12.8. Подземное хранение газа в пустотах горных пород

Существует возможность сооружения подземных хранилищ газа в непроницаемых горных породах. По конструкции такое ПХГ представляет собой естественную или искусственно созданную емкость в отложениях каменной соли (пласты, массивы, штоки), непроницаемых или практически непроницаемых горных породах (гипс, ангидрит, гранит, глина), заброшенных шахтах, карьерах или других горных выработках. Существуют способы создания ем­костей в плотных горных породах специальными методами, на­пример ядерными взрывами.

В России из перечисленных типов ПХГ в непроницаемых гор­ных породах наиболее распространены хранилища, созданные в отложениях каменной соли. Возможность создания таких храни­лищ и их экономическая целесообразность основываются на спе­цифических условиях залегания каменной соли и ее физико-хи­мических свойствах. Отложения каменной соли в осадочных поро­дах, как правило, значительны по размерам. Каменная соль ус­тойчива, непроницаема, нерастворима в углеводородных жидко­стях, но хорошо растворима в воде.

Залежи каменной соли встречаются в виде пластов и штоков, толщина которых достигает нескольких километров. В России от­ложения каменной соли встречаются во многих центральных об­ластях, в Сибири, Башкирии и многих других местах. При давле­нии 15—20 МПа и повышенной температуре соль становится пла­стичной и способна течь. Это свойство соли определяет отсутствие в ней на достаточной глубине пор и трещин. При этом соль легко растворима в воде.

При сооружении хранилищ газа в пустотах соляных отложений необходимым является наличие достаточно мощной и однород­ной толщи соли (20 — 40 м и более), залегающей на технологиче­ски приемлемой глубине. В непосредственной близости от проек­тируемого хранилища должны быть объекты по утилизации или безопасному захоронению рассола. Кроме того, необходимым ус­ловием является наличие необходимых объемов технической воды и энергии.

Подземные хранилища в каменной соли занимают малую пло­щадь и не представляют большой опасности, поэтому их можно размещать достаточно близко от тех объектов, для снабжения ко­торых они сооружены.

При ПХГ в соляных отложениях основным методом сооруже­ния полости в каменной соли является размыв соли водой через специально пробуренные скважины. При этом возможны два ме­тода размыва. Первый состоит в том, что каверна постоянно за­полнена водой, рассол отбирают снизу емкости, а свежий ра­створитель подают в верхнюю часть полости.

Второй способ характеризуется тем, что каверна заполнена жидкостью лишь частично, а размыв идет за счет подачи воды в каверну в виде струй. Вода стекает по стенкам камеры и насыща­ется солью, при этом раствор откачивается снизу погружными насосами.

Расчетная глубина создаваемой полости зависит от того продук­та, который в ней предполагают хранить. Для хранения природного газа емкость должна находиться на достаточно большой глубине. Только при этом в ней можно поддерживать высокое давление и, следовательно, хранить в заданном объеме большое количество газа. Очевидно, что в одном и том же объеме в емкости, находящейся на глубине, например, 1000 м, можно хранить в 10 раз больше газа, чем на глубине 100 м. При учете отклонения от законов для идеального газа разница возрастет еще на 10—15 %.

458