موقع النفط والغاز الطبيعي العربي

 

 
  الصفحة الرئيسية > قسم المقالات > الغاز الطبيعي  

هذا المقال حصري لموقع النفط والغاز الطبيعي العربي

الخزن الجوفي للغاز السائل  LPG Underground Storage 

 
 
 

اساسيات الخزن الجوفي

الغاز الطبيعي عديم اللون والرائحة، الهيدروكاربونات الغازية قد تكون مخزونة بعدد من الطرق المختلفة. والاكثر شيوعاً هو الخزن الجوفي تحت الضغط بثلاثة انواع من المنشأت او المرافق: 1- المكامن العميقة في حقول النفط والغاز، 2- المياه الجوفيه، 3- تشكيلات التجاويف الملحية، ( يتم خزن الغاز الطبيعي ايضا بشكل سائل في صهاريج فوق الارض).

مناقشة الغاز الطبيعي (LNG) هو خارج نطاق هذا التقرير. للحصول على المزيد من المعلومات حول الغاز الطبيعي المسال يرجى الاطلاع على تقرير تقييم التأثير البيئي (EIA) والبرنامج العالمي للسوق الغاز الطبيعي المسال (الحالة والرؤية المستقبلية) لكل نوع من الخزن الجوفي له خصائصه الفيزيائية الخاصة (المسامية والنفاذية والقدرة على الاحتفاظ) والاقتصاد (اعداد المواقع وتكاليف الصيانة، ومعدلات امكانية التسليم، والقدرة على التدوير) والتي تحكم مدى ملاءمتها لتطبيقات معينة.

اثنين من اهم خصائص مكامن الخزن الجوفي هو سعة المكمن للاحتفاظ بالغاز الطبيعي واستخدامه في المستقبل والمعدل الذي يمكن سحبه وهي معدل قابلية التسليم (انظر تدابير الخزن ادناه، للحصول على تعريفات اساسية).

معظم تخزين الغاز الموجود في الولايات المتحدة في مناضب الغاز الطبيعي او حقول النفط القريبة من مراكز الاستهلاك. تحويل الحقل من الانتاج الى التخزين يستوجب الاستفادة من الآبار الموجودة، نظام جمع المعلومات وربط خطوط الانابيب. مناضب النفط والمكامن الغازية هي الاكثر شيوعاً للاستخدام في مواقع الخزن الجوفي بسبب توفره على نطاق واسع.

في بعض المناطق وابرزها ولايات الغرب الاوسط المتحدة، حيث تم تحويل المياه الجوفية الطبيعية الى مكامن لخزن الغاز. المياه الجوفية مناسبة لخزن الغاز في حال اذا تم وضع تشكيل الضخور الرسوبية المحملة بالماء بغطاء محكم. في ان جيولوجيا المياه الجوفية مشابهة لحقول الانتاج المنضب، واستخدامها في تخزين الغاز وعادةً مايتطلب المزيد من القاعدة(بطانة) الغاز وزيادة رصد الانسحاب وطريقة الحقن. ويمكن تعزيز معدلات قابلية التسليم بسبب وجود جريان نشط للمياه.

كهوف الملح تحقق معدلات الانسحاب والحقن النسبي عالية جدا وذلك لسعة الغاز العاملة. متطلبات قاعدة الغاز منخفضة نسبياً. ظهر الغالبية العظمى من منشآت تخزين كهوف الملحية في تشكيلات قبة ملحية الموجودة في ولايات ساحل الخليج. كما تم ترشيح الكهوف الملحية من طبقات الملحية السائدة في ولايات الشمالية الشرقية والغرب الاوسط والجنوبية الغربية.

بناء الكهف اكثر تكلفة من تحويل الحقول المنضبة عند قياسها على اساس دولارات لكل الف قدم مكعب من سعة الغاز العاملة، ولكن امكانية تنفيذ تدوير الانسحاب والحقن لكل عام يقلل من وحدة التكلفة لكل الف قدم مكعب من حقن الغاز وسحبه.

