Zakład Rozwoju Górnictwa i Zbiorników Podziemnych CHEMKOP’u ma 40 lat doświadczenia w projektowaniu i nadzorach nad ługowaniem podziemnych komór dla różnych celów, zwłaszcza dla magazynowania gazu ziemnego i ciekłych węglowodorów.
CHEMKOP był generalnym projektantem podziemnej części Magazynu Gazu zbudowanego w wysadzie soli Mogilno. CHEMKOP również pełnił rolę konsultanta i wykonał projekty takie jak projekt podstawowy, projekty geomechaniczne, projekty ługowania komór, pierwszego napełniania gazem i nadzory.
Pierwszy polski magazyn gazu ziemnego w komorach solnych jest ulokowany na wysadzie solnym Mogilno (w Centralnej Polsce), w sąsiedztwie pola górniczego eksploatującego solankę. Pierwszy etap tej inwestycji jest już ukończony - dziesięć komór magazynowych z pojemnością roboczą 416 milionów Nm3 jest już napełniona gazem. Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo (PGNiG) jest właścicielem magazynu. Budowa 10-ciu następnych komór właśnie się zaczęła - następny etap inwestycji z dodatkową pojemnością roboczą 738 milionów Nm3 gazu ziemnego.
Solanka wytworzona podczas ługowania komór magazynowych, była wysyłana dzięki instalacjom kopalni Mogilno do Fabryki Sody w Janikowie. Nie było żadnej możliwości zrzutu solanki do rzeki ani do głębokich warstw geologicznych.
Komory znajdują się na różnej głębokości (600 m - 1600 m), z powodu budowy geologicznej wysadu. Średnia komora ma ok. 250 m wysokości i ok. 400 000 m3 geometrycznej objętości. Otwór komory jest wyposażony w podwójne kolumny rur cementowanych do powierzchni. Specjalna kolumna rur wydobywczych zakończona jest zaworem bezpieczeństwa który może odciąć gaz w komorze w nagłym przypadku (awaria głowicy komory). Zawór ten jest umocowany na pakerze wewnątrz kolumny wydobywczej. Maksymalne ciśnienie magazynowanego gazu jest uwarunkowane głębokością komory i właściwościami soli. W KPMG Mogilno to ciśnienie (mierzone na głowicy komory) jest w zakresie od 10.5 MPa do 21.3 MPa. Minimalne ciśnienie gazu na głowicy komory jest pomiędzy 2 MPa i 6 MPa. Te ciśnienia określają roboczy zakres ciśnienia dla każdej komory.
Dla stworzenia właściwej metodologii do projektowania i kontrolowania budowy podziemnych komór, CHEMKOP opracował i rozwinął następującą problematykę:
· kryteria geologicznej oceny wysadu solnego dla wyboru jego najlepszych części do lokalizacji komór,
· kryteria geomechanicznej analizy soli kamiennej dla właściwego wyboru wielkości i kształtu komory i dla określenia maksymalnego i minimalnego ciśnienia magazynowania gazu, zapewniających długotrwałą stabilność komory - używanie oryginalnego geomechanicznego oprogramowania modelującego Geosolk,
· technologia ługowania komór magazynowych (z przemysłowym wykorzystaniem solanki), tak aby otrzymać wymagany kształt komory - używanie własnego oprogramowania CHEMKOP'u modelującego proces ługowania WinUbro - obecnie najlepszego takiego modelu na świecie (licencjonowany i używany przez ponad 20 różnych firm na całym świecie),
· specjalne laboratoryjne testy i analizy (chemiczne, geomechaniczne, ługownicze), prowadzone w własnych laboratoriach CHEMKOP'u i wykorzystujące oryginalną metodologię - dla określenia odpowiednich danych wejściowych do wyżej wymienionych kryteriów i modeli,
· specjalistyczne pomiary echosondą ultradźwiękową kształtu i rozmiarów komór, używające własnej sondy CHEMKOP'u i własnego oprogramowania interpretacyjne-go - do odpowiedniego nadzoru nad postępem ługowania,
· technika pierwszego napełniania komory gazem, z dostarczaniem wypieranej solanki do chemicznego zakładu przemysłowego,
· technologia eksploatacji magazynowej komory gazowej - używanie własnego oprogramowania CHEMKOP'u do modelowania termodynamicznego WinKaga dla odpowiedniej kontroli pracy magazynu.
