Określono pojemności kawern magazynowych gazu ziemnego i wodoru w zależności od warunków geologiczno-górniczych. Na tej podstawie porównano ilość energii zgromadzoną w analizowanych gazach. Opracowano odpowiednie mapy izoliniowe obrazujące ilość energii, jaką można zmagazynować w przeliczeniu na jednostkę powierzchni terenu. Analiza dotyczy pokładu soli kamiennej w rejonie Zatoki Gdańskiej.
EN
Storage capacity of the gases was estd. depending on the geol. and mining conditions of NaCl salt bed located in the region of Gdańsk Gulf in northern Poland. Special maps were elaborated showing the amt. of energy that can be accumulated in the analyzed gases per unit area of land.
The problem of rock salt massif tightness concerns all stored media. It is particularly important in the case of hydrogen, because of the small size of its molecules. Preliminary results of selected permeability tests performed under the project Hestor are discussed in the paper. The results of numerical calculations determining a potential range of gas leakage are also presented.
Przedmiotem badań była analiza szybkości pełzania różnych typów soli kamiennych pobranych ze złóż Kosakowo, Sieroszowice oraz Mogilno. Rozpatrzono wpływ takich parametrów petrograficznych jak wielkość kryształów halitu, obecność inkluzji solankowo-gazowych, sposób rozmieszczenia anhydrytu i innych domieszek. Przeprowadzone badania nie wykazały wzrostu szybkości pełzania wraz ze wzrostem rozmiarów kryształów halitu co często sugerowane jest w literaturze. Nie zaobserwowano również istotnego wpływu inkluzji pierwotnych. Ze względu na liczną obecność anhydrytu i polihalitu w badanych próbkach w których występowały inkluzje pierwotne, kwestia ich wpływu na szybkość pełzania wymaga dalszych szczegółowych badań. Wpływ na wzrost szybkości pełzania niewątpliwie związany jest z obecnością inkluzji rozmieszczonych na granicach kryształów halitu.
EN
The aim of presented study was to analyse the creep rate of different types of rock salt taken from the Kosakowo, Sieroszowice and Mogilno salt deposits. Petrological parameters such as: size of halite crystals, the presence of liquid-gas inclusions, arrangement of anhydrite and others minerals impurities were taken into account. Research did not reveal correlation between the creep rate and the size of halite crystals, what is frequently suggested in a literature. Moreover, the presence of primary fluid inclusions did not influence on the creep rate. In view of numerous anhydrite and polihalite ingrowth in the samples where primary fluid inclusions occur, this issue needs further investigations. However, the increase of the creep rate is connected with the fluid inclusions distributed on the boundaries of halite crystals.
In this article the methods of energy storage in salt caverns in the form of hydrogen, compressed air and natural gas were compared. Also the general issues concerning the geological, ecological and legal requirements for the storage of substances in rock salt deposits as well as the possibility of analyzed substances storage in the Zatoka Gdańska region and in the Goleniów salt dome were discussed. Moreover the suggestions concerning management of the brine coming from caverns leaching were also presented in this article.
In this paper were described the possibility of energy storage in salt caverns in Poland, using the technology CAES (Compressed Air Energy Storage), taking into account the natural conditions and parameters of existing power plants in the world. Focusing primarily on the storage part of such an installation, made initial selecting potential areas in the Poland enabling comprehensive execution of the installation - part of the ground (wind turbines, installation, gas turbine) and part of the underground (salt cavern).
The aim of the paper is to assess geological conditions in Middle-Poland salt domes and their suitability for natural gas storage. The starting point to the assessment were statistical distributions of caverns depth and volume in Mogilno CUGS. The distributions were generalized to other domes using the part of anticline forms in the salt mirror surface. The expected average cavern volumes, depths with their standard deviations are evaluated. Storing capacity of the caverns and the risk of a borehole unsuitable for cavern location are also given.
