Производство сконденсированных газомоторных топлив на нефтегазовых промыслах

Раздел I. РАЗВИТИЕ ОТРАСЛЕВОГО И РЕГИОНАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ

В.Я. Афанасьев А.В. Ильюша

ПРОИЗВОДСТВО СКОНДЕНСИРОВАННЫХ ГАЗОМОТОРНЫХ ТОПЛИВ НА НЕФТЕГАЗОВЫХ ПРОМЫСЛАХ

Ключевые слова: нефтегазодобыча, северные регионы, беструбопроводный транспорт, сконденсированное газомоторное топливо, сжиженный природный газ (СПГ), авиационное топливо АСКТ.

Освоение и отработка нефтегазовых месторождений в северных регионах России сегодня осуществляется практически только на основе трубопроводного транспорта для вывоза углеводородного сырья к местам его дальнейшего использования. Трубопроводный транспорт является наиболее высокопроизводительным при транспортировке нефти и газа, что, в частности, и предопределило его повсеместное использование. Однако следствием такой односторонней ориентации только на этот вид транспорта при формировании и функционировании транспортно-доставочной инфраструктуры в северных нефтегазодобывающих регионах возникает ряд проблем, которые отрицательно сказываются на эффективности нефтегазодобычи и на всей жизнедеятельности этих регионов.

К числу таких проблем относится невозможность вовлечения в коммерчески выгодную эксплуатацию многочисленных малых нефтяных и газовых месторождений из-за высоких первоначальных вложений, необходимых для строительства трубопроводных систем, а также из-за малых объемов, транспортируемых при этом грузов. Другой весьма застарелой и достаточно острой проблемой, которая заметно сказывается на эффективности нефтегазодобычи в северных регионах, является проблема утилизации и эффективного использования попутного нефтяного газа (ПНГ). Значительные количества попутного газа все еще сжигаются на факельных установках, что также во многом обусловлено сложностью и дороговизной создания и эксплуатации трубопроводных (компрессорных) систем сбора и доставки ПНГ. При этом неразвитость в нефтегазодобывающих регионах производственных мощностей и отсутствие на самих нефтегазовых промыслах установок по глубокой переработке нефти и газа приводит к необходимости проведения весьма дорогостоящих мероприятий по так называемому северному завозу для снабжения потребителей разнообразными топливно-энергетическими ресурсами и, прежде всего, конечно, по доставке в эти регионы традиционного моторного топлива (бензина, дизельного топлива и авиакеросина), как для собственных нужд недропользователей (нефтегазодобытчиков), так и для всех других потребителей региона, предоставляющего свои

© Афанасьев В.Я., Ильюша А.В., 2013

недра для извлечения углеводородного сырья. В конечном итоге это существенно повышает эксплуатационные издержки для самих недропользователей, регионам во многом приходится лишь «наблюдать» за углеводородными потоками, нефтегазодобыча в целом становится все более и более затратной, а нефтегазовый бизнес фактически так и остается недоступным для малого предпринимательства и независимых производителей.

Непрерывный рост стоимости нефтяных моторных топлив, экологические проблемы, возникающие при широкомасштабном их использовании, в последние годы во всем мире в буквальном смысле породили настоящий бум по переводу различных транспортных средств на более дешевое и экологически более чистое газомоторное топливо в виде компримированного или сжиженного природного газа (сжатого КПГ и сконденсированного СПГ соответственно), который почти целиком состоит из газа метана (СН4). При этом именно сегмент сжиженного природного газа (СПГ) во всем газовом бизнесе является наиболее динамично развивающимся и завоевывает все большую долю на энергетических рынках в целом. Находят все более широкое практическое применение в качестве газомоторного топлива и другие углеводородные газы такие, как пропан (С3Н8) и бутан (С4Н), которые могут находиться в сконденсированном (сжиженном) виде при температурах и давлениях не на много отличающихся от параметров окружающей среды. Поэтому, в частности, автомобильный пропан уже сегодня попросту соседствует на многих автозаправочных станциях (АЗС) с нефтяными топливами и продается по цене почти в два раза меньшей, чем стоимость традиционных моторных топлив.

Более того, даже в такой специфической и достаточно консервативной с позиций применяемого моторного топлива транспортной сфере, как авиация или железнодорожный транспорт, все большее распространение получают те же сконденсированные газомоторные топлива в виде жидкого метана или даже жидкого водорода [1-5]. Использование этих так называемых криогенных топлив требует, конечно, соответствующих подходов и решений, в том числе и с позиций двигательных установок (моторов), работающих на этих топливах. В силу этого в последнее время приобретает все более отчетливые контуры еще одна примечательная особенность создаваемых транспортных систем и установок. Так, например, дизельный двигатель даже такой специфической машины, как российский военный танк Т-90 С по данным самого производителя является многотопливным и может работать на обычном дизельном топливе, бензине или авиационном керосине. А скажем метановозы для транспортировки сжиженного природного газа с дизельными двигателями финской компании «Вяртсиля» смогут работать на обычном дизельном топливе и на транспортируемом ими сжиженном природном газе.

