Основные виды

По способу залегания выделяют газ:

  • существующий в виде газовой шапки над нефтяным месторождением;
  • растворенный в самой нефти в качестве примеси.

По содержанию метана и других углеводородов (начиная с С3) выделяют сухой (тощий), средний, жирный и особо жирный ПНГ. Содержание углеводородов (пропана и выше) здесь не превышает 100 г на кубический метр, а в особо жирном превышает 351 г/м3. В сухой разновидности этого энергоресурса содержание метана достигает 96%. Но чаще встречается ПНГ второго типа.

https://www.youtube.com/watch?v=ytaboutru

По концентрации меркаптановой серы и сероводорода попутный газ подразделяется на:

  • бессернистый;
  • малосернистый;
  • сернистый;
  • высокосернистый.

По содержанию азота, диоксида углерода и кислорода, т.е. негорючих компонентов, бывает безбалластный, малобалластный, среднебалластный и высокобалластный. Такие компоненты снижают ценность этого энергоресурса за счет уменьшения его теплотворной способности.

По содержанию механических примесей (частиц породы, строительного шлака, включений воды и пр.) ПНГ классифицируют на чистый, слабозагрязненный, загрязненный и сильнозагрязненный.

В поисках midstream

Попутный нефтяной газ — смесь, которая растворена в самой нефти. По составу ПНГ богаче традиционного природного газа. Помимо метана и этана в нефтяном газе есть пропан, бутан и другие углеводороды. В одной тонне нефти содержится от одного до нескольких тысяч кубометров ПНГ. Сжечь все это на факеле с точки зрения макроэкономики роскошь, хотя пока и позволительная. Но помимо экономического фактора есть и не менее важный экологический. При сжигании ПНГ в воздух попадают значительные объемы диоксида углерода (СО2) и метана, относящихся к парниковым газам, а также сажа, оксиды азота, бензапирен, сероводород и другие опасные для окружающей среды компоненты.

К сожалению, в СССР с его курсом на экстенсивное наращивание добычи нефти переработка попутного нефтяного газа не входила в число приоритетных задач и никак не регулировалась на законодательном уровне. ПНГ считался побочным (то есть ненужным) продуктом нефтедобычи. Как правило, его просто сжигали на факельных установках на месторождениях. До 1 января 2001 года ПНГ не отражался в финансовой отчетности российских компаний. Сейчас подход меняется концептуально. Серьезная борьба против сжигания ПНГ на факелах началась в России в 2008–2009 годах во многом благодаря присоединению России к Киотскому протоколу, направленному на сокращение выбросов парниковых газов. По данным Минприроды, благодаря принятым мерам по итогам 2016 года полезное использование ПНГ достигло в среднем по крупным отечественным нефтяным компаниям 90%.

доставка углеводородов к местам переработки, а также подготовка к транспортировке. Их и относят к midstream. При этом в процессе подготовки нефти возникает большой поток попутных продуктов разнообразного свойства, среди которых и ПНГ. Его переработка в мировой практике — это тоже midstream. Что же такое рациональное использование попутного нефтяного газа?

Киотский протокол

Киотский протокол (КП) был принят в дополнение к Рамочной конвенции ООН об изменении климата в Киото (Япония) в 1997 году. Данный протокол стал первым глобальным соглашением об охране окружающей среды, основанным на рыночном механизме регулирования, который предполагал торговлю квотами на выбросы парниковых газов (ПГ) между развитыми странами и странами с переходной экономикой с целью сокращения или стабилизации уровня выбросов в атмосферу. Страны, подписавшие протокол, определили для себя количественные обязательства по сокращению выбросов шести видов парниковых газов: диоксида углерода (CO₂), метана (CH₄), закиси азота (N₂O), гидрофторуглеродов (ГФУ), перфторуглеродов (ПФУ) и гексафторида серы (SF₆)₂₈. Первые три входят в состав ПНГ и продуктов его сгорания. Наибольшее влияние на парниковый эффект оказывают СО₂ и СН₄. Первый период обязательств по КП длился 5 лет: с 1 января 2008 года до 31 декабря 2012 года. На этот период Россия поставила перед собой обязательство сохранить среднегодовые выбросы на уровне 1990 года. По данным РИА «Новости», 27 сентября 2015 года на саммите по глобальному развитию в рамках Генеральной Ассамблеи ООН глава МИД РФ Сергей Лавров заявил о перевыполнении Россией своих обязательств по Киотскому протоколу, приводя данные об уменьшении выбросов от энергетического сектора в России за последние 20 лет на 37%.

Способы разделения

К способам утилизации можно отнести:

  • Обогащение пласта нефти путем закачки в него ПНГ. Это повышает уровень добычи на 5000-10000 тонн «черного золота» в год.
  • Фракционное разделение ПНГ.
Предлагаем ознакомиться  Кто такой фаберже

В настоящее время применяется два способа: с помощью компрессионной установки и адсорбционно-ректификационный способ.