كانت هناك جهود لاستخدام المناجم المهجورة لتخزين الغاز الطبيعي، مع على الاقل واحدة من المنشآت التي كانت قيد الاستخدام في الولايات المتحدة في الماضي. كذلك فان من المحتمل لاستخدام التجاري للصخور الكهفية الصلبة التي يخضع حالياً للاختبارات. اياً منها جاهزة للعمل تجارياً كواقع لتخزين الغاز الطبيعي في الوقت الحاضر.

 

-    مالكي ومشغلي التخزين:- اصحاب رأس المال/ مشغلي منشآت الخزن الجوفي هي 1) شركات خطوط الانابيب بين الدول، 2) شركات خطوط الانابيب داخل الدول، 3) شركات التوزيع المحلية (البلدان المتنامية)، 4) مقدمي خدمة الخزن المستقلة. هناك حوالي (120) كيانات في الوقت الراهن التي تشغل مايقارب (400) منشأة للخزن الجوفي العاملة في( 48) دولة على الاقل وبدوره تكون مملوكة من قبل الكيانات العاملة وهي فروع لـ على الاقل (80) كياناً مشتركاً او متحداً. اذا كانت منشآت الخزن يخدم التجارة الدولية، فمن حق الدولة ان تخضع للجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية.

-   المالكين:- ليس من الضرورة ان يكون مشغلي منشآت الخزن هم اصحاب خزين الغاز. في الواقع، معظم عقود عمل الغاز في منشآت الخزن تحت التأجير مع الشاحنين والبلدان المتنامية او المستخدمين النهائيين الذين يملكون الغاز. من ناحية اخرى، فان نوع الكيان المالك/ تدير المنشأة. تحدد الى حد ما كيفية استخدام سعات منشآت التخزين.

على سبيل المثال/ شركات خطوط الانابيب بين الدول تعتمد بشكل كبير على الخزن الجوفي لتسهيل حمل الموازنة ونظام ادارة العرض على خطوط النقل طويلة المدى. لجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية يخصص للشركات خطوط الانابيب بين الدول نظاماً لاستقبال بعض اجزاء من سعة الخزن الخاصة بهم لهذا الغرض.

ومع ذلك، تم تأجير معظم السعة الخزنية الى المشاركين في صناعة اخرى.

شركات خطوط الانابيب الدولية ايضا تستخدم سعة الخزن والمخزون لاغراض مماثلة بالاضافة الى خدمة العملاء للمستخدم النهائي.
في الماضي، الدول المتنامية عموماً استخدمت الخزن الجوفي حصراً لخدمة احتياجات العملاء بشكل مباشر. ومع ذلك، بعض هذه الدول على حد سواء المعترف بها تمكنت من استغلال الفرص المتاحة للحصول على عائدات اضافية مع تحرير الخزن الجوفي (راجع المجال المفتوح لسعة الخزن أدناه).

هذه الدول المتنامية تميل ان تكون واحدة من انظمة التوزيع الواسعة وعدد من منشآت الخزن، حيث تكون قادرة على ادارة منشآتها بحيث يمكن تأجير جزء من السعة الخزنية الى الطرف الثالث (المتسوقين في كثير من الاحيان) في حين لايزال التزامات الاجتماع الكامل لخدمة العملاء الاساسية. (وبالطبع، فان هذه الترتيبات تخضع لموافقة الجهات التنظيمية للبلدان المتنامية على مستوى الدولة معينة.

التحرير من القوانين والتنظيم للخزن الجوفي يتم باتحاده مع عوامل اخرى مثل نمو عدد من محطات توليد الكهرباء الغازية لوضع علاوة على منشآت الخزن ذات قابلية التسليم العالية. العديد من تكوينات الملحية وغيرها من مواقع قابلية التسليم العالية سواء الموجودة او قيد التطوير بدأت من قبل مقدمي خدمة الخزن المستقلة، اصغر بكثير، شركات اكثر تركيزاً وفطنه بدأت من قبل رجال الاعمال الذين ادركوا احتمالية الربح لهذه المنشآت المتخصصة. انها تستخدم بشكل حصري لخدمة عملاء الطرف الثالث الذين يمكن ان يستفيدوا من خصائص هذه المنشآت، مثل المتسوقين ومولدات الكهرباء.

