PL168908B1 - Sposób dostarczania gazu do użytkowników gazu - Google Patents

Abstract

1. Sposób dostarczania gazu do użytkownikówgazu, obejmujący następujące etapy: tworzenie zbiornika zasobnikowego, napełnianie go gazem i dostarczanie gazu do użytkownika gazu, znamienny tym, że wspomniany zbiornik zasobnikowy tworzy się nad nasyconym gazem poziomem wodonośnym i wspomniany tak utworzony zbiornik zasobnikowy napełnia się gazem poprzez okresowe oddziaływanie z zewnątrz na wspomniany poziom wodonośny nasycony gazem.

Description

Przedmiotem wynalazku są sposoby dostawy gazu do użytkowników gazu, a konkretnie sposób zaopatrywania odbiorców gazu w gaz poprzez tworzenie zbiornika zasobnikowego, korzystnie w bezpośrednim sąsiedztwie odbiorcy gazu, napełnianie go gazem odprowadzonym z nasyconym gazem pokładów wodonośnych, a następnie odzyskiwanie gazu według potrzeb.

Wynalazek może korzystnie być stosowany do tworzenia zbiorników gazu gotowego do użycia i do dostarczania z nich gazu do użytkowników w sposób prosty i niezawodny.

Ogólnie wiadomo, iż gaz produkowany jest ze złóż gazu, kondensatu gazowego lub kondensatu gazowo-naftowego, w obszarach ich tworzenia się w sposób naturalny, co trwa (z punktu widzenia geologii) bardzo długo, podczas gdy użytkownicy gazu (tacy jak przedsiębiorstwa przymysłowe, usługi miejskie, itp) są zazwyczaj zaopatrywani w gaz przy użyciu następującej procedury: wydobycie gazu ze złóż - obróbka gazu na miejscu - przesyłanie gazu do obszarów użytkowania gazu, gdzie tworzone są zbiorniki zasobnikowe i napełniane gazem, stając się źródłem gazu, z którego w miarę potrzeby użytkownicy zaopatrywani są w gaz.

W celu rozwiązania opisanego powyżej problemu w stanie techniki często wykorzystywano (i wykorzystuje się nadal) podziemne zbiorniki do przechowywania gazu w pobliżu obszarów w których jest on zużywany. Taka dokładnie technika opisana jest na przykład w książce Trebina F. A. Yu. F. Makogona i K. S. Basnieva Produkcja Naturalnego Gazu, Wydawnictwo Nedra, Moskwa, 1976, str. 368. Techniką znaną według stanu techniki jest

168 908 wykorzystywanie podziemnych zbiorników pułapkowych powstałych w wyniku naturalnie występujących procesów geologicznych w poszukiwaniu naturalnie utworzonych złóż gazowych i ocenie zasobów gazu na podstawie spadków ciśnienia warstwy. Na przykład, radzieckie świadectwo wynalazcze nr 1 032 171 (opublikowane 30 lipca 1983) przedstawia sposób, według którego pułapka umieszczona nad złożem gazu wykorzystana jest do oceny zasobów gazu w oparciu o spadek ciśnienia w pułapce podczas przepływu strumienia gazu przez pułapkę, lecz gaz w ten sposób przepuszczany nie jest odzyskiwany.

Radzieckie świadectwo wynalazcze nr 442 287 (opublikowane 21 listopada 1974) zapewnia sposób według którego swobodny gaz uwalniany jest ze złóż gazowo-hydratowych przez poddanie ich działaniu wibracji wytwarzanych przez emiter elektromagnetyczny lub przez wiertło magnetostrykcyjne umieszczone w odwiercie gazowym.

Równie znany w stanie techniki (radzieckie świadectwo wynalazcze nr 859 606, opublikowane 5 października 1981) jest sposób eksploatacji odwiertu naftowego, według którego źródło wibracji akustycznych zanurzone zostaję w odwiercie naftowym w celu uwolnienia gazu ze słupa cieczy w odwiercie naftowym, po czym odwiert naftowy eksploatowany jest metodątypu gaslift.

