Найкращими ПСГ, спорудженими в пористих і проникних гірських породах, призначеними для регулювання сезон не-рівномірності газоспоживання, з економічної точки зору є при-чиною сховища, побудовані на базі виснажених газових, газо-конденсатних і нафтових родовищ. Це пояснюється тим, що відпадає необхідність проведення геолого-розвідувальних робіт, тому що відомі основні фізико-геологічні та експлуатаційні параметри пласта-колектора і його покришки. Крім того, на місце-знаходження є певна кількість експлуатаційних свердловин, а також наземний комплекс підготовки газу до транспорту, які в подальшому використовуються для цілей підземного зберігання газу.
На рис. 6 приведена принципова схема підземного сховища в пористих пластах
Малюнок 6 - Принципова схема підземного сховища газу: 1 -магістральний газопровід; 2 - газопровід-відвід; 3, 9 - пиловловлювачі; 4 -компрессорная станція; 5 - сепаратор; 6 - холодильник (градирня); 7 -маслоотделітель; 8 - газорозподільний пункт; 10 - установка осушки газу; 11 - витратомір.
Газ з магістрального газопроводу 1 по газопроводу-відводу 2 надходить на компресорну станцію 4, попередньо пройшовши очищення в пиловловлювачі 3. Стислий і нагрівся при компримування газ очищується від масла в сепараторах 5, охолоджується в градирні, або АВО 6, і через масловіддільники 7 надходить на газорозподільний пункт ГРП 8. На ГРП здійснюється розподіл газу по свердловинах.
Тиск закачується в підземне сховище газу досягає 15 МПа. Для закачування, як правило, використовуються газомотокомпресора. При відборі газу зі сховища його дросселирующие на ГРП 8, проводять очищення і осушення газу в спеціальних апаратах 9, 10, а потім після виміру кількості витратоміром 11 повертають в магістральний газопровід 1. Якщо тиск газу в підземному сховищі недостатньо високо, його попередньо компріміруется і охолоджують .
Очищення газу від пилу, окалини і часток масла перед його закачуванням в сховище має дуже велике значення, тому що в противному випадку засмічується Привибійна зона і зменшується прийомистість свердловин.
Оптимальна глибина, на якій створюються підземні газосховища, становить від 600 до 1100 м. Це пов'язано з тим, що зі збільшенням глибини зростають витрати на облаштування свердловин. З іншого боку, глибина не повинна бути занадто малою, так як в сховищі створюються досить високі тиску.
Підземне сховище заповнюють газом кілька років, закінчуючи кожен сезон дещо більший обсяг газу, ніж той, який відбирається.
Перша в світі досвідчена закачування газу в виснажене газове родовище була проведена в 1915 р в Канаді (родовище Уелленд-Каунті), перше промислове ПСГ ємністю 62 млн м 3 було створено в 1916 р в США (газове родовище Зоар, район м Буффало ). У Росії перше ПСГ в виснаженому родовищі було створено в 1958 році на базі дрібних вироблених покладів газу родовищ Куйбишевської (нині Самарської) області. Успішне проведення закачування і пішов відбір газу сприяли посиленню робіт в галузі підземного зберігання газу по всій країні. У тому ж році почалося закачування газу в Елшанское (Саратовська область) і в Аманакское (Куйбишевська область) виснажені газові родовища. У 1979 р розпочато створення найбільшого в світі сховища в виснаженому газовому родовищі - Північно-Ставропольського (Ставропольський край). Площа гірничого відводу ПСГ становить понад 680 км 2. Воно створено на основі виснажених однойменних газових родовищ в зеленій свиті (1979 г.) і хадумском горизонті (1984 г.) при аномально низьких пластових тисках. Дані горизонти є самостійними експлуатаційними об'єктами, розташованими на глибинах 1000 і 800 м, і істотно відрізняються за своїми характеристиками і режимам роботи. При будівництві Північно-Ставропольського ПСГ в хадумском горизонті створений довгостроковий резерв, який може бути відібраний з сховища після періоду відбору, навіть якщо не проводилася додаткова закачка газу.
Будівництво ПСГ в виснаженому родовищі - здійснюва-ється в два етапи.
На першому етапі проводиться промислове за-конання сховища газом, на другому - циклічна експлуатація.
При недостатній вивченості родовища, низькому коли-честве вихідної геолого-промисловий і геофізичної інформації складається програма дорозвідки родовища і повторного об-слідування пробуреного фонду свердловин, основна увага звертається на герметичність свердловин. Визначаються залишкові запаси газу, нафти, конденсату та супутніх компонентів, сте-пень і характер виробленості покладів. Залишкові запаси углево-дородов передаються на баланс газосховища.
Остаточний запас газу, що знаходиться в родовищі. на базі якого споруджується ПСГ, визначається за трьома існуючими ме-тодам: -
- по падінню тиску,
- і за рівнянням матеріального-ного балансу.
Формула для підрахунку запасів газу об'ємним методом має наступний вигляд:
де V- кількість газу, що знаходиться в ПСГ на дату розрахунку, м 3; F - площа в межах продуктивного контуру газоносності, м; h-потужність пористої частини газоносного пласта, м; т - коефіцієнт пористості; Р - середнє абсолютне тиск в поклади на дату розра-та, кгс / см 2; К = (T + tCT) / (T + tm) - поправка на температуру для при-ведення обсягу газу до стандартної температури; tCT = 20 ° С; tm - пла-СТОВ температура; Т- абсолютна температура, К; Оr- коефіцієнт газонасиченості.
Розрахунок за цим методом кількості газу, що знаходиться в ПСГ, базується на даних про геологічних межах розповсюдження за-лежи, характер порового простору і відповідному пласто-вом тиску, які не завжди відомі.
Розрахунок кількості газу, що знаходиться в ПСГ, за методом падіння тиску застосовується для пластів, в яких первинний об'єм пір, зайнятих газом, не змінюється за величиною в процесі експлуа-ції сховища. Формула підрахунку заснована на припущенні про по-стоянстве кількості витягується газу на 1 бар падіння тиску в усі періоди розробки газового покладу:
де Q - кількість видобутого газу за період розробки газової залі пані від першої до другої дати на 1 бар падіння тиску, м; Q1 і Q2 -об'еми видобутого газу на першу і на другу дату з початку разработ-ки газової поклади, м 3; Р1 і Р2 -відповідність тиску газової поклади після видобутку відповідних обсягів газу Q1 і Q2, бар.
Промисловий запас газу, що знаходиться в ПСГ, можна визна-ділити за формулою:
де АР - перепад тиску між попередньою і кінцевої величи-нами, бар.
Метод підрахунку по падінню тиску не вимагає знання вели-чин площі, потужності і пористості газоносного пласта. Однак неврахування величин цих параметрів призводить до неточного обчислення середньозваженого пластового тиску, яке призводить до великих погрішностей при розрахунку промислового запасу газу, знаходячи-щегося в сховище.
Оцінка запасів газу за рівнянням матеріального балансу з ура-те впливу пластової води записується у вигляді
де V - поточний обсяг газу в пласті, м 3; VН - початковий обсяг газу в пласті, м 3; Q - здобуте кількість газу, м 3.
Для поширення цієї формули потрібні: знання началь-ного і поточного порових обсягів пласта, обсяг вторглася в поклад води, коефіцієнт продуктивності пласта по воді та інші геолого-фізичні та експлуатаційні параметри газоносного пласта.