Россия
В работе рассматривается проблема утилизации попутных нефтяных газов, получаемых в процессе добычи и подготовки нефти, оценивается экологический ущерб, варианты решения проблемы и приводятся рекомендации по выбору способа утилизации
попутный нефтяной газ, факельная установка, метод обратной закачки, газотурбинная генераторная установка
Попутный нефтяной газ представляет собой смесь газообразных углеводородов, растворенных в нефти, которые выделяются при ее добыче и подготовке. Попутный нефтяной газ по составу богаче природного газа. Это связано с тем, что помимо метана и этана в состав нефтяного газа входят пропан, бутан и другие углеводороды, молекулы которых содержат от одного до четырех атомов углерода. В России попутный нефтяной газ в настоящее время не нашел широкого эффективного применения по причине отдаленности большинства объектов нефтедобычи от газопотребляющей инфраструктуры. Поэтому на большинстве российских нефтепромыслов более 15 % попутного нефтяного газа ежегодно сжигается на факельных установках, факелы или "лисьи хвосты" – характерный элемент ландшафта большинства российских нефтепромыслов [1]. Известно, что утилизация нефтяного газа в факелах составляет примерно 1 % от всех мировых выбросов парникового углекислого газа. Подобная практика приводит не только к потерям огромных объемов ценного углеводородного сырья, но и к загрязнению атмосферы продуктами сжигания газа. Отказ от нее возможен благодаря нескольким вариантам решений.
Во-первых, использование технологии обратной закачки природного и попутного нефтяного газа в пласт. Метод обратной закачки может использоваться, когда при данном давлении и температуре, газ и нефть в пласте будут находиться в двух разных фазах. В результате газ образует «газовую шапку» и проталкивает нефть в направлении промысловой скважины. Метод обратной закачки может быть использован и в том случае, когда происходит растворение закачиваемого газа в нефти, при этом нефть становится менее вязкой. В результате углеводороды становятся более текучими, что упрощает их извлечение из скважины. Несмотря на это, экономические потери от неиспользованного газового сырья остаются огромными. Фактически в пласты закачивается уникальный по составу газ, способный послужить сырьем для производства многих товаров массового потребления, часть которых сейчас закупается за рубежом.
Во-вторых, часть добываемого газа может перерабатываться промысловыми электростанциями в тепловую и электрическую энергию. Например, использование в качестве собственного источника электроснабжения газотурбинных генераторных установок (ГТГУ) позволит автономно обеспечить электроэнергией удаленные и труднодоступные объекты. В таких установках в качестве первичного двигателя для ГТГУ используют авиационные турбовальные двигатели, топливная система и камера сгорания которых специально переоборудована для использования попутного нефтяного или природного газа. Очень часто используются двигатели, что называется «с крыла», по той или иной причине списанные с полетов, что значительно удешевляет стоимость установки.
В-третьих, наиболее эффективным способом утилизации попутного нефтяного газа считается использование его в качестве сырья для производства полимеров. Из нефтяных газов путем химической переработки получают пропилен, бутилены, бутадиен и другие вещества, которые используются в производстве пластмасс и каучуков. Полезным может быть опыт Иркутской нефтяной компании, реализующей собственную газовую программу, суть которой состоит в расширении возможностей переработки, добываемых в Иркутской области углеводородов в противовес их экспорту в другие страны. Благодаря высокому содержанию этана, природный и попутный нефтяной газ Ярактинского и Марковского месторождений перспективно будет использоваться компанией для производства этилена и полиэтилена.
Выбор конкретного варианта переработки и утилизации попутного газа зависит от размера и характеристик месторождения нефти. Для средних месторождений оптимально подходит создание нефтехимической продукции на газоперерабатывающем заводе. Для крупных – электрогенерация в больших масштабах для последующей продажи энергии.
1. Подоплелов, Е.В. Анализ эффективности работы факельного сепаратора высокого давления / Е.В. Подоплелов, С.А. Щербин, А.А. Глотов // Современные технологии и научно-технический прогресс. – 2022. – № 9. – С. 41-42.
