Gaasi tootmine. Gaasi ekstraheerimise meetodid

Maagaas on metaanil põhinev süsivesinike segu. Lisaks sellele sisaldab see muid komponente: propaani, butaani, etaani ja aineid, mis ei sisalda süsivesinikke. See koguneb mäekihtide vahele. Sageli kaasnevad gaasivarud õliväljad. Üks selle huvitavaid omadusi on see, et maagaas on värvitu ja lõhnatu. Gaasi tootmisel on suur väärtus Sest kaasaegne tööstus ja elanikkonna elu tagamine.

Hoiused ja reservid erinevates geograafilistes piirkondades

Meie riik on suurimate sinise kütusevarude omanik. Edasi tulevad USA, Kasahstan, Aasia riigid endine NSVL– Aserbaidžaan, Usbekistan ja Pärsia lahe riigid. Kaevandamist arendatakse kõikjal maailmas. Lisaks maardlatele maismaal toimub aktiivne kaevandamine ka maailmameres.

Territooriumil Venemaa Föderatsioon Peamised varud asuvad Siberis ning neid leidub ka Põhja-Kaukaasias ja Musta mere basseinis. Seal on mitu suurimat maardlat.

Urengoy. See on suurim hoius Venemaal, suuruselt teine ​​maailmas.

Nakhodka. See asub ka Jamalo-Neenetsi autonoomses ringkonnas. Selle arendamine algas 2004. aastal. Selles asuvate maardlate maht on hinnanguliselt umbes 275 miljardit kuupmeetrit.

Angaro-Lenskoje– Irkutski oblasti territooriumil. Hindamistulemused väidavad, et seal on akumulatsiooni kuni 1,4 triljonit kuupmeetrit.

Kovyktinskoe- samas piirkonnas. Tänu sellele, et see põld asub igikeltsa vööndis, on selle arendamine kõige töömahukam. Maardlate maht on umbes 2 triljonit kuupmeetrit. m gaasi ja kuni 120 miljonit kuupmeetrit vedelat kondensaati.

Shtokman. Asub Murmanski lähedal. Esialgsetel hinnangutel on neid kuni 3,8 triljonit kuupmeetrit. Seda välja pole gaasi sügava esinemise tõttu veel välja arendatud.

Gazpromil on meie riigis gaasiväljade arendamise monopol. See moodustab umbes 74% kõigist kodumaistest varudest ja 20% kogu maailmast. Gospromi ülesannete hulka kuulub lisaks vahetutele funktsioonidele ka riigi gaasistamine.

Gaasireservuaaride klassifikatsioonid

Eeldatakse, et mineraalid, sealhulgas maagaas, tekkisid kriidiajastul. Sel ajal elasid planeedil suured loomad, mis on praeguseks välja surnud. Biogeense päritolu pooldajad usuvad, et just see põhjustab maagaasi teket.

Hoiused liigitatakse sõltuvalt nende tekke sügavusest ja tekkeajast.

Kõige sügavamad astmed on nimetatud nende asukoha järgi. Neid nimetatakse:

• Cenomaanian.
• Valanginsky.
• Turonsky.
• Achimovsky.

Gaasimaardlad astmete kaupa

Turoni kiht on suhteliselt hiljutise päritoluga, selle sügavus on umbes 800 m. Seda iseloomustab heterogeenne koostis, milles on palju lisandeid, mis vähendavad tooraine kvaliteeti.

Venemaal on tohutud Cenomaani gaasivarud. Maardlate sügavus jääb vahemikku 1–1,8 km. Seda tüüpi vaba gaas ei sisalda peaaegu mingeid lisandeid, sealhulgas metaani. Gaasi tootmine nendes tingimustes ei vaja selle hilisemat puhastamist, mistõttu on see majanduslikust seisukohast kõige otstarbekam.

Achimovi kihti ei ole praegu täielikult uuritud. Seda iseloomustab märkimisväärne parafiinisisaldus. Neid moodustisi iseloomustab kõrge siserõhk. Seda tüüpi gaasi toodame ka üsna laialdaselt.

