Blowout in Gas Storage Caverns

Éruption en cavités de stockage de gaz

¹ LMS, École Polytechnique ParisTech, École des Mines de Paris, École des Ponts et Chaussées, UMR 7649 CNRS, route de Saclay, 91120 Palaiseau – France
² Brouard Consulting, 101 rue du temple, 75003 Paris – France
³ Politecnico di Milano, Piazza Leonardo da Vinci, 32, 20133 Milano – Italy
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^* Corresponding author

Abstract

A small number of blowouts from gas storage caverns have been described in the literature. Gas flow lasted several days before the caverns were emptied. In this paper, we suggest simplified methods that allow for computing blowout duration, and evolution of gas temperature and pressure in the cavern and in the well. This method is used to compute air flow from an abandoned mine, an accident described by Van Sambeek in 2009, and a natural gas blowout in an underground storage facility in Kansas. The case of a hydrogen storage cavern also is considered, as it is known that hydrogen depressurization can lead, in certain cases, to an increase in hydrogen temperature.

Résumé

Un petit nombre d’éruptions en cavités salines de stockage de gaz ont été décrites dans la littérature. L’écoulement de gaz dure plusieurs jours avant que les cavités ne se vident complètement. Dans cet article, nous proposons une méthode de calcul de la durée de l’éruption et de l’évolution des paramètres majeurs du système tels que la température, la pression et la vitesse du gaz dans la cavité ou dans le puits. Cette méthode est utilisée pour calculer le débit d’air expulsé par un puits d’accès à une mine de sel abandonnée, un accident décrit par Van Sambeek en 2009, et une éruption suivie d’une combustion du gaz naturel sur un site de stockage souterrain de gaz naturel au Kansas. Le cas d’une cavité de stockage d’hydrogène est également examiné, avec le souci de vérifier si la détente de l’hydrogène peut conduire, dans certains cas, à une augmentation de sa température.