PL
Artykuł jest próbą oceny możliwego zróżnicowania pojemności magazynowej kawern w wysadach solnych okręgu środkowopolskiego, których lokalizację przedstawia rys. 1, na podstawie ich budowy geologicznej oraz danych uzyskanych podczas projektowania i eksploatacji KPMG Mogilno. W pierwszej kolejności określono potencjalne objętości maksymalne kawern w wysadach solnych ograniczone jedynie warunkami geomechanicznymi i ługowniczymi. Stwierdzono, że w takim przypadku objętość kawern określona wzorem (1) mogłaby przekraczać 1 mln m3. Objętości zaprojektowanych do chwili obecnej 15 kawern były mniejsze w niektórych przypadkach nawet kilkakrotnie z przyczyn geologicznych oraz błędów technologicznych i technicznych. Pojemność magazynowa kawern zależy również od głębokości ich posadowienia oraz ograniczeń technologicznych na wartości minimalnego i maksymalnego ciśnienia magazynowania. Z przeprowadzonej analizy (rys. 2 i 3) wynika, że optymalna głębokość środka kawerny, przy której pojemność jest największa wynosi od 1150 m p.p.t. przy dużej konwergencji do 1350 m p.p.t. przy konwergencji dwukrotnie niższej. Zlokalizowanie komory na głębokości optymalnej rzadko jednak będzie możliwe w rozpatrywanych wysadach ze względu na możliwość występowania w interesującym interwale głębokości warstw nienadających się do ługowania komory. Mogą to być warstwy soli magnezowo-potasowych, soli ilastych (zubrów) oraz anhydrytu. Kolejną część pracy stanowi statystyczna analiza głębokości posadowienia i objętości komór w KPMG Mogilno, przedstawionych na rys. 4. Na podstawie tych danych sporządzono histogram, określający prawdopodobieństwo ulokowania komory na danej głębokości a następnie do otrzymanego histogramu dopasowano rozkład trapezowy o gęstości prawdopodobieństwa wyrażonej wzorem (3). Parametry a, b, c, d otrzymanego rozkładu oraz jego wartość oczekiwaną μ i odchylenie standardowe σ zawiera tabela 1, zamieszczona w rozdziale czwartym. Uzyskana wartość oczekiwana niewiele odbiega od optymalnej głębokości posadowienia kawerny w przypadku wysokiej wartości konwergencji. Drugą analizowaną wielkością była objętość analizowanych kawern, która mieści się w przedziale 182 tys. m3 do 562 tys. m3. Na podstawie rzeczywistych danych objętości komór określono empiryczną gęstość rozkładu prawdopodobieństwa możliwości wyługowania kawerny o danej objętości w danym otworze do którego dopasowano rozkład trójkątny, o gęstości prawdopodobieństwa wyrażonej wzorem (6) otrzymując wartość oczekiwaną 349,7 m3, zaś odchylenie standardowe 114,9 m3. Dystrybuantę rozkładu oznaczającą prawdopodobieństwo wyługowania komory nie mniejszej niż dana wartość przedstawia rysunek 6. Zasadniczym celem pracy jest uogólnienie danych z KPMG Mogilno na inne wysady, które różnią się głębokością położenia zwierciadła solnego i procentowym udziałem warstw nadających się do wyługowania komory. W wysadach solnych okręgu środkowopolskiego występują sole powstałe w czterech cyklotemach cechsztynu PZ1, PZ2, PZ3 i PZ4 w skład których wchodzą odpowiednio sole najstarsze, starsze, młodsze i najmłodsze. Dodatkowo w każdym cyklotemie występuje anhydryt, w cylotemach PZ3 i PZ4 duże ilości soli ilastych (zubrów brunatnych i czerwonych), w cyklotemach PZ2 i PZ3 sole magnezowo-potasowe, a w cyklotemie PZ1 skały wapienne. Do lokowania kawern magazynowych najodpowiedniejsze są sole występujące w cyklotemach PZ1 (o ile występuje) i PZ2 ulokowane najczęściej w formach antyklinalnych. Przykładowe rozmieszczenie soli PZ2, PZ3 i PZ4 dla wysadów Damasławek i Łanięta na głębokości zwierciadła solnego przedstawia rysunek 7. Proporcje obu rodzajów soli są różne w różnych wysadach, przy czym zaobserwować można, że udział soli najstarszych i starszych maleje nieliniowo ze wzrostem powierzchni wysadu solnego, co przedstawia rysunek 8. Oznaczając symbolem A powierzchnię form antyklinalnych a symbolem P całkowitą powierzchnię zwierciadła solnego, zależność tę można przybliżyć wzorem (9). Określając hipotetyczne pojemności kawern magazynowych, przyjęto, że zarówno rozkład prawdopodobieństwa ulokowania komory na danej głębokości, jak i jej objętość zależą od wartości współczynnika A/P. Przyjęto więc hipotezę, że odchylenie standardowe rozkładu głębokości posadowienia w rozpatrywanym wysadzie σ ma się tak do odchylenia standardowego w wysadzie Mogilno σM jak odpowiednie stosunki A/P. Analogicznie określono wstępne wartości pozostałych parametrów rozkładu trapezowego a, b, c, d. Ostateczne wartości parametrów wyznaczono dostosowując je do głębokości zwierciadła solnego, a w razie możliwości, również do głębokości optymalnej. Powierzchnię wysadów P, ilorazów A/P, maksymalną głębokość zwierciadła soli oraz otrzymanych ostatecznie wartości parametrów rozkładu trapezowego wraz z wartością średnią μ i odchyleniem standardowym σh przedstawiono w tabeli 1. Kryterium A/P posłużyło również do wyznaczenia przeciętnej objętości komór w poszczególnych wysadach Vav, które przyjęto zgodnie z zależnością (11) a uzyskane wartości przeciętne wraz z odchyleniem standardowym σV przedstawiono w tabeli 1. W tabeli podano również ryzyko odwiercenia otworu negatywnego. Przyjęto, że taka sytuacja będzie mieć miejsce jeśli do głębokości 1850 m p.p.t. nie zostanie znaleziona warstwa soli odpowiedniej miąższości, nadająca się do lokalizacji kawerny. Przeciętne pojemności początkowe komór magazynowych (Cav) w analizowanych wysadach równe są w przybliżeniu iloczynowi przeciętnej objętości i różnicy ciśnienia maksymalnego i minimalnego dla przeciętnej głębokości (wzór (2) ze współczynnikiem k = 1). Poniższe rysunki 9 i 10 przedstawiają natomiast odpowiednio pojemności początkowe oraz po 20 latach jakie posiadać będą komory, jeśli zostaną zlokalizowane na określonej głębokości. Zgodnie z przyjętą hipotezą sytuacja w wysadach o większej powierzchni zwierciadła solnego niż wysad Mogilno może być jeszcze mniej korzystna. Polepszenie efektywności gospodarowania będzie możliwe przy lepszym rozpoznaniu budowy wysadów i wprowadzeniu nieregularnych siatek otworów. Duże nadzieje można tu wiązać z radarem otworowym, którym przeprowadzono pomiary w części eksploatacyjnej kopali Mogilno, jednak złożoność budowy wewnętrznej środkowopolskich wysadów solnych i znaczna odległość otworów sprawia interpretacja wyników pomiarów georadarowych jest bardzo skomplikowana.
Do chwili obecnej jedynymi mapami geologicznymi wykorzystywanymi przy projektowaniu lokalizacji podziemnych magazynów gazu w pokładach soli kamiennej były mapy miąższościowe i mapy głębokości stropu lub spągu pokładów. Na ich podstawie wytypowano m.in. potencjalne lokalizacje takich magazynów na monoklinie przedsudeckiej i wyniesieniu Łeby. Dane te nie pozwalają jednak na określenie optymalnej lokalizacji, która w przypadku komór magazynowych gazu jest wypadkową miąższości i głębokości posadowienia. W publikacji przedstawiony zostanie sposób konstrukcji map ilustrujących atrakcyjność analizowanych rejonów pod kątem krótko- i długotrwałej pojemności magazynowej. Zaprezentowane rezultaty stanowią pierwszy etap prac i dotyczą wyłącznie analizy warunków geologiczno-górniczych.
EN
Until now, the only geological maps used in design of the location of underground gas storage facility in rock salt beds were contour maps showing thickness and depth of the deposit. On their basis, the possible locations of such storage facilities on the Foresudetic Monocline and the Leba elevation have been selected. Nevertheless, these types of maps are not sufficient enough to determine the optimal location, which in the case of gas storage caverns is a function of thickness and depth of the deposit. In the paper it is explained how maps of the attractiveness of the regions in terms of short-term and long-term storage capacity have been constructed. The presented results represent the first stage of the research and relate only to the analysis of geological and mining conditions.
