Видобуток газу (природного) способи
Газодобувна промисловість є наймолодшою галуззю паливно-енергетичної промисловості України. Її основні складові – це видобуток, зберігання та транспортування природного газу. На території країни зосереджено найбільші запаси цього палива – 1/3 світових запасів.
Що являє собою природний газ
Найпростішим визначенням газу можна назвати суміш вуглеводнів, основу якої становить метан (хімічна формула СН4). Крім метану, у складі часто зустрічаються етан, бутан, пропан, а також деякі невуглеводневі речовини.
У природі газ зустрічається у пластах гірських порід, часто його родовища близькі до нафтових. Поклади газу можуть бути у вигляді шапки над нафтою, а також у розчиненій та кристалічній формі. Цікавий факт – газ не має запаху та кольору.
Той характерний і неприємний запах, який притаманний побутовому паливу виходить після збагачення сировини – одорації – це процес насичення газу сірковмісними сполуками, що найчастіше використовують етантіол. Одна частина цієї речовини здатна розчинитись у 50 мільйонах частин повітря. Робиться таке збагачення для того, щоб запобігти витоку газу.
Вченими досі вирішується суперечка про природу появи газових покладів у земній корі. Не сьогодні існують дві основні теорії:
- біогенна - мається на увазі, що газ є наслідком розкладання живих організмів у безповітряному просторі;
- мінеральна – припускає, що газ є результатом динаміки у глибоких шарах землі, у процесі дегазації речовини піднімаються до зон найменшого тиску та утворюють нафтові та газові поклади.
В Україні газ довгий час вважався побічним продуктом при нафтовидобуванні,понять про родовища цього палива не існувало. Поступово, коли промисловці стали звертати увагу на корисні властивості цієї сировини, почали розділяти видобуток нафти та газу та освоювати нові родовища блакитного палива. Газової промисловості в Україні трохи більше 200 років.
Основні класифікації покладів газу
Вважається, що практично всі корисні копалини, у тому числі й природний газ, були утворені в крейдяному періоді, саме тоді на землі жили найбільші тварини, які вимерли з незрозумілих досі причин. На цьому ґрунтуються прихильники біогенної теорії походження газу. Залежно від того, на якій глибині залягає природне паливо, його відносять і класифікують за тимчасовими періодами. Найнижчі яруси крейдяного періоду, вони отримали назви замків та населених пунктів, поблизу яких було виявлено:
- Туронський;
- Сеноманський;
- Валанжинський;
- Ачімовський.
Туронський ярус вважається наймолодшим, поклади в земній корі виявлені на глибині 800 м, його склад неоднорідний, у ньому багато домішок, які знижують якість.
На території України великі поклади Сеноманського газу. Його родовища розташовуються на глибині 1000 – 1800 метрів, він чистіший, містить головним чином метан, тому його видобуток економічно вигідний, не потрібно подальше очищення.
Поклади Валанжинського газу глибші, до 3000 метрів, у складі значною мірою є пропан, етан і газовий конденсат. У світі простежується тенденція до поступового виснаження покладів цього рівня.
Багаті родовища газу в Україні
Найзначніші поклади газу – 84,4% територіально розташовані у східнійчастини країни, переважно у Ямало-Ненецькому автономному окрузі. Тут розвідані та активно використовуються такі родовища, як:
- Уренгою;
- Ведмеже;
- Ямбург;
- Заполярне.
Гігантським, за обсягами покладів, вважається Уренгойське родовище, воно входить до трійки світових лідерів, запаси оцінюються в 16 трильйонів м 3 . Назва була дана по однойменному прилеглому місту - Уренгой.
Освоєння та промисловий видобуток газу тут почався 1978 року. З 1984 року видобута сировина починає йти на експорт у країни Західної Європи. З 2008 року тут почали видобувати газ з ачимовських ярусів, а надалі планується розробляти яруси юрського періоду, які знаходяться нижче 4000 метрів.
Родовища Заполярне та Ямбург розташовані на Тазовському півострові. Це заполярна частина Західносибірської рівнини. Тут досить суворі погодні умови, температура іноді опускається нижче 55 о С, а товщина земного шару вічної мерзлоти 400 метрів.