Valangini lava asub kuni 3 km sügavusel ja on teistega võrreldes sügavaim. Need varud on nüüd ammendunud.

Sinise kütuse ekstraheerimise protsess

Eelnev gaasitootmine on geoloogilise uurimise protsess. Need võimaldavad teil täpselt määrata hoiuse mahu ja olemuse. Praegu kasutatakse mitmeid uurimismeetodeid.

Gravitatsiooniline– põhineb kivimite massi arvutamisel. Gaasi sisaldavaid kihte iseloomustab oluliselt väiksem tihedus.

Magnetiline– võtab arvesse kivimi magnetilist läbilaskvust. Aeromagnetilisi uuringuid tehes on võimalik saada täielik pilt kuni 7 km sügavustest ladestustest.

Seismiline– kasutatakse kiirgust, mis peegeldub läbi aluspinnase. Seda kaja saab tuvastada spetsiaalsete mõõteriistadega.

Geokeemia– uuritakse põhjavee koostist ja määratakse gaasimaardlatega seotud ainete sisaldus.

Puurimine- kõige tõhusam meetod, kuid samal ajal loetletud kõige kallim. Seetõttu on enne selle kasutamist vaja kivimite eeluuringut.

Pärast leiukoha tuvastamist ja esialgsete maardlate mahtude hindamist algab otse gaasitootmise protsess. Kaevud puuritakse mineraalkihi sügavusele. Tõusva sinise kütuse rõhu ühtlaseks jaotamiseks puuritakse kaevu redeli abil või teleskoopiliselt (nagu silmaklaas).

Kaev tugevdatakse manteltorude abil ja tsementeeritakse. Rõhu ühtlaseks vähendamiseks ja gaasitootmisprotsessi kiirendamiseks puuritakse ühes väljas mitu kaevu korraga. Gaas tõuseb läbi kaevu loomulikult - gaas liigub madalama rõhuga tsooni.

Kuna gaas sisaldab pärast ekstraheerimist erinevaid lisandeid, on järgmiseks etapiks selle puhastamine. Selle protsessi tagamiseks rajatakse põldude lähedusse vastavad tööstuslikud gaasipuhastusseadmed.

Kaevandamine söekaevanduste abil

Söekihid sisaldavad suures koguses metaani, mille kaevandamine mitte ainult ei võimalda saada sinist kütust, vaid tagab ka söekaevandusettevõtete ohutu töö. Seda meetodit kasutatakse laialdaselt USA-s.

Hüdrauliline purustamise meetod

Selle meetodi abil gaasi eraldamisel süstitakse läbi kaevu vee- või õhuvool. Seega gaas tõrjutakse välja.

See meetod võib hävitatud kivimites põhjustada seismilist ebastabiilsust, mistõttu on see mõnes riigis keelatud.

Veealuse tootmise omadused

Gaasivarud on olemas, lisaks maale ja vee all. Meie riigis on ulatuslikud veealused maardlad. Merealune kaevandamine toimub raskete gravitatsiooniplatvormide abil. Need asuvad merepõhjale toetuval alusel. Kaevud puuritakse alusele asetatud sammaste abil. Platvormidele asetatakse mahutid ekstraheeritud gaasi hoidmiseks. Seejärel transporditakse see torujuhtme kaudu maale.

Need platvormid pakuvad kompleksi hooldust tegevate inimeste pidevat kohalolekut. Arv võib olla kuni 100 inimest. Need rajatised on varustatud autonoomse toiteallika, helikopteriplatsi ja personaliruumidega.

Kui kalda lähedal, siis puuritakse kaevusid. Nad algavad maismaal, jättes oma aluse mereriiuli alla. Gaasi tootmine ja transport toimub tavapäraselt.

Eraldatud kütuse ladustamine ja transport

Pärast ekstraheerimist asetatakse gaas suletud, mitteläbilaskvatesse mahutitesse - terasmahutitesse, millel on töökindluse tagamiseks topeltseinad. Nende põhjal on võimalik toota alumiiniumi sulamid. Seintevaheline ruum on täidetud soojust mittejuhtiva materjaliga, mis takistab gaasi kuumenemist.

