УТИЛИЗАЦИЯ  И  РАЦИОНАЛЬНОЕ  ИСПОЛЬЗОВАНИЕ  ПОПУТНЫХ  ГАЗОВ  ПРИ  ДОБЫЧЕ  НЕФТИ  НА  ТЕРРИТОРИИ  ОРЕНБУРГСКОЙ  ОБЛАСТИ

Татаринова  Мария  Витальевна

студент  Оренбургского  государственного  университета,  РФ,  г.  Оренбург

Е-mail: 

Глуховская  Марина  Юрьевна

научный  руководитель,  доцент  Оренбургского  государственного  университета,  РФ,  г.  Оренбург

О  вопросе  использования  попутного  нефтяного  газа  (ПНГ)  сейчас  немало  говорят  и  пишут.  Сам  вопрос  возник  не  сегодня,  он  имеет  уже  достаточно  долгую  историю.  Специфика  добычи  попутного  газа  заключается  в  том,  что  он  является  побочным  продуктом  нефтедобычи.  Потери  попутного  нефтяного  газа  (ПНГ)  связаны  с  неподготовленностью  инфраструктуры  для  его  сбора,  подготовки,  транспортировки  и  переработки,  отсутствием  потребителя.  В  этом  случае  попутный  нефтяной  газ  просто  сжигается  на  факелах.  Это  проблема  актуальна  на  данный  момент.  Для  раскрытие  данной  темы  сначала  необходимо  ознакомиться  с  предпосылками  развития  топливно-энергетического  комплекса  Оренбургской  области.

Систематические  поисковые  работы  на  нефть  развернулись  на  территории  области  в  начале  30-х  годов,  а  летом  1937  г.  из  скважины  на  окраине  Бугуруслана  с  глубины  285  м  ударил  нефтяной  фонтан.  Добыча  нефти  началась  в  1938  г.  В  годы  Великой  Отечественной  войны  трестом  «Бугурусланнефть»  был  освоен  целый  ряд  нефтяных  и  нефтегазоносных  месторождений.  В  1943  г.  от  Степановского  месторождения  был  проложен  первый  в  стране  магистральный  газопровод  длиной  160  км  Бугуруслан-Куйбышев  (Самара).  В  конце  50-х  —  начале  60-х  годов  началось  интенсивное  разведочное  бурение  к  югу  от  Бугурусланского  нефтяного  района.  Были  открыты  новые  месторождения:  Бобровское,  Покровское,  Сорочинско-Никольское  и  другие.  Постепенно  шло  освоение  Зайкинской  группы  месторождений  на  юго-западе  области.  Первая  зайкинская  нефть  была  получена  в  1982  г.  Кроме  Зайкинского,  здесь  были  открыты  Росташинское,  Гаршинское,  Мирошкинское  и  другие  месторождения.  Так  постепенно  шло  освоение  месторождений  Оренбургской  области  [4,  с.  25].  Так  же  еще  хотелось  заметить,  что  ТНК  BP  —  главная  нефтедобывающая  компания  Оренбуржья  ,именно  поэтому  мы  брали  месторождения,  которые  принадлежат  этой  нефтяной  компании.  И  еще  немало  важный  факт,  что  С  2005  года  ТНК-ВР  приступила  к  реализации  в  Оренбуржье  программы  «Газ»  которая  подразумевает  утилизацию  пнг  путем  строительства  мини  ТЭС.  Главная  задача  программы  —  улучшение  экологической  обстановки  в  области  [6].

Данная  проблема,  т.  е.  сжигание  пнг  имеет  глобальный  характер.  В  Российской  Федерации  ситуация  обстоит  следующим  образом. 

Всего  в  Российской  Федерации  извлечено  из  недр  34,2  млрд.  м³  попутного  газа,  из  них  использовано  28,2  млрд.  м³.  Основной  объем  добычи  попутного  (нефтяного)  газа  приходится  на  Уральский  Федеральный  округ  —  44  млрд.  куб.  м  или  76  %  всей  российской  добычи.

