Об утилизации попутного нефтяного газа

Фундаментом экономики России является ее минерально-сырьевая база – совокупность разведанных и оцененных запасов и локализованных ресурсов полезных ископаемых. В недрах России в том или ином количестве выявлены практически все известные в мире полезные ископаемые. Однако, их абсолютное большинство относится к категории невозобновляемых ресурсов, что делает ресурсосбережение одним из основных факторов-индикаторов, характеризующих степень приближения к модели рационального недропользования.

Одной из серьёзных проблем является недопустимо расточительное использование недр. Недостаточная комплексность добычи и переработки полезных ископаемых приводит к потерям до 3050% учтённых в недрах запасов [7].

Наиболее значительны потери попутного газа при добыче нефти, что, кроме прямых экономических потерь, оказывает отрицательное влияние на окружающую среду. Главная проблема заключается в отсутствии производственной и технологической инфраструктуры, необходимой для утилизации попутного нефтяного газа (ПНГ). Кроме того, значимы несовершенство учета и оценки ресурсов ПНГ, методики и техники измерения и, соответственно, недостаток сведений об объемах сжигания и использования ПНГ, а также удаленность рынков потребления от мест нефтедобычи. Тем не менее, уровень его потерь в последние годы заметно снижается. В значительной степени это связано с ужесточением требований к нефтяным компаниям со стороны государства.

Так, в соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 8 января 2009 г. № 7 «О мерах по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного газа на факельных установках» с 1 января 2012 г. за сжигание ПНГ сверх установленного лимита в 5% кратно увеличен размер платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Уровень утилизации ПНГ стал одним из основных показателей экологической ответственности бизнеса.

По данным, содержащимся в Государственном докладе «О состоянии и об охране окружающей среды РФ» за 2016 г., а также приведенным на официальных сайтах основных нефтедобывающих компаний РФ (табл.1), все они демонстрируют положительную динамику уровня использования ПНГ.

Таблица 1 Динамика уровней использования попутного нефтяного газа в нефтегазодобывающих компаниях России [7]

Выполненный в рамках настоящих исследований аналитический обзор показал, что основными современными направлениями утилизации ПНГ являются закачка в пласт (сайклинг-процесс), производство энергии и получение химических продуктов. Причём, судя по публикационной активности за последние пять лет, особое внимание исследователей привлекает энергетическое направление (рис. 1).

Рис. 1. Приоритетные направления утилизации ПНГ.

Сайклинг-процесс предполагает закачку газа в гaзoвую «шaпку» месторождения для увеличения давления внутри пласта, обеспечивающего повышение нефтеотдачи. В частности, в [1] предложено смешение воды с попутным газом внутри нагнетательной скважины, что позволяет избежать развитие структуры на поверхности, обеспечивая экологическую безопасность за счет исключения возможных выбросов газа в атмосферу. В [3] предложено применить насосно-инжекторные системы: при небольших объемах добычи строительство дорогостоящих компрессорных станций является экономически нерентабельным. В [2] разработан технологический комплекс утилизации ПНГ для увеличения нефтеотдачи с помощью компрессорной технологии закачки газа в виде мелкодисперсной смеси водяного газa.

Энергетическая ценность ПНГ обусловлена его химическим составом. В зависимости от конкретной ситуации происходит выработка энергии, как для собственных нужд, так и для энергообеспечения других промышленных и гражданских объектов, а также поставки в энергосети. В [4] используют сжигание без предварительной сепарации на ТЭЦ. В [6] представлены опыт и особенности использования микротурбинных и газопоршневых электростанций. Одна из современных электросберегающих технологий, которые предлагает малая энергетика – применение газотурбинных установок [8]. Комбинированное энергетическое устройство для утилизации ПНГ и жидких отходов нефтепереработки используется в [5] – оно позволяет повысить эффективность сжигания ПНГ и жидких отходов нефтепереработки. Предложен перспективный способ выработки из ПНГ электрической энергии. Изобретение позволяет преобразовать тепловую энергию достаточной интенсивности в другие виды энергии, например электрическую с помощью электрогенератора.

Химическая переработка ПНГ представляет особый интерес, так как обеспечивает всю полноту использования его химического потенциала. Основой химической утилизации ПНГ является его трансформация в синтез-газ, представляющий собой смесь оксида углерода и водорода, с последующим производством моторных топлив, метанола, диметилового эфира и других соединений.

ON THE UTILIZATION OF ASSOCIATED