Sposobem również znanym ze stanu techniki jest produkcja gazu poprzez wymuszenie transportu gazu do powierzchni gruntu przez strumień cieczy warstwy podziemnej, a następnie oddzielenie gazu od cieczy (Informator o Produkcji Ropy Naftowej, Wydawnictwo NEDRA, Moskwa, 1974, str. 511-512).

Opisy patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 040 487 (opublikowany 9 sierpnia 1974) oraz nr 4 116 276 (opublikowany 26 września 1978) opisująsposób zwiększania produkcji gazu naturalnego z poziomu wodonośnego zawierającego wodę i gaz, przez pompowanie z niego wody.

Również znane ze stanu techniki są sposoby odzyskiwania węglowodorów z nich naturalnie występujących złóż przy użyciu efektów wibracyjnych lub akustycznych (opisy patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 952 800, opublikowany 27 kwietnia 1975, nr. 4 060 128 opublikowany 29 listopada 1977 oraz nr 4 114 689 opublikowany 19 września 1978, nr. 4 417 621 opublikowany 29 listopada 1983) z towarzyszeniem efektów termicznych (na przykład opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 049 053 opublikowany 20 września 1977) lub przy użyciu wpływu pola elektromagnetycznego (opisy patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 084 638 z 18 kwietnia 1978, nr. 4 164 978 z 21 sierpnia 1979, nr. 4 638 863 z 25 lipca 1986 i nr 4 705 108 z 10 listopada 1987).

Jednakże żaden z wymienionych wyżej opisów nie uwzględnia uwalniania gazu z nasyconych gazem warstw wodonośnych, tworzenia zbiorników zasobnikowych, rozbudowy nowych pól wydobywczych i tym podobnych zagadnień.

Wymienione wyżej opisy zawierają następujące główne wady:

- wykorzystywanie zbiorników zasobnikowych do podziemnego przechowywania gazu w pobliżu użytkowników gazu, przy czym takie zbiorniki wypełnione są gazem wydobytym wcześniej, przesłanym z obszarów wydobywania gazu, usytuowanych z reguły na dużych odległościach od użytkowników gazu. Taki system dostawy gazu do użytkowników gazu wymaga budowy magistrali, przepompowni, i tym podobnych, co łączy się ze znacznymi nakładami finansowymi oraz kosztami materiałów, energii i innych,

- wydobywanie na powierzchnię nasyconej gazem wody z warstwy geologicznej, następnie oddzielanie gazu jest ze względów praktycznych przedsięwzięciem nieopłacalnym, gdyż wymaga przemieszczania znacznych ilości cieczy i związane jest z wieloma innymi kłopotami spowodowanymi wysokim stopniem mineralizacji wód z warstwy geologicznej,

- wydobywanie gazu z poziomu wodonośnego przez zredukowanie jego ciśnienia przez ciągłe wypompowywanie wody przez dłuższy czas (co najmniej jeden rok) posiada takie same wady jak wymieniono powyżej (woda musi być wypompowywana z każdego odwiertu w ilościach 15 do 25 x 10 baryłek dziennie), gaz odzyskiwany jest powoli i jego odzyskiwanie z poziomu jest niekompletne.

168 908

Pozostałe przywołania ze stanu techniki związane są z naturalnymi złożami węglowodorów, już zagospodarowanymi.

Tymczasem, złoża węglowodorów zagospodarowane od dawna ulegają stopniowemu wyczerpaniu, zaś nowoodkiyte złoża usytuowane są zazwyczaj na znacznych odległościach od obszarów przemysłowych i innych regionów, gdzie gaz ziemny jest zużywany i przesyłanie gazu do odbiorców stanowi problem pod względem kapitało- i pracochłonności. Zaś co do tworzenia się nowych złóż w wyniku naturalnych procesów zachodzących w głębi ziemi, to trwa to całe okresy geologiczne.

