33. Технол-кая схема работы пхг в водоносном пласте.

Природный газ магистрального газопровода 1 по соединительному газопроводу 2 поступает на территорию станции подземного хранения газа 3. Пройдя пылеуловители 4, попадает в компрессорную станцию 5. Затем газ очищается в сепараторах 6, охлаждается в градирне 7, очищается от масла на установке 8 и поступает на газораспределительный пункт 9. Здесь измеряется его расход и производится распределение газа по эксплутационным скважинам 10, через которые газ нагнетается в водоносный пласт 11. Отбираемый из магистрального трубопровода газ с помощью газомоторных компрессоров, газотурбинных установок или турбин с электроприводом, закачивается под расчетным давлением в водоносный пласт (обычно куполообразный или горизонтальный), лежащий между водонепроницаемыми кровлей и подошвой. Вытесняя из пласта воду, заполняя его поры и трещины, он оттесняет воду из пор породы и скапливается в сводовой части структуры под непроницаемой покрышкой 15, образуя подземное хранилище. Часто в толще осадочных пород наблюдаются выклинивания пластов 16, литологические изменения 18 и другие аномалии. Контроль за возможным продвижением газа вверх по разрезу осуществляется с помощью контрольных 21 и наблюдательных 22 скважин, вскрывающих основной 11 и контрольный 19 водоносные пласты. Из хранилища газ отбирается за счет пластового давления по шлейфам 12. Идет на газораспределительный пункт, где очищается в сепараторах 13, измеряется и затем осушается в установке 14, откуда подается в магистральный газопровод 1.

34. Характеристики работы пхг в водоносном слое. Активный и буферный газ в подземном хранилище. Граница газоводяного контакта.

Характеристики работы ПХГ в водоносном слое:

1) группа физических параметров: проницаемость и пористость коллектора, пьезопроводность, модули сжимаемости жидкости и породы, капиллярные эффекты, градиенты давлений, газо- и водонасыщенность и др.

2) группа геолого-физических параметров: амплитуда ловушки, средняя мощность коллектора ловушки и приуроченного к ней водоносного пласта, характеристики общего гидравлического режима пластовой системы и геометрической обстановки в ней, средняя пористость на различных участках пластовой системы, характеристики и местоположение разрывных нарушений, если они имеются, литолого-тектонические характеристики покрышки над пластом и т.д.

3) технологические параметры: расход газа и воды по скважинам, давление на забое и устье используемых для хранилища скважин, местоположение системы нагнетания и отбора газа, объемы активного и буферного газа, объем хранилища, режимы работы ПХГ (длительность периодов закачки, отбора и простоя), максимальное, мин. и среднее давления в хранилище по периодам его эксплуатации и др.

Общий объем газа в подземном хранилище делится на две части: активный (рабочий) и буферный (остаточный). Активный газ – объем газа, ежегодно закачиваемый и отбираемый из подземного хранилища. В течение нескольких лет его количество в хранилище можно считать постоянным. Буферный газ – объем газа, постоянно находящийся в ПХГ во время его эксплуатации. Буферный газ предназначен для создания в хранилище определенного давления в конце отбора. Также буферный газ служит для уменьшения продвижения воды в хранилище, увеличения дебитов скважин и уменьшения степени сжатия на компрессорных станциях (КС). Чем больше объем буферного газа, тем больше давление в хранилище, меньше общее число скважин, необходимых для отбора газа из хранилища, и степень сжатия газа на КС подземного хранилища при подаче его потребителю. Как правило, объем буферного газа в ПХГ составляет от 60 до 140 % активного газа.

В подземном хранилище газа всю область течения газа и жидкости можно разделить на две зоны: зону, в которой подвижен только газ, и зону, в которой движется только вода. Поверхность, разделяющая эти две зоны, называется фронтом вытеснения газа и воды или границей газоводяного контакта (ГВК).Опыт создания и эксплуатации подземных газовых хранилищ показывает, что характер продвижения границы между двумя системами как по площади, так и по разрезу определяется многими факторами: основными из которых считаются фильтрационные свойства и геометрия пласта, степень неоднородности пласта, темпы нагнетания газа, гравитационные силы. Характер продвижения газоводяного контакта оказывает существенное влияние на технологические показатели хранилища. Практика эксплуатации подземных хранилищ газа показывает, что заполнение объекта происходит не строго вертикально, а контур ГВК имеет довольно сложную форму ввиду различных геолого-технологических факторов.

35. Эксплуатация ПХГ в водоносном пласте. Неустановившиеся фильтрационные процессы между газовой полостью и водонапорной системой пласта в процессе эксплуатации ПХГ. Расширения и создания ПХГ. Утечки газа из ПХГ.

ПХГ в водоносном пласте эксплуатируется циклически и является сложным технологическим процессом. Газогидродинамические процессы, сопутствующие циклической эксплуатации ПХГ, периодичны, а движение воды и газа в хранилище двухнаправленное. Чередование циклов закачки и отбора газа не дает процессам стать установившимися.

Эксплуатационный цикл работы газохранилища состоит из четырех этапов: закачка газа, простой хранилища – период между окончанием закачки и началом отбора, отбор газа и простой – период между окончанием отбора и началом следующей закачки.

На первом этапе циклической эксплуатации ПХГ производится закачка природного газа через скважины в пористый водоносный пласт. Под влиянием внешних сил газовая полость и водонапорная система пласта выводится из равновесного состояния, т. е. давление в газовой полости увеличивается, и в нем начинается процесс фильтрации.

Следующий за закачкой этап – простой газохранилища. В этот период хранилище начинает стремиться войти в равновесие с водонапорной системой пласта: при неизменной массе газа, объем газовой области продолжает еще увеличиваться, а давление уменьшаться, стремясь к пластовому. При отборе газа из ПХГ уменьшается количество газа в газовой полости, сопровождающееся уменьшением давления и объема газовой полости.

При простое между окончанием отбора и началом следующей закачки, стремясь к равновесию с водонапорной системой пласта, объем газовой области уменьшается, а давление увеличивается.

Максимальный объем природного газа, который может храниться в подземном хранилище определяется на основе геометрии и геолого-физических данных пласта. Режим расширения ПХГ обуславливается увеличением с каждым циклом его эксплуатации массы буферного газа.

При эксплуатации и создании ПХГ в пористых водоносных пластах имеет место утечка части хранимого газа. Причины, вызывающие нарушение герметичности хранилища, подразделяются на геологические, технические и технологические. К первым можно отнести наличие проницаемых разрывных нарушений, литологическую неоднородность покрышки хранилища, особенности подземной гидродинамики и геохимии (геологические окна, опесчанивание глин, растворение газа в подземных водах, и др.). Технические причины связаны с состоянием скважин, вскрывающих резервуар для хранения газа (негерметичность колонных оголовков, дефекты эксплуатационных колонн и пр.). К технологическим причинам, вызывающим перетоки газа из хранилища, относят ошибки при оценке эффективности гидро- и газоупоров ловушки, общего рабочего объема хранилища и запасов газа, отклонения от технологического режима в процессе эксплуатации, ошибки при оценке запасов газа в пласте и физико-химических процессов в самой залежи.