Сооружение подземных хранилищ газа

ПХГ, как правило, сооружают вблизи трассы магистрального газо-провода и потребителей.

Если в геологическом разрезе имеется несколько пластов, благоприятных для создания в них ПХГ, выбор объекта определяется на основе сравнения технико-экономических показателей. Предположим, что геолого-физические параметры пласта-коллектора одинаковы (форма и размеры структуры, толщина пласта, пористость, проницаемость и т. д.). Чем меньше глубина залегания пласта, тем больше должен быть объем остаточного газа для создания одного и того же давления на устье скважины и тем больше число добывающих скважин. В этом случае не всегда необходимо строить КС для закачки газа в пласт, но она нужна для подачи газа потребителю. В каждом конкретном случае имеется только одна экономически наиболее выгодная глубина для сооружения ПХГ.

В большинстве случаев в районах крупных центров газопотребления нет частично выработанных газовых или нефтяных залежей, пригодных для создания ПХГ. Однако в геологическом разрезе пород этих районов почти всегда имеются водонасыщенные пласты, в ловушках которых можно создать ПХГ.

Для закачки и отбора газа необходимо пробурить определенное число скважин, построить сооружения для очистки газа от твердых и жидких примесей при закачке и осушке его от воды перед подачей потребителю. Как правило, нагнетательные скважины бурят в сводовой части, наблюдательные − на крыльях складки.

Повышение давления при закачке газа в пласт способствует сокращению сроков строительства ПХГ, уменьшению числа нагнетательных скважин, кроме того, в процессе хранения приводит к увеличению объема хранящегося газа и дебитов скважин, увеличению бескомпрессорного периода подачи газа потребителю из хранилища и повышению коэффициента нефтеотдачи при подземном хранении газа в выработанных нефтяных пластах, уменьшению мощности КС при отборе газа.

Однако при чрезмерном повышении давления возможны различные вредные последствия: раскрытие существующих или образование новых трещин в кровле хранилища, подземные потери газа, взрывы и пожары в зданиях при скоплении в них газа, образование кристаллогидратов углеводородных газов в скважинах. Важное значение имеет также темп возрастания давления в подземном хранилище: чем меньше темп возрастания давления, тем в большей степени можно повысить давление.

Максимально допустимое давление в подземном хранилище зависит от глубины залегания пласта и размеров площади газоносности; объемной массы пород над площадью газоносности; структурных и тектонических особенностей пласта, его кровли, а также пластов над кровлей; прочности, плотности и пластичности кровли пласта.

Создание ПХГ обычно происходит без осложнений при изменении градиента давления до 0,0154 МПа/м, т. е. при превышении нормального гидростатического давления в 1,54 раза. Верхним пределом давления в некоторых случаях считается горное давление на глубине залегания хранилища. Установлено, что при наличии глинистой покрышки толщиной более 5 м максимально допустимое давление может превышать гидростати­ческое на глубине залегания хранилища в 1,3 − 1,5 раза.

При повышении давления в пласте выше начального гидростатического на кровле подземного пласта возникает перепад давления, что иногда может оказаться достаточным, чтобы преодолеть «пороговое» давление, создаваемое капиллярными силами в поровых каналах небольшого радиуса. В этом случае начнется вытеснение воды газом из поровых каналов и покрышка потеряет герметичность.