KPMG Mogilno jest wyposażone w wysokiej klasy nowoczesne urządzenia powierzchniowe dla zatłaczania, suszenia, mierzenia i sterowania przepływami gazu ziemnego. Urządzenia te były zbudowane zostały w opcji „pod klucz” przez ABB SAE Sadelmi Mediolan, Włochy w latach 1996 - 1998. Pierwszy magazynowany gaz został pobrany z komór solnych zimą roku 1997/98. Należy podkreślić, że KPMG Mogilno zostało zaprojektowane i skonstruowane w zgodzie z najnowszą światową techniką i w momencie jego oddania było jednym z najbardziej nowoczesnych magazynów gazowych na świecie.
Obecnie, można z KPMG Mogilno pobierać maksymalnie do 2 milionów Nm3/h gazu ziemnego (podczas kilku dni), podczas gdy długotrwała wydajność poboru gazu (przez 20 dni) jest rzędu 0.8 - 1.3 miliona Nm3/h. KPMG Mogilno zapewnia właściwą pracę krajowego systemu gazowego w godzinach szczytu poboru, podczas przerw w zaopatrzeniu z importu albo w razie awarii rurociągów w gazowym systemie dostarczania.
CHEMKOP był również generalnym projektantem podziemnej części Magazynu Ropy i Paliw w wysadzie solnym Góra, wykonując główne prace projektowe i konsultacyjne związane z konwersją komór produkujących solankę w kopalni Góra w komory magazynowe ropy.. Przekształcone komory projektu są w eksploatacji magazynowej od 2001, i posiadają docelową pojemność magazynową przeszło 4 miliony ton.
Wszystkie członkowskie państwa Unii Europejskiej muszą według dyrektywy 98/93/EC, wydanej 14 grudnia 1998 utrzymywać zapasy ropy i produktów naftowych odpowiadające co najmniej 90 dniom średniego wewnętrznego spożycia w poprzedzającym roku kalendarzowym. Ten zapas stwarza ochronny bufor, niezbędny aby przetrwać możliwe paliwowe kryzysy do czasu aż dopływy paliwa i ceny stabilizują się.
W polskich warunkach, z corocznym spożyciem ok. 18 milionów ton ropy naftowej i po około 8 milionów ton benzyny i oleju napędowego (2003), zapasy ropy naftowej powinny być ok. 4.5 milionów ton, a benzyny i oleju napędowego, po ok. 2 miliony ton każdej. Utworzenie takiego zapasu w naziemnych zbiornikach było właściwie niewykonalne, prostszym rozwiązaniem były komory solne.
Polski koncern petrochemiczny ORLEN zakupił Inowrocławskie Kopalnie Soli specjalnie w tym celu kilka lat temu i obecnie część komór solankowych kopalni "Góra" jest przekształcana na podziemne magazyny ropy naftowej. Nowe komory magazynowe dla paliw są również ługowane na tym samym wysadzie. Pięć komór zostało napełnionych ropą a następne dwie są planowane, aby dojść do całkowitej pojemności 3.5 milionów ton. Paliwa będą przechowywane w trzech odmianach: bezołowiowa benzyna, letni olej napędowy i zimowy olej napędowy.
Konwersja komór solankowych na magazyny ropy naftowej wymagała:
· wyboru komór odpowiednich dla konwersji, spełniających kryteria geomechaniczne (długotrwała stabilność),
· skonstruowania górnej części każdej komory w kształcie kopułowego sklepienia zapewniającego ich stabilność,
· postawienia i zacementowania w otworze komory dodatkowej kolumny rur 10¾”, około 40 m głębiej niż poprzednia kolumna 133/8" - nowa kolumna jest używana do zatłaczania/poboru ropy naftowej do/z komory,
· odwiercenia dodatkowego, równoległego, szerszego otworu do stropu komory (185/8" kolumna cementowana, 133/8" rury osiągające poziom solanki w komorze) w celu uzyskania odpowiedniego przepływu solanki do/z komory.
Solanka, niezbędna do zastąpienia magazynowanej ropy i paliw jest dostarczana przez kopalnię solanki "Gora", która również odbiera solankę usunięta z komór podczas zatłaczania produktu do magazynu. Gospodarka solankowa w PMRiP "Góra" jest wspierana przez buforowy zbiornik powierzchniowy o pojemności 200 000 m3. CHEMKOP opracował szczegółowe warunki współpracy pomiędzy polem magazynowym, a polem eksploatującym solankę w dziedzinie gospodarki solankowej. Taka współpraca była całkowicie niezbędna, gdyż w tym regionie Polski nie istnieje żadna możliwość zrzutu solanki do rzeki albo do warstw podziemnych i cała solanka z operacji magazynowych powinna być użyta przez przemysł chemiczny.