Suurimad on maa-alused vedelgaasihoidlad. Kivid toimivad seintena. Suurema töökindluse huvides on need betoneeritud.

Selliste mahutite ehitamisel kaevatakse sügavad süvendid, mis pärast seinte betoneerimist kaetakse terasest laega.

Maagaasi transporditakse läbi suure läbimõõduga torude. Süsteem hoiab stabiilselt rõhku kuni 75 atm. Selle tagavad teatud ajavahemike järel paiknevad kompressorjaamad.

Gaasi transporditakse meritsi spetsiaalsete gaasikandjate (tankerite) abil. Selleks tuleb gaas eelnevalt ette valmistada. Tankerite pardal on mahutid, milles hoitakse gaasi spetsiaalsetes temperatuuritingimustes teatud rõhu all.

Selline transport on majanduslikult otstarbekas, kui tarbija ja põllu arenduse vaheline kaugus ei ületa 3 tuhat km. See hõlmab sinist kütust veeldava tehase ja sadamaseadmete eelehitust.

Mõju keskkonnale

Gaasi tootmissüsteemidel on tõsine keskkonnamõju. Statistika kohaselt pärineb 35% kogu õhus levivatest heitkogustest sellest tööstussektorist. Kuid ainult 20% neist on neutraliseeritud. Heitmed kahjulikud ained kompressorjaamad esinevad järgmiste toimingute ajal:

• vabastamise volley iseloom (gaasitoru puhastamisel);
• degaseerimispaagi määrimisel;
• pneumaatiliste ventiilide aktiveerimise korral.

Looduslikule tasakaalule on eriti ohtlik kildagaasi kaevandamine. See protsess viiakse tavaliselt läbi vesihaamri meetodil. Samal ajal sisaldab kasutatav vedelik mürgiseid komponente, mis seejärel tungivad pinnasesse. Need võivad sattuda ka atmosfääri. See protsess põhjustab ohtu ka seismoloogia valdkonnas.

Et minimeerida Negatiivsed tagajärjed Sest keskkond, tuleb gaasi tootmine läbi viia arendatud tehnoloogia abil, mis võtab neid punkte arvesse.

Maagaas tõuseb läbi kaevu, kasutades looduslikku energiat. Seda kaevandatakse Ameerikas, Euroopas, Aafrikas ja teistes piirkondades. Seitsmendik kogu maailma toodangust langeb Gazpromile.

"pimesi" kaevandamine

Maagaas on lõksus mõnes kivis leiduvatesse väikestesse pooridesse. Maagaasi leiusügavus ulatub 1000 meetrist mitme kilomeetrini. Pärast geoloogilist uurimist, kui on kindlaks tehtud, kus maardlad täpselt asuvad, algab gaasi tootmise protsess, see tähendab selle kaevandamine aluspinnasest, kogumine ja transpordiks ettevalmistamine.

Gaasi tootmise põhiomadus võrreldes tahkete mineraalide kaevandamisega seisneb selles, et gaas püsib suletud struktuurides peidus kõikidel etappidel – hetkest, kui see moodustisest ammutatakse kuni tarbijani jõudmiseni.

Kaevude puurimine

Aluspinnast ammutatakse gaasi spetsiaalselt puurkaevude abil, mida nimetatakse tootmis- või tootmiskaevudeks. Üldiselt on kaevu liike palju - neid kasutatakse mitte ainult tootmiseks, vaid ka aluspõhja geoloogilise struktuuri uurimiseks, uute maardlate otsimiseks, abitöödeks jne.

Miks puurida redeliga?

Kaevude seinte tugevdamiseks mõeldud torusid saab üksteise sisse sisestada - vastavalt teleskoobi põhimõttele. Nii võtavad need palju vähem ruumi ja neid on mugavam hoida.

Surve tuleks jaotada ühtlaselt.

Kaevu sügavus võib ulatuda 12 km-ni. Seda sügavust saab kasutada litosfääri uurimiseks.

Puur on tugevdatud spetsiaalsete manteltorudega ja tsementeeritud.

