"Попутная проблема" проблема : использование и утилизация нефтяного газа на предприятиях нефтегазового комплекса

Ситуация с использованием и утилизацией попутного нефтяного газа, сложившаяся в Российской Федерации, никого не устраивает. Государство сформулировало свою жесткую позицию по этому вопросу. В свою очередь, нефтедобывающие компании также заинтересованы в сокращении выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и внедрении ресурсосберегающих технологий.

Газовая политэкономия
Очевидно, что благодаря своей структуре попутный газ является стратегически важным сырьевым ресурсом для отечественной нефтехимии, во многом определяющим не только экономический, но и военно-промышленный потенциал России. Вместе с тем его использование остается одним из главных путей решения экологической проблемы, связанной со снижением негативного влияния деятельности предприятий нефтегазового комплекса на окружающую среду.

Но, по существующим оценкам, ежегодно на планете сгорает свыше 100 млрд кубических метров попутного нефтяного газа (далее ПНГ), из которых, как минимум, пятая часть приходится на Российскую Федерацию. Согласно данным Минпромэнерго России, