RU2591118C2 - Способ обеспечения экологической безопасности подземного хранилища газа - Google Patents
Способ обеспечения экологической безопасности подземного хранилища газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2591118C2 RU2591118C2 RU2014108504/11A RU2014108504A RU2591118C2 RU 2591118 C2 RU2591118 C2 RU 2591118C2 RU 2014108504/11 A RU2014108504/11 A RU 2014108504/11A RU 2014108504 A RU2014108504 A RU 2014108504A RU 2591118 C2 RU2591118 C2 RU 2591118C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- zones
- methane
- underground
- concentration
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области подземного хранения газа и может быть использовано в газодобывающей и нефтяной промышленности. Способ обеспечения экологической безопасности подземного хранилища газа включает его закачку через скважину, хранение и отбор газа из хранилища, при этом в зонах подземного размещения природного газа осуществляют дистанционный экологический мониторинг содержания метана в приземной атмосфере, а также непрерывный контроль концентрации метана в зонах технологических узлов. После этого осуществляют прогнозирование опасности возникновения критических по концентрации газа зон, по результатам которого в зонах с повышенной концентрацией метана в приземной атмосфере грунт обрабатывают суспензией метанотрофных бактерий в солевом растворе, а в технологических узлах таких критических зон дополнительно создают возвышения из почв, в которые циклически закачивают под определенными давлением и температурой суспензии метанотрофных бактерий в солевом растворе. Способ обеспечивает экологическую безопасность подземного хранения газа, снижение поступления метана в атмосферу, а также исключение парникового эффекта. В период нарушения технологического режима (аварии) он также способствует снижению остроты экологической ситуации. 6 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области подземного хранения природного газа (метана) и может быть использовано в газодобывающей и нефтяной промышленности.
Известны способы (патент РФ №1466159, кл. B65G 5/00, 1995 г.), включающие бурение эксплуатационных скважин, закачку объемов газа в подземные пустоты с последующей его откачкой.
Известны также способы (патент РФ №2085456, кл. B65G 5/00, 1997 г.) безопасной эксплуатации подземного хранилища газа (ПХГ), включающие его закачку через скважину, хранение в хранилище и отбор газа.
Общими недостатками известных способов являются возможности утечки природного газа из-за негерметичности технологического оборудования и толщин перекрывающих пород, в результате чего загрязняется атмосфера, создаются скопления взрывоопасных концентраций природного газа в приземной атмосфере, усиливается парниковый эффект. Размеры утечек обусловлены как геолого-физическими условиями ПХГ, так и динамическими условиями эксплуатации и техническим состоянием скважин.
Техническим результатом предлагаемого способа является обеспечение экологической безопасности подземного хранения газа за счет предупреждения и предотвращения создания взрывоопасных концентраций газа в приземной атмосфере, снижения поступления метана в атмосферу, исключения дополнительного парникового эффекта.
