Подземное хранение газов и жидкостей. Т. 2. Эксплуатация. Ремонт. Консервация. Ликвидация. Применение хранилищ газов и жидкостей в различных отраслях экономики

Аннотация

Рассмотрены способы и технологии эксплуатации подземных хранилищ газов и жидкостей. Показано, что неравномерность газопотребления является объективной реальностью в условиях Российской Федерации. Описаны рассольный, безрассольный и комбинированный способы эксплуатации подземных хранилищ газов и жидкостей. Рассмотрены процессы тепло- и массообмена при эксплуатации подземных резервуаров.

Приведена технология эксплуатации наземных и подземных рассолохранилищ. Изложена технология первого заполнения подземных резервуаров хранимым продуктом и рассмотрен процесс отбора рассола из резервуара. Описан комплекс работ по геолого-гидрогеологическому сопровождению процесса эксплуатации подземного хранилища. Приведены возможные изменения качества и количества хранимого продукта в процессе эксплуатации хранилища (изменение влажности, сроки хранения продукта, определение герметичности и вместимости подземных резервуаров).

Рассмотрены способы и технологии ремонта подземных резервуаров. Приведены методики консервации и ликвидации подземных хранилищ, мероприятия по охране окружающей среды при проведении консервации и ликвидации. Изложено применение подземных хранилищ газов и жидкостей в различных отраслях экономики (нефтяной и газовой промышленности, электроэнергетике, атомных электростанциях, при использовании возобновляемых источников энергии и др.).

Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки бакалавров и магистров «Нефтегазовое дело», а также для специалистов научно-исследовательских институтов и предприятий по подземному хранению газов и жидкостей.
Рекомендовано ученым советом РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина в качестве учебника для студентов образовательных организаций высшего образования, обучающихся по направлению подготовки 21.03.01 «Нефтегазовое дело»(уровень бакалавриата)

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

ЧАСТЬ 1. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ

Глава 1. НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ПОТРЕБЛЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА И ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ
1.1. Неравномерность газопотребления — объективная реальность в условиях Российской Федерации
1.2. Температурные условия, определяющие динамику поставок природного газа
1.3. Запасы газа в ПХГ
1.4. Определение суммарной величины необходимых запасов газа в ПХГ
1.5. Использование запасов газа в ПХГ в зависимости от климатических условий отопительного периода
1.6. Неравномерность потребления нефтепродуктов
1.7. Вопросы для самостоятельной подготовки

Глава 2. СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ
2.1. Рассольный способ эксплуатации подземных хранилищ жидких продуктов
2.2. Распределение давления хранимого продукта и рассола по высоте резервуара
2.3. Рассольный способ эксплуатации подземных хранилищ газообразных продуктов
2.4. Безрассольный способ эксплуатации подземных хранилищ жидких продуктов
2.5. Эксплуатация подземных хранилищ жидких продуктов с применением специального оборудования
2.6. Безрассольный способ эксплуатации подземных хранилищ газообразных продуктов
2.7. Комбинированный способ эксплуатации подземных хранилищ газообразных и жидких продуктов
2.8. Вопросы для самостоятельной подготовки

Глава 3. ТЕПЛО- И МАССООБМЕН ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ
3.1. Теплообмен при эксплуатации подземного резервуара, полностью заполненного хранимым продуктом
3.2. Тепло- и массообмен при эксплуатации подземного резервуара, частично заполненного хранимым продуктом
3.3. Вопросы для самостоятельной подготовки

Глава 4. ЭКСПЛУАТАЦИЯ РАССОЛОХРАНИЛИЩ
4.1. Эксплуатация наземных рассолохранилищ
4.2. Эксплуатация подземных рассолохранилищ
4.3. Вопросы для самостоятельной подготовки

Глава 5. ПЕРВОЕ ЗАПОЛНЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ ХРАНИЛИЩ ГАЗООБРАЗНЫХИ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ
5.1. Технологические операции первоначального заполнения подземного резервуара хранимым продуктом
5.2. Процесс отбора рассола из подземного резервуара при первоначальном заполнении природным газом
5.3. Вопросы для самостоятельной подготовки

Глава 6. КОМПЛЕКС РАБОТ ПО ГЕОЛОГИЧЕСКОМУ, ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОМУ, ГЕОФИЗИЧЕСКОМУ И ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ СОПРОВОЖДЕНИЮ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ
6.1. Контроль технологических параметров подземных резервуаров в процессе их эксплуатации
6.2. Технический контроль состояния эксплуатационных скважин
6.3. Газогеохимические исследования
6.4. Мониторинг подземных вод
6.5. Мониторинг поверхностных вод
6.6. Мониторинг дневной поверхности в границах горного отвода подземного хранилища
6.7. Мониторинг атмосферного воздуха
6.8. Шумовое воздействие подземных хранилищ на окружающую среду
6.9. Вопросы для самостоятельной подготовки

ЧАСТЬ 2. ИЗМЕНЕНИЕ КАЧЕСТВА И КОЛИЧЕСТВА ХРАНИМОГО ПРОДУКТА В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНОГО ХРАНИЛИЩА

Глава 7. ИЗМЕНЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ПРИРОДНОГО ГАЗА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ, СОЗДАННЫХ В ОТЛОЖЕНИЯХ КАМЕННОЙ СОЛИ
7.1. Механизм изменения влажности природного газа, находящегося в подземном резервуаре
7.2. Моделирование процесса изменения влажности природного газа при эксплуатации подземных хранилищ
7.3. Изменение влажности природного газа в процессе его закачки в подземный резервуар
7.4. Изменение влажности природного газа в процессе его хранения в подземном резервуаре
7.5. Изменение влажности природного газа в процессе его отбора из подземного резервуара
7.6. Вопросы для самостоятельной подготовки