W związku z tym, problem przemysłowego odzyskiwania gazu z innych jego źródeł staje się coraz bardziej aktualny, zwłaszcza zagadnienie produkcji gazu z poziomów wodonośnych zawierających gaz, mimo iż do niedawna bezpośrednie odzyskiwanie gazu z takich poziomów uważane było za niemożliwe lub co najmniej przemysłowo nieopłacalne. Chodzi o to, że takie poziomy występują dość często w przyrodzie i częstokroć mogą być wykryte w pobliżu obszarów w których gaz jest zużywany. Nierzadko takie poziomy łączą się ze sobą, tworząc rozległe podziemne pola, zajmujące dość znaczne powierzchnie dochodzące do kilku tysięcy kilometrów kwadratowych, a nawet więcej. Ich wykorzystanie do odzyskania gazu, zwłaszcza w tych obszarach gdzie nie występują złoża gazu ziemnego czy kondensatu gazowo-naftowego, umożliwiłoby znaczne zwiększenie tonażu produkowanego gazu i ułatwiło rozwiązanie zagadnienia zaopatrywania odbiorców w gaz.

Aż do opracowania niniejszego wynalazku, produkcji gazu z poziomów wodonośnych na skalę przemysłową nie poświęcano należytej uwagi ze względu na pracochłonność i małą wydajność dotychczasowych znanych sposobów.

Obecny wynalazek ma na celu rozwiązanie tego problemu.

Celem obecnego wynalazku jest rozwój sposobu zaopatrywania odbiorców w gaz z nasyconych gazem poziomów wodonośnych, w celu zwiększenia objętości gazu wydobywanych z zasobów gazu i zmniej szenia kosztów związanych z przesyłaniem gazu. Innym celem obecnego wynalazku jest wykorzystanie naturalnych lub sztucznych źródeł sprężystych wibracji występujących w tym czy innym obszarze w celu zmniejszenia zużycia mocy przy produkcji gazu z takich poziomów.

Wyżej określone cele osiągane są dzięki wytworzeniu zbiornika zasobnikowego nad nasyconym gazem poziomem wodonośnym i napełnianiu go gazem poprzez okresowe poddawanie nasyconego gazem poziomu wodonośnego oddziaływaniu rozmaitych czynników. Stwierdzono, iż właśnie połączone działanie tych czynników umożliwia wydajne i niezawodne wydobycie gazu z nasyconych gazem poziomów wodonośnych i magazynowanie go w utworzonym w ten sposób zbiorniku zasobnikowym dla zapewnienia ciągłej dostawy gazu do odbiorców.

Okresowe oddziaływanie na nasycony gazem poziom wodonośny może być dokonywane przez generowanie w omawianym poziomie sprężystych wibracji, na przykład indukowanych przez wybuchy i/lub przy pomocy źródeł fal akustycznych, wibracyjnych lub sejsmicznych.

Oddziaływanie takie można przeprowadzić poprzez podnoszenie temperatury przez np. wstrzykiwanie do poziomu wodonośnego gorącej pary (szczególnie poprzez otwór zasilający), łub przy użyciu ciepła generowanego przez grzejnik elektryczny zanurzony w poziom, np. w szybie wydobywczym gazu. Korzystne jest stosowanie efektów termicznych, gdy gaz występuje w postaci hydratów gazowych.

Na nasycony gazem poziom wodonośny oddziaływać można również przy użyciu pola elektromagnetycznego, na przykład poprzez wyładowania elektryczne emitowane przez iskierki lub elektrody zanurzone w warstwie wodonośnej i zasilane stałym napięciem lub, np. napięciem z modulacją częstotliwościową.

Sprężyste wibracje oraz prąd elektryczny oddziaływrnjąnie tylko na procesy zachodzące w cieczach lecz również wywierają wpływ na właściwości akumulacyjne warstwy geologicznej. Na przykład, w wyniku poddania poziomu nasyconego wodą/gazem działaniu impulsów elektrycznych wytwarzane sąefekty termiczne, elektromagnetyczne i fizyko-chemiczne (np. impulsy

168 908 prądu elektrycznego wywołujązjawiska elektrolizy, elektroosmozy, itp.), jak również zakłócenia sprężyste, przede wszystkim fale udarowe sprzyjające rozszczepianiu warstwy zbiorczej, przyspieszeniu przepływu uwalniającego się gazu w kierunku odwiertów gazowych i pełniejszemu odzyskowi gazu z warstw geologicznych.