Такой технический результат достигается тем, что способ обеспечения экологической безопасности подземного хранилища газа, включающий его закачку через скважину, хранение и отбор газа из хранилища, при этом в зонах подземного размещения природного газа осуществляют дистанционный экологический мониторинг содержания метана в приземной атмосфере, а также непрерывный контроль концентрации метана в зонах технологических узлов, после чего осуществляют прогнозирование опасности возникновения критических по концентрации газа зон, по результатам которого в зонах с повышенной концентрацией метана в приземной атмосфере грунт обрабатывают суспензией метанотрофных бактерий в солевом растворе, а в технологических узлах таких критических зон дополнительно создают возвышения из почв, в которые циклически закачивают под определенными давлением и температурой суспензии метанотрофных бактерий в солевом растворе. К тому же дистанционный экологический мониторинг содержания метана в приземной атмосфере проводят в реальном времени с использованием датчиков, например ультразвуковых, лазерных или инфракрасных газоанализаторов, а непрерывный контроль содержания метана в зонах технологических узлов проводят с использованием измерительных преобразователей, например термоанемометров, детекторов газа, течеискателей, газовых счетчиков или термохимических датчиков. При этом прогнозирование опасности возникновения критических по содержанию газа зон осуществляют по величине изменения скорости газовыделения во времени, а солевой раствор включает: 2 кг/м3 NH4Cl; 0,5 кг/м3 KH2PO4; 0,2 кг/м3 MgSO4; 0,001 кг/м3 CuSO4, при этом рабочая концентрация метанотрофных бактерий составляет 5…10 кг/м3. Также в воротники из почв циклически закачивают под давлением до 100 МПа, при температуре 5…37°C, суспензии метанотрофных бактерий.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. После закачки газа посредством скважины в ПХГ осуществляют хранение и, при необходимости, отбор газа их ПХГ. При этом в реальных условиях эксплуатации ПХГ возможны различные утечки газа вследствие неоднородности покрышки его хранилища, особенностей подземной гидродинамики и геохимии, негерметичности колонных оголовков, дефектов эксплуатационных колонн, отклонений от технологических режимов и пр.1 (1Книга “Герметичность объектов подземного хранения природного газа по данным почвенно-экологического мониторинга” (авторы Э.Б. Бухгалтер, Б.О. Будников, Н.В. Можарова, С.А. Кулачкова). Изд-во: Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова). Такие утечки газа могут достигать взрывоопасных уровней. Для обеспечения экологической безопасности подземного хранения газа, снижения поступления метана в атмосферу, а также исключения парникового эффекта в зонах подземного размещения природного газа осуществляют непрерывно дистанционный экологический мониторинг содержания метана в приземной атмосфере, а также непрерывный контроль концентрации метана в зонах технологических узлов. При этом дистанционный экологический мониторинг содержания метана в приземной атмосфере проводят в реальном времени с использованием датчиков, например ультразвуковых, лазерных или инфракрасных газоанализаторов, а непрерывный контроль содержания метана в зонах технологических узлов проводят с использованием измерительных преобразователей, например термоанемометров, детекторов газа, течеискателей, газовых счетчиков или термохимических датчиков. По результатам дистанционного экологического мониторинга содержания метана в приземной атмосфере, а также непрерывного контроля концентрации метана в зонах технологических узлов по величине изменения скорости газовыделения во времени осуществляют прогнозирование опасности возникновения повышенной эмиссии метана, а также критических по содержанию газа зон. На основании результатов такого экологического мониторинга и прогноза содержания метана (в конкретном ПХГ) выявляют зоны (в приземной атмосфере), в которые на глубину (до 1 метра) грунта закачивается под давлением до 100 мПа суспензия (биосуспензия), содержащая метанотрофные бактерии в солевом растворе для поддержания их жизнедеятельности. Солевой раствор имеет состав: 2 кг/м3 NH4Cl; 0,5 кг/м3 KH2PO4; 0,2 кг/м3 MgSO4; 0,001 кг/м3 CuSO4. Рабочая концентрация метанотрофных бактерий 5…10 кг/м3. В качестве метанотрофных бактерий (метанотрофов) применяют грамотрицательные бактерии, способные использовать метан в качестве источника углерода и энергии в аэробных и микроаэрофильных условиях в широком диапазоне температур от 5 до 37°C (мезофильные штаммы при 25…37°C, а психрофильные штаммы - при 5…21°C; диапазон рабочей концентрации метана 0,5…99,5%; оптимальная концентрация кислорода в среде 15…45%; при этом из 1 моля метана получается до 23 кг сухой массы метанотрофных бактерий).
В случаях превышения концентрации метана в зонах технологических узлов, дополнительно (для большей эффективности улавливания метана) создают грунтовые «воротники» (возвышения) из почв, пропитанных суспензией метанотрофных бактерий. Их продукты метаболизма при этом создают дополнительное уплотнение грунта и способствуют снижению эмиссии метана. К тому же в такие грунтовые «воротники» циклически закачивают под давлением до 100 МПа и температурой от 5 до 37°C суспензии метанотрофных бактерий в солевом растворе.