Pärast kaevu

Maagaas tõuseb pinnale tänu looduslikule energiale – kalduvusele kõige madalama rõhuga tsooni. Kuna kaevust saadav gaas sisaldab palju lisandeid, saadetakse see esmalt töötlemiseks. Mõne põllu lähedale ehitatakse keerukaid gaasipuhastid, mõnel juhul läheb gaas kaevudest kohe gaasitöötlemistehasesse.

Tootmismahud

Praegu toodab Gazprom 74% Venemaa ja 14% maailma gaasitoodangust.

Allolev tabel võrdleb gaasi tootmismahtusid üle maailma, Venemaal tervikuna ja Gazpromi tootmismahtusid:

Andmed globaalse gaasitootmise kohta on võetud BP aruandest.

Maagaas on üks taastumatutest mineraalidest. Ühe populaarseima teooria kohaselt tekivad need pinnases elavate organismide pika anaeroobse lagunemise käigus kõrge temperatuuri ja rõhu mõjul. Ekstraheeritud tooraine sisaldab metaani, butaani, etaani, propaani ja muid ühendeid. Maagaas on lõhnatu ja värvitu. Venemaal algas selle mineraali kaevandamine ja töötlemine umbes 200 aastat tagasi. Algul peeti gaasi naftatootmise kõrvalsaaduseks (mõlemad kütuseliigid esinevad tavaliselt kõrvuti). Kuid hiljem hakkasid nad neid mineraale eraldi ekstraheerima.

Gaasiväljad

Vene Föderatsioonil on maailma suurimad gaasivarud. USA-d peetakse selle mineraali suuruselt teiseks varuks. Sellele järgnevad mõned riigid postsovetlikust ruumist (Aserbaidžaan, Usbekistan, Kasahstan) ja Pärsia lahe äärsed riigid. Maagaasi toodetakse kõikjal maailmas. Pealegi ei piirdu sinise kütusemaardlate arendamine maismaaaladega. Seda kaevandatakse aktiivselt merepõhjast. Venemaal asuvad gaasimaardlad peamiselt tagapool Uurali mäed. Neid leidub ka Põhja-Kaukaasias ja Mustas meres. Suurimad sinise kütuse varud leiti järgmistes maardlates:

• Urengoyskoe. See asub Jamalo-Neenetsi autonoomses ringkonnas. See leiukoht on maagaasivarude poolest maailmas teisel kohal.
• Nahodkinskoe. See maardla kuulub ka Jamali-Neenetsi autonoomsele ringkonnale. Selle arendamine algas 2004. aastal. Selle gaasivarud ulatuvad hinnanguliselt 275 miljardi kuupmeetrini.
• Angaro - Lenskoje. Asub Irkutski piirkonnas. Uuringuandmed näitavad, et põllule on kogunenud umbes 1,4 triljonit kuupmeetrit. gaas.
• Kovyktinskoe. Asub Irkutski lähedal. See on tootmise seisukohalt üks keerulisemaid maardlaid, kuna osa territooriumist on kaetud igikeltsa kihiga. Esialgsetel hinnangutel lebab siin umbes 2 triljonit kuupmeetrit. gaasi ja ligikaudu 120 miljonit tonni vedelat kondensaati.
• Shtokman. Teine hoius, mis kuulub suurimasse kategooriasse. See asub Murmanskist umbes 600 km kaugusel ja hõlmab umbes 3,8 triljonit kuupmeetrit. gaas. Maavaramaardlate suure sügavuse tõttu ei ole sellel maardlal kaevandamine veel käimas.

Kõik Vene Föderatsiooni suured ja enamik väikseid põlde kuuluvad Gazpromile. Gaasimonopolist, kes toodab ja töötleb enam kui 74% kõigist Venemaa kütusevarudest, kuulub 20% maailmaturust. Lisaks oma põhiülesannetele tegeleb Gazprom ka riigi gaasistamisega.