Попутный нефтяной газ способы переработки

Компрессионный метод чаще всего используют для жирных и особо жирных ПНГ, где большое количество ценных тяжелых углеводородов.

Применяется в несколько ступеней, на каждой из которых газ охлаждается. При понижении температуры высококипящие углеводороды отделяются. Впоследствии эта смесь компонентов также разделяется на составляющие.

Второй способ реализуется с помощью специальных адсорберов, т. е. средств, предназначенных для поглощения адсорбентом (чаще всего слоем активированного угля) растворенных или газообразных веществ. Процесс поглощения называется гиперсорбция. Обратный процесс, то есть извлечение поглощенных газов, называется десорбция. Она проводится с помощью водяного пара:

  • Выжигание нефтяного газа в тех районах, где транспортировка выходит дороже его стоимости.
  • Транспортировка на нефтеперерабатывающий завод, но только если проложены газопроводы. Иным способом транспортировать этот ресурс чересчур затратно.
  • Качественная очистка для последующего использования в качестве источника энергии для электростанций.

Сжечь или заработать

Варианты утилизации ПНГ универсальны по всему миру, но используются в разных пропорциях. Сжигание на факелах месторождений долгое время было основным способом, ценное углеводородное сырье и энергия горючих компонентов уходили в воздух с ущербом для окружающей среды. С середины прошлого века развитые страны начали серьезно ограничивать сжигание ПНГ.

Столь же удобный с точки зрения логистики, как и сжигание, но экологичный способ утилизации — закачка ПНГ обратно в пласт. Нередко этот метод применяют для повышения нефтеотдачи пласта, хотя эффективным он оказывается не всегда. Газ при дальнейшей добыче все равно вернется, но гидродинамика залежи может быть уже хуже.

Еще один вариант использования ПНГ на месторождении — промысловая генерация электроэнергии: ПНГ направляется на газотурбинные и газопоршневые установки. Выхлопной газ можно использовать в системах теплоснабжения объектов месторождения или опять-таки закачивать в пласт для повышения нефтеотдачи. Промысловая генерация электроэнергии очень широко используется в России.

Эффективную монетизацию обеспечивает полноценная переработка попутного нефтяного газа, но это и стоит намного дороже. Тут есть свои сложности — ПНГ нестабилен по составу, в нем много примесей и влаги, требуется сложная подготовка. На выходе получают метан-этановую фракцию, по своим свойствам близкую к сухому природному газу, а также широкую фракцию легких углеводородов — ценное сырье для нефтехимических предприятий и производства сжиженного углеводородного газа (СУГ), использующегося для коммунально-бытовых нужд и в качестве топлива для автотранспорта.

Газоперерабатывающие заводы изначально строились возле крупных месторождений, позже для малых месторождений были предложены компактные блочные решения для переработки сырья.

«Выбор наиболее экономически привлекательных опций утилизации ПНГ зависит от конкретных факторов в привязке к конкретному месторождению. В целом глубокая переработка ПНГ наиболее экономически эффективна, но, например, при малых объемах доступного газа предпочтительна утилизация на месторождении, — говорит руководитель аналитического центра интегрированной газоперерабатывающей и нефтехимической компании «СИБУР» Ксения Каретина.

— Также имеет значение состав ПНГ, спрос на локальных рынках и нетбэки на газ, электричество, тепло, дизель и т. д. Существенным фактором становится наличие инфраструктуры для транспортировки и переработки газа и расстояние до целевых рынков. К примеру, рост сжигания в мире в последние годы отчасти как раз и связан с освоением новых удаленных месторождений и развитием сланцевой добычи».

Сфера применения

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseru

Из ПНГ можно получить:

  • Полиэтилен. Имеет широкий спектр применения: для изготовления пакетов, пленки, скотча, пластиковых бутылок и иной тары, электроизоляционного материала, брони, термоклея, теплоизоляции и пр.
  • Стабильный газовый бензин.
  • Гелий.
  • Сероводород, серу и серную кислоту.
  • Газовое моторное топливо.
  • Ацетилен, используемый для производства карбидных ламп, взрывчатых веществ; для получения различных растворителей, этилового спирта, синтетического каучука, уксусной кислоты, пластмасс.

Альтернативы обязательны

Уровень утилизации ПНГ во многом определяет эффективность развития всего нефтегазового комплекса той или иной страны. Использование ПНГ — маркер квалификации государства и бизнеса в вопросе комплексного освоения недр, использования сырья и экологической безопасности.

