Приводятся физические и термодинамические свойства хранимых газов и жидкостей, а также горных пород, вмещающих подземные хранилища. <...> Даны основы использования подземных резервуаров, созданных в отложениях каменной соли в качестве технологических аппаратов для промысловой подготовки газа и нефти. <...> ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ ХРАНИМЫХ ПРОДУКТОВ И ГОРНЫХ ПОРОД, ВМЕЩАЮЩИХ ПОДЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ. <...> Диффузия и растворимость газа в жидких углеводородах. <...> Подземные хранилища шахтного типа в непроницаемых устойчивых породах . <...> ПОДЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ В ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ СТРАНЫ. <...> ПРИМЕНЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ, СОЗДАННЫХ В ОТЛОЖЕНИЯХ КАМЕННОЙ СОЛИ, В КАЧЕСТВЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АППАРАТОВ. <...> Подземный резервуар для продувки газонефтяных скважин . <...> Подземные хранилища товарных продуктов газои нефтеперерабатывающих заводов. <...> Анализ потребности в хранилищах газонефтепродуктов, обеспечивающих энергетическую безопасность России, показал, что на ближайшую перспективу для различных регионов страны, включая Восточную Сибирь и Дальний Восток, необходимо построить более 250 подземных резервуаров в каменной соли и до десяти ПХГ в пористых структурах. <...> После закачки природного газа в подземный резервуар газ имеет температуру, равную Т = 303 К, и давление p = 12,5 Мпа. <...> Зависимость коэффициента сжимаемости от приведенных давлений и температур углеводородных газов с молекулярной массой от 20 до 40 30 ГЛАВА 1 Рис. <...> При этом с увеличением молекулярной массы заλ 56 ГЛАВА 1 Рис. <...> При хранении газа в подземных резервуарах, созданных в каменной соли, где присутствует концентрированный рассол, уменьшение влагосодержания газа доходит до 25 %. <...> Эффективным и надежным методом исключения образования гидратов в газопроводе является осушка газа на ПХГ. <...> Необходимо, ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ ХРАНИМЫХ ПРОДУКТОВ 81 чтобы осушка проводилась до той точки росы <...>
Подземное_хранение_газов_и_жидкостей.pdf
УДК 622
Казарян В.А.
Подземное хранение газов и жидкостей. – М.–Ижевск: НИЦ «Регулярная
и хаотическая динамика»; Институт компьютерных исследований,
2006. – 432 с.
Приводятся физические и термодинамические свойства хранимых газов
и жидкостей, а также горных пород, вмещающих подземные хранилища.
Представлены современные методы строительства и эксплуатации подземных
хранилищ газов и жидкостей. Приводятся основные положения подземного
хранения неуглеводородных компонентов природного газа (гелия и углекислого
газа) и аккумулирования альтернативных видов топлив, в частности водорода.
Даны основы использования подземных резервуаров, созданных в отложениях
каменной соли в качестве технологических аппаратов для промысловой
подготовки газа и нефти.
Для студентов, обучающихся по специализации «Разработка и эксплуатация
нефтяных и газовых месторождений» и «Разработка и эксплуатация газовых
и газоконденсатных месторождений», а также может быть использована инженерно-техническими
работниками нефтяной и газовой промышленности.
ISBN 5-93972-505-8
© В.А. Казарян, 2006
© Институт компьютерных исследований, 2006
http://rcd.ru
http://ics.org.ru
Стр.6
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................... 8
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ ХРАНИМЫХ
ПРОДУКТОВ И ГОРНЫХ ПОРОД, ВМЕЩАЮЩИХ
ПОДЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ..................................................................................................
9
1.1. Основные законы газового состояния................................ 9
1.2. Нормальные и стандартные условия.................................. 22
1.3. Критические и приведенные параметры газа.................... 23
1.4. Уравнение состояния реальных газов................................ 26
1.5. Физические свойства газообразных и жидких
углеводородов....................................................................... 31
1.6. Упругость паров углеводородов......................................... 66
1.7. Влагосодержание газов........................................................ 75
1.8. Кристаллогидраты углеводородов ..................................... 79
1.9. Теплота превращения .......................................................... 81
1.10. Диффузия и растворимость газа в жидких углеводородах..........................................................................................