 اجراءات (تدابير) الخزن:

هناك عدة تدابير حجمية تستخدم لتحديد الخصائص الاساسية لمنشأة الخزن الجوفي والغاز المحتوى فيه. بالنسبة لبعض هذه التدابير، فمن المهم التمييز بين خصائص المنشأة من حيث سعتها، خصائص الغاز داخل هذه المنشأة مثل مستوى المخزون الفعلي.

هذه التدابير هي كما يلي:

     - اجمالي السعة التخزينية للغاز:- هو اقصى حجم للغاز يمكن تخزينه في منشأة الخزن الجوفي وفقاً لتصميمها، والتي تشمل الخصائص الفيزيائية للمكمن، والمعدات
   المثبتة، واجراءات التشغيل الخاصة على الموقع.

-
 اجمالي مخزون الغاز:- هو حجم التخزين في منشأة الخزن الجوفي في وقت معين.
-
 الغاز الاساسي (الغاز السائد):- هو حجم الغاز المقصود على النحو الموجود في المكمن للحفاظ على ضغط كافي ومعدلات قابلية التسليم طوال موسم السحب.
-
 حجم الغاز العامل:- يشير الى اجمالي سعة الغاز المخزون ناقص القاعدة.
-
 الغاز العامل:- هو حجم الغاز فوق مستوى قاعدة الغاز. يتوفر الغاز العامل في السوق. 

قابلية التسليم/

غالباً مايعبر عنه كمقياس لكمية الغاز التي يمكن تسليمها(سحبها) من منشأة الخزن على اساس يومي. كما يشار الى معدلات قابلية التسليم ومعدلات السحب، او سعة السحب، قابلية التسليم عادة يتم التعبير عنها بمليون قدم مكعب لكل يوم (MMcf/ day) في بعض الاحيان، يتم التعبير عن قابلية التسليم بالمحتوى الحراري التي تعادل سحب الغاز من المنشأة، في معظم الاحيان بـ ديكا سعرة حرارية لكل يوم ( Btu 100000 therm مايعادل حوالي 1000 قدم مكعب من الغاز الطبيعي) dekatherm ما يعادل حوالي 1000 قدم مكعب (Mcf). قابلية التسليم من منشأة الخزن متغيرة، ويعتمد على عوامل منها كمية الغاز في المكمن في اي وقت، الضغط المكمني، الطاقة المتاحة للضغط المكمني، شكل وقابلية المنشآت السطحية المرتبطة بالمكمن، وعوامل اخرى، بشكل عام، معدل قابلية تسليم المنشاة تختلف مباشرة مع الكمية الكلية للغاز في المكمن: انه يكون في اعلى مستوى عندما يكون المكمن ممتلىء تقريبا او ينحرف ليتم سحب الغاز العامل.

 سعة الحقن/

هو تكملة لقابليات التسليم والسحب وهي كمية الغاز التي يمكن حقنها في منشأة الخزن على اساس يومي. كما هو الحال مع قابلية التسليم، وعادة يتم التعبير عن سعة الحقن بــ MMcf/day، مماثلة dakatherm/day وهي تستخدم ايضاً.

سعة الخزن ايضا متغيرة في منشأة الخزن، وهي تعتمد على عوامل مماثلة لتلك التي تحدد قابلية التسليم. وعلى نقيض من ذلك، فان معدل الحقن يتناسب عكسياً مع الكمية الكلية للغاز في المكمن، وهو في ادنى مستوياته عندما يكون المكمن ممتلئاً وتزداد عند سحب الغاز العامل.

اي من هذه الاجراءات لاية منشأة خزن هي ثابتة او مطلقة. معدلات الحقن والسحب تتغير بتغير مستوى الغاز داخل المنشأة. بالاضافة الى ذلك من الناحية العملية قد تكون منشأة الخزن قادرة على تجاوز الطاقة الاجمالية المعتمدة في بعض الضروف التي تتجاوز المعايير التشغيلية المعينة. ولكن يمكن ان تختلف السعة الكلية للمنشأة ايضاً بصفة مؤقتة او دائمية باختلاف تحديد عواملها المتغيرة. كذلك، حجم غاز القاعدة، الغاز العامل، حجم الغاز العامل يمكن ايضا ان تتغير من وقت لآخر. يحدث هذا، على سبيل المثال، عندما يقوم مشغل الخزن باعادة تصنيف فئة الغاز الى الاخرى، وغالياً نتيجة لآبار جديدة، المعدات، او أمور التشغيل ( مثل هذا التغيير يتطلب عادة موافقة السلطة التنظيمية المناسبة).