Przez poddanie nasyconego gazem poziomu wodonośnego okresowemu działaniu wibracji sprężystych możliwe jest znaczne przyspieszenie procesów uwalniania gazu oraz zwiększenie i natężenie przepływu gazu w kierunku zbiornika zasobnikowego. Przy pomocy wibracji można kontrolować warunki przepływu gazu. Stosując wibracje o niskiej częstotliwości w zakresie od 0,1 do 60 Hz, możliwe jest, przy pomocy pojedynczego źródła wibracji sejsmicznych usytuowanych na powierzchni gruntu, jednoczesne oddziaływanie na kilka nasyconych gazem poziomów wodonośnych zajmujących znaczne powierzchnie i występujących na znacznych głębokościach. Stosowanie takich wibracji zapewnia również najwyższy możliwy stopień wydajności.

Równie możliwe jest uzyskanie okresowego efektu odgazowującego w nasyconym gazem poziomie wodonośnym przez zapewnienie różnicy ciśnień, na przykład przez zapewnienie okresowego odprowadzania wody z poziomu wodonośnego.

Możliwe jest również okresowe oddziaływanie na nasycony gazem poziom wodonośny poprzez wykorzystanie jednocześnie wszystkich wymienionych wyżej czynników w rozmaitych połączeniach i przy użyciu rozmaitych źródeł tych oddziaływań, zależnie od specyficznych warunków eksploatacyjnych. Podczas takiego działania mechanizm i zasięg oddziaływania na podmiot przy użyciu takich połączonych czynników określane są nie tylko przez proste zsumowanie mechanizmów działania poszczególnych czynników, lecz raczej przez ilościowo i jakościowo nowe efekty wywołane przez takie połączenia. Skuteczność sposobu według obecnego wynalazku zwiększana jest przez wykorzystanie efektów połączonych. I tak, na przykład, jeśli działanie sprężystych wibracji połączone jest z oddziaływaniem zmniejszonym ciśnieniem efekt odgazowania staje się bardziej wyraźny i następuje o wiele szybciej niż w przypadku stosowania pojedynczo tych czynników.

Korzystnie okresowe oddziaływanie z zewnątrz na nasycony gazem poziom wodonośny dokonuje się przez generowanie sprężystych wibracji.

Korzystnie zbiornik zasobnikowy nad nasyconym gazem poziomem wodonośnym tworzy się w obszarach, gdzie dostępne są źródła naturalnych lub sztucznie wytworzonych wibracji.

Korzystnie okresowe oddziaływanie z zewnątrz na nasycony gazem poziom wodonośny dokonuje się przez zapewnienie różnicy ciśnień.

Korzystnie okresowe oddziaływanie z zewnątrz na nasycony gazem poziom wodonośny dokonuje się przez podwyższenie temperatury.

Korzystnie okresowe oddziaływanie z zewnątrz na nasycony gazem poziom wodonośny dokonuje się przy pomocy pola elektromagnetycznego.

Korzystnie okresowe oddziaływanie z zewnątrz na nasycony gazem poziom wodonośny dokonuje się przez połączenie dwóch lub paru wspomnianych czynników działających odgazowująco, takich jak generowanie sprężystych wibracji, zapewnienie różnicy ciśnień, podwyższenie temperatury i wytworzenie pola elektromagnetycznego.

Poza wymienionymi wyżej czynnikami można zastosować jakiekolwiek inne znane ze stanu techniki i prowadzące do uwolnienia gazu z nasyconych gazem poziomów wodonośnych.