Все это создает принципиально новые возможности для повышения экономической эффективности нефтегазодобычи в северных регионах России не только путем исключения непрерывного сжигания на факелах больших количеств попутного нефтяного газа, но и за счет более квалифицированного использования уже утилизируемого ПНГ сегодня. При этом еще большее повышение экономической эффективности может быть достигнуто в результате вовлечения в коммерчески выгодную эксплуатацию многочисленных малых и удаленных от существующей транспортной инфраструктуры нефтегазовых месторождений, а также при освоении неминуемо растущей доли извлекаемых жирных газов путем создания так называемых «бесфакельных» систем освоения и эксплуатации нефтегазовых месторождений, предполагающих рациональное комплексиро-вание (сочетание) принципа глубокой переработки добываемого углеводородного сырья непосредственно на нефтегазовых промыслах с созданием нетрадиционной, в определенном смысле альтернативной трубопроводному транспорту, транспортно-доставочной

инфраструктуры, работающей на различных видах производимого здесь же более дешевого и экологически чистого сконденсированного газомоторного топлива.

Рассмотрим применение приведенных выше концептуальных положений на примере все той же проблемы утилизации и использования попутного нефтяного газа. Эффективное решение проблемы утилизации и использования попутного нефтяного газа с достижением требуемого экономического и экологического эффекта может быть достигнуто только при условии реализации хорошо известного в экономике эффекта масштаба производства. Это диктует необходимость погасить в буквальном смысле все факелы на нефтепромыслах и обеспечить бескомпрессорный сбор утилизируемого ПНГ для наиболее эффективной его последующей переработки на газоперерабатывающих установках и заводах, поскольку транспортировка в условиях отрицательных температур по трубопроводам наиболее ценных пропанбутановых фракций ПНГ, извлекаемых на 3-й и 4-й ступенях сепарации нефти, является практически невозможной.

Попутный нефтяной газ, как известно, содержит в себе ряд углеводородных газов так называемого метанового ряда (гомологов метана) и включает в себя различные компоненты, которые по отдельности или же в каких-то пропорциях путем соответствующей переработки - фракционирования (разделения) и конденсации - могут перерабатываться в экологически чистые сконденсированные газомоторные топлива. При этом в целом попутные нефтяные газы по соотношению метана и его гомологов подразделяют на сухие, которые содержат в своем составе свыше 85% метана, и жирные, которые содержат 1635% гомологов метана, хотя для многих месторождений Западной Сибири, как это видно из приведенной ниже таблицы, в составе ПНГ указанных месторождений содержится 50-60% метана, а остальное (до 30-40 %) приходится на пропан-бутановые фракции и другие примеси. Поэтому попутный нефтяной газ является источником не только для получения сконденсированного метана, получающего все большее применение в качестве газомоторного топлива, но и для получения других экологически чистых сконденсированных газомоторных топлив, в частности уже упоминавшегося выше автомобильного пропана, а также авиационного пропанобутанового газового топлива АСКТ [6], как реально возможного применения экологически чистого газового топлива в региональной авиации уже в ближайшем будущем.

Состав попутного нефтяного газа некоторых месторождений Западной Сибири

Месторождения Состав ПНГ (основные компоненты), % масс

со2 N2 си4 С2Н6 С3Н8 С4Н10

«Самотлор» 0,58 1,48 67,6 4,4 11,0 2,98

«Варьеганское» 0,44 1,94 59,4 3,81 13,8 3,69

«Советское» 1,02 1,53 51,8 5,29 15,6 5,02

Уже сегодня промышленностью, в том числе и российской, серийно производятся различные резервуары и емкости, в частности контейнер-цистерны, которые могут использоваться не только на всех стадиях и этапах полной переработки попутного нефтяного газа в сконденсированные газомоторные топлива, но и для создания так называемых «бесфакельных» систем освоения и эксплуатации северных нефтегазовых место-

рождений, удаленных от традиционной трубопроводной транспортной инфраструктуры. В частности, доставка сжиженного природного газа может осуществляться практически на неограниченное расстояние [7, 8]:

- автоцистернами с объемом 16-49 м3 (9,6-30 тыс. м3 газа);

- контейнер-цистернами с объемом 35 м3 (21 тыс. м3 газа);

- криогенными емкостями до 8 м3 (4,8 тыс. м3 газа).

В основу построения таких нетрадиционных систем освоения и эксплуатации северных нефтегазовых месторождений могут быть положены различные средства муль-тимодального транспорта, работающие на производимых непосредственно на нефтегазовых промыслах экологически чистых и более дешевых сконденсированных газомоторных топливах. Прежде всего, как уже отмечалось ранее, речь идет о разнообразных средствах автотранспорта и авиационных летательных аппаратах, способных работать на различных видах сконденсированного газомоторного топлива и в особенности, конечно, о средствах авиатранспорта, так называемого безаэродромного базирования, органически встроенных в процессы и технологические звенья освоения и эксплуатации удаленных месторождений. Это обусловлено тем, что именно автотранспорт и северная авиация уже сегодня являются неотъемлемыми средствами во всей инфраструктуре северных нефтегазодобывающих регионов, а топливная составляющая в стоимости «летного» часа при работе этих транспортных средств является одной из основных составляющих, предопределяющих и эффективность нефтегазодобычи в северных регионах в целом.

