Буферный газ в подземном хранилище

Общий объем газа в подземном хранилище делится на две части: активный (рабочий) и буферный (остаточный). Активный газ − объем, ежегодно закачиваемый и отбираемый из ПХГ. Буферный газ − объем, который постоянно находится в ПХГ во время его эксплуатации.

Буферный газ предназначен для создания в хранилище определенного давления в конце отбора, при котором обеспечивается необходимый дебит газа, получаемого из хранилища, соблюдаются требования охраны недр и условия транспорта газа в район потребления; для уменьшения продвижения воды в хранилище; увеличения дебитов скважин; уменьшения степени сжатия газа на КС.

Чем больше объем буферного газа, тем больше давление в хранилище и дебит отдельных скважин, меньше общее число скважин для отбора газа из хранилища и степень сжатия газа на КС подземного хранилища при подаче его потребителю.

Объем буферного газа в подземном хранилище зависит от глубины залегания ловушки, физико-геологических параметров пласта-коллектора, толщины пласта и угла наклона структуры, режима эксплуатации хранилища, технологического режима эксплуатации скважин и давления газа на головке скважин в конце периода отбора газа. Это давление в свою очередь зависит от потребителя (МГ, сажевый, цементный или металлургический комбинаты), длины, диаметра и пропускной способ­ности соединительного газопровода, давления в его конечной точке.

Объем буферного газа можно определить из уравнения:

Q , (1)

где _K − постоянный объем порового пространства газонасыщенного коллектора, м³;

р − средневзвешенное по объему порового пространства пласта давление в ПХГ в конце периода отбора газа.

Если подземное хранилище образовано в ловушке сцементированного пласта большой мощности, то во время его эксплуатации подошвенная вода будет передвигаться вверх при отборе газа и вниз при закачке. Объем газонасыщенной части залежи в этом случае изменяется. Часть газа в конце периода отбора остается в необводненной, другая − в обводненной части коллектора. Режим эксплуатации ПХГ при таких условиях называется упруговодонапорный.

Предположим, что газонасыщенный коллектор представлен прочными, сцементированными породами. Он не ограничивает дебит отбираемого из скважины газа. Однако в этом случае на контакте газ − вода при отборе газа давление распределяется неравномерно, наименьшее давление будет под забоем скважины. Ранее плоская (до начала отбора газа) горизонтальная поверхность контакта газ − вода деформируется, образуя под забоем скважины так называемый конус подошвенной воды. При подъеме этой воды возможно обводнение скважины. Скважины на таком подземном хранилище эксплуатируются на технологическом режиме предельного безводного дебита. Конус подошвенной воды в этом случае занимает устойчивое положение. Для подачи газа потребителю компрессорная станция часто не нужна.

Объем буферного газа, определенный с учетом технологических условий эксплуатации подземного хранилища, часто не удовлетворяет экономическим требованиям. При этом затраты на хранение газа за время работы хранилища больше минимальных. Буферный газ представляет собой продукцию, имеющую определенную цену. Понятно, что чем больше цена буферного газа, тем меньше его должно быть в хранилище при прочих равных условиях.

Объем буферного газа кроме технологических факторов зависит от капитальных вложений в бурение скважин, эксплуатационных затрат при их работе, стоимости единицы объема буферного газа и эксплуатационных затрат на его закачку и восполнение, капитальных вложений в строительство КС и эксплуатационных затрат на ее работу.

Объем буферного газа составляет от 60 до 140 % рабочего газа. Затраты на буфер-ный газ и его закачку в ПХГ эквивалентны капитальным вложениям при сооружении ПХГ. Объем буферного газа, число эксплуатационных скважин и мощность КС взаимосвязаны.