W pracy omówiono dwa kryteria wytrzymałościowe stosowane dla soli kamiennej, polegające na określeniu dopuszczalnej wartości maksymalnych naprężeń głównych i maksymalnych odkształceń głównych w zależności od wartości najmniejszego naprężenia głównego. Bazę doświadczalną stanowiły wyniki badań jedno- i trójosiowego konwencjonalnego ściskania uzyskane podczas badań rdzeni z nowo budowanych komór w wysadzie Mogilno i komór w złożu pokładowym Mechelinki. Stwierdzono, że pomimo dużego rozrzutu wyników i różnego kształtu krzywych aproksymacyjnych rezultaty wykazują jedno charakterystyczne podobieństwo. Wyrazy wolne występujące w analizowanych wzorach są takie same dla naprężeń, jak i odkształceń. Ich wartości odpowiadają również wartości naprężeń i odkształceń niszczących podczas jednoosiowego ściskania. Choć sam efekt może być przypadkowy i powinien być potwierdzony innymi rodzajami testów to wskazuje na dużą przydatność omawianych kryteriów do oceny stateczności wyrobisk górniczych wykonanych w złożach soli.
EN
The paper discusses two strength criteria, which are used for the rock salt. The criteria determine ultimate value of maximum principal stresses and maximum principal strains, depending on the value of the smallest principal stress. The authors analyzed the conventional uniaxial and triaxial compression tests of samples taken from the drilling cores extracted during the construction of caverns in the Mogilno salt dome and in Mechelinki bedded salt. It was found that, despite the wide range of the obtained results and various shapes of approximation curves, an interesting coincidence in the results is observed. Free terms in the formulas are the same for the stress and strain. Their values also correspond to the values of failure stresses and strains during uniaxial compression. Although the effect could appear by chance and should be confirmed by other types of tests, the analysis showed these criteria being very useful to assess the stability of excavations carried out in rock salt.
W artykule analizowany jest całkowity ubytek objętości pola komór magazynowych gazu w wysadzie solnym, w którym komory zlokalizowane są na różnych głębokościach oraz różnią się objętością i wartościami minimalnego i maksymalnego ciśnienia magazynowania. Konwergencje poszczególnych komór opisane są formułami, będącymi iloczynem funkcji potęgowej, której argumentem jest: różnica ciśnienia pierwotnego górotworu i ciśnieniem gazu w komorze oraz wykładniczej funkcji temperatury, analogicznie jak w prawie pełzania Nortona. Współczynniki funkcji dopasowano na podstawie studium parametrycznego obejmującego: obliczenia metodą elementów skończonych dla 8 głębokości posadowienia komory (pomiędzy 750 i 1800 m p.p.t.) i kilku wartości ciśnienia magazynowanego gazu. Na obecnym etapie badań założono brak wzajemnego oddziaływania komór oraz przyjęto niezależność konwergencji względnej komory od jej objętości geometrycznej. Dopasowane współczynniki analizowanej funkcji są różne od współczynników przyjętych dla opisu prawa pełzania stacjonarnego Nortona. Przedstawiony jest przykład harmonogramu eksploatacji magazynu, zapewniający minimalizację sumarycznej konwergencji komór w trakcie ich opróżniania i napełniania. Zgodnie z oczekiwaniem w pierwszej kolejności powinny zostać opróżnianie komory położone najpłycej, w przypadku napełniania zaś odwrotnie. Występujące odstępstwa od tej reguły związane są z maksymalną dopuszczalną wydajnością poszczególnych komór, co również zostało uwzględnione w opracowanym algorytmie. Przedstawione prace są pierwszym etapem badań prowadzonych w ramach grantu badawczo-rozwojowego nr R09 01 017 01. Ich celem jest opracowanie algorytmu sterującego pracą magazynu gazu w Mogilnie zapewniającego minimalizacje jego konwergencji całkowitej.
