення Р. х. у водоносному пласті продовжується в середньому 3— 8 років і обходиться в декілька млн. крб. Термін окупності капітальних витрат складає 2—3 роки. Р. х. у водоносних пластах владнують зазвичай на глибині від 200— 300 до 1000—1200 м.

  В СРСР на основі теоретичних робіт І. А. Чарного розроблено і вперше в світі здійснено в промислових масштабах поблизу Ленінграда (Гатчинськоє підземне Р. х.) зберігання газу в горизонтальних і пологопадающих водоносних пластах (1963). Цей метод заснований на тому, що газовий об'єм, що знаходиться у водонасиченому пористому середовищі (при чималих його розмірах), розпливається в горизонтальному пласті дуже повільно і витоки не мають істотного значення. Зберігання газу без пасток представляє великий практичний інтерес, оскільки в багатьох газоспоживаючих районах відсутні сприятливі умови для створення водоносних газосховищ звичайного типа.

  З Р. х. у порожнинах гірських порід найбільше значення мають сховища, споруджені у відкладеннях кам'яної солі. Створення такої ємкості в 10—20 разів дешевше, ніж в ін. гірських породах. Ємкість в кам'яній солі створюється зазвичай шляхом вилуговування її водою через свердловини, які використовуються потім при експлуатації сховища. Об'єм однієї каверни досягає 100—150 тис. м 3 . Розмив такої каверни продовжується 3—4 роки. Сховище в солі споруджують на глибині від 80—100 до 1000 м-код і більш. Для зберігання природного газу доцільні глибокі сховища, оскільки в них можна підтримувати вищий тиск і, отже, містити в заданому об'ємі більше газу.

  Особливе місце займають ізотермічні підземні Р. х. (наприклад, для зрідженого метану), які є котлованом із замороженими стінками. Верхня частина резервуару укріплена бетонним кільцем, на яке спирається сталевий дах з теплоізоляційним матеріалом. Для спорудження ізотермічного сховища по його периметру буриться кільцева батарея свердловин, за допомогою яких грунт довкола майбутнього сховища на період будівництва заморожується. Після спорудження ємкості і заповнення її зрідженим метаном потреба в морозильних свердловинах відпадає. Зріджений метан зберігається при атмосферному тиску і температурі — 161, — 162 °С. Товщина заморожених грунтових стінок резервуару повільно зростає і досягає 10—15 м. Втрати тепла з часом зменшуються. Низька температура в сховищі підтримується за рахунок випару частини метану (2—4% в місяць). Пари збираються, зріджуються і повертаються в сховище. Відбір метану виробляється погружнимі відцентровими насосами і подальшій регазіфікацией рідині на спеціальних установках. Ізотермічні Р. х. створюють в різних умовах, у тому числі і в слабоустойчивих грунтах. Геометрична ємкість їх досягає 80 тис. м 3 . Ізотермічне зберігання метану звичайне значно дорожче, ніж зберігання його в газоподібному поляганні у водоносних пластах. Для зберігання вуглеводнів в рідкому стані застосовуються і наземні ємкості — сталеві резервуари з подвійними стінками, між якими поміщений теплоізоляційний матеріал. Наземні ізотермічні Р. х. відносно дороги і металоємні, тому вони поширені мало.

  Історична довідка. Перше підземне Р. х. споруджено в Канаді (1915) у виснаженому покладі. Найбільший розвиток підземне зберігання газу отримало в США, де в 1968 налічувалося 330 Р. х., загальна ємкість яких складала 124 млрд. м 3 . Підземні Р. х. є також в ГДР(Німецька Демократична Республіка), Польщі, Чехословакії, ФРН(Федеральна Республіка Німеччини), Франції і ін. країнах. У СРСР першим було споруджено Башкатовськоє Р. х. у обл. (1958) Куйбишевськой на базі виснаженого газового покладу. У 1959 почалося заповнення газом Калузького водоносного газосховища, і з 1963 воно експлуатується. Його об'єм — 400 млн. м 3 . Пізніше в водоносному пласті було створено одне з найбільших в світі — Щелковськоє Р. х.; в нім зберігається близько 3,0 млрд. м 3 газу, максимальний тиск — 11 Мн/м 2 (110 кгс/см 2 ) . Робоча витрата газу по цьому сховищу досягає 15 млн. м 3 в добу.

  В СРСР газ в промислових масштабах відбирається з 5 Р. х., створених у виснажених покладах, і з 7 — в водоносних пластах; два Р. х. споруджені у відкладеннях кам'яної солі (1969). Два крупний підземний Р. х. створені у виснажених газових родовищах Саратовської обл. У них виробляється закачування газу з потужної системи газопроводів Середня Азія — Центр. Початі роботи по споруді найбільших Р. х. на базі виснажених родовищ Зап. України, Башкирії і Азербайджану. Значно розширюються Калузьке, Щелковськоє (РРФСР) і Олішевськоє (УРСР) сховища; заповнюються газом Краснопартізанськоє (УРСР), Інчукалнськоє (Латвійська РСР) і ін. сховища. До 1975 загальну ємкість вітчизняних підземних Р. х. намічено довести до 51 млрд. м 3 .

 

  Літ.: Сидоренко М. Ст, Підземне зберігання газу, М., 1965: Хейн А. Л., Гідродинамічний розрахунок підземних сховищ газу, М., 1968; Зберігання газу в горизонтальних і пологозалегающих водоносних пластах, М., 1968.

  Е. В. Льовикин

Графік газоспоживання промислового міста по місяцях.