Хранения газа  Коненков .В.Ю   

стр.25-36-27-101-121                                                                                               

                                                                                            ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы.
В топливно-энергетическом балансе России около 80% составляют газ, нефть и продукты их переработки. В условиях характерной для Российской Федерации географической разобщенности районов добычи, переработки и использования жидких и газообразных углеводородов, совпадения; по времени максимального спроса на топливо, на электро- и теплоэнергию, увеличения экспортных поставок, старения существующих тазо- и нефтепроводов многократно повышается роль подземного хранения газонефтепродуктов.
Подземное хранение является основным и наиболее эффективным методом обеспечения надежности газоснабжения и позволяет решить весь комплекс задач, связанных с регулированием неравномерности газопотребления (сезонной, суточной, часовой) и резервированием газоснабжения (в аномально холодные зимы, экспорта газа, оперативного резервирования газотранспортных систем, долгосрочного резервирования добычи газа).
Основными способами подземного хранения газа являются хранение в водоносных пластах и истощенных месторождениях (пористых структурах).
ЕСГ России насчитывает 22 подземных хранилища газа (ПХГ).
Как известно, ПХГ, созданные в пористых геологических структурах, используются в основном, как регуляторы сезонной; неравномерности газопотребления. В настоящее время в России в ПХГ в пористых структурах созданы запасы активного газа, которые составляют примерно 12 •*- 15 % от объема годового потребления газа.
Наряду с сезонными запасами газа для надежного функционирования ЕСГ необходимы запасы для регулирования суточной и часовой неравномерности газопотребления и резервы для покрытия нештатных изменений спроса
или предложения, которые составляют 10 -j- 15 % от объема сезонной неравномерности газопотребления. Покрытие пикового спроса должно осуществляться в короткие сроки и с высокой производительностью подачи газа.
В наибольшей степени этим условиям отвечают ПХГ, создаваемые в отложениях каменной соли. Такие хранилища способны работать в пиковом режиме эксплуатации, не требуют большого отвода земель в постоянное пользование, обеспечивают высокий уровень экологической, промышленной и гражданской безопасности, имеют высокую пожаро- взрывобезопасность и защищенность от воздействия современного оружия.
В теологическом отношении территория России обладает огромным потенциалом для создания подземных хранилищ в каменной соли. В европейской части расположено девять соляных площадей и бассейнов, в азиатской — шесть.
Анализ потребности в хранилищах природного газа в каменной соли, обеспечивающих устойчивое и надежное функционирование ЕСГ, показал, что на ближайшую перспективу для различных регионов страны необходимо построить 121 подземный резервуар.
С увеличением количества эксплуатирующихся подземных резервуаров важной задачей становится разработка новых технологий и техники эксплуатации ПХГ, обеспечивающих увеличение производительности отбора газа при том же геометрическом объеме хранилища, уменьшение потерь и расхода газа на собственные нужды, уменьшение площадей застройки, снижение металлоемкости оборудования и затрат на охрану окружающей среды.
Решение этой задачи невозможно без разработки методов расчета и оптимизации режимов эксплуатации подземных хранилищ путем моделирования процессов закачки, хранения и отбора с использованием современного математического и программного обеспечения.
Сложность взаимодействий и процессов в элементах ПХГ при его эксплуатации приводит к необходимости разделения общего алгоритма на ряд алгоритмов расчета отдельных элементов, таких, как подземные выработки-емкости, скважины, газопроводы-шлейфы, компрессоры и др. Вместе с тем, цельность технологического комплекса приводит к необходимости объединения всех отдельных алгоритмов в единую структуру и представления ПХГ единым математическим объектом. Кроме того, для выбора оптимальных режимов эксплуатации ПХГ необходимо моделировать различные газодинамические процессы в запорных и регулирующих устройствах (задвижках и т.п.).
Для расчета и оптимизации режимов отбора газа из подземного хранилища в каменной соли с использованием математических моделей \ и алгоритмов, соответствующих современным требованиям, необходимо создать.новые методы расчета и оптимизации режимов отбора из ПХГ, а также реализовать их в виде компьютерной программы и апробировать на натурных экспериментах.
Новые методы расчета и оптимизации должны позволять прогнозировать с требуемыми быстротой и достоверностью, как режимы отбора газа с высокими скоростями изменения параметров, например, при большой производительности отбора, исследование которых очень актуально для современных проектов ПХГ в каменной соли, так и режимы с относительно медленным изменением параметров.
Кроме того, эти методы должны включать в себя алгоритмы определения влагосодержания газа, отбираемого из подземного резервуара, условий гидратообразования в любой точке технологической схемы и оптимизации основных технологических параметров режимов отбора из ПХГ в каменной соли.
Таким образом, разработка методов расчета и оптимизации режимов от-
бора из ПХГ в каменной соли является актуальной научно-технической проблемой.
Цель работы
Цель работы заключается в разработке методов расчета и оптимизации режимов отбора газа из подземного хранилища в каменной соли.
Основные задачи работы
1. Анализ и обобщение существующих в России и за рубежом методов расчета и оптимизации режимов эксплуатации подземного хранилища газа в каменной соли.
2. Анализ режимов отбора газа из подземного хранилища газа в каменной соли и определяющих их параметров.
3. Разработка математических моделей тепловых, газодинамических и других процессов, протекающих в элементах подземного хранилища газа в каменной соли при отборе.
4. Разработка на основе созданных математических моделей и структурного моделирования метода расчета режимов отбора газа из подземного хранилища газа в каменной соли и реализация его в виде программного комплекса для ПЭВМ.
5. Апробация метода расчета режимов отбора газа из подземного хранилища в каменной соли на основе производственно-экспериментальных данных.
6. Разработка с помощью нового метода расчета рекомендаций по выбору оптимальных с точки зрения режима отбора газа конструкций эксплуатационных скважин подземных резервуаров.
7. Разработка метода оптимизации режимов отбора газа из подземного хранилища в каменной соли, состоящего как из единичного, так и из группы подземных резервуаров.
8. Выбор оптимального распределения суммарной производительности отбора газа между единичными резервуарами подземного хранилища, состоящего из произвольного количества резервуаров.