EN
The paper presents analyses of the convergence of gas storage caverns placed in salt dome. The caverns are located at different depths which results in different values of minimum and maximum storage pressures and various total storage capacities of each cavern. The convergence of each cavern is described by formulas, which have the same shape as Norton creep law, i.e. power function of pressure difference (primary pressure in rock massif minus gas pressure in the cavern), multiplied the exponential function of temperature. Coefficients of convergence function were fitted based on parametric study including: the finite elements method calculation for the 8 deep foundations of the cavern (between 750 and 1800 m b.s.) and several values of gas storage pressure. The fitted coefficients are different from those describing the stationary creep of salt. At the current stage of research no interaction between caverns and no influence of cavern geometric volume on its relative convergence is assumed. An example of how the storage facility operation should be arranged to assure the minimal total convergence of storage caverns area during the withdrawing and injection processes are presented. Generally, as expected, the caverns located at lowest depth should be empted at first place, in the case of injection the sequence should be opposite. The exceptions from this rule are connected with the maximum withdrawal rate from the individual caverns, which is also included in the developed algorithm. Presented work is the first part of research program, aimed at developing of an algorithm to control the operation of KPMG Moglino gas storage facility to ensure a minimization of the total convergence. The work was carried out within Research and Development Project nr R09 01 017 01.
W pracy przeanalizowano możliwości magazynowania gazu w cechsztyńskich złożach soli na monoklinie przedsudeckiej (dziewięć obszarów) i w rejonie wyniesienia Łeby (cztery obszary). Rozważanymi parametrami była miąższość złoża, wpływająca na objętość komór oraz głębokość zalegania złoża, od której zależą minimalne i maksymalne ciśnienie magazynowania, a tym samym pojemność komory. Stwierdzono, że duża początkowa pojemność magazynowa, jaką można uzyskać na złożach położonych najgłębiej ulega szybkiemu spadkowi na skutek zjawiska konwergencji. Najkorzystniejsze warunki do budowy komór magazynowych na monoklinie przedsudeckiej występują w rejonie Bytomia Odrzańskiego, natomiast na wyniesieniu Łeby - w rejonie Kosakowa, gdzie rozpoczęto ich budowę. W artykule przedstawiono szacunkowe pojemności magazynowe pojedynczych komór na analizowanych złożach oraz pojemności przypadające na 1 km2 powierzchni złoża.
EN
This paper presents the perspectives for gas storage in the Zechstein salt deposits in the Fore-Sudetic Monocline (nine areas) and in the Łeba elevation region (four areas). The parameters taken into account were: the thickness of the deposit, affecting the cavern volume and the depth of the deposit that affects the minimum and maximum storage pressures, hence volume of the gas that could be stored in the cavern. It has been found that large initial storage capacities, that can be obtained from deposits located deeper, decrease rapidly due to the convergence. The most favorable conditions for location of the storage caverns at the Fore-Sudetic Monocline occur in the Bytom Odrzański region. At the Leba elevation, the most favorable conditions occur in the Kosakowo region, where construction of the storage facility has been started. To summarize the results, the estimated storage capacities of the individual caverns located in the selected regions and the storage capacities per 1 km2 of deposits surface are presented in the paper.
W pracy określono teoretyczną pojemność jaką mogłyby mieć komory magazynowe gazu wykonane w złożach soli na monoklinie przedsudeckiej. Określone zostały pojemności początkowe komór oraz pojemności długotrwałe uwzględniające ich konwergencję. Konwergencje zostały opisane formułami będącymi iloczynem funkcji potęgowej, której argumentem jest: różnica ciśnienia pierwotnego górotworu i ciśnieniem gazu w komorze oraz wykładniczej funkcji temperatury, analogicznie jak w prawie pełzania Nortona. Stwierdzono, że głównymi czynnikami wpływającymi na pojemność komór magazynowych gazu są: miąższość wpływająca na rozmiary komory oraz głębokość złoża wpływająca na ciśnienie magazynowania i konwergencję. Zgodnie z wynikami przedstawionych obliczeń długotrwała pojemność magazynowa jaką można uzyskać na poszczególnych złożach waha się od 18,1-59,8 mln Nm3.
