אספקת גז טבעי לצרכנים
אספקת גז טבעי מבארות גז טבעי ונפט לצרכנים מצריכה נכסי תשתית רבים ושלבי עיבוד, והוא כולל כמה העברות פיזיות.
ניתן לקבץ תשתית לאספקת גז טבעי לשלוש קטגוריות:
עיבוד גז טבעי להובלה בצינור
גז טבעי המועבר במערכת תחבורה ראשונה (צינור) של גז טבעי בארצות הברית חייב לעמוד באמצעי איכות ספציפיים, כך שרשת הצינורות (או הרשת) תוכל לספק גז טבעי איכותי. גז טבעי של Wellhead עשוי להכיל מזהמים ונוזלי גז פחמימנים (HGL) שיש להסירם לפני שניתן להעביר את הגז הטבעי בבטחה לצינורות בלחץ גבוה ומרחקים ארוכים המובילים גז טבעי לצרכנים. גז טבעי עובר בדרך כלל מבארות גז טבעי ונפט דרך מערכת איסוף של צינורות למפעלי עיבוד גז טבעי לטיפול.
עיבוד גז טבעי יכול להיות מורכב ובדרך כלל כולל מספר תהליכים, או שלבים, להסרת נפט, מים, HGL וזיהומים אחרים כמו גופרית, הליום, חנקן, מימן גופרתי ופחמן דו חמצני. הרכב הגז הטבעי עם ראש הבאר קובע את מספר השלבים ואת התהליכים הנדרשים להפקת גז טבעי יבש באיכות צינור. שלבים ותהליכים אלה עשויים להיות משולבים ביחידה או פעולה אחת, להתבצע בסדר אחר או במקומות חלופיים (חכירה / מפעל).
השלבים הבסיסיים של עיבוד / טיפול בגז טבעי הם
- מפרידי נפט וגז-מים: הפגת לחץ במפריד חד-שלבי גורמת להפרדה טבעית של הנוזלים מהגזים בגז הטבעי. בחלק מהמקרים נדרש תהליך הפרדה רב-שלבי כדי להפריד בין זרמי הנוזל השונים.
- מפריד קונדנסט: לרוב מוציאים קונדנסטים מזרם הגז הטבעי בראש הבאר עם מפרידים בדומה למפרידי גז-נפט-מים. זרימת הגז הטבעי למפריד מגיעה ישירות מראש הבאר. עיבוי מחולץ נשלח למיכלי אחסון.
- התייבשות: תהליך התייבשות מסיר מים העלולים לגרום להיווצרות הידרטים לא רצויים ולעיבוי מים בצינורות.
- סילוק מזהמים: יש להסיר גם מזרם הגז הטבעי גזים שאינם פחמימנים – כמו מימן גופרתי, פחמן דו חמצני, אדי מים, הליום, חנקן וחמצן. טכניקת ההסרה הנפוצה ביותר היא לכוון את הגז הטבעי באמצעות כלי המכיל תמיסת אמין. אמינים סופגים מימן גופרתי ופחמן דו חמצני מגז טבעי וניתן למחזרם ולהתחדש לשימוש חוזר.
- הפקת חנקן: לאחר הפחתת מימן הגופרתי ופחמן הדו חמצני לרמות מקובלות, זרם הגז הטבעי מועבר ליחידת דחיית חנקן (NRU), שם הוא מיובש עוד יותר באמצעות מיטות מסננת מולקולריות.
- הפרדת מתאן: תהליך הפחתת זרם הגז הטבעי יכול להתרחש כפעולה נפרדת במפעל לעיבוד גז טבעי או כחלק מפעולת ה- NRU. שיטות עיבוד וקליטה קריוגניות הן חלק מהדרכים בהן משתמשים להפרדת מתאן ל- HGL.
- חלוקה: חלוקה מפרידה בין ה- HGL לנוזלי רכיבים באמצעות נקודות הרתיחה המשתנות של ה- HGL האישי. HGL ממפעל העיבוד עשוי להישלח למפעלים פטרוכימיים, בתי זיקוק נפט וצרכני HGL אחרים.
צינורות מעבירים גז טבעי משדות הייצור לשווקים
צינורות העברת גז טבעי הם צינורות בקוטר רחב המחוברות למערכות צינורות גז טבעי המחברים מערכות איסוף באזורים המייצרים, מפעלי עיבוד גז טבעי, נקודות קבלה אחרות ואזורי השירות העיקרי לצרכנות.
שלושת סוגי צינורות ההולכה הם
- צינורות גז טבעי בין מדינות פועלים ומעבירים גז טבעי מעבר לגבולות המדינה.
- צינורות גז טבעי סואנים פועלים ומעבירים גז טבעי בגבול המדינה.
- צינורות הגז הטבעי של Hinshaw מקבלים גז טבעי מצינורות בין מדינות ומספקים אותו לצרכנים לצריכה בגבול המדינה.
כאשר הגז הטבעי מגיע למקומות בהם ישמש אותו (בדרך כלל דרך צינורות גדולים), הוא זורם לצינורות בקוטר קטן יותר הנקרא עיקרי חשמל ואז לקווי שירות קטנים יותר שמגיעים ישירות לבתים או לבניינים.
ניתן לאחסן גז טבעי גם לזמנים של ביקוש בשיא
הביקוש לגז טבעי משתנה מדי יום וגם בגלל ביקוש עונתי, בעוד שהייצור והיבוא של הצנרת קבועים יחסית בטווח הקצר. אחסון של גז טבעי בתקופות של ביקוש נמוך מסייע להבטיח כי אספקת גז טבעי מסופקת בתקופות של ביקוש גבוה. גז טבעי מאוחסן בכמויות גדולות במתקנים תת קרקעיים ובנפחים קטנים יותר במיכלים מעל או מתחת לפני הקרקע.
ארצות הברית משתמשת בשלושה סוגים עיקריים של מתקני אחסון תת קרקעיים בגז טבעי:
- גז טבעי או שדות נפט ריקים – הקרובים לאזורים צורכים הם המקום בו מאוחסן רוב הגז הטבעי בארצות הברית.
- מערות מלח – המספקות שיעורי נסיגה והזרקה גבוהים ביחס ליכולת הגז הטבעי שלהן. דרישות הגז הטבעי הבסיסיות נמוכות יחסית. מרבית מתקני אחסון מערות המלח נמצאים בתצורות כיפת מלח במדינות הגובלות במפרץ מקסיקו. מערות מלח נשטפו גם מתצורות מלח מצופות במדינות המערב התיכון, צפון מזרח ודרום מערב.
- אקוויפרים – המומרים למאגרי אגירת גז טבעי, בעיקר במערב התיכון, שם תצורות סלעי משקע נושאות מים מכוסות בסלע כובע אטום.