Природні запаси газу в Західному Сибіру становлять 60% загальноукраїнських покладів. Серед інших родовищ можна назвати особливо значущі:
- Вуктильське (Північний район);
- Астраханське (Поволжя);
- Оренбурзьке (Урал);
- Північно-Ставропольське (Кавказ);
- Усть-Вілюйське (Далекий Схід);
- Тунгор (острів Сахалін);
- Ленінградське, Русанівське, Штокманівське (Карське та Баренцеве моря).
Як здійснюється видобуток блакитного палива
Процесу видобутку природного палива передують геолого-розвідувальні роботи, під час яких точно встановлюються поклади. На сьогоднішній день використовують такі способи геологічноїрозвідки місцевості:
- гравітаційна – заснована на визначенні сили тяжіння гірських порід, насичені газом пласти характеризуються нижчою щільністю;
- магнітна - заснована на магнітній проникності різних порід, при цьому використовується аеромагнітна зйомка, що дає розгорнуту картину на глибині до 7000 метрів;
- сейсмічна - заснована на використанні пружних коливань, хвиль, які проходячи через земні шари, видають луну, що уловлюється спеціальними апаратами;
- геохімічна – заснована на вивченні підземних вод щодо концентрації у яких хімічних речовин, властивих газовим покладам;
- буріння - найдостовірніший спосіб геолого-розвідувальних заходів, проте застосування його дороге, тому доцільно провести попередні дослідження, потім бурити пробну свердловину.
Після визначення родовища та оцінки його обсягів починається видобуток природного газу. Для цього буряться свердловини, глибина яких має досягати ярусу залягання природного палива. Для забезпечення розподілу тиску газу, що піднімається, свердловину роблять драбинкою або за типом підзорної труби.
Стінки зміцнюються обсадними трубами та цементуються. На одному родовищі розміщуються кілька свердловин. Таким чином, знижується тиск і процес видобутку значно прискорюється. Свердловиною газ піднімається за рахунок власної енергії – прагне до зони з меншим тиском.
Далі видобуте паливо необхідно очистити від домішок та органічних речовин. З цією метою поблизу родовищ будуються газопереробні заводи чи встановлюються комплекси з обробці газу.
Особливість підводного видобутку
Родовища виявлені не тільки на суші, видобуток газу та нафтиздійснюється і в акваторії океанів та морів. В Україні на шельфі Баренцева, Охотського та Карського морів. Активно йде видобуток у родовищах Лунське, Сахалін-2, у найближчій перспективі – Сахалін-3.
Тут розташовані найскладніші та великоваговіші платформи гравітаційного типу. Такі платформи мають стійку бетонну основу, яка досягає дна. Саме в цю основу вбудовано колони, які здійснюють буріння свердловин, а також мають резервуари для видобутого палива, від них на сушу веде трубопровід. Над поверхнею води розташовуються бурові вежі.
Такі платформи повністю обладнані для тривалого перебування на борту обслуговуючого персоналу, часто їх чисельність сягає 100 осіб. Платформи мають власну електростанцію, вертолітний майданчик, житлові приміщення.
Якщо родовище розташоване неподалік берега, то буріння використовують похилі свердловини, основу яких занурено вглиб шельфу, а вихід складає сушу. Подальша обробка видобутого палива складає суші за стандартною схемою.
Як відбувається доставка газу споживачам
З районів видобутку блакитне паливо транспортується до районів споживання магістральним трубопроводом. Це є основним елементом газотранспортної системи країни. Він складається із сталевих труб, діаметр яких у межах 700 – 1420 мм, у ньому створюється високий тиск, завдяки якому здійснюється рух.
Тиск може досягати 11,8 МПа, а пропускна спроможність до 35 млрд м3 палива на рік. Магістральний трубопровід може бути підземний, наземний та підводний. Глибина залягання залежить від рельєфу місцевості, але здебільшого вбирається у одного метра.
Наступною ланкою у транспортній системі є розподільчі станції ГРС. Їхосновне призначення знизити тиск та провести одоризацію, а в деяких випадках провести додаткове очищення та осушування палива.
Далі паливо прямує до кінцевих споживачів. Тут відбувається подальше зниження тиску, залежно від конкретного споживача:
Багатоповерхові житлові будинки та великі промислові підприємства обладнані внутрішнім газопроводом, який здійснює подачу палива безпосередньо до газовикористовуючого обладнання.