Спосіб закачування газу в підземне сховище та його відбору

Спосіб закачування газу в підземне сховище та його відбору, який включає компримування газу, його закачку у сховище та відбір із сховища, що відрізняється тим, що при закачці газу контролюють тиск газу в магістральному газопроводі, тиск та витрати газу на виході технологічної схеми закачки, нагнітання газу проводять при максима 29135 відбору, різко знижують ефективність роботи сховища газу. Так, при закачці газу, яка виконується впродовж декількох місяців, тиск газу в магістральному газопроводі, з якого відбирають газ для закачки, значно змінюється, відхилення тиску може досягати 30-40% від номінальної його величини як в сторону зростання, так і в сторону зменшення, при цьому при зменшенні тиску в магістральному газопроводі зменшується тиск на виході технологічної схеми закачки, що призводить до зростання витрат газу у сховищі (збільшенню застійних зон), а збільшення тиску в магістральному газопроводі може призвести до перевищення максимально допустимого тиску газу на виході технологічної схеми закачки, що неможливо допустити, тому що може призвести до порушення структури сховища та його руйнуванню, а заходи запобігання підвищення тиску на виході технологічної схеми закачки, ведуть до втрат газу. При відборі газу при коливаннях витрат газу в магістральному газопроводі або при зміні витрат газу, що плануються, на виході технологічної схеми відбору виникає, з одного боку, можливість надлишкових витрат газу, який подається із сховища в магістральний газопровід, а з другого - можливість недопостачання газу в магістральний газопровід. Відомий спосіб закачки газу в підземне сховище (А.с. СССР № 1399584, кл. F17D1/07, 1988, БИ № 20), який включає ступінчасте компримування з використанням стисненого газу високого тиску на кожному ступені для ежектування додаткового об'єму газу низького тиску, компримування та ежектування на кожному ступені на одному режимі однією групою ежекторів при прийнятому максимальному, постійному коефіцієнті ежекції до розрахункового підвищення тиску у сховищі, виконання при цьому, компримування та ежектування після першого ступеня з використанням як високонапорний газ газу на виході наступного ступеня компримування, а як низьконапорного газу - стисненого газу на виході попереднього ступеня компримування і ведуть закачку газу до розрахункового підвищення тиску послідовного ступеню ежектування. Даний спосіб закачування газу так, як і даний спосіб закачування газу в підземне сховище і його відбору, включає закачку та відбір газу із сховища та контроль параметрів газу. Проте, відсутність контролю тиску газу в магістральному газопроводі, тиску і витрати газу на виході технологічної схеми закачки і корегування режиму роботи технологічної схеми закачки або зміни технологічної схеми закачки для підтримання максимального значення тиску газу на виході технологічної схеми закачки при відхиленні тиску газу в магістральному газопроводі від величини, при якій було установлено даний режим роботи технологічної схеми закачки, на величину, більшу встановленого порогу, а при відборі газу відсутність контролю тиску та витрати газу в магістральному газопроводі і витрати газу на виході технологічної схеми відбору і підтримання витрат газу, рівному планованим витратам газу, відсутність зміни режиму роботи технологічної схеми відбору або самої технологічної схеми відбору при відхилені витрат газу в магістральному газопроводі або планованих витрат газу на величину, більшу встановленого порогу, таким чином, щоб забезпе чити потрібні витрати газу на виході технологічної схеми відбору, різко знижують ефективність роботи сховищ газу. Так при закачці газу, яка здійснюється на протязі кількох місяців, тиск газу в магістральному газопроводі, із якого відбирають газ для закачки, змінюється в широких межах, відхилення тиску може дорівнювати 30-40% від номінальної величини тиску як в сторону збільшення, так і в сторону зменшення, при цьому при зменшенні тиску зменшується тиск на виході технологічної схеми закачки, що призводить до збільшення втрат газу у сховищах (збільшення застійних зон), а при збільшенні тиску в магістральному газопроводі може призвести до підвищення максимально допустимого тиску газу на виході технологічної схеми закачки, що недопустимо, тому що може привести до порушення структури сховища та його руйнування, а заходи, які запобігають підвищення тиску на вході технологічної схеми закачки, приводять до втрати газу. При відборі газу при коливаннях витрат газу в магістральному газопроводі або при зміні витрат газу, що плануються, на виході технологічної схеми відбору виникає, з одного боку, можливість надлишкових витрат газу, який подається із сховища в магістральний газопровід, а з другого - можливість недопостачання газу користувачам. Найбільш близьким по технологічній суті являється спосіб закачки газу в підземне сховище (А.