Gaasi uurimis- ja tootmismeetodid

Enne tootmise alustamist tehakse geoloogiline uuring territooriumil, kus võib olla sinise kütuse ladestusi. Nende abil on võimalik määrata ligikaudsed gaasivarud ja põllu arendamise väljavaated. Piirkonnaga tutvumine toimub ühel järgmistest meetoditest:

• Gravitatsiooniline. Selle käigus hindavad eksperdid kivimite gravitatsiooni. Gaasi olemasolu näitavad väiksema tihedusega alad.
• Magnetiline. See põhineb kivimite erineval magnetilisel läbilaskvusel.
• Seismiline. Selline geoloogiline uurimine hõlmab spetsiaalse varustuse kasutamist, mis saadab läbi maa kihtide erineva pikkusega laineid ja korjab üles peegeldunud kaja.
• Geokeemia. Põhjavett uuritakse, et määrata kindlaks teatud keemiliste ühendite kontsentratsiooni tase selles.
• Puurimine. Seda peetakse geoloogilise uurimise kõige täpsemaks meetodiks. Puurimine on aga ka kõige kallim viis maardlate uurimiseks.

Neid on piisavalt mitu tõhusad meetodid maagaasi tootmine. Need sisaldavad:

• Üks elementaarsemaid valdkondi on loomulikult puurimine. Maagaas täidab maa kivimites palju tühimikke, ühendades omavahel kanaleid. Kaevu puurimisel hakkab kütus loomuliku rõhu all ülespoole tõusma. Ühtlase tootmise tagamiseks luuakse kaev ise "redeli" kujul ja selle seinad on tugevdatud korpuse torudega.
• Hüdrauliline purustamine. See meetod hõlmab ka kaevude puurimist, millesse suures koguses vett või õhuvool. See lähenemisviis võimaldab teil moodustatud vaheseinad hävitada kivi, mille tõttu kogu rõhu all olev gaas väljub.
• Veealune kaevandamine. Veealune gaasi tootmine toimub spetsiaalsetelt platvormidelt, mille betoonalus toetub põhjale. Just viimasesse ehitatakse kolonnid, mille kaudu puuritakse kaevud ja mahutid kütuse ajutiseks ladustamiseks. Seejärel suunatakse gaas torujuhtme kaudu maale, kus seda traditsioonilisel viisil töödeldakse.

Ekstraheeritud gaas sisaldab väga erinevaid lisandeid. Seetõttu saadetakse see spetsiaalsesse jaama, mis tavaliselt ehitatakse põllu kõrvale. Fossiile on vaja töödelda, sest nendest on vaja eemaldada lisandid ja erinevad lisandid nagu liiv ja vesi.

Seejärel saadetakse sinine kütus ladustamiseks. Selleks jahutatakse see temperatuurini -160 kraadi ja täidetakse alumiiniumisulamitest või terasest anumatega. Enamik gaasihoidlaid on ehitatud maa alla.

Gaasi transportimiseks lõpptarbijateni ja tarnete ekspordiks, eri magistraaltorustikud, mille kaudu juhitakse gaasi gaasijaotusjaamadesse, kus rõhku alandatakse, aga ka lõhnaaine (etüülmerkaptaan) lisamine on aine, mis annab gaasile iseloomuliku lõhna ja aitab ära hoida märkamatut gaasileket.

Tänapäeval on gaasitootmine üks tähtsamad tööstusharud Venemaa tööstus. See moodustab olulise osa riigi eelarvest.

Maagaas on segu teatud tüüpi gaasidest, mis tekivad sügaval maa sees pärast setteliste orgaaniliste kivimite lagunemist. See on mineraal, mida tuleb ekstraheerida koos õliga või iseseisva ainena.

Maagaasi omadused

Looduslikus olekus on gaas esitatud eraldi kogunemisena. Neid nimetatakse tavaliselt gaasimaardlateks, mis kogunevad maa sisikonda nagu gaasikorgid. Maagaasi võib mõnel juhul leida maa sügavates kihtides täielikult lahustunud olekus - see on õli või vesi. Gaasi moodustumise standardtingimused on temperatuur kakskümmend kraadi ja rõhk umbes 0,101325 Pascal. Väärib märkimist, et esitatud mineraal looduslikust maardlast ekstraheeritakse ainult gaasilises olekus - gaasihüdraadid.