EN
Theoretical capacity of gas storage caverns that could be located in salt deposits of the Foresudetic Monocline was discussed in the paper. The initial capacity and the long-term capacity related to the convergence have been defined. The convergence of each cavern was described by formulas, which have the same shape as Norton creep law, i.e. power function of pressure difference (primary pressure in rock massif minus gas pressure in the cavern), multiplied the exponential function of temperature. It was found, that main factors affecting capacity of gas storage caverns are: thickness, which affects the size of the cavern, and depth of deposits which affects gas storage pressure and convergence. According to the calculations, the long-term storage capacity of selected areas varies from 18.1-59.8 mln Sm3.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Underground natural gas storage in salt caverns is the most efficient method of gas storage. Since geological and mining-engineering conditions of Polish rock-salt formations are not favourable, it is essential to specify technical parameters for each cavern independently. Stability assessment of particular cavern should include the following issues: rock salt massif strength ratio at the cavern wall, range of cavern influence and rate of cavern convergence depending on cavern loading scenario and mostly on minimal and maximal storage pressure. The paper presents analysis of the above mentioned aspects on the example of hypothetical cavern, in the case of boundary conditions, similar to typical gas storage cavern being operated in the Mogilno salt dome. The major influence on cavern stability have undefined so far rheological properties of rock salt massif, therefore in the article 4 different sets of Norton creep law parameters used in models have been analyzed. Two variants of model load, corresponding to minimal and maximal interaction of neighbouring caverns have been considered. The calculations included two kinds of cavern loading scenarios: scenario for theoretical purposes, aimed to define minimal storage pressure and scenario typical to storage cavern operation. Due to lack of explicit criteria describing long term stability of rock salt, rock salt massif strength ratio at the cavern wall was estimated on the basis of 3 independent criteria. Analysis of the calculation results showed that greater influence on stress-strain distribution of rock salt massif demonstrate creeping low, than boundary conditions. Besides, the high value of power coefficient describing stress influence in Norton creep law is not safe to estimate strain rate of rock-salt massif and cavern convergence. The calculations pointed out that micro-fracturing process in rock salt massif may occur at pressure value lower than predicted by micro-fracturing tests carried out in boreholes. Independently from the above conclusion, in the case of caverns located in homogenic part of the Mogilno salt dome, it is possible to decrease a minimal storage pressure, regardless of current technical projects. However, it is not clear that this improvement could be favourable from the point of view of effective, long-term storage capacity. Only a detailed analysis of exploitation scenario would give the answer.
PL
Magazynowanie gazu ziemnego w komorach solnych jest najefektywniejszym sposobem podziemnego magazynowania tego surowca. Warunki geologiczno-górnicze występujące w polskich wysadach solnych nie są niestety jednoznacznie korzystne, co powoduje konieczność indywidualnego wyznaczania parametrów każdej komory. Analizując stateczność konkretnej komory należy zwrócić uwagę na takie zagadnienia jak: wytężenie górotworu na brzegu komory, zasięg jej oddziaływania oraz prędkość konwergencji w zależności od scenariusza eksploatacji, a w szczególności od wartości minimalnego i maksymalnego ciśnienia magazynowania. W artykule analizowano te zagadnienia na przykładzie teoretycznej komory odpowiadającej, pod względem warunków brzegowych, przeciętnym komorom magazynowym gazu eksploatowanym w wysadzie solnym Mogilno. Największy wpływ na stateczność komory mają nierozpoznane dotychczas właściwości reologiczne górotworu solnego, w związku z tym w artykule uwzględniono 4 różne zestawy parametrów prawa pełzania Nortona użytego w modelach. Rozważono 2 warianty obciążenia modelu odpowiadające minimalnemu i maksymalnemu oddziaływaniu komór sąsiednich. Obliczenia obejmowały 2 scenariusze eksploatacji komory: teoretyczny, którego celem było określenie wartości minimalnego ciśnienia magazynowania oraz scenariusz odpowiadający rzeczywistemu harmonogramowi eksploatacji komór. Wobec braku jednoznacznego kryterium opisującego długotrwałą wytrzymałość soli kamiennej, wytężenie górotworu na brzegu komory oceniono na podstawie 3 niezależnych kryteriów. Analiza wyników wskazuje, że większy wpływ na rozkład naprężeń górotworu w otoczeniu komory ma przyjęte prawo pełzania niż warunki brzegowe. Obliczenia wykazały również, że przyjmowanie wysokiej wartości potęgi opisującej wpływ naprężeń w prawie pełzania Nortona nie stanowi bezpiecznego oszacowania prędkości odkształceń górotworu i konwergencji oraz wskazały, że zeszczelinowanie górotworu może nastąpić przy ciśnieniu niższym niż wynika to z prób mikroszczelinowania przeprowadzonych w otworach wiertniczych. Bez względu na powyższe w przypadku komór w wysadzie Mogilno zlokalizowanych w jednorodnej warstwie możliwe jest obniżenie wartości minimalnego ciśnienia magazynowania w porównaniu z aktualnie obowiązującymi projektami technicznymi. Stwierdzenie czy jest to opłacalne z punktu widzenia długotrwałej efektywnej pojemności magazynu wymaga przeanalizowania szczegółowego scenariusza eksploatacji rozpatrywanej komory.