ايضاً، يمكن للمنشآت الخزن سحب غاز القاعدة لتزويد السوق خلال اوقات الطلب الثقيلة بوجه خاص، على الرغم التعريف، هذا الغاز غير مقصود للاستخدام.

 بيانات مخزون الغاز الطبيعي للخزن الجوفي

ادارة معلومات الطاقة(EIA) تجمع مجموعة متنوعة من البيانات عن الاجراءات الخزن التي نوقشت أعلاه وتنشر البيانات المحددة على اساس اسبوعي، شهري، سنوي. على سبيل المثال تستخدم EIA نموذج EIA.912، تقرير خزن الغاز الطبيعي الاسبوعي، لجمع البيانات عن نهاية الاسبوع في خزن الغاز العامل في الشركة وعلى مستوى محلي من خلال عينة من جميع مشغلي خزن الغاز السائل تحت الارض.

يوجه النموذج من قبل المستجيبين الى EIA.191 تقرير خزن الغاز الطبيعي الشهري، الذي من بين امور اخرى يجمع بيانات عن السعة الاجمالية، غاز القاعدة، غاز العامل، الحقن، السحب من قبل المكمن، منشأة الخزن، من جميع مشغلين الخزن الجوفي للغاز الطبيعي.

بيانات المسح EIA.912 تترتب بجدول وتنشر محلياً (انظر شكل/2 لتصوير المناطق) وعلى المستوى الوطني على اساس اسبوعي. البيانات المستمدة(المستنتجة) من مسح EIA.191 تنشر على اساس شهري في الغاز الطبيعي الشهري. هذه البيانات تتضمن جداول عن غاز القاعدة، الموجودات الكلية (الجرد الاجمالي) سعة الخزين الكلي، الحقن، السحب، على مستوى المحلي والدولي، شكل/3 ادناه يصور بعض الاحصاءات الخزين الاساسي التي جمعتها EIA.

التدابير النسبية لتواجد الغاز/

بالنسبة لبعض اغراض تحليلية، ليس هناك اهمية لوضع قائمة الجرد النسبية، يمكن التعبير عنه بمعنى اقرب (كامل) هي منشأة الخزن في البلد، هذه اساليب مختلفة لقياس (النسبة المئوية الكاملة). ماتبقى من هذا القسم مناقشة ثلاث طرق لاحصاء او احتساب تقديري لكيفية منشآت الخزين الوطني، ينتج ثلاث نقاط، كل منها تختلف في المعنى او التفسير.

    1- اجمالي خزين الغاز بالنسبة الى السعة:

يتم الحصول على هذا المقدار بالكامل من خلال تقسيم الكمية الكلية للغاز في المنشأة على سعة الخزين الغاز الكلي. هذا المقدار غالباً مايستخدم لان من خلال الجمع بين القيم لغاز القاعدة والعامل، هذه الاحصائية لايقدم معلومات للغاز الكامن المتاح في السوق.

2- الغاز العامل نسبة الى سعة الغاز العامل

النسبة المئوية الكلية على اساس منطقة معينة يتم الحصول على سعة الغاز العامل من خلال تقسيم مجموع تقاييم لحجوم الغاز العامل في الخزن على السعة الكلية للغاز العامل للمنشآت الخزن المناسبة. هذا المقدار يستند على القابليات الفيزيائية للمنشآت الخزن للحفاظ على الغاز العامل.

على الرغم من ان سعة الغاز لايمكن تقديره مباشرة، الا ان التقييم المناسب (المعقول) هو السعة الكلية ناقص غاز القاعدة في المنشأة. وبالتالي فان سعة الغاز العامل تتغير بتغير مكوناته.

3- الغاز العامل نسبة الى اقصى حد تاريخي

يتم المباشرة بالعمل من قبل الجمعية الامريكية للغاز (AGA) لتقييم الخزين (النسبة المئوية الكاملة) من خلال مقارنة المخزون الحالي (الموجود) الى اقصى كمية للغاز المحتفظة خلال فترة زمنية معينة.