Okresowość oddziaływań jest podyktowana całością charakterystycznych parametrów, a mianowicie: parametrów bieżące warunki nasyconego gazem poziomu wodonośnego (łącznie ciśnieniem, temperaturą, objętością właściwą), jego składu, właściwości fizycznych i fizykochemicznych (łącznie z właściwościami relaksacyjnymi) cieczy i formacji, ich zmian pod działaniem różnych zastosowanych czynników, właściwości akumulacyjne i inne skał, charakterystyka rezonacyjna warstw, stopień i prędkość napełniania zbiornika zasobnikowego, odbiór gazu dla potrzeb użytkowników i inne czynniki.

Gdy nasycony gazem poziom wodonośny poddany zostaje działaniu opisanych powyżej czynników rozpoczyna się w nim uwalnianie gazu, przy czym gaz uwalniany jest pod rozmaitymi postaciami: w stanie rozpuszczonym, w stanie wolnym, jako pęcherzyki gazu, jako związki

168 908 uwodnione gazu itp. Uwalnianie gazu z takich poziomów nie następuje jednak równomiernie, który to fakt łączy się z ich strukturą geologiczną i stopniem nasycenia gazem. Ponadto nierównomiemość uwalniania gazu nie może być wyeliminowana poprzez regulację okresowości działań odgazowujących. Ta właśnie niejednorodność uniemożliwia wykorzystanie uwolnionego gazu dla bezpośredniej dostawy do użytkowników gazu a nawet najprostszego, ekonomicznie efektywnego transportu z powodu nagłych spadków i wzrostów ciśnienia gazu i gwałtownych zmian prędkości przepływu gazu, przez co konieczne jest łączne stosowanie wspomnianych powyżej czynników.

Według wynalazku, poza okresowym oddziaływaniem odgazowującym na nasycony gazem poziom wodonośny celowe jest zastosowanie utworzenia, w połączeniu z nim, co najmniej jednego zbiornika zasobnikowego nad tym poziomem. Pojęcie zbiornik zasobnikowy” jest tu używane do oznaczenia pewnej pojemności mogącej przyjąć uwolniony gaz, na przykład podziemnych pustych przestrzeni i wgłębień oraz dla oznaczenia pewnej pojemności przestrzennej posiadającej większąporowatość i przepuszczalność gazu niż nakład geologiczny otaczający nasycony gazem poziom wodonośny.

Pojęcie “formacja”, w zależności od określonych warunków geologicznych, może oznaczać najrozmaitsze operacje. Może to być wykryte strukturalne wyłonienie, w którym, po wywierceniu otworów i ich uszczelnieniu, tworzony jest zbiornik, na przykład przez wysadzenie ładunkiem wybuchowym, przez stopienie skał wiecznej zmarzliny, przez wypłukanie grot w pokładach soli, gliny itp., przez zastosowanie dodatkowego wzmocnienia ścian, a zwłaszcza stropu przy użyciu dowolnych konwencjonalnych sposobów. Można uformować szereg zbiorników zasobnikowych rozmieszczonych nad różnymi nasyconymi gazem poziomami wodonośnymi. Ponadto te zbiorniki zasobnikowe mogą być łączone nawzajem hydrodynamiczne.

W procesie okresowego oddziaływania na nasycony gazem poziom wodonośny i uwalniania z niego gazu uformowany w ten sposób zbiornik zasobnikowy zostaje stopniowo napełniony. Obecny sposób nie wyklucza możliwości kierowania uwolnionego z warstwy wodonośnej gazu do wzbogacania (wypełnienia) leżących powyżej warstw nasyconych węglowodorami.

Ściśle rzecz biorąc formuje się nowe złoże gazu lub zbiornik gazu, który stanowi tym razem wypełniony gazem i ponownie napełniany zbiornik zasobowy.

W związku z tym niejednorodność uwalniania gazu z oryginalnego nasyconego gazem poziomu wodonośnego staje się nieistotna ponieważjest ona również nieistotna w geologicznych procesach powstawania złóż gazu, podczas gdy uformowane w ten sposób złoże gazu może być wykorzystywane bezpośrednio jako dostatecznie stabilne źródło zasilania gazem.

