Подземное хранение газа в пустотах горных пород.

Существует возможность сооружения подземных хранилищ газа в непроницаемых горных породах. По конструкции такое ПХГ представляет собой естественную или искусственно созданную емкость в отложениях каменной соли (пласты, массивы, штоки), непроницаемых или практически непроницаемых горных породах (гипс, ангидрит, гранит, глина), заброшенных шахтах, карьерах или других горных выработках. Существуют способы создания емкостей в плотных горных породах специальными методами, например ядерными взрывами.

В России из перечисленных типов ПХГ В непроницаемых горных породах наиболее распространены хранилища, созданные в отложениях каменной соли. Возможность создания таких хранилищ и их экономическая целесообразность основываются на специфических условиях залегания каменной соли и ее физико-химических свойствах. Отложения каменной соли в осадочных породах, как правило, значительны по размерам. Каменная соль устойчива, непроницаема, нерастворима в углеводородных жидкостях, но хорошо растворима в воде.

Залежи каменной соли встречаются в виде пластов и штоков, толщина которых достигает нескольких километров. В России отложения каменной соли встречаются во многих центральных областях, в Сибири, Башкирии и многих других местах. При давлении 15 — 20 МПа и повышенной температуре соль становится пластичной и способна течь. Это свойство соли определяет отсутствие в ней на достаточной глубине пор и трещин. При этом соль легко растворима в воде.

При сооружении хранилищ газа в пустотах соляных отложений необходимым является наличие достаточно мощной и однородной толщи соли (20 — 40 м и более), залегающей на технологически приемлемой глубине. В непосредственной близости от проектируемого хранилища должны быть объекты по утилизации или безопасному захоронению рассола. Кроме того, необходимым условием является наличие необходимых объемов технической воды и энергии.

Подземные хранилища в каменной соли занимают малую площадь и не представляют большой опасности, поэтому их можно размещать достаточно близко от тех объектов, для снабжения которых они сооружены.

При ПХГ в соляных отложениях основным методом сооружения полости в каменной соли является размыв соли водой через специально пробуренные скважины. При этом возможны два метода размыва. Первый состоит в том, что каверна постоянно заполнена водой, рассол отбирают снизу емкости, а свежий растворитель подают в верхнюю часть полости.

Второй способ характеризуется тем, что каверна заполнена жидкостью лишь частично, а размыв идет за счет подачи воды в каверну в виде струй. Вода стекает по стенкам камеры и насыщается солью, при этом раствор откачивается снизу погружными насосами.

Расчетная глубина создаваемой полости зависит от того продукта, который в ней предполагают хранить. Для хранения природного газа емкость должна находиться на достаточно большой глубине. Только при этом в ней можно поддерживать высокое давление и, следовательно, хранить в заданном объеме большое количество газа. Очевидно, что в одном и том же объеме в емкости, находящейся на глубине, например, 1000 м, можно хранить в 10 раз больше газа, чем на глубине 100 м. При учете отклонения от законов для идеального газа разница возрастет еще на 10 — 15 %.