87
1.11. Поверхностное натяжение................................................... 91
1.12. Физические свойства горных пород................................... 93
1.13. Теплофизические свойства горных пород, вмещающих
подземные хранилища......................................................... 101
1.14. Пластовое давление ............................................................. 104
2. НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ПОТРЕБЛЕНИЯ ГАЗА И ЖИДКИХ
УГЛЕВОДОРОДОВ....................................................................... 110
Стр.7
4
ОГЛАВЛЕНИЕ
3. КЛАССИФИКАЦИЯ ХРАНИЛИЩ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ. 121
4. НАЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ. 126
4.1. Вертикальные цилиндрические резервуары...................... 127
4.2. Горизонтальные цилиндрические резервуары.................. 131
4.3. Шаровые резервуары ........................................................... 131
4.4. Каплевидные резервуары .................................................... 133
4.5. Железобетонные резервуары .............................................. 136
5. НАЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ГАЗООБРАЗНЫХ
УГЛЕВОДОРОДОВ....................................................................... 138
5.1. Газгольдеры низкого давления ........................................... 139
5.2. Газгольдеры высокого давления......................................... 142
5.3. Хранение газа в трубах........................................................ 144
5.4. Аккумулирующая способность магистрального газопровода..................................................................................
145
6. ПОДЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ.................................................................................................
147
6.1. Хранилища в непроницаемых горных породах ................ 148
6.2. Подземные хранилища в отложениях каменной соли...... 149
6.3. Подземные хранилища в многолетнемерзлых породах,
создаваемые методом внутрипластового оттаивания ...... 180
6.4. Подземные хранилища шахтного типа в непроницаемых
устойчивых породах .................................................... 188
6.5. Подземные хранилища шахтного типа в многолетнемерзлых
породах .................................................................. 193
6.6. Подземные хранилища в многолетнемерзлых породах
с ледопородными резервуарами траншейного типа......... 196
6.7. Подземные хранилища в непроницаемых неустойчивых
породах.................................................................................. 200
6.8. Подземные хранилища в трещиноватых породах............. 202
Стр.8
ОГЛАВЛЕНИЕ
5
6.9. Подземные хранилища в проницаемых породах .............. 207
6.10. Низкотемпературные ледопородные подземные резервуары
..................................................................................... 209
6.11. Подземные хранилища в отложениях льда ....................... 221
7. ПОДЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ГАЗООБРАЗНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ
...................................................................................... 225
7.1. Подземные хранилища газа в пористых и проницаемых
горных породах .................................................................... 225
7.2. Подземные хранилища в истощенных газовых и газоконденсатных
месторождениях .......................................... 251
7.3. Подземные хранилища в выработанных нефтяных
месторождениях ................................................................... 257
7.4. Подземные хранилища в водонасыщенных коллекторах 260
7.5. Подземные хранилища, создаваемые в отложениях каменной
соли .......................................................................... 266
7.6. Наземное оборудование хранилища по подготовке газа
к транспорту.......................................................................... 286
8. ПОДЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ
УГЛЕВОДОРОДОВ В ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ
КОМПЛЕКСЕ СТРАНЫ..................................................... 317
9. ПРИМЕНЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ, СОЗДАННЫХ
В ОТЛОЖЕНИЯХ КАМЕННОЙ СОЛИ, В КАЧЕСТВЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АППАРАТОВ....................................... 322
9.1. Подземный резервуар для продувки газонефтяных
скважин ................................................................................. 323
9.2. Гидрокомпрессор непрерывного действия для утилизации
низконапорных газов.................................................... 328
9.3. Установка по промысловой подготовке газа..................... 334
9.4. Установка по промысловой подготовке нефти................. 338
Стр.9
6
ОГЛАВЛЕНИЕ
10. ПОДЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ГАЗА И ЖИДКОСТЕЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ
СТАБИЛЬНУЮ РАБОТУ ГАЗО- И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ
ЗАВОДОВ................................... 352
10.1. Подземные хранилища товарных продуктов газои
нефтеперерабатывающих заводов................................... 353
10.2. Подземное хранилище этилена........................................... 373
10.3. Подземное хранилище нестабильного газового конденсата.........................................................................................
378
10.4. Подземное хранилище нефти.............................................. 383
10.5. Подземное хранилище мазута............................................. 386
11. СРОКИ ПОДЗЕМНОГО ХРАНЕНИЯ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ
В ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРАХ, СОЗДАННЫХ
В ОТЛОЖЕНИЯХ КАМЕННОЙ СОЛИ..................................... 391
12. ХРАНЕНИЕ НЕУГЛЕВОДОРОДНЫХ КОМПОНЕНТОВ,
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО ГАЗА...................... 396
12.1. Подземное хранилище гелия............................................... 397
12.2. Подземное хранилище углекислого газа ........................... 400
13. ПОДЗЕМНОЕ ХРАНИЛИЩЕ ВОДОРОДА............................... 405
14. ПОДЗЕМНОЕ ХРАНИЛИЩЕ ВОЗДУХА.................................. 413
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .................................................................... 427
Стр.10