Znaczny zasięg nasyconych gazem poziomów wodonośnych, które dzięki obecnemu wynalazkowi, mogą być potencjalnie wykorzystane do przemysłowej produkcji gazu, umożliwia przy pewnym stopniu swobody wybranie określonych obszarów do uformowania zbiornika zasobnikowego nad takimi poziomami i, odpowiednio, wybranie obszarów dla okresowego oddziaływania odgazowującego na te poziomy. Jest sprawą naturalną, że za jedną z najbardziej odpowiednich alternatyw można uważać wybór obszaru w pobliżu potencjalnego użytkownika gazu, ponieważ umożliwia to dokonanie oszczędności na transporcie gazu.

Sama możliwość dokonania wyboru umożliwia również uformowanie zbiornika zasobnikowego nad nasyconym gazem poziomem wodonośnym w miejscach lokalizacji naturalnych lub sztucznych źródeł drgań sprężystych. Ściśle mówiąc, może to być wybór sejsmicznie aktywnego obszaru lub rejonu usytuowanego w pobliżu pracujących hydroelektrowni, linii kolejowych, poligonów wojskowych, kamieniołomów, w których stosuje się materiały wybuchowe, przedsiębiorstw przemysłowych itp. Każdorazowo leżący poniżej nasycony gazem poziom wodonośny jest poddawany w obrębie obszaru, w którym uwalniany jest gaz w celu napełnienia zbiornika zasobnikowego, działaniu sprężystych drgań wytwarzanych przez wymienione wyżej źródła, przez co jest mniejsze zapotrzebowanie na sztuczne oddziaływanie i w konsekwencji mniejsze zużycie energii do produkcji gazu.

168 908

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie jeden z przykładów wykonania sposobu według wynalazku, w którym lokalne źródło, zanurzone w poziomie za pośrednictwem odwiertu gazowego, oddziaływuj e odgazowująco na nasycony gazem poziom wodonośny. Fig. 2 - inny przykład wykonania sposobu według wynalazku, w którym nasycony gazem poziom wodonośny poddany jest połączonemu działaniu różnych źródeł oddziaływujących odgazowująco. Fig. 3 - jeszcze inny przykład wykonania sposobu według wynalazku, w którym zbiornik zasobnikowy nad nasyconym gazem poziomem wodonośnym tworzony jest w pobliżu źródła naturalnej lub sztucznie wytworzonej wibracji.

Co najmniej jeden odwiert 2 (fig. 1) zanurzony jest nad nasyconym gazem poziomem wodonośnym 1 w obszarze wygodnym do pracy lub wybranym ze względu na inne czynniki. W celu umożliwienia odbioru uwalnianego gazu podejmowane są prace w celu utworzenia ponad poziomem sztucznej jamy tzn. zbiornika zasobnikowego 3. Jednocześnie zapewnia się środki do odprowadzania gazu ze zbiornika zasobnikowego, przez tworzenie perforowanego odcinka 4 gazowego odwiertu 2.

Następnie, nasycony gazem poziom wodonośny poddawany jest oddziaływaniu z zewnątrz. Według jednego z przykładów wykonania obecnego wynalazku, nasycony gazem poziom wodonośny poddawany jest działaniu wyładowań elektrycznych wytwarzanych przez iskiernik pokazany schematycznie jako źródło 5 miejscowego działania odgazowującego. Ładunek wybuchowy może również stanowić źródło miejscowego działania odgazowującego. Według innego przykładu wykonania obecnego wynalazku poziom poddawany jest działaniu pola elektromagnetycznego generowanego przez elektrody 6 wpuszczone w specjalnie wykonane pomocnicze odwierty przedstawione na fig. 2. Oddziaływanie z zewnątrz może również być dokonywane przy pomocy źródła 7 sprężystych wibracji, umieszczonego na powierzchni gruntu (fig. 2). We wszystkich tych przykładach wykonania, skuteczność oddziaływania z zewnątrz wzmacniane jest przez zapewnienie różnicy ciśnień, na przykład przez częściowe odprowadzenie wody poprzez gazowy odwiert 2, a tym samym zredukowanie ciśnienia w poziomie wodonośnym. Jak stwierdzono powyżej, oddziaływanie z zewnątrz może być połączone, jak pokazano na fig. 2.