с. СССР № 1173126, кл. F17D1/07, 1985, БИ № 30), який включає компримування з використанням газу високого тиску з виходу кожного агрегата для ежектування додаткового об'єму газу низького тиску, який здійснюється за допомогою групи оптимальних для будь-якого числа одночасно працюючих компресорних агрегатів і ежекторів, підключених до вхідних колекторів газу високого і низького тиску усіх ступенів компримування, які настроєні на послідовне підвищення тиску суміші газу у кожній групі від 0,2 до 1,5 Мпа, при цьому проводять попереджувальне підключення наступної групи в режимі закачки газу та відключення попередньої групи ежекторів після виводу на режим наступної підключеної групи. Цей спосіб експлуатації підземних сховищ газу так само, як і заявлюваний спосіб закачки газу у підземне сховище та його відбору включає закачку та відбір газу із сховища та контроль параметрів газу. Однак, відсутність контролю тиску газу в магістральному газопроводі, тиску та витрат газу на виході технологічної схеми закачки при коректуванні режиму роботи технологічної схеми закачки або зміни технологічної схеми закачки для підтримання максимального значення тиску газу на виході технологічної схеми закачки при відхиленні тиску газу в магістральному газопроводі від величини, при якій було встановлено даний режим роботи технологічної схеми закачки, на величину, більшу встановленого порога, а при відборі газу відсутність контролю тиску та витрат газу в магістральному газопроводі та витрат газу на виході технологічної схеми відбору та підтримання витрат газу, на рівні запланованих витрат газу, відсутність змін режиму роботи технологічної схеми відбору або самої технологічної схеми відбору при відхиленні витрат газу в магістральному газопроводі або планованих витрат газу на величину, більшу встановленого порога, таким чином, щоб забезпечити необхідні витрати газу на виході тех 2 29135 нологічної схеми відбору, різко знижують ефективність роботи сховища газу через втрати газу. Так, при закачці газу, яка виконується впродовж декількох місяців, тиск газу в магістральному газопроводі, з якого відбирають газ для закачки, значно змінюється, відхилення тиску може досягати 30-40% від номінальної величини тиску як у сторону зростання, так і в сторону зменшення, при цьому при зменшенні тиску зменшується тиск на вході технологічної схеми закачки, що призводить до зростання втрат газу у сховищі (збільшенню застійних зон), а збільшення тиску в магістральному газопроводі може призвести до перевищення максимально допустимого тиску газу на виході технологічної схеми закачки, що неможливо допустити, тому що це може призвести до порушення структури сховища та його руйнуванню, а заходи запобігання підвищення тиску на виході технологічної схеми закачки, ведуть до втрат газу. При відборі газу при колеваннях витрат газу в магістральному газопроводі або при зміненні витрат газу, що плануються, на виході технологічної схеми відбору виникає, з одного боку, можливість надлишкових витрат газу, який подається із сховища в магістральний газопровід, а з другого боку - можливість недопостачання газу користувачам. В основу винаходу, що пропонується, поставлена задача удосконалення способу закачки газу в підземне сховище та його відбору за рахунок підвищення ефективності роботи сховища газу, який можна досягти за рахунок зменшення витрат газу, з одного боку, через більш швидкий та рівномірний розподіл газу у всьому об'ємі сховища (скорочення застійних зон) шляхом закачки газу з максимально-допустимим тиском, який підтримується при змінах тиску в магістральному газопроводі, а з другого боку, підтриманням витрат газу при відборі, рівним планованим витратам газу. Поставлена задача може бути вирішена тим, що у відомому способі закачки газу в підземне сховище та його відбору, який включає компримування газу, його закачку у сховище та відбір із сховища, згідно винаходу, при закачці газу контролюють тиск газу в магістральному газопроводі, тиск та витрати на виході технологічної схеми закачки, нагнітання газу виконують при максимально допустимому тиску газу на виході технологічної схеми закачки і максимально можливої, при даному тиску в магістральному газопроводі, витраті газу, при відхиленні тиску газу в магістральному газопроводі від величини, для якої був встановлений даний режим роботи технологічної схеми закачки, на величину, більшу встановленого порога, виконують коригування режиму роботи технологічної схеми закачки або зміну технологічної схеми закачки таким чином, щоб тиск газу на виході технологічної схеми закачки був максимально допустимим, а при відборі газу контролюють тиск та витрати газу в магістральному газопроводі та витрати газу на виході технологічної схеми відбору та підтримують витрати газу на виході технологічної схеми відбору, рівними планованим, при зміні витрат газу в магістральному газопроводі або планованих витрат газу на величину, більшу встановленого порога, змінюють технологічну схему відбору або режим її роботи таким чином, щоб забезпечити на виході технологічної схеми відбору потрібні витрати газу. Введення при закачці газу контролю тиску газу в магістральному газопроводі і тиску та витрат газу на виході технологічної схеми закачки, закачки газу при максимально допустимому тиску газу на виході технологічної схеми закачки, який підтримують шляхом коригування режиму роботи технологічної схеми закачки або змінення