В США, Канаде, Норвегии полезное использование ПНГ достигает 99–100%. При разработке новых месторождений запускаются обязательные процедуры принятия решений об утилизации газа — дерево альтернатив. Государственные регуляторы требуют рассматривать различные варианты, и только в том случае, если ни один из вариантов рациональной утилизации не отвечает критериям эффективности, разрешается сжигать часть нефтяного газа.

Предлагаем ознакомиться  Нефтяное сырье

В США и Канаде работает примерно 80% газоперерабатывающих заводов мира, эти мощности для Северной Америки сейчас даже избыточны. Дело в том, что большое число малых ГПЗ строилось в середине прошлого века для производства бытового газа. Однако сейчас основой газоперерабатывающей отрасли США стали крупные заводы, связанные с химическими предприятиями.

По данным Химического совета США, сейчас в стране строятся или планируются нефтехимические проекты на $185 млрд. В прошлом году инвестиции в химические заводы составили половину всех капиталовложений в производственном секторе США. Причина — изобилие дешевых побочных продуктов сланцевой добычи нефти, в частности нефтяного газа.

В принципе, сжигать попутный газ в Канаде и США запрещено, в Техасе такой запрет был введен еще в 1946 году. Там, где мощностей по переработке нет, например на Аляске, ПНГ полностью закачивается обратно в пласт. В Северной Дакоте быстро развивается бизнес по сжижению ПНГ, который используется как автомобильное топливо.

В ряде регионов США существует сеть специальных трубопроводов, куда частные компании могут сдавать ПНГ практически без подготовки, существуют лишь ограничения по содержанию влаги. Далее сырье направляется на газоперерабатывающие и химические предприятия. В Канаде построена развитая инфраструктура для газовой энергогенерации.

Одной из передовых европейских стран в плане рационального использования ПНГ стала Норвегия. Местное правительство не устанавливает специальных нормативов по сжиганию ПНГ, но предоставляет разрешение на сжигание в основном для обеспечения безопасности нефтедобычи. Сжигать ПНГ в тех объемах, которые выше необходимых, для обеспечения безопасности без одобрения Министерства нефти и энергетики Норвегии нельзя.

Наличие развитой газотранспортной инфраструктуры и близость к рынкам ЕС позволяет норвежцам эффективно экспортировать подготовленный нефтяной газ, но применяется и закачка ПНГ в пласт для увеличения нефтеотдачи. Газовой энергогенерацией Норвегия практически не занимается.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreatorsru

На китайском супергигантском месторождении Дацин построено 14 промышленных установок по переработке ПНГ, а также оборудование для обработки нефтяного газа для дальнейшей продажи. Власти страны намерены построить семь новых крупных прибрежных нефтехимических производств, в том числе завод стоимостью $15 млрд в порту Нинбо и перерабатывающий центр в провинции Хэбэй.

Способы переработки попутного нефтяного газа

В Саудовской Аравии, пятой в мире по запасам газа, порядка 60% этих запасов — попутный нефтяной газ. Мощности по его переработке в целом соответствуют уровню добычи, на сухой газ — продукт газоперерабатывающих заводов — приходится 40% энергобаланса страны. В качестве побочного продукта саудовцы получают этан, который по регулируемым и очень низким тарифам предоставляется на переработку нефтехимикам.

Такая конструкция привела и продолжает приводить огромные инвестиции в нефтехимию Саудовской Аравии, сейчас эта страна — мировой нефтехимический лидер вместе с США и Китаем. Лишь рост спроса на электричество в прошлом году заставил SaudiAramco задуматься над увеличением добычи собственного природного газа, не связанного с объемами добычи нефти (тут действуют ограничения ОПЕК).

«Стоит обратить внимание на опыт Саудовской Аравии, где драйверами поиска решений утилизации ПНГ стали избыток попутного газа и активность государства: основаны индустриальные города Эль-Джубайль и Янбу-эль-Бахр, государственная компания SaudiAramco строила необходимую инфраструктуру для сбора и транспортировки ПНГ, была основана специализированная нефтехимическая компания SABIC», — отмечает Ксения Каретина.

По словам эксперта, для Саудовской Аравии характерно не только большое количество доступных объемов нефтяного газа, но и высокое содержание жирных фракций в составе ПНГ, что делает его ценным нефтехимическим сырьем. «Сейчас Россия и Ближний Восток являются крупнейшими регионами мира, где осуществляется глубокая переработка ПНГ в полимеры», — заключает Ксения Каретина.

Старается не отставать от соседей и Иран. В стране ежедневно транспортируется почти 40 млн кубометров ПНГ с нефтяных месторождений в провинции Хузестан на перерабатывающие предприятия. За последние годы здесь было построено и запущено множество небольших частных химических заводов, использующих в основном европейское оборудование и достаточно современные технологии. Благодаря дешевому местному сырью они имеют серьезное конкурентное преимущество.

