CC BY
26
Вестник Евразийской науки / The Eurasian Scientific Journal https://esj.today 2022, №2, Том 14 / 2022, No 2, Vol 14 https://esi.todav/issue-2-2022.html URL статьи: https://esi.todav/PDF/50NZVN222.pdf Ссылка для цитирования этой статьи:
Закирова, К. Р. Важность вопроса эффективной переработки попутного нефтяного газа / К. Р. Закирова // Вестник евразийской науки. — 2022. — Т. 14. — № 2. — URL: https://esi .todav/PDF/50NZVN222.pdf
For citation:
Zakirova K.R. The importance of the issue of efficient processing of associated petroleum gas. The Eurasian Scientific Journal, 14(2): 50NZVN222. Available at: https://esi.todav/PDF/50NZVN222.pdf. (In Russ., abstract in Eng.).
УДК 622.276
Закирова Карина Рустамовна
ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет», Тюмень, Россия Студент (магистрант), базовая кафедра ПАО «Газпромнефть»
E-mail: k.zakirowa2011@yandex.ru
Научный руководитель: Коркишко Александр Николаевич
ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет», Тюмень, Россия
Кандидат технических наук
Важность вопроса эффективной переработки попутного нефтяного газа
Аннотация. В данной работе освящена проблема эффективности переработки попутного нефтяного газа, сжигание которого формирует отрицательное влияние на экологическое положение территории, на которой он сжигается, а также образующее негативное воздействие на здоровье человека. Рассмотрены статистические показатели добычи, утилизации и переработки объемов попутного нефтяного газа на территории РФ за период от 2014 до 2021, определена тенденция в данной сфере. Вопрос сокращения сжигания попутного нефтяного газ диктуется мировой тенденцией, важностью развития нефтехимической и энергетической сферы. Выявление новых методов и способов применения ПНГ является, безусловно, одним из самых важных в данной сфере и является одной из целеполагающих направлений внутри крупнейших нефтегазовых мировых компаний и государств. С каждым годом увеличение добычи попутного газа и увеличение объема эффективного использования ПНГ все более энергетически затратно в виду введения большого количества новых нефтегазовых месторождений в последнее 5 лет, что лишь увеличивает потенциал в этой сфере. Эффективная переработка нефтяных попутных газов решает вопрос в нефтехимическом секторе, секторе энергетики и позволяет снизить зависимость промышленности от зарубежных поставщиков.
Ключевые слова: нефтегазовое дело; переработка; попутный газ; экология; утилизация
Введение
Во времена развития высоких технологий и наилучших условий для развития науки перед нефтяными компаниями стоят большие задачи для своей эффективной деятельности — это извлечение максимальной прибыли из добываемых ресурсов с сохранением тонкого баланса в экологической сфере.
Прежде всего, необходимо разобраться что такое «попутный нефтяной газ», иначе называемый ПНГ. Исходя из названия самого термина понятно, что он имеет прямое отношение к добыче нефти. ПНГ это не традиционный газ, который представляет из себя смесь метана и этана, это газ образующийся в «шапках» месторождений или это газ растворенный в самой нефти. Попутный газ имеет более сложный состав из множества веществ, тяжелых углеводородов, например, таких как бутан, метан, пропан и другие. Состав ПНГ складывается из углеводородов в примерном соотношении: метан 66-92 %, этан: 1.7-14 %, пропан: 0.77-12.06 %, изобутан: 0.02-2.65 %, н-бутан: 0.02-5.37 %, пентан: 0.00-1.77 %, гексан и выше: 0.00-0,74 %, двуокись углерода: 0.10-2.77 %, азот: 0.50-2.00 %.
При добыче получают до нескольких тысяч кубометров попутного газа с одной тонны нефти. Сжечь весь этот объем в факеле является роскошью в экономическом и экологическом смысле, но во времена СССР с тенденцией увеличения количества месторождений ПНГ являлся бесполезным продуктом. Ситуация стала меняться со вступлением РФ во всемирную борьбу с парниковым эффектом 90 %.
Актуальность статьи заключается в том, что, анализируя методы утилизации и переработки попутных газов, сравнивая экономическую выгоду и экологическую сторону проблемы, можно увидеть яркую тенденцию в направлении спроса на ПНГ и важность ее более эффективной переработки.
При вскрытии нового пласта сначала вырывается попутный газ, скопившийся в верхах, он на порядок легче растворенного непосредственно в самой нефти газа и процент содержания метана куда выше, чем содержание тяжелых углеводородов, что меняется при дальнейшей добыче.