Jednym z czynników decydujących o pojemności komory magazynowej jest głębokość jej posadowienia. Decyduje ona między innymi o wartości minimalnego ciśnienia magazynowania i szybkości konwergencji, czyli zaciskania się komory na skutek pełzania górotworu solnego. Praca dotyczy wyznaczenia głębokości, przy której otrzymać można największą pojemność magazynową. Oszacowana została również krótko i długotrwała pojemność magazynowa w zależności od miąższości złoża i głębokości posadowienia komory w porównaniu z pojemnością maksymalną. Zaprezentowane wyniki uzyskane zostały w oparciu o uproszczone wzory analityczne, opracowane na podstawie wieloletnich doświadczeń projektowych w zakresie geomechaniki i technologii ługowania komór magazynowych.
EN
One of the main factors, which have an influence on storage cavern capacity, is its depth. Based on the depth of storage cavern, the one can calculate minimal storage pressure and the rate of convergence, which is the process of cavern tightening resulting from creeping rate of salt massif. The paper presents calculations of cavern depth, appropriate to determine the maximal cavern capacity. Besides, based on a deposit thickness and the depth of storage cavern, short-term and long-term capacities were estimated, to compare with maximal storage capacity. The results presented in this paper were carried out by simplified analytic formulas calculations, based on broad design experience in geomechanics and storage cavern leaching technology.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy porównano wyniki badań naprężenia i odkształcenia krytycznego oraz szybkości pełzania stacjonarnego iłowców solnych z rezultatami uzyskiwanymi dla soli kamiennej. Stwierdzono, że efektywne naprężenie i odkształcenie krytyczne iłowców jest niższe i maleje wraz z zawartością części nierozpuszczalnych. Efektu tego nie zaobserwowano w przypadku szybkości pełzania, co świadczy, że wytrzymałość długotrwała iłowców solnych może być niższa od wytrzymałości soli kamiennej, szczególnie w wysokich temperaturach.
EN
Critical stresses and deformations as well as steady-rate creep of salt mudstones and rock-salt are compared. It has been stated that the effective critical stresses and deformations of mudstones are lower and decrease along with the content of insoluble parts. This effect has not been observed in case of the creep speed what chows that the long-lasting stress of salt mudstones can be lower than the stress of rock-salt, especially at high temperatures.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono problem prognozowania konwergencji komór magazynowych gazu ziemnego w złożu soli od strony teoretycznej. Na konkretnym przykładzie wybranej komory magazynowej porównano dwie metody prognozowania średniorocznej konwergencji. Pierwsza to metoda przybliżona polegająca na ekstrapolacji konwergencji stacjonarnych wyliczonych dla kilku wybranych ciśnień gazu w komorze. Druga metoda polega na bezpośredniej symulacji scenariusza obciążeń. Dla trzech prostych scenariuszy obliczono przewidywania metody uproszczonej oraz zasymulowano paroletnią eksploatację komory. Było to możliwe dzięki aktualizacji programów modelujących zachowanie górotworu o procedury symulacji dowolnych, wieloetapowych scenariuszy obciążeń. Różnice pomiędzy obiema metodami nie są wielkie, choć widoczne. Również nie są wielkie różnice pomiędzy średniorocznymi konwergencjami przy różnych scenariuszach, pomimo, że chwilowe szybkości względnej konwergencji znacznie różnią się od siebie. Uzyskane rezultaty dotyczą stacjonarnego prawa pełzania z konkretnymi współczynnikami i w przyszłości do rozważań należałoby włączyć pełzanie pierwotne.
