אספקה ​​ואחסנה של גז טבעי

אספקת גז טבעי לצרכנים

אספקת גז טבעי מגז טבעי ומבארות נפט לצרכנים דורשת נכסי תשתית ושלבי עיבוד רבים, והיא כוללת מספר העברות פיזיות של משמורת.

ניתן לחלק תשתית לאספקת גז טבעי לשלוש קטגוריות:

• מעבד
• הוֹבָלָה
• אִחסוּן

עיבוד גז טבעי להובלה בצנרת

גז טבעי המועבר על מערכת הובלת הגז הטבעי המרכזית (צינור) בארצות הברית חייב לעמוד באמצעי איכות ספציפיים כדי שרשת הצינורות (או הרשת ) תוכל לספק גז טבעי באיכות אחידה. גז טבעי של ראש באר עלולים להכיל מזהמים ונוזלי גז פחמימניים (HGLs) שיש להסיר לפני שניתן יהיה להעביר את הגז הטבעי בבטחה לצינורות בלחץ גבוה, למרחקים ארוכים, המובילים גז טבעי לצרכנים. גז טבעי עובר בדרך כלל מבארות גז טבעי ומבארות נפט דרך מערכת איסוף של צינורות למפעלי עיבוד גז טבעי לטיפול.

עיבוד גז טבעי יכול להיות מורכב וכולל בדרך כלל מספר תהליכים, או שלבים, להסרת נפט, מים, HGL וזיהומים אחרים כגון גופרית, הליום, חנקן, מימן גופרתי ופחמן דו חמצני. הרכב הגז הטבעי של ראש הבאר קובע את מספר השלבים ואת התהליכים הנדרשים להפקת גז טבעי יבש באיכות צינור. שלבים ותהליכים אלו עשויים להיות משולבים ביחידה או פעולה אחת, להתבצע בסדר שונה או במקומות חלופיים (חכירה/מפעל), או לא להידרש כלל.

שלבים בסיסיים של עיבוד/טיפול בגז טבעי

• מפרידי גז-שמן-מים : הפגת לחץ במפריד חד-שלבי גורמת להפרדה טבעית של הנוזלים מהגזים בגז הטבעי. במקרים מסוימים, נדרש תהליך הפרדה רב-שלבי להפרדת זרמי הנוזל השונים.
• מפריד קונדנסט : קונדנסטים מוסרים לרוב מזרם הגז הטבעי בראש הבאר עם מפרידים בדומה למפרידי גז-שמן-מים. זרימת הגז הטבעי למפריד מגיעה ישירות מראש הבאר. קונדנסט שחולץ נשלח למיכלי אחסון.
• התייבשות : תהליך התייבשות מסיר מים שעלולים לגרום להיווצרות של הידרטים לא רצויים ולעיבוי מים בצנרת.
• הסרת מזהמים : יש להסיר גם גזים שאינם פחמימנים – כגון מימן גופרתי, פחמן דו חמצני, אדי מים, הליום, חנקן וחמצן – מזרם הגז הטבעי. טכניקת ההסרה הנפוצה ביותר היא לכוון את הגז הטבעי דרך כלי המכיל תמיסת אמין. אמינים סופגים מימן גופרתי ופחמן דו חמצני מגז טבעי וניתנים למחזור ולחידוש לשימוש חוזר.
• מיצוי חנקן : ברגע שהמימן הגופרתי והפחמן הדו-חמצני מופחתים לרמות מקובלות, זרם הגז הטבעי מנותב ליחידה לדחיית חנקן (NRU), שם הוא מתייבש עוד יותר באמצעות מיטות מסננות מולקולריות.
• הפרדת מתאן : תהליך דה-מתאן של זרם הגז הטבעי יכול להתרחש כפעולה נפרדת במפעל לעיבוד גז טבעי או כחלק מפעולת NRU. שיטות עיבוד וספיגה קריוגניות הן חלק מהדרכים המשמשות להפרדת מתאן מה-HGL.
• חלוקה : פיצול מפריד את ה-HGLs לנוזלים מרכיבים באמצעות נקודות הרתיחה המשתנות של ה-HGLs הבודדים. HGLs ממפעל העיבוד עשויים להישלח למפעלים פטרוכימיים, בתי זיקוק לנפט וצרכני HGLs אחרים.

צינורות מעבירים גז טבעי משדות הפקה לשווקים

צינורות הולכת גז טבעי הם צינורות בקוטר רחב ולעתים קרובות הם החלק הארוך של מערכות צינורות גז טבעי המחברים בין מערכות איסוף באזורי ייצור, מפעלים לעיבוד גז טבעי, נקודות קבלה אחרות ואזורי השירות העיקריים לצרכן.

שלושה סוגים של צינורות הולכה

• צינורות גז טבעי בין מדינות פועלים ומעבירים גז טבעי על פני גבולות המדינה.
• צינורות גז טבעי תוך-מדינתיים פועלים ומעבירים גז טבעי בתוך גבול מדינה.
• צינורות הגז הטבעי של Hinshaw מקבלים גז טבעי מצינורות בין-מדינתיים ומעבירים אותו לצרכנים לצריכה בתוך גבול המדינה.

כאשר הגז הטבעי מגיע למקומות שבהם הוא ישמש (בדרך כלל דרך צינורות גדולים), הוא זורם לצינורות בקוטר קטן יותר הנקראים ראשיים ולאחר מכן לקווי שירות קטנים יותר המגיעים ישירות לבתים או מבנים.

גז טבעי מאוחסן לזמנים של שיא הביקוש

הביקוש לגז טבעי משתנה מדי יום ועונתי, בעוד הייצור ויבוא הצינורות קבועים יחסית בטווח הקצר. אחסון גז טבעי בתקופות של ביקוש נמוך מסייע להבטיח אספקה ​​מספקת של גז טבעי בתקופות של ביקוש גבוה. גז טבעי מאוחסן בנפחים גדולים במתקנים תת קרקעיים ובנפחים קטנים יותר במיכלים מעל או מתחת לפני הקרקע.

ארצות הברית משתמשת בשלושה סוגים עיקריים של מתקני אחסון גז טבעי תת-קרקעיים:

• גז טבעי או שדות נפט מדוללים – רוב אגירת הגז הטבעי היא בשדות גז טבעי או נפט מדולדלים הקרובים לאזורים צורכים.
• מערות מלח – רוב מתקני האחסון של מערות המלח נמצאים בתצורות כיפת מלח במדינות הגובלות במפרץ מקסיקו. מערות מלח שוטפו גם מתצורות מלח מכוסות במדינות במערב התיכון, צפון מזרח ודרום מערב.
• אקוויפרים – אקוויפרים שיש להם תצורות סלע משקע נושאות מים ועליהן סלע מכסה בלתי חדיר משמשים כמאגרי אגירה של גז טבעי, בעיקר במערב התיכון.