Сжигать вырывающийся поток газа, дожидаясь нефтеносных объемов или рационально воспользоваться ресурсом Земли, рациональные страны задались данным вопросом еще в середине прошлого века. К данному моменту существует несколько методов переработки или утилизации ПНГ:
• Использование, в энергетике исходя из важного свойства высокой теплоемкости, достигающей 15 тыс. кКал/м3. Основной проблемой данного применения является сложность в осушении и обильное количество примесей. Исходя из проблемы с высокими содержанием примесей вытекает следующий вариант применения ПНГ.
• Использование в промышленности. К примеру, из попутных газов можно изготавливать каучуки, полимеры, присадки для топлива и др. Основной проблемой применения в промышленности является непостоянство состава.
• Из-за сложностей применения очень долгое время основным способом утилизации попутных газов было прямое сжигание их на месте добычи. Этот метод приводил не только к огромным экономическим потерям неиспользования добываемых ресурсов, но и к серьезным загрязнениям окружающей среды. В России до сих пор на сильно удаленных месторождениях применяют подобный метод в виду экономической нерентабельности ее транспортировки. Россия до сих пор является лидером по объему сжигаемого попутного газа [1].
• Наиболее удобным в применении находят метод закачки ПНГ обратно в пласт для повышения нефтеотдачи. Такой метод хорош тем, что добычи ПНГ происходит непосредственно на месторождении, хотя эффективен он не всегда. Газ таким образов в нефть все равно вернется, а гидродинамические свойства ее ухудшится.
Анализируя все методы использования попутных нефтяных газов, самым выгодным, полезным для окружающей среды и прибыльным является переработка ценного сырья для
получения новых продуктов применяемых человеком. Но формирование газоперерабатывающих предприятий очень энергозатратное и финансово сложное дело. Суммарный объем в денежном эквиваленте для России нефтехимия около 2 %, тогда как в Китае или США, этот показатель стремиться к 30 %, что подтверждает теорию о важности переработки и использования ПНГ на примере других стран.
В 2015 году Организацией Объединенных наций была выдвинута инициатива реализации поддержания состояния окружающей среды и отказ от факельного сжигания. Инициативу поддержали большое количество нефтяных компаний и государств. В 2017 году первыми в России эту инициативу поддержал «Лукойл»1.
Анализируя информацию о добыче и использовании ПНГ, мы видим, что с каждым годом добыча ПНГ увеличивается, а последние несколько лет степень утилизации снижается.
140 88,3 89,0
2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Добыча ПНГ без учета сожженого Сожжено Степень утилизации, расчет
Рисунок 1. Добыча и утилизация ПНГ в России в динамике 2014-2020 гг.
Несмотря на все применяемые меры, процент добычи показатель утилизации только уменьшается. По состоянию на 2021 год 95 % уровня достиг лишь только «Сургутнефтегаз» (99,5 %), ЛУКОЙЛ (97,7 %), «Нефтегазхолдинг» (95,1 %), «РуссНефть» (96,8 %) и операторы СРП (98,3 %)2.
"ЛУКОЙЛ"
"Роснефть""
"Сургутнефтегаз1'
"Газпром нефть"
"Татнефть"
"Башнефть"
"Славнефть""
"РуссНефть""
Независимые производители Операторы СРП
Рисунок 2. Эффективность использования ПНГ 2014-2020
1 Сокращение сжигания на факелах. URL: https://csr2018.lukoil.ru/climate-change/flame-reduction (дата обращения 11.04.2022).
2 Итоги производственной деятельности отраслей ТЭК России // ТЭК России — № 1. — 2014-2020. Страница 3 из 6
Нефтяные компании в России стремятся найти максимально эффективные варианты использования ПНГ. Но для каждого месторождения есть свои особенности, создающиеся удаленностью от промышленных, территориальных центров. На небольших месторождениях чаще привлекательным считают использование попутных газов для собственных бытовых потребностей. Для средних месторождений предпочтителен вариант с переработкой газа на газоперерабатывающих заводах. Для крупных — это электрогенерация в больших масштабах для последующей продажи энергии в сеть.
В частности, существуют очень крупные проекты позволяющие помогать нефтедобывающим компаниям в газопереработке, такие как СИБУР. Объем переработки попутного нефтяного газа в 2019 году в рамках этого предприятия составил рекордные 23,09 млрд м3, что позволило сократить выбросы на 72 млн т, что сравнимо с объемом всех выбросов средней европейской страны.
Вопрос газопереработки является важным не только для окружающей среды, но и позволяет закрыть потребность по созданию продуктов нефтехимии переработки. Мощности производства полипропилена на заводе «Тобольск-полимер» способно покрыть 80 % потребности страны в данном ресурсе и позволяет быть уверенным экспортером в данном направлении и не зависеть от зарубежных производств.