اقصى حد تاريخي للمنطقة يستخدم من قبل AGA للتقرير الخزين الاسبوعي (لم تعد تنشر) هي مجموع اكبر حجوم للغاز المحفوظ في الخزين لكل المنشأة في المنطقة عند اي وقت خلال 1992-3/2000.

اقصى حد تاريخي الكلي لـ US هي مجموع ثلاث مناطق. من المهم ان نلاحظ ان كميات القصوى التاريخية الخاصة بمنشآت التخزين لم يحدث بالضرورة خلال نفس الاسبوع او حتى خلال نفس العام.

هذه المقادير الثلاثة تختلف مع مستوى الغاز العامل في الخزن. هذه العلاقات يمكن تمثيله بالمخططات التالية التي تستخدم بيانات الخزن الفعلية لـ EIA منذ عهد حديث. المخططات تمثل نهاية بيانات الخزن الشهرية لبدء تقليدي ونهاية موسم التدفئة. وعند اختيار ذلك لابراز تأثير مستويات الغاز العامل (اي اعلى لبدء موسم الحر، ادى في النهاية) على المقادير المختلفة للنسبة المئوية الكلية. جميع الاشكال في بليون قدم مكعب(Bcf). 

المخطط

السعة الكلية

غاز القاعدة

الغاز العامل

سعة الغاز العامل
(السعة الكلية- غاز القاعدة)

الغاز الكلي في الخزان

 (الغاز العامل + غاز القاعدة)

أ: عند 31اكتوبر،2003

8.265

4.327

3.130

3.938

7.457

ب: عند 31 آذار،2004

8.219

4.283

1.058

3.936

5.341

 التقاييم المختلفة للنسبة المئوية الكاملة للخزن للمخططين، وفقاً لطرق الحساب التي تم وصفها أعلاه هي كما يلي:-

 

الطريقة 1

الطريقة 2

الطريقة 3

حساب النسبة الكلية

الغاز الكلي في الخزان
السعة الكلية

الغاز العامل
سعة الغاز العامل

الغاز المشغول AGA
اقصى حد تاريخي

المخطط  أ

90%

79%

95%

المخطط ب

65%

27%

32%

 في حين كمية الغاز في الخزن في المخطط المبين هي مثبتة، النسبة المئوية الكاملة المقدرة تختلف اختلافاً كبيراً. فعلى سبيل المثال في المخطط A، الطريقة 3 تدل الى حساب مخزونات الغاز العامل هي فقط 5% ادنى عن الحد الاقصى لـ AGA غير متزامنة القصوى. في حين 79% من الطريقة 2 تشير الى ان 21% من سعة الغاز العامل هي متاحة عند الحاجة. من ناحية اخرى، الطريقة 1 تبين ان فقط 10% من السعة الكلية هي متاحة.

في هذا المخطط الطريقة والنسب الناتجة 3 هي قريبة من القيمة، لكن هذه النتيجة هي مشروطة على مستوى عالي نسبياً من الغاز العامل، كما يمكن للمرء ان يرى من النتائج في المخطط B لهاتين الطريقتين. في المخطط B، الطريقة 2 تشير الى الغاز المكافىء الى فقط 27% من السعة المتبقية المتاحة للغاز العامل في الخزين. في حين الطريقة 1 تبين المنشآت الخزن ككل وهي مايزيد نص (الممتلىء). مع ذلك نفس الكمية من السعة الفارغة هي متاحة لهاتين الطريقتين (السعة الكلية ناقص مجموع حجوم الغاز العاملة).

من المهم ان نلاحظ ان مقدار معين عن النسبة المئوية الكلية للـ US الكلي. بغض النظر عن طريقة الحساب، قد يكون محدود الفائدة في تخمين مدى كفاية المخزون في موسم التدفئة. هذا صحيح لان معظم منشآت الخزن تقع قريبة وتصمم معضمها لخدمة مناطق السوق المحلية. تميل بالتالي هذه المنشآت الى اتحاد في عدد من المناطق (شكل 2).

هناك عوائق لتبادل المخزونات بين المناطق. مخزونات الغاز العامل في المناطق المنتجة يمكن ان توجه الى منطقتين الاخريين. لكن التبادل بين منطقتين مستهلكتين تحدد في احسن الاحوال. وبالتالي، حالة المخزون هي اكثر مخمنة بواقعية على اساس محلي.

