Ciśnienie i temperatura gazu na głowicy kawernowego podziemnego magazynu - symulacja komputerowa wieloletniej eksploatacji w porównaniu z danymi rzeczywistymi

• Autorzy: Kunstman A. , Urbańczyk K. , Gąska K.

Warianty tytułu

EN

Pressure and temperature of natural gas at the wellhead of underground cavern storage - computer simulation of many-years operation compared with field data

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Pierwszy polski magazyn gazu ziemnego w kawernach solnych - KPMG Mogilno, którego właścicielem jest PGNiG, a operatorem INVESTGAS jest ulokowany w wysadzie solnym Mogilno w woj. Kujawsko-Pomorskim i w chwili obecnej obejmuje osiem kawern napełnionych gazem, a dwie kolejne są w trakcie napełniania. Najstarsze kawerny gazowe pracują już od siedmiu lat. CHEMKOP był głównym projektantem części podziemnej magazynu - tzn. wykonawcą projektów wierceń, geomechanicznego posadowienia kawern, technologii ługowania i pomiarów echometrycznych. Gdy pierwsze kawerny zostały napełnione gazem, CHEMKOP dostarczył specjalistyczne oprogramowanie KAGA dla symulacji procesów zachodzących w kawernie i wokół niej. KAGA jest pakietem programów komputerowych symulujących termo-hydrodynamiczne procesy zachodzące w trakcie eksploatacji kawerny magazynującej gaz. Może modelować pojedyncze etapy zatłaczania gazu, jego poboru, czy przerwy, jak również scenariusze składające się z wielu etapów. Podczas symulacji komputer może dostarczyć informacji odnośnie ilości gazu w kawernie, jego gęstości, temperatury i ciśnienia zarówno w kawernie jak i na głowicy kawerny oraz rozkładu temperatury w otaczającym kawernę górotworze solnym. Stosując model KAGA, można prześledzić dotychczasowe operacje kawerny gazowej i poznać aktualny stan gazu w kawernie oraz aktualny stan termiczny otaczającego ją górotworu. Posiadając na bieżąco takie dane, można optymalizować dalszą pracę kawerny w oparciu o symulacje modelem KAGA. Artykuł przedstawia wyniki dopasowania parametrów modelu KAGA do kawern KPMG Mogilno. Szereg parametrów zostało dopasowanych na początku modelowania - np. rozkład temperatury w górotworze solnym wokół komory, współczynniki wymiany ciepła itd. Po właściwym dopasowaniu model może być uważany za model wiarygodny i rezultaty symulacji będą dobrze pasować do rzeczywistości przez okres następnych wielu lat. Dwie najstarsze kawerny zostały użyte jako przykład dla przedstawienia i przedyskutowania wyników właściwego

EN

The first Polish natural gas storage plant in salt caverns KPMG Mogilno owned by Polish Oil and Gas Company PGNiG , and operated by INVESTGAS is located in salt dome in northern Poland and now 8 gas caverns are in operation, 2 successive caverns in first filling with gas. The oldest caverns have been in operation for 7 years. CHEMKOP was the main designer for underground part of the project - e.g. for drilling designs, geomechanics, leaching technology and sonar measurements. When the first cavern was filled with gas, CHEMKOP delivered the specialised computer code KAGA for simulation of thermodynamical behaviour of gas cavern. KAGA is the software package to simulate thermo-hydrodynamical processes occurring during the operation of an underground natural gas storage cavern. It can simulate different kinds of operations modelling single stages of injection, withdrawal or idling, as well as scenarios consisting of several operation stages. During simulation, the computer can provide information about the amount of gas in the cavern, its density, temperature and pressure, its parameters at the wellhead, temperature distribution along the exploitation tubing and in the rock salt formation, etc. Using KAGA Package for controlling natural gas cavern operation one can trace the past cavern operations and find the current status of gas inside the cavern and surrounding rock salt formation. Being supplied with these data one can optimize further cavern operations also with help of the KAGA package. Results of application of the KAGA package for the KPMG Mogilno caverns are presented in the paper. Several parameters were adjusted at the beginning of modelling, e.g. temperature distribution in the rock salt massif around the modelled cavern, heat exchange coefficients. They were verified and fitted basing on the field data from the initial period of the gas cavern exploitation. After the proper fitting, the model can be considered as a true model and the results of simulation will match satisfactorily the field measurements for the next many-years period. Two oldest caverns are used as an example to discuss and present effects of proper adjustment of the KAGA model parameters and obtaining the true models of these gas caverns.

Słowa kluczowe

PL

gaz ziemny; kawerny magazynowe gazu ziemnego; magazyn podziemny; eksploatacja kawern; symulacja komputerowa kawerny gazowej

EN

caverns for natural gas storage; cavern operation; computer simulation of gas cavern

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Technika Poszukiwań Geologicznych
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 44, nr 4-5
• Strony: 59--68
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Kunstman A.

• OBRGSChem. CHEMKOP, 31-261 Kraków, ul. Wybickiego 7

autor

Urbańczyk K.

• OBRGSChem. CHEMKOP, 31-261 Kraków, ul. Wybickiego 7

autor

Gąska K.

• INVESTAG - KPMG Mogilno

• OBRGSChem. CHEMKOP, 31-261 Kraków, ul. Wybickiego 7

Bibliografia

• 1. HUGOUT B., 1982 - Comportement thermodynamique du gaz dans les cavites de stockage et dans les puits de production. Congress A.T.G.
• 2. KUNSTMAN A.S., URBAŃCZYK K.M., UTHKE W., 1994 - Komputerowa symulacja rozkładu temperatur wokół komory zbiornikowej podczas ługowania. Przegl. Gór. 10, 40-48.
• 3. KUNSTMAN A.S., URBAŃCZYK K.M., 1995 - Computer Simulation of Temperature Distribution Around Well and Cavern During Leaching, Spring 1995 SMRI Meeting, New Orleans, Louisiana.
• 4. THAULE, SVEIN B., GENTZSCH L., 1994 - Experience with Thermophysical Modeling of Gas Cavern Operations in Etzel Fall 1994 SMRI Meeting, Hannover, Germany.
• 5. THAULE, SVEIN B., FOSSE A.P., 1995 - Experience with Large Withdrawal Rates from Etzel Gas Storage, Fall 1995 SMRI Meeting, San, Fall Antonio, Texas.
• 6. THAULE, SVEIN B., 1997 - Computational Analysis of Thermophysical and Flow Characteristics in Gas Caverns Fall 1997 SMRI Meeting, El Paso, Texas.
• 7. URBAŃCZYK K.M., 1983 - Computer Models in Underground Storage Engineering - Symposium AITES ITA Underground Works, Man, Environment, Warszawa. May 1983.