Właściwa technologia konwersji zaprojektowana przez CHEMKOP pozwala konstruować podziemne magazyny w skróconym czasie, a koszty tej konwersji są stosunkowo niskie w porównaniu z kosztem budowy całkiem nowego magazynu komorowego.
Schemat operacji magazynowej we współpracy z kopalnią solanki - Zatłaczanie produktu
Schemat
operacji magazynowej we współpracy z kopalnią solanki -
Pobór produktu
W Zakładzie Rozwoju Górnictwa i Zbiorników Podziemnych CHEMKOP’u opracowano jedyny w swoim rodzaju zbiór komputerowych pakietów oprogramowania związanego z komorami solnymi. Ten zbiór obejmuje:
WinUbro - model komputerowy dla symulacji procesu ługowania komór solnych – obecnie najszerzej używany tego rodzaju model na świecie,
Geosolk - model geomechanicznego zachowania się górotworu solnego wokół komory,
WinKaga - model termodynamiki operacji zatłaczania/poboru gazu w podziemnych komorach magazynowych;
Firstfil - model pierwszego napełniania gazem komory magazynowej i wypierania solanki.
Wiarygodność tego wysoce zaawansowanego oprogramowania była wielokrotnie dowiedziona w praktyce obliczeń symulacyjnych dla różnych warunków i dla różnych złóż. Pakiet symulujący ługowanie WinUbro jest obecnie powszechnie używany przez fachowe firmy na świecie jako wiodące narzędzie do projektowania i kontroli ługowania komór. CHEMKOP dotychczas sprzedał licencje na stosowanie WinUbro dla 20 rożnych firm inżynieryjnych w Niemczech, USA, Kanadzie, Francji, Belgii, Chinach, Wielkiej Brytanii, Holandii, Tajlandii, Polsce i Słowacji.
Główna działalność Zakładu :
· nowe technologie w ługowaniu soli kamiennej i innych rozpuszczalnych minerałów,
· badania, prace koncepcyjne, konsultacje, projektowanie, nadzory,
· podziemne magazynowanie gazu, ropy i paliw w formacjach soli kamiennej,
· podziemne składowanie i przemysłowa gospodarka odpadami promieniotwórczymi i chemicznymi
· specjalistyczne oprogramowanie dla procesu ługowania - WinUbro,
· specjalistyczne oprogramowanie dla podziemnego magazynowania gazu ziemnego - WinKaga.
Nasza oferta:
· prace badawcze: studia naukowe i laboratoryjne, analizy, modelowanie komputerowe,
· prace inżynieryjne: ocena złóż i zasobów, wstępne studia wykonalności inwestycji, projekty procesowe, ogólne i szczegółowe projekty górnicze, przygotowywanie technicznych projektów przemysłowych, sporządzanie harmonogramów & planowanie, zamawianie wyposażenia, nadzorowanie, organizacja dostaw,
· dostarczanie specjalistycznej wiedzy traktującej o technologii górniczej, wspomagane komputerowo projektowanie i nadzór nad ługowaniem i operacjami magazynowymi,
· dostarczanie specjalistycznego oprogramowania (licencje) - WinUbro, WinKaga,
· usługi inżynieryjne: badania geologiczne, pobieranie próbek, interpretacja testów laboratoryjnych, komputerowe modelowanie ługowania i geomechaniki, interpretacja rozwoju komory zmierzonej echosondą;
· konsultacje i fachowe usługi: dostarczanie pojedynczych specjalistów z zakresu górnictwa, podziemnego magazynowania, geologii, geofizyki, informatyki, a także kompletnych wielo-zawodowych zespołów specjalistów;
· kierowanie projektami – jako Główny Projektant i/albo Główny Wykonawca - od etapu studiów i oceny geologicznej, poprzez projektowanie, wykonywanie zadania, zamawianie wyposażenia i podwykonawców, aż do fazy wdrożenia obejmującej nadzór i organizację dostaw.
Kontakt:
Dr. Andrzej Kunstman (48-12)-634-38-25 andrzej@kunstman.net
Dr. Kazimierz Urbanczyk (48-12)-635-70-55 z4urbanc@cyf-kr.edu.pl
Mr. Marek Mazur (48-12)-635-70-95 mazur@chemkop.pl
Kształt początkowy, kształt końcowy i rozwój komory w trakcie
8 cykli napełniania/opróżniania z użyciem wody - Przypadek 3
Krótki opis technologii:
Początkowa komora o kształcie gruszkowym
Stała objętość operacyjna w każdym cyklu.
Użycie słodkiej wody, ale w limitowanej ilości.
Ocena wyniku :
Komora w swej dolnej części
jest ma dobry i bezpieczny kształt