Глава 8. СРОКИ ХРАНЕНИЯ ГАЗОНЕФТЕПРОДУКТОВ В ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРАХ, СОЗДАННЫХ В ОТЛОЖЕНИЯХ КАМЕННОЙ СОЛИ
8.1. Сроки хранения жидких нефтепродуктов
8.2. Сроки хранения газообразных продуктов
8.3. Вопросы для самостоятельной подготовки

Глава 9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ
9.1. Определение герметичности эксплуатационной скважины
9.2. Определение герметичности подземного резервуара
9.3. Вопросы для самостоятельной подготовки

Глава 10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВМЕСТИМОСТИ ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ
10.1. Методы определения вместимости подземных резервуаров газообразных продуктов
10.2. Термодинамический метод определения вместимости подземного резервуара
10.3. Необходимое количество газа, закачиваемого в подземный резервуар для определения его вместимости
10.4. Определение средней температуры газа по стволу скважины и в выработке-емкости
10.5. Выбор уравнения состояния природного газа
10.6. Определение коэффициента сжимаемости и его производных
10.7. Определение давления газа, находящегося в подземной выработке-емкости
10.8. Время выстаивания подземного резервуара
10.9. Погрешность определения вместимости подземного резервуара
10.10. Вопросы для самостоятельной подготовки

ЧАСТЬ 3. РЕМОНТ ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ

Глава 11. КОНСТРУКЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СКВАЖИН ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ
11.1. Критерии, характеризующие эксплуатационные свойства скважин подземных резервуаров
11.2. Анализ выбора конструкции эксплуатационной скважины
11.3. Конструкция эксплуатационных скважин подземных резервуаров газообразных и жидких продуктов
11.4. Компоновка эксплуатационной скважины подземных резервуаров жидких продуктов
11.5. Компоновка эксплуатационной скважины подземных резервуаров газообразных продуктов
11.6. Вопросы для самостоятельной подготовки

Глава 12. РЕМОНТ СКВАЖИН ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ
12.1. Восстановление герметичности технологических скважин, нарушенной у башмака основной обсадной колонны
12.2. Восстановление герметичности технологических скважин, нарушенной выше башмака основной обсадной колонны
12.3. Вопросы для самостоятельной подготовки

ЧАСТЬ 4. КОНСЕРВАЦИЯ И ЛИКВИДАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ

Глава 13. КОНСЕРВАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ
13.1. Консервация подземного резервуара
13.2. Консервация выработки-емкости
13.3. Консервация технологической скважины
13.4. Промышленная безопасность, техника безопасности, промышленная санитария и противопожарные мероприятия при консервации подземного резервуара
13.5. Мероприятия по охране окружающей среды при консервации подземного резервуара
13.6. Вопросы для самостоятельной подготовки

Глава 14. ЛИКВИДАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ
14.1. Ликвидация подземного резервуара
14.2. Ликвидация выработки-емкости
14.3. Ликвидация технологической скважины
14.4. Ликвидация наземного технологического комплекса
14.5. Промышленная безопасность, техника безопасности, промышленная санитария и противопожарные мероприятия при ликвидации подземного резервуара
14.6. Мероприятия по охране окружающей среды при ликвидации подземного резервуара
14.7. Вопросы для самостоятельной подготовки

ЧАСТЬ 5. ПРИМЕНЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ЭКОНОМИКИ

Глава 15. ПОДЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ГАЗОВОЙ И НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
15.1. Подземные хранилища газов и жидкостей, используемые в газовой промышленности
15.2. Подземные хранилища, используемые в нефтяной промышленности и в системе снабжения нефтепродуктами
15.3. Вопросы для самостоятельной подготовки

Глава 16. ПОДЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ГАЗОВ И КОМПЛЕКСЫ ПО РЕГУЛИРОВАНИЮ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ
16.1. Традиционные воздушно-аккумулирующие газотурбинные электростанции
16.2. Бестопливные воздушно-аккумулирующие газотурбинные электростанции
16.3. Режимы эксплуатации подземных хранилищ воздуха
16.4. Вопросы для самостоятельной подготовки

Глава 17. ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ И ПОДЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ
17.1. Ветряные электростанции
17.2. Солнечные электростанции
17.3. Вопросы для самостоятельной подготовки

Глава 18. ПОДЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ГАЗА ПРИ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ
18.1. Подземное хранение водорода
18.2. Подземное хранение кислорода
18.3. Подземные резервуары для производства водорода и кислорода
18.4. Вопросы для самостоятельной подготовки

ГЛАВА 19. ПОДЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ И ЭКОЛОГИЯ
19.1. Подземные резервуары для захоронения двуокиси углерода
19.2. Использование двуокиси углерода в качестве рабочего тела
19.3. Подземные резервуары для захоронения промышленных отходов, включая радиоактивные
19.4. Вопросы для самостоятельной подготовки

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХРАНИМЫХ ПРОДУКТОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД, ВМЕЩАЮЩИХ ПОДЗЕМНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. КОЭФФИЦИЕНТ ДИФФУЗИИ И РАСТВОРИМОСТЬ МЕТАНА В ХРАНИМЫХ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДАХ
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. РАСЧЕТ ВМЕСТИМОСТИ ПОДЗЕМНОГО РЕЗЕРВУАРА ГАЗА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