Предлагаемый способ обеспечивает экологическую безопасность подземного хранения газа, снижение поступления метана в атмосферу, а также исключение парникового эффекта. В период нарушения технологического режима (аварии) он также способствует снижению остроты экологической ситуации.
Claims (7)
1. Способ обеспечения экологической безопасности подземного хранилища газа, включающий его закачку через скважину, хранение и отбор газа из хранилища, отличающийся тем, что в зонах подземного размещения природного газа осуществляют дистанционный экологический мониторинг содержания метана в приземной атмосфере, а также непрерывный контроль концентрации метана в зонах технологических узлов, после чего осуществляют прогнозирование опасности возникновения критических по концентрации газа зон, по результатам которого в зонах с повышенной концентрацией метана в приземной атмосфере, грунт обрабатывают суспензией метанотрофных бактерий в солевом растворе, а в технологических узлах таких критических зон дополнительно создают возвышения из почв, в которые циклически закачивают под определенными давлением и температурой суспензии метанотрофных бактерий в солевом растворе.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дистанционный экологический мониторинг содержания метана в приземной атмосфере проводят в реальном времени с использованием датчиков, например ультразвуковых, лазерных или инфракрасных газоанализаторов.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что непрерывный контроль содержания метана в зонах технологических узлов проводят с использованием измерительных преобразователей, например термоанемометров, детекторов газа, течеискателей, газовых счетчиков или термохимических датчиков.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прогнозирование опасности возникновения критических по содержанию газа зон осуществляют по величине изменения скорости газовыделения во времени.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что солевой раствор включает: 2 кг/м3 NH4Cl; 0,5 кг/м3 KH2PO4; 0,2 кг/м3 MgSO4; 0,001 кг/м3 CuSO4, при этом рабочая концентрация метанотрофных бактерий составляет 5…10 кг/м3.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в возвышения из почв циклически закачивают под давлением до 100 МПа суспензии метанотрофных бактерий.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в возвышения из почв циклически закачивают при температуре 5…37°C суспензии метанотрофных бактерий.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014108504/11A RU2591118C2 (ru) | 2014-03-06 | 2014-03-06 | Способ обеспечения экологической безопасности подземного хранилища газа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014108504/11A RU2591118C2 (ru) | 2014-03-06 | 2014-03-06 | Способ обеспечения экологической безопасности подземного хранилища газа |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014108504A RU2014108504A (ru) | 2015-09-20 |
RU2591118C2 true RU2591118C2 (ru) | 2016-07-10 |
Family
ID=54147383
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014108504/11A RU2591118C2 (ru) | 2014-03-06 | 2014-03-06 | Способ обеспечения экологической безопасности подземного хранилища газа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2591118C2 (ru) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113623001A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-09 | 中盐金坛盐化有限责任公司 | 一种减少氢气在地下盐穴中被微生物消耗的方法 |
CN114664057A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-06-24 | 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 | 狭长受限空间气电监测设备及监测方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990006480A1 (en) * | 1988-12-08 | 1990-06-14 | Concept R.K.K. Limited | Closed cryogenic barrier for containment of hazardous material in the earth |
SU1720945A1 (ru) * | 1989-04-18 | 1992-03-23 | Государственный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт "Южниигипрогаз" | Способ эксплуатации подземного хранилища и установка дл его осуществлени |
SU1475097A1 (ru) * | 1987-03-23 | 1994-03-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов | Способ создания подземного хранилища в истощенных многопластовых месторождениях |