Ponadto, w przypadku tworzenia zbiornika zasobnikowego w pobliżu naturalnych lub sztucznie wytwarzanych wibracji sprężystych, jak pokazano schematycznie na fig. 3, możliwe jest znaczne zmniejszenie potrzeby dodatkowego stosowania specjalnych efektów odgazowujących, gdyż sprężyste fale sejsmiczne, oddziałując na nasycony gazem poziom wodonośny, wspierają znacznie nasilają proces uwalniania gazu.

We wszystkich opisanych powyżej alternatywnych przykładach wykonania odgazowującego działania z zewnątrz, gaz zawarty w nasyconym gazem poziomie wodonośnym zaczyna się uwalniać. Ponieważ gęstość względna gazu jest mniejsza niż wody, gaz unosi się, zbiera wewnątrz zbiornika zasobnikowego, i może być z niego odprowadzany przez perforowany odcinek odwiertu gazowego. W celu zrealizowania sposobu według wynalazku gazowy odwiert 2 o głębokości 1200 m wprowadzany jest do nasyconego gazem poziomu wodonośnego, o następujących parametrach:

- głębokość zalegania 1000 - 1500 m

- pojemność zbiornika (basenu wodonośnego) 500 m³

- objętość właściwa rozpuszczonego gazu 1,5-2 m3/m3

- skład rozpuszczonego gazu, zawierającego: CH4-95-98% C2H6-C5Hi2-0,5-0,3%

- ciśnienie pokładu 10-15 MPa

- temperatura pokładu 20°C

- gęstość wody 1,011

Zasobnikowy zbiornik 3 tworzony jest w sposób sam w sobie znany, na granicy między warstwą gliniastą i piaszczystą (jedno z załamań wymaga uszczelniania, którego dokonuje się przez cementację). Źródło 5 wibracji opuszczono przy pomocy liny, poprzez odwiert gazowy do wodonośnego poziomu 1. Następnie, poziom został poddany oddziaływaniu wibracji falowa8

168 908 nia przy wykorzystaniu procedury przedstawionej na fig. 1. Podczas przechodzenia sprężystych wibracji (i później) poprzez poziom wodonośny, gaz w nim rozpuszczony zaczyna się uwalniać. Ponieważ ma on mniejszą gęstość względną niż woda, gaz unosi się, zbiera w zbiorniku zasobnikowym, a następnie odprowadzany jest na powierzchnię poprzez perforowany odcinek gazowego odwiertu 4, przy czym warunki odprowadzania gazu przez odwiert są kontrolowane.

Prześledzimy obecnie przykład wykonania sposobu według wynalazku w obszarze aktywnym sejsmicznie, w którym nasycony, gazem poziom wodonośny, występujący na poziomie formacji jurajskiej posiada następujące parametry:

- woda typu chlorkowo-wapniowego o łącznym stopniu mineralizacji od 91 do 147 g/l

- woda zawiera zwiększone stężenie jodu 1-12 mg/l oraz bromu 294 - 426 mg/l

Woda w warstwie posiada wysoki stopień nasycenia gazem (2.581 - 3.172 n.cm³/l). Gazy rozpuszczone w wodzie są głównie gazami metalowymi i ich stężenie osiąga 83 - 95%. Stężenie ciężkiego węglowodoru nie przekracza 5%. Gazy zawierają również azot w ilości 10% oraz składniki kwasowe w ilości do 0,5% zaś ciśnienie rozpuszczonych gazów osiąga wartości 21 51 MPa.