Выводом данной статьи является признание попутного нефтяного газа важнейшим ресурсом в нефтехимической и энергетической промышленностях с одной стороны, а с другой стороны большой проблемой для нефтегазовой отрасли. Совершенствование технологий эффективного использования ПНГ позволит уменьшить углеродный след в окружающей среде, позволит увеличить объем производимого сырья для промышленности, уменьшит зависимость от иностранных поставок.
Наблюдается тенденция в увеличении строительства инфраструктурных проектов по увеличению использованию попутного нефтяного газа, по переработке и производству полимеров. Реализуются проекты стимулирования со стороны государства. Все эти меры и действия стремятся к «нулевому рутинному сжиганию попутного нефтяного газа к 2030 году» зафиксированного в совместной инициативе Всемирного банка и Организации Объединенных Наций.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ахметов Р.Ф., Герасимова Е.В., Сидоров Г.М., Евтюхин А.В.
Усовершенствование схемы фракционирования попутного нефтяного газа // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1. URL: http://www.science-education.ru/121-19365 (дата обращения: 12.05.2018).
2. Коржубаев А.Г., Савельева А.В., Ламерт Д.А. Попутный газ в России: проблемы и перспективы // Проблемы экономики и управления нефтегазовым комплексом.
2012. № 5. С. 8-13.
3. Ахметов Р.Ф., Сидоров Г.М., Ильин Р.Д. Использование эффекта Ранка-Хильша в процессе фракционирования попутного нефтяного газа // Актуальные вопросы в научной работе и образовательной деятельности: матер. Междунар. науч.-практ. конф. Тамбов: ООО «Консалтинговая компания Юком», 2014. С. 13-14.
5.
6.
7.
Ахметов Р.Ф., Сидоров Г.М., Вильданов Ф.Ш., Беркань В.О. Совершенствование процесса выделения бензиновых фракций из попутного нефтяного газа с применением эффекта Ранка-Хилша // Башкирский химический журнал. 2015. Т. 22, № 3. С. 73-78.
Воробьев А.Е., Чжан Ляньцзы Применяемые инновационные технологии переработки ПНГ в Китае // Вестник Евразийской науки, 2018 № 2, https://esj.today/PDF/11NZVN218.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.
Галушко М.В., Спешилова Н.В., Веревкин В.А. Нефтегазовый сервис в структуре нефтегазовой отрасли, как необходимый ресурс повышения инвестиционной привлекательности нефтегазовой промышленности // Вестник Евразийской науки. — 2022 № 2. — URL: https://esj.today/PDF/09ECVN222.pdf.
Подопригора Д.Г., Сабукевич В.С. Обоснование выбора методов увеличения нефтеотдачи и интенсификации притока на шельфовом нефтяном месторождении восточной части Печорского моря // Вестник Евразийской науки. — 2021 № 3. — URL: https://esj.today/PDF/04NZVN321.pdf
Подопригора Д.Г., Сабукевич В.С. Обоснование выбора методов увеличения нефтеотдачи и интенсификации притока на шельфовом нефтяном месторождении восточной части Печорского моря // Вестник Евразийской науки, 2021 № 3, https://esj.today/PDF/04NZVN321.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.
Zakirova Karina Rustamovna
Industrial University of Tyumen, Tyumen, Russia E-mail: k.zakirowa2011@yandex.ru
Academic adviser: Korkishko Aleksandr Nikolaevich
Industrial University of Tyumen, Tyumen, Russia
The importance of the issue of efficient processing of associated petroleum gas
Abstract. This paper highlights the problem of the efficiency of processing associated petroleum gas, the combustion of which forms a negative impact on the ecological situation of the territory in which it is burned, as well as forming a negative impact on human health. Statistical indicators of extraction, utilization and processing of volumes of associated petroleum gas in the territory of the Russian Federation for the period from 2014 to 2021 are considered, the trend in this area is determined. The issue of reducing the burning of associated petroleum gas is dictated by the global trend, the importance of the development of the petrochemical and energy sectors. The identification of new methods and methods of APG application is, of course, one of the most important in this area and is one of the goal-setting directions within the world's largest oil and gas companies and states. Every year, an increase in associated gas production and an increase in the volume of efficient use of APG is increasingly energy-intensive due to the introduction of a large number of new oil and gas fields in the last 5 years, which only increases the potential in this area. Efficient processing of associated petroleum gases solves the issue in the petrochemical sector, the energy sector and reduces the dependence of industry on foreign suppliers.
Keywords: oil and gas industry; refinery; oil-associated gas; ecology; recycling