Для России может быть интересен опыт Казахстана, где система газопереработки формировалась в рамках плановой экономики СССР. Казахстан обошел Россию в законодательном регулировании утилизации попутного нефтяного газа. Законами «О нефти» и «О недрах и недропользовании» и последующими подзаконными актами введен запрет на промышленную эксплуатацию нефтегазовых месторождений без рациональной утилизации попутного нефтяного газа.

Предлагаем ознакомиться  Чистота бриллианта и другие характеристики: как определить, какая лучше, сколько стоит камень?

Большой проект сбора попутного нефтяного газа с морских платформ на Каспии ведет государственная нефтекомпания Азербайджана SOCAR в партнерстве с BP и международной организацией по ограничению сжигания ПНГ. Ежегодно с морских месторождений компании собирается и передается в газотранспортную систему около 1 млрд кубометров нефтяного газа.

Законодательное регулирование не всегда единственный фактор влияния на нефтяников. Так, в Индонезии нет развитой трубопроводной инфраструктуры или законов, запрещающих факельное сжигание. При этом страна — четвертый в мире экспортер сжиженного нефтяного газа, а интерес местного бизнеса к монетизации ПНГ растет.

Свой путь — в Анголе. Еще в 2002 году компания Sonangol обязала всех партнеров, разрабатывающих месторождения, предусматривать план коммерциализации нефтяного газа. Договоры на разработку ангольских недр содержат пункт о том, что партнеры Sonangol имеют право сжигать попутный газ только до завершения строительства завода по переработке нефтяного газа.

Опасность для окружающей среды

Сам по себе ПНГ вреда не представляет. Разве что его основной компонент, метан, обладает слабым наркотическим действием.

Вред природе и здоровью человека приносит сжигание этого энергоресурса. Высокий газовый факел буквально «выжигает» всю растительность в радиусе 10 м. Здесь она просто гибнет. В радиусе 100 м растения вялые и медленно растут. Продукты горения провоцируют образование озоновых дыр.

Оксид азота и ангидрид, содержащиеся в «попутке», негативно сказываются на здоровье людей, повышают риск заболевания раком, понижают иммунитет, вызывают бесплодие.

Таким образом, попутный нефтяной газ – ценный ресурс, не стоит отказываться от его освоения.

Читайте нас в

и подписывайтесь во

01.11.2019

Не опоздать с переработкой

В исследовании отраслевого информационно-аналитического центра Rupec, специализирующегося на вопросах газопереработки и нефтехимии, отмечено, что наибольший вклад в повышение уровня утилизации ПНГ в России внесло «цивилизованное сжигание» нефтяного газа, то есть промысловая энергетика как наименее затратный способ полезного использования ПНГ.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrightru

Аналитики считают, что в качестве стимулирующих мер помимо штрафов необходима благоприятная среда для инвестиций в midstream-объекты. Да и в целом понятие midstream в России пока не приживается. «Midstream не только никак не регулируется отдельно от upstream и downstream, но даже не выделяется понятийно.

Фактически этот сегмент всякий раз оказывается заложником переноса акцентов с добычи на переработку и обратно. А ведь именно midstream является связкой, обеспечивающей попадание существенной доли углеводородного сырья из сферы добычи в сферу нефтехимической и вообще химической переработки», — поясняют аналитики Rupec.

В организации отмечают те выгоды, которые может получить государство, акцентированно стимулируя сегмент переработки ПНГ. Во-первых, это снятие технологических ограничений при вводе новых нефтяных и газовых месторождений, в том числе географически удаленных от основной газовой инфраструктуры и со сложным составом газа.

«В-третьих, даже без наращивания производства углеводородов (что в целом отвечает ситуации текущего момента с точки зрения спроса как на внутреннем, так и на внешних рынках) это интенсификация переработки уже имеющегося сырья с производством более маржинальной продукции, которая имеет экспортный потенциал, в том числе на новых рынках, таких как Азия, а также может быть потреблена внутри страны.

Аналитики также видят возможность синхронного с развитием переработки ПНГ роста инвестиций в основной капитал. Более активная переработка нефтяного газа создаст новые источники спроса на труд в регионах, а также спроса на высокотехнологичную продукцию российского химического и транспортного машиностроения, металлургии и т. п.

Доля нефтехимии в российской промышленности составляет лишь около 2%, в то время как в Китае — 30%, в США — 25%. Суммарная выручка от продажи нефтегазохимической продукции в мире достигает $3 трлн, что сопоставимо с показателями мирового нефтяного рынка.

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

«Эпоха нефти и газа как источников топлива и энергии подходит к концу. Будущее ископаемых углеводородов — быть почти исключительно сырьем химических процессов. Без развития midstream такой переход просто невозможен, и если не стимулировать развитие мощностей сейчас, потом строить их будет уже очень дорого», — отмечается в исследовании Rupec.