технологічної схеми закачки при зменшенні або зростанні тиску в магістральному газопроводі на величину, більшу встановленого порога від величини, при якій був встановлений даний режим роботи технологічної схеми закачки, дозволяє підтримувати максимальний тиск весь час закачки і, в наслідок цього, зменшити витрати газу у сховищі, тому що газ найбільш швидко та рівномірно розподіляється по всьому обсязі сховища, що призводить до скорочення застійних зон у сховищі і підвищенню ефективності роботи сховища. Введення при відборі газу контроля тиску та витрат газу в магістральному газопроводі та витрат газу на виході технологічної схеми відбору, підтримання витрат газу на виході технологічної схеми відбору, рівним планованим витратам газу, що здійснюють зміною технологічної схеми відбору або режима її роботи при зміні витрат газу в магістральному газопроводі або планованих витрат газу на величину, більшу встановленого порога, дозволяє оптимізувати відбір газу, а також підвищити ефективність роботи сховища. Встановлений поріг зміни тиску газу при закачці визначається виходячи з статистичних даних по зміні тиску в магістральному газопроводі в період закачки газу у сховище і складає, в залежності від сховища, величину від 5% до 20% від номінальної величини тиску в магістральному газопроводі. Встановлений поріг зміни планованих витрат газу при відборі визначається виходячи з статистичних даних по зміні витрат в період відбору газу із сховища та складає, у залежності від сховища, величину від 5% до 20% від номінальних витрат газу на виході технологічної схеми відбору. Приклад здійснення способу. У відповідності з запланованим способом на початкові закачки визначають максимальний тиск газу на виході технологічної схеми закачки - Рмакс (наприклад, виходячи з максимально можливого пластового тиску у сховищі - Рмакс.сх., який визначається по методиці, наведеній у статті Р.Ф. Гімера, Б.П. Савківа "Про максимально можливі пластові тиски в газосховищах Прикарпаття", Нафтова і газова промисловість. – К., 1996. - № 4, по формулі Рмакс=Рмакс.сх. + Рвтр, де Рмакс - максимальний тиск газу на виході технологічної схеми закачки, Рвтр тиск газу, який втрачається в трубопроводах, по яких газ подається у сховище), та необхідні витрати газу через технологічну схему закачки, виходячи з дебітів підключених свердловин, далі виміряють тиск газу в магістральному газопроводі, з якого відбирається газ для закачки у сховище, і по величині його тиску визначають та встановлюють технологічну схему закачки газу, яка забезпечує необхідні витрати газу через технологічну схему закачки при розрахованому максимальному тиску газу на виході технологічної схеми закачки та по 3 29135 чинають закачку газу у сховище. В процесі закачки контролюють тиск та витрати газу на виході технологічної схеми закачки та тиск в магістральному газопроводі. При відхиленні тиску в магістральному газопроводі на величину, меншу встановленого порога, коректують режим технологічної схеми закачки газу таким чином, щоб підтримати встановлені величини тиску та витрат газу на її виході. При відхиленні тиску газу в магістральному газопроводі на величину, більшу встановленого порога, також коректують режим технологічної схеми закачки газу таким чином, щоб підтримати встановлені величини тиску та витрат газу на її виході, а якщо це неможливо зробити при даній технологічній схемі закачки, то визначають нову технологічну схему закачки газу у сховище, яку встановлюють і продовжують закачку газу у сховище. На початку відбору газу виміряють тиск та витрати газу в магістральному газопроводі та витрати газу на виході технологічної схеми відбору та з урахуванням втрат газу, що плануються, визначають технологічну схему відбору, встановлюють її та починають відбір газу. При відборі газу контролюють тиск та витрати газу в магістральному газопроводі та витрати газу на виході технологічної схеми відбору, а у випадку відхилення витрат газу в магістральному газопроводі або планованих витрат газу на величину, меншу встановленого порога, змінюють режими устаткування технологічної схеми відбору газу таким чином, щоб підтримати плановані витрати газу на виході технологічної схеми відбору. При зміні витрат газу в магістральному газопроводі або планованих витрат газу на величину, більшу встановленого порога, також змінюють режими устаткування технологічної схеми відбору газу таким чином, щоб підтримати витрати газу на виході технологічної схеми відбору, рівним планованим витратам газу, а, якщо це неможливо зробити при даній технологічній схемі відбору, то визначають нову технологічну схему відбору, яку встановлюють і продовжують відбір та подачу газу в магістральний газопровід. Виявлення можливих технологічних схем закачки та відбору газу та вибір оптимальної схеми може виконуватись за допомогою стандартного обчислювального комплекса, а сама схема може бути реалізована або автоматично або вручну за командами диспетчера (оператора) сховища. Експериментальна перевірка способу на пролетарському сховищі газу показала, що при використанні даного способу відбір газу збільшився на 10%. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4