EN
Problem of predicting the convergence of salt cavern working as natural gas storage is discussed from the theoretical point of view. Two methods of predicting the average annual convergence are compared on a real example of storage cavern. The first is approximate method consisting in extrapolation of stationary convergences calculated for few selected values of natural gas pressure inside the cavern. The second method consists in direct simulation of loading scenario. Calculations were performed for three simple scenarios. Predictions of approximate method are obtained and compared with direct scenario simulations for few-years periods of cavern exploitation. It was possible due to updating of the programs modelling rock massif behaviour by adding the procedures for simulation of multiple-stage loading scenario. Difference between discussed two methods are not big. Differences between average annual convergences for three discussed scenarios are not big also, while local rates of relative convergence significantly vary each other. The results are obtained basing on stationary creeping law with real coefficients. Primary creeping should be included into consideration in the future.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Warunkiem poprawnego zaprojektowania wymiarów i parametrów eksploatacyjnych komory magazynowej gazu ziemnego w wysadzie solnym jest rozpoznanie własności Teologicznych górotworu i ich matematyczny opis. Najistotniejsze jest określenie prawa pełzania i wyznaczenie jego współczynników. W pracy przedstawiono metodykę i wyniki badań laboratoryjnych wykonanych w celu wyznaczenia współczynników prawa pełzania Nortona, dla soli pochodzących z dwóch konkretnych otworów wiertniczych wykonanych dla potrzeb budowy komór magazynowych. Omówiono również konwergencję otworów zmierzoną dzięki rejestracji samo-wypływu solanki oraz zweryfikowano przyjęte prawo pełzania wykonując symulację komputerową procesu ich zaciskania.
EN
Recognition of the rheological properties of the rock mass and their mathematical description is the condition of correct design of dimensions and parameters of natural gas exploitation storage chambers in a salt dome. The most important is determination of creeping law and its coefficients. Methodics and results of laboratory research carried out to determine the coefficients of the Norton's law of creeping for the salts originating from the two real bore-holes executed for storage chambers construction are presented. Also the convergence of the bore-holes measured thanks to registration of spontaneous outflow of brine is discussed as well as the assumed creeping law has been verified performing the computer simulation of their convergence process.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Konwergencja, czyli zaciskanie się komory magazynowej gazu ziemnego w złożu soli kamiennej wskutek zjawiska pełzania, jest jednym z czynników decydujących o efektywnej pojemności komory. W artykule przedstawiono prognozę szybkości konwergencji wybranej komory, opracowaną na podstawie symulacji komputerowej ruchu górotworu, w powiązaniu z rozważaniami analitycznymi dotyczącymi scenariusza eksploatacji. Stwierdzono zmienność szybkości konwergencji, nawet w przypadku użycia stacjonarnego prawa pełzania soli, i decydującą rolę minimalnego ciśnienia magazynowania gazu na szybkość tego procesu.
EN
Convergence that is compression of gas storage cavern in rock salt due to salt creep is one of the factor deciding about effective capacity of cavern. In the article there is shown the forecast of convergence rate of selected rock salt cavern on the basis of massif movement computer simulation and of analytical consideration of exploitation scenario. Variability of speed convergence even in case of stationary salt creep law application and crucial role of minimum pressures of gas storing on rate of this process were ascertained.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The principal safety requirement for an underground radioactive waste repository (RWR) is its tightness which must ensure that radioisotopes will not be released to the biosphere. The paper presents two eonceptual models of the RWR: in salt dome and in clay series which are the only rock formations in Poland suitable for localization of the RWR. Selected aspects of safety problems were presented including the geological and geotechnical barriers. It was found that under conditions encountered in salt domes in Poland the construction of repository of a relevant capacity must include the waste storage in "zubers", which requires further laboratory and field studies.
PL
Podstawowym warunkiem bezpieczeńtwa jaki musi spełniać podziemne składowisko odpadów promieniotwórczych (SOP) jest jego szczelność, gwarantująca nieprzedostanie się radionuklidów do biosfery. W pracy zaprezentowane zostały dwa modele koncepcyjne SOP w wysadzie solnym i pokładzie skał ilastych, jako jedynych strukturach skalnych, w których istnieją możliwości zlokalizowania składowiska na ziemiach polskich. Przedstawione zostały wybrane aspekty zapewnienia bezpieczeństwa z zakresu barier geologicznych i geotechnicznych. Stwierdzono, że w warunkach polskich wysadów solnych dla uzyskania odpowiedniej pojemności składowiska należy rozpoznać możliwości składowania odpadów w solach zubrowych, co wymagać będzie dalszych badań laboratoryjnych i in-situ.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.