RU2085456C1 (ru) * | 1994-08-09 | 1997-07-27 | Институт биохимической физики РАН | Способ эксплуатации подземного хранилища углеводородов |
RU2431770C1 (ru) * | 2010-05-18 | 2011-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военный инженерно-технический университет | Подземное хранилище сжиженного природного газа (пх спг) |
-
2014
- 2014-03-06 RU RU2014108504/11A patent/RU2591118C2/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1475097A1 (ru) * | 1987-03-23 | 1994-03-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов | Способ создания подземного хранилища в истощенных многопластовых месторождениях |
WO1990006480A1 (en) * | 1988-12-08 | 1990-06-14 | Concept R.K.K. Limited | Closed cryogenic barrier for containment of hazardous material in the earth |
SU1720945A1 (ru) * | 1989-04-18 | 1992-03-23 | Государственный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт "Южниигипрогаз" | Способ эксплуатации подземного хранилища и установка дл его осуществлени |
RU2085456C1 (ru) * | 1994-08-09 | 1997-07-27 | Институт биохимической физики РАН | Способ эксплуатации подземного хранилища углеводородов |
RU2431770C1 (ru) * | 2010-05-18 | 2011-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военный инженерно-технический университет | Подземное хранилище сжиженного природного газа (пх спг) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014108504A (ru) | 2015-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ugarte et al. | A review on well integrity issues for underground hydrogen storage | |
Tollefson | Air sampling reveals high emissions from gas field | |
Eke et al. | CO2/brine surface dissolution and injection: CO2 storage enhancement | |
Keating et al. | CO2/brine transport into shallow aquifers along fault zones | |
Kneafsey et al. | Laboratory experiments and numerical simulation studies of convectively enhanced carbon dioxide dissolution | |
Xiuzhang | Shenhua Group's carbon capture and storage (CCS) demonstration | |
Liang et al. | A new approach to predict field-scale performance of friction reducer based on laboratory measurements | |
Zendehboudi et al. | Practical and economic aspects of the Ex-Situ process: Implications for CO2 sequestration | |
RU2591118C2 (ru) | Способ обеспечения экологической безопасности подземного хранилища газа | |
Nassan et al. | Experimental investigation of wellbore integrity during geological carbon sequestration: Thermal-and pressure-cycling experiments | |
Jianghai et al. | Marine carbon sequestration: current situation, problems and future | |
Carroll et al. | Transport and detection of carbon dioxide in dilute aquifers | |
CN104155218B (zh) | 多级加压式水体污染物在淤泥土层中迁移模拟试验装置 | |
Staša et al. | Research of CO2 storage possibilities to the underground | |
Zirrahi et al. | Modeling of CO2 dissolution by static mixers using back flow mixing approach with application to geological storage | |
Khan et al. | Reservoir Geomechanical Modeling and Ground Uplift During CO2 Injection Into Khuff Reservoir | |
Akgun et al. | Investigation of the relationship between ground and engineering bedrock at northern part of the Gulf of Izmir by borehole data supported geophysical works | |
Yan et al. | Preliminary cap rock integrity analysis for CO2 geological storage in saline aquifers based on geochemical tests in Shenhua CCS demonstration project, China | |
Niu et al. | The Impact of Fluid Properties and Flow Conditions on the Measurement of Relative Permeability and Residual CO 2 Trapping Saturation for CO 2-Brine Systems | |
Rabiu | CO2 trapping and geo-electrical characterisation in the context of geological carbon sequestration | |
Akaki et al. | Numerical approach for evaluation of tidal effects on pore pressure response in CO 2 injected reservoir for CO 2 monitoring | |
Spangler et al. | Advanced CO2 Leakage Mitigation using Engineered Biomineralization Sealing Technologies | |
Jingyang et al. | On some studies about the dynamic mechanisms of carbon monoxide flow and diffusion during high energy gas fracturing | |
CN118150354A (zh) | 二氧化碳驱替岩芯的弹性参数测量装置及测量方法 | |
Watkins | Hydrocarbon and CO2 emissions from oil and gas production well pad soils comparative to background soil emissions in eastern Utah |