5.2.4. Aspects techniques de la construction de
cavité
Equation d'état du gaz appliquée à la
masse de gaz dans la cavité, l'équation d'état
s'écrit :
(1) P.V = m.r.Z.T
Avec :
·
|
P, T
|
= Pression et température moyennes du gaz en
cavité.
|
·
|
V
|
= Volume de la cavité (volume en gaz).
|
·
|
Z
|
= Facteur de compressibilité du gaz en fonction de P,
de T et de la composition du gaz.
|
·
|
m
|
= Masse de gaz contenu dans la cavité.
|
·
|
r
|
= R/M R = 8,315 J.mol-1.K-1
|
?
|
M
|
= Masse molaire du gaz (kg.mol-1).
|
|
Par la définition même du stock de gaz
exprimé dans les conditions normales de pression et de
température, l'équation d'état peut s'écrire
:
·
Recherche de sites de stockage de gaz au Nord -Est de la
Tunisie
2009
(2) P0.S = m.r.Z0.T0
Avec : P0, T0 = Pression et température de
référence, c'est-à-dire dans les conditions normales :
P0=1,013 bar et T0=273,15 K (0°C)
· Z0 = Facteur de compressibilité du gaz dans
les conditions normales (égal à 1).
· S = Stock de gaz ou volume occupé par la masse
(m) de gaz dans les conditions normales.
En éliminant (m, r) entre (1) et (2), on obtient
:
(3) P.V=S.(P0/T0).Z.T
Stock de gaz en cavité (S)
Consernant des raisons d'étanchéité,
on définit une pression maximale de service (PMS) et pour des raisons de
stabilité une pression minimale de service (PmS). Ces deux pressions
sont en règle générale définies à la
profondeur du sabot (base) du cuvelage de production. Les températures
correspondantes dépendent de l'histoire thermique de la cavité.
On définit néanmoins un stock maximal (SM) et un stock minimal
(Sm) théoriques, calculés par l'application de l'équation
d'état du gaz, en fixant arbitrairement (guidé par
l'expérience) :
· une température à la PMS (en
général de l'ordre de la température géothermique
à la profondeur moyenne de la cavité).
· une température à la PmS de l'ordre
de 20 à 30 °C inférieure à la température
géothermique. Par souci de simplification, on admettra dans la suite que
le gaz est parfait et que la température (T) est constante et
égale à T0 /P0 =273,15/1,013. L'équation d'état
(P.V = m.r.Z.T) se simplifie :
(4) P.V=S
Il est important de retenir que cette approximation
entraîne une erreur relative de moins de 15% sur l'inconnue
déterminée.
> Stock maximal: SM= PMS.V .
> Stock minimal: Sm=Pms.V .
> Stock utile: Su=SM-Sm=
(PMS-PmS)
(J. Gérard DURUP.2001)
A titre d'exemple pour fixer les ordres de grandeur d'une
Cavité :
Volume V=100 000 m3 à 800 mètres de
profondeur
PMS=230 bar; PmS=80 bar
Stock maximal: SM=PMS.V=230.300 000=23 000 m3 (n)
Stock minimal: Sm=Pms.V=80.100 000= 8 000 m3 (n)
Stock utile: Su=SM-Sm= (PMS-PmS).V=23 000-8 000= 15 000 m3
(n)
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