Наряду с решением собственно проблемы утилизации и наиболее эффективного использования попутного нефтяного газа в северных регионах последовательная реализация принципа «бесфакельности» эксплуатации нефтегазовых месторождений предоставляет еще одну замечательную возможность совершенствования нефтегазового бизнеса. Речь идет о возможности рациональной централизации в рамках одного или нескольких относительно близко расположенных углеводородных месторождений процессов сепарации (разгазирования) нефти путем доставки «сырой» нефти к этим пунктам с помощью описанных выше беструбопроводных средств мультимодального транспорта. Кроме того, неуклонное продвижение российской нефтегазодобычи на шельф Арктики выдвигает еще одну специфическую проблему эксплуатации удаленных месторождений для обеспечения эффективной их транспортной доступности, а также рациональной интеграции континентальной (сухопутной) инфраструктуры северных регионов и морских (шельфовых) разработок.

Значительные рыночные перспективы для повышения эффективности нефтегазодобычи в северных регионах России на основе изложенных выше подходов и технологических решений возникают и в силу становящейся все более заметной и актуальной проблемы, так называемой падающей добычи. Дело в том, что в газовой отрасли России все большее значение приобретает проблема использования, так называемого низконапорного газа, неизбежно возникающая на поздней стадии эксплуатации газовых месторождений. Достаточно сказать, например, что на крупных действующих газовых месторождениях Западной Сибири, которые все больше входят в стадию поздней эксплуатации, проблема низконапорного газа становится все отчетливей и все более актуальной. Разработанные в рамках предлагаемого инновационного проекта газогидратные технологии могут быть востребованы и для решения проблемы низконапорного газа, запасы которого оцениваются в триллионы кубических метров, а проблема его использования нарастает как снежный ком.

В заключение также отметим, что, как показывает мировой опыт, проблема эффективного использования попутного нефтяного газа не только не исчезает сама по себе

с набирающими силу новыми тенденциями вовлечения в разработку нетрадиционных и трудноизвлекаемых источников и ресурсов нефти и газа (сланцевая нефть и газ, в частности), но и будет приобретать все возрастающее значение. Дальнейшее развитие поисковых исследований и разработок, проводившихся, в частности по газогидратным технологиям Государственным университетом управления (ГУУ) в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 20092013 годы по теме: «Разработка и обоснование нетрадиционных способов и технологий освоения и разработки газовых месторождений» [9-11], доведение их до практического внедрения и широкомасштабного использования может явиться одним из важнейших направлений модернизации и инновационного развития в экономике России в целом.

Библиографический список

1. Чернышев С.Л. Переход на новое авиационное топливо / С.Л. Чернышев, И.Е. Ковалев, В.И. Маврицкий // Авиаглобус. - февраль, 2009.

2. Постоев С.К. «Газовая» авиация: сделано много, осталось чуть-чуть // Авиаглобус. - май, 2009.

3. Дутов А.В. Перевод авиации на газ. Варианты решения транспортной проблемы северных и арктических регионов / А.В. Дутов, В.И. Маврицкий, В.П.Зайцев // АРКТИКА. Экология и экономика. - 2011. - № 3.

4. Вайнберг М.В., Зайцев В.П., Леонов Г.Н. Вертолет. - Патент РФ № 2102285.

5. Рогожкин И. Нетрадиционная авиация / И. Рогожкин // Нефть России. - 2011. - № 8.

6. Брещенко Е.М. Авиационное сконденсированное топливо / Е. М. Брещенко [и др.] -Патент РФ № 2044032.

7. Сарксян В. Комплексное использование СПГ в агропромышленном комплексе - основа подъема сельского хозяйства России. - АГЗК + Альтернативное топливо, 6(60), 2011.

8. Будзуляк Б.В. Малотоннажное производство сжиженного природного газа - самостоятельный вид деятельности / Б.В. Будзуляк, С.Г. Сердюков, Е.Н. Пронин // АГЗК + Альтернативное топливо. - 2011. - № 6 (60).

9. Ильюша А.В., Горюнов П.В. Система газоснабжения с пиковым регулированием газопотребления. - Патент РФ № 2374556.

10. Ильюша А.В., Афанасьев В.Я и др. Комплекс оборудования для отработки газовых месторождений. - Патент РФ № 2443851.

11. Ильюша А.В., Афанасьев В.Я. Система утилизации и использования попутного нефтяного газа. - Патент РФ № 2472923.

Э.Ю. Бамбушева

ВЛИЯНИЕ РЕГИОНАЛЬНОГО БЮДЖЕТА НА СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ ТЕРРИТОРИИ

Ключевые слова: бюджет, бюджетная система, региональный бюджет, субъект РФ, социально-экономическое развитие региона.

В результате экономических и политических реформ в современной России произошли перемены, которые серьезным образом повлияли на бюджетную систему страны

© Бамбушева Э.Ю., 2013