W celu zrealizowania tego konkretnego sposobu według wynalazku, wykonuje się odwiert do głębokości około 3,000 m. Zbiornik zasobnikowy tworzy się w w/w sposób, w celu gromadzenia w nim gazu uwalnianego w wyniku oddziaływania sejsmicznego. Po upływie okresu osadzania i ustalania się powierzchni rozdziału gazu i wody, możliwe jest rozpoczęcie odprowadzania gazu. Prędkość odprowadzania gazu ze zbiornika zasobnikowego zależy od przemieszczania powierzchni rozdziału gazu i wody (GWC) i określana jest przez położenie tej powierzchni. Odprowadzanie gazu jest z górnej części zbiornika zasobnikowego, podczas gdy dolna część wykorzystywanajest do kontrolowania położenia powierzchni rozdziału gazu i wody metodami geofizycznymi. Jeżeli przez dłuższy czas nie następują zjawiska sejsmologiczne, stosuje się niektóre z wyżej wymienionych sposobów odgazowywania przez dodatkowe oddziaływanie. Tak więc sposób według wynalazku umożliwia rozwiązanie jednocześnie zagadnień z odzyskiwaniem, gromadzeniem i magnetyzowaniem gazu i wszystko to w bezpośrednim sąsiedztwie użytkowników gazu.

Sposób według wynalazku oferuje następujące korzyści: wprowadzenie takich objętości gazu, które dotychczas używane były za niezdatne do użytku lub odzyskania; tworzenie zbiorników gazu, w tym zbiorników gazu usytuowanych w pobliżu użytkowników gazu; rozwiązanie w sposób optymalny problemu magazynowania gazu, połączenie problemów użytkowników gazu i tych występujących w dziedzinie produkcji gazu w jedną całość w celu utworzenia wspólnego systemu automatycznego sterowania, bardziej skuteczne sterowanie procesami produkcji i dostawy gazu; zredukowanie zatrudnienia przy obsłudze, obniżenie kosztów materiału i wydatków finansowych zużycia mocy i innych, co związane jest ze zmniejszeniem odległości na jakie gaz (oraz sprzęt) transportowane, rezygnacją z budowy gazociągów zbiorczych, przepompowni urządzeń magazynujących itp. Sposób według wynalazku zapewnia dodatkowe korzyści przez zapewnienie większego zabezpieczenia środowiska, gdyż transport gazu na duże odległości jest niepotrzebny. Sposób według wynalazku może zapewniać jeszcze inne korzyści wynikające z powyższego opisu i oczywiste dla fachowców.

168 908

168 908

Fig.2

168 908

Rg.3

168 908

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,50 zl

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób dostarczania gazu do użytkowników gazu, obejmujący następujące etapy: tworzenie zbiornika zasobnikowego, napełnianie go gazem i dostarczanie gazu do użytkownika gazu, znamienny tym, że wspomniany zbiornik zasobnikowy tworzy się nad nasyconym gazem poziomem wodonośnym i wspomniany tak utworzony zbiornik zasobnikowy napełnia się gazem poprzez okresowe oddziaływanie z zewnątrz na wspomniany poziom wodonośny nasycony gazem.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wspomniane okresowe oddziaływanie z zewnątrz na nasycony gazem poziom wodonośny dokonuje się przez generowanie sprężystych wibracji.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wspomniany zbiornik zasobnikowy nad nasyconym gazem poziomem wodonośnym tworzy się w obszarach, gdzie dostępne są źródła naturalnych lub sztucznie wytworzonych wibracji.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wspomniane okresowe oddziaływanie z zewnątrz na nasycony gazem poziom wodonośny dokonuje się przez zapewnienie różnicy ciśnień.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wspomniane okresowe oddziaływanie z zewnątrz na nasycony gazem poziom wodonośny dokonuje się przez podwyższenie temperatury.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wspomniane okresowe oddziaływanie z zewnątrz na nasycony gazem poziom wodonośny dokonuje się przy pomocy pola elektromagnetycznego.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wspomniane okresowe oddziaływanie z zewnątrz na nasycony gazem poziom wodonośny dokonuje się przez połączenie dwóch lub paru wspomnianych czynników działających odgazowująco, takich jak generowanie sprężystych wibracji, zapewnienie różnicy ciśnień, podwyższenie temperatury i wytworzenie pola elektromagnetycznego.