  تحولات في مخزونات تأثير استخدام الخزن وانشطة الخزن.

شهدت صناعة الغاز الطبيعي تغيرات هامة في ممارسات ادارة المخزونات واستخدام المخزون على مدى العقد الماضي او اكثر كنتيجة لاعادة هيكلية السوق. خلال ذلك الوقت، الممارسات التشغيلية لكثير من مواقع الخزن الجوفي U.S اصبحت اكثر بكثير موجهة سوقياً. العوامل الموسمية هي اقل اهمية الآن في استخدام مخزونات الخزن الجوفي. العديد من اصحاب خزن الغاز (المتسوقين والاطراف الثالثة الاخرى) تحاول مزامنة الشراء وانشطة البيع على نحو اكثر فعالية مع احتياجات السوق وتقليص تكاليف اعمالهم.

       وصول الفتح لسعة التخزين

قبل عام 1994، شركات خطوط الانابيب بين الدول، والتي تخضع للسلطة القضائية FERC  ، يملكها كل من ينساب الغاز من خلال انظمتها، بضمنها الغاز الموجود في الخزان، وكانت السيطرة حصرية على القدرات والاستفادة من منشات الخزن الخاصة بهم. مع تنفيذ FERC خلال 636، شركات خطوط الانابيب المختصة طلبت لتشغيل منشات الخزن هذه على اساس وصول الفتح. هذا هو جزء كبير من سعة الغاز العامل (يتجاوز مايمكن حجزها عن طريق خطوط الانابيب/ المشغل للحفاظ على سلامة النظام وموازنة الحمل) في كل موقع متاح للايجار للاطراف الثالثة على اساس عدم التمييز.

اليوم، بالاضافة الى مواقع الخزن بين الدول، كثير من المنشآت الخزن تمتلك/ تشتغل من قبل اكبر البلدان المتنامية، خطوط الانابيب بين الدول، مشغلين مستقلين ايضا يعملون على اساس وصول فتح، حصرا هذه المواقع المنسبة الى مراكز تسويق الغاز الطبيعي. وصول فتح اتاح الخزن لاستخدامها كمجرد مخزون احتياطي او مصدر تزويد موسمي اضافي. على سبيل المثال، المتسوقين او الاطراف الثالثة الاخرى قد ينقلون الغاز من داخل او خارج الخزان( خاضعة للسعة التشغيلية للموقع او القيود الكمركية) والتغيرات في مستويات الاسعار المالية تعطي فرصا للموازنة.

كذلك، يتم استخدام التخزين بالتزامن مع الادوات المالية المختلفة ( للعقود آجلة الخيارات، المقايضة،....الخ).

بطرق اكثر ابداعا وتعقيدا في المحاولة للاستفادة من ظروف السوق. يعكس هذا التغيير في التركيز في صناعة الغاز الطبيعي خلال السنوات الاخيرة، كان اكبر نمو في القدرة على الانسحاب يوميا من مواقع الخزن ذات قابلية التسليم العالية. والتي تشمل مكامن الخزن الملحية فضلا عن بعض مكامن النفط او الغاز المستنفد. هذه المنشآت يمكنه تدوير المخزونات، اي الانسحاب الكامل او امتلاء الغاز العامل ثانية (او العكس). بسرعة اكبر مما يمكن من تخزين انواع اخرى، وهي ميزة اكثر ملاءمة لاحتياجات تشغيلية مرنه للمستخدمين الخزن اليوم. منذ عام 1993، قدرة الانسحاب اليومية من منشآت الخزن الملحية ذات قابلية التسليم العالية ستنمو بشكل كبير. مع ذلك، منشآت الخزن التقليدية لاتزال مهمة جدا للصناعة كذلك.

 
يمكن نقل المقال الى أي موقع آخر بشرط ذكر المصدر

 

      اطبع هذه الصفحة    
         

المقالات والمواضيع المنشورة في الموقع تعبر عن وجهة نظر أصحابها - أتفاقية الأستخدام
كل الحقوق محفوظة ®2012 لموقع النفط والغاز الطبيعي العربي