Maagaasi peamised omadused on lõhna ja värvi puudumine. Lekke tuvastamiseks võib lisada aineid nagu lõhnaained, millel on tugev ja iseloomulikult ebameeldiv lõhn. Enamasti asendatakse lõhnaaine etüülmerkaptaaniga. Maagaasi kasutatakse laialdaselt kütusena Elektrijaamad, musta ja värvilise metalli metallurgias, tsemendis ja klaasis tööstusettevõtted. See võib tootmise ajal kasuks tulla ehitusmaterjalid, kommunaalteenuste ja majapidamisvajadused, ja ka ainulaadse toorainena orgaaniliste ühendite tootmiseks sünteesi käigus.

Millises olekus gaasi transporditakse?

Gaasi transportimise ja edasise ladustamise oluliseks lihtsustamiseks tuleb see veeldada. Lisatingimuseks on maagaasi jahutamine pideva kõrge rõhu korral. Maagaasi omadused võimaldavad seda transportida tavalistes balloonides.

Gaasi transportimiseks balloonis tuleb see jagada, misjärel koosneb see peamiselt propaanist, kuid sisaldab ka raskemaid süsivesinikke. See juhtub seetõttu, et metaan ja etaan ei saa vedelas olekus eksisteerida, eriti kui õhk on piisavalt soe (18-20 kraadi). Maagaasi transportimisel on vaja järgida kõiki nõudeid ja kehtestatud standardid. Vastasel juhul võib tekkida plahvatusohtlik olukord.

Mis on veeldatud maagaas?

Veeldatud gaas on maagaasi teatud olek, mis on rõhuga jahutatud. Veeldatud maagaas viiakse sellesse olekusse, et seda oleks lihtsam ladustada ja see ei võta transpordi ajal palju ruumi. Seega saab selle tarnida lõpptarbijale. Gaasi tihedus on poole väiksem kui bensiini tihedus. Sõltuvalt koostisest võib selle keemistemperatuur ulatuda kuni 160 kraadini. Veeldamise määr või ökonoomne režiim on kuni 95 protsenti.

Kaevudes olev gaas tuleb hoolikalt ette valmistada edasiseks transportimiseks, et see ettevõtetesse viia. Need võivad olla nii keemiatehased, katlamajad kui ka linn gaasivõrgud. Nõuetekohase ettevalmistuse tähtsus seisneb selles, et maagaas sisaldab mitmesuguseid lisandeid, mis põhjustavad selle transportimisel ja kasutamisel teatud raskusi.

Kuidas Venemaal gaasi toodetakse

Maagaas tekib maapõues leiduvate eri tüüpi gaaside segunemisel. Sügavus võib ulatuda peaaegu 2-3 kilomeetrini. Gaas võib tekkida kõrge temperatuuri ja rõhu tagajärjel. Kuid kaevanduskohale ei tohiks olla hapniku juurdepääsu.

Maagaasi tootmine Vene Föderatsiooni territooriumil toimub täna kõige sügavamas kaevus. See asub Novy Urengoy linna lähedal, kus kaev ulatub peaaegu kuue kilomeetri sügavusele. Nendes sügavustes olev gaas on tugeva ja kõrge rõhu all. Looduslike ainete õige kaevandamine hõlmab kaevude puurimist. Kohtades, kus on gaas, on paigaldatud mitu kaevu. Spetsialistid püüavad puurida ühtlaselt, et moodustumissurved oleksid ühesuguse jaotusega.

Maagaasi keemiline koostis

Looduslikest leiukohtadest ammutatav gaas koosneb süsivesinikest ja mittesüsivesinikest. Maagaas on metaan, mis sisaldab raskemaid homolooge – etaani, propaani ja butaani. Mõnel juhul võite leida looduslikku ainet, mis sisaldab pentaani ja heksaani auru. Maardlates sisalduvat süsivesinikku peetakse raskeks. See võib tekkida eranditult õli moodustumise ajal, samuti hajutatud orgaaniliste ainete muundamisel.

Lisaks süsivesinikkomponentidele sisaldab maagaas süsinikdioksiidi, lämmastiku, vesiniksulfiidi, heeliumi ja argooni lisandeid. Mõnel juhul sisaldavad gaasi- ja naftamaardlad vedelaid aure.