В  остальных  регионах  добыто  13,9  млрд.  куб.  м,  в  том  числе:

·     в  Приволжском  ФО  —  6  млрд.  куб.  м  (10,4  %)

·     в  Северо-Западном  ФО  —  2,5  млрд.  куб.  м  (4,3  %)

·     в  Южном  и  Сибирском  ФО  —  по  2,1  млрд.  куб.  м  (3,6  %)

·     в  Дальневосточном  ФО  —  1,2  млрд.  куб.  м  (2,1  %)  [7].

Поступающие  в  окружающую  среду  продукты  сгорания  попутного  нефтяного  газа  (ПНГ)  представляют  собой  потенциальную  угрозу  нормальному  функционированию  человеческого  организма  на  физиологическом  уровне. 

Статистические  данные  по  Оренбургской  области,  свидетельствуют,  что  заболеваемость  населения  по  многим  классам  болезней  выше  общероссийских  показателей  и  данных  по  Приволжскому  району  в  целом  (очень  высоки  показатели  по  болезням  органов  дыхания).  По  ряду  заболеваний  (новообразования,  болезни  нервной  системы  и  органов  чувств  и  пр.)  наблюдается  тенденция  к  росту.  Очень  опасны  воздействия,  последствия  которых  выявляются  не  сразу.  Таковыми  являются  влияние  загрязняющих  веществ  на  способность  людей  к  зачатию  и  вынашиванию  детей,  развитие  наследственных  патологий,  ослабление  иммунной  системы,  рост  числа  онкологических  заболеваний  [4,  с.  50].

На  текущий  момент  строгих  нормативов  учета  попутного  нефтяного  газа  в  России  не  существует.  Большинство  добывающих  компаний  вообще  не  имеют  приборов  для  измерения  количества  ПНГ.  В  связи  с  этим  учет  объемов  утилизации  попутного  газа  существенно  затруднен  [1,  с.  86].

Попутный  нефтяной  газ  (ПНГ)  сжигается  не  потому,  что  не  может  быть  полезно  использован  и  ни  для  кого  не  представляет  ценности,  а  потому  что  нет  инфраструктуры  по  его  утилизации  [3,  с.  74].

Основными  направлениями  использования  попутного  газа,  помимо  сжигания,  на  сегодняшний  день  являются:

•      химическая  переработка;

•      криогенная  переработка;

•      закачка  в  пласт;

•      использование  ПНГ  для  выработки  электроэнергии. 

Состав  ПНГ  отличается  от  состава  природного  газа  сравнительно  низким  содержанием  метана  и  значительной  долей  высокомолекулярных  углеводородов.  Компонентный  состав  ПНГ  может  меняться  в  зависимости  от  давления  в  залежи,  типа  нефти  и  возраста  скважины.  Попутный  газ  месторождений  Оренбургской  области  характеризуется  повышенным  содержанием  тяжелых  углеводородов  и  азота,  а  также  значительным  содержанием  высокотоксичного  и  коррозионно-активного  сероводорода  (до  30  %).(рис.  1).

Рисунок  1.  Химический  состав  ПНГ

Помимо  того  месторождения  Оренбургской  области  имеют  ряд  специфических  особенностей,  таких  как  маломощность  месторождений,  удаленность  друг  от  друга,  что  обусловило  наш  выбор  использования  ПНГ  [5].

Исходя  из  вышесказанного  мы  выбрали  способ  использования  ПНГ  для  выработки  электроэнергии.

Для  потребителей  электроэнергии,  в  целях  исключения  платежей  по  тарифам  и  повышения  энергоэффективности,  предлагаем  строительство  тепловых  газовых  электростанций  —  мини-ТЭЦ,  на  базе  экономичных  газовых  турбин,  рассчитанных  на  стабильную  и  непрерывную  работу  [1,  c.  45].

Мини  ГПЗ  на  базе  блочно-модульных  комплексов  переработки  попутного  нефтяного  газа  планируется  разместить  в  непосредственной  близости  от  объекта  подготовки  и  добычи  нефти  в  соответствии  с  нормами  и  правилами  промышленной  безопасности.  (рис.  2).

Рисунок  2.  Устройство  ГТУ

Газотурбинные  установки  как  и  вся  энергетика  в  целом  является  опасным  производством  связанным  с  переработкой  горючих  веществ,  поэтому  для  предотвращения  аварий  необходим  контроль  над  установками.  Помимо  необходимости  своевременного  выявления  отклонений  параметров  газотурбинных  установок  существует  проблема  рационального  использования  трудовых  ресурсов,  так  как  данная  системная  установка  находится  в  постоянной  работе,  наличие  оператора  возле  каждой  такой  установки  является  дорогой  мерой.  Это  связано  с  тем,  что  месторождения  Оренбургской  области  характеризуются  наличием  удаленных  друг  от  друга  относительно  небольших  месторождений,  в  связи  с  этим  мы  предлагаем  автоматизировать  работу  ГТУ  путем  удаленного  управления  этой  установкой,  сбора  и  анализа  параметров  показателей  для  анализа  и  своевременного  устранения  отклонений,  так  как  данная  система  имеет  особенность  долгое  время  накапливать  отклонения,  и  если  вовремя  не  обнаружить  их,  то  может  произойти  аварии,  приводящие  к  серьезным  последствиям,  нами  была  написана  рабочая  пилотная  программа,  которая  наглядно  иллюстрирует  модель  управления  такими  установками.  В  своих  разработках  мы  обрабатывали  наиболее  актуальные  параметры,  такие  как  вибрация  на  подшипниках  турбины  и  давление  газа  в  ключевых  узлах  системы.  (рис.  3).

Рисунок  3.  Схема  управления  ГТУ

Проанализировав  состав  ПНГ  13  различных  месторождений  и  определив  среднею  низшую  теплоту  сгорания  газа  (44  МДж/м3),  найдём  потребление  одним  котлом  для  выработки  400  кВт:

400/(44  000•0,92•0,98•0,6•0,96•0,99)=  46  м3/час.

так  как  топливо  является  бесплатным  и  цена  за  1  кВт,  в  районах  добычи  нефти,  0,07  $/кВт  —  экономия  в  сутки:

400*0,07*24=672  $/день.

Годовая  экономия  от  такой  выработки:

672*365=245  280  $  [2,  с.  31]

Малая  энергетика  активно  развивается  во  всем  мире,  предлагая  все  новые  технологии  и  оборудование.  Везде,  где  есть  дешевый  газ,  налицо  тенденция  в  применении  решений,  аналогичных  нашим.  Наш  проект,  принесет  немалую  пользу  различным  компаниям  в  любых  сферах  производственно-хозяйственной  деятельности  Оренбургской  области  и  России.

Список  литературы:

1.Колодина  О.А.  География  Оренбургской  области:  Население  и  хозяйство:  учеб.  пособие  /  О.А.  Колодина.  3-е  изд.,  перераб.  и  доп.  Оренбург:  Орлит-А,  2006.  —  144  с.

2.Комар  И.В.  Рациональное  использование  природных  ресурсов  и  ресурсные  циклы  /  И.В.  Комар.  М.:  Наука,  1975.  —  210  с.

3.Минц  А.А.  Экономическая  оценка  естественных  ресурсов  /  А.А.  Минц.  М.:  Мысль,  1972.  —  303  с.

4.ОАО  «Оренбургнефть»  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  -  http://www.orenburgneft.ru/  (дата  обращения  7.02.2014).

5.Ремерс  Н.Ф.  Природопользование:  Словарь-справочник  /  Н.Ф.  Ремерс.  М.:  Мысль,  1990.  —  637  с.

6.ТНК-ВР  —  главная  нефтедобывающая  компания  Оренбуржья  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  -  http://www.tnk-bp.ru/company/(дата  обращения  7.02.2014). 

7.Хроника  Оренбургского  газохимического  комплекса  1960—2009  /  Оренбург:  ИПК  «Газпромпечать  ООО  «Оренбурггазпромсервис»,  2010.  —  136  с.