Система инертных газов в добыче природных богатств

Как показала практика Украины, система инертных газов  позволит добиться отличного экономического эффекта, благодаря тому, что работа подземных хранилищ будет оптимизирована.  Исследование касалось создания таких ПХГ, который будут требовать меньше затрат на их эксплуатацию. В этом плане особенно важным казалось использование инертного газа озона, который достаточно прост в своем производстве, и его можно было бы с большой долей вероятности использовать в качестве буферного газа. При этом качество самого природного газа в хранилище пострадать не должно. Система инертных газов может быть использована и в практике Украины, ведь отечественные специалисты произвели необходимые расчеты, которые показали то, что передовые технологии можно позаимствовать у самых ведущих стран. Так азот, это природный газ, который не влияет на коррозийные процессы в оборудовании, которым оснащаются скважины, а также он не влияет на емкостные характеристики пласта, то есть на объекте подземного хранения природного газа. 

Стоимость буферного газа значительно сокращается благодаря тому, что вместо природного газа в буферную зону вводится азот, который и занимает буферный объем. А буферный объем занимает порядка 50 процентов. И именно на его долю приходится до 50 процентов всех затрат, которые используются для строительства хранилищ. Эти технологии относятся к прошлому столетию – 70-ым годам. 

Но уже в конце 70ых годов в Европе система инертных газов рассматривалась в качестве возможной замены буферного газа в хранилище.  Главной причиной для этих исследований стала необходимость снижения затрат на строительство специальных устройств, которые отвечают за буферный объем газа. Впервые же первая операция по замене части  буферного газа была проведена в конце 70-ых годов – в 1979 году. Газовая компания Франции на хранилище  Saint-Clair-sur-Apt, которое расположено в водоносном пласте впервые опробовала эту технологию. А на хранилище  St. Elija та же процедура по замене части буферного газа была осуществлена в 1989 году.  Для того, чтобы произвести все манипуляции, были использованы 10 лет опыта применения инертных газов в этой области. 

Gaz de France применяла этот опыт неоднократно и полностью доказала состоятельность этой методики. После чего были разработаны и продуктивные методики проведения нагнетания азота в газоносные слои ПХГ.  В ходе этих работ применялись современные методы моделирования, при помощи которых прогнозировалось поведение ПХГ вследствие замещения азотом во время эксплуатации, производившейся на протяжении нескольких циклов. В результате было доказано то, что замещение буферного газа на инертную составляющую экономически оправдано и целесообразно. Объем ПХГ напрямую влияет на степень экономического эффекта от применения данной методики. Также значение имеет объем буферного газа, условия эксплуатации и технологические затраты. Самое главное, все упирается в саму стоимость природного газа. Практическое и теоретическое изучение и разработки проводилось на предприятиях и хранилищах, расположенных в Германии, Чешской республике, России.

Почему бы и Украине не апробировать эту методику замещения буферного газа на азот. Это можно использовать в процессе строительства новых хранилищ природного газа. Их сегодня организуют в местах, где ранее действовали газоконденсатные месторождения, но со временем они были истощены. В этих условиях необходимо точно изучить все аспекты дисперсии природного газа во взаимодействии с инертным. Так азот, к примеру, значительно более тяжелый газ, чем, к примеру, метан. Предполагается, что в процессе создания ПХГ и нагнетания в пласт азота, он должен накопиться и осесть в самой нижней части пласта (продуктивного). Поэтому необходимо точно определить, насколько быстро происходит процесс его накопления в пласте.

 Кроме того, для достижения максимального эффекта от нагнетания азота, необходимо производить этот процесс на протяжении нескольких лет. Это напрямую связано с возможностями продуцирования инертного газа при помощи современных установок. Кроме того, сами темпы его нагнетания в пласт не очень велики, эту скорость нужно поддерживать на определенном уровне для того, чтобы происходило оптимальное замещение природного газа и, во-вторых, это позволяет добиться уменьшения влияния процесса дисперсии.  В процессе циклической эксплуатации подобного ПГХ происходят законопеременые термобарические нагрузки на пластах, кроме того, наблюдается и фильтрация неустановленного генеза. Во время циклической эксплуатации подобного типа хранилища, может происходить полный отбор инертного газа, то есть, отобранный газ будет иметь худшие кондиции.  

Поэтому в этом случае потребуется установить  механизмы для повторной закачки инертного газа обратно в пласт. Поэтому потребуются дополнительные вложения денег, что, несомненно скажется на времени окупаемости данного проекта. Но зарубежные специалисты наглядно демонстрируют то, что подобные хранилища полностью рентабельны и опыт их использования  включает в себя годы безупречной службы. В качестве буферного газа в таких хранилищах может использоваться до 20 процентов азота и его максимальная концентрация в природном газе может достигать 5 процентов. 

А значит, можно говорить о том, что замещение буферного газа на инертный азот может быть экономически выгодным предприятием, это имеет теоретические практические доказательства в мировой практике. Во-вторых ,эти системы можно использовать не только во вновь создаваемых хранилищах, для которых  закаченный газ будет переходить в контурную зону, но и в тех хранилищах ,где закачку инертного газа можно осуществлять посредством периферийных скважин. 

Если же продуктивные слои в ПХГ будут обладать примерно одинаковым показателем проницаемости, то можно ожидать того, что природный газ не будет смешиваться с инертный составляющей, а значит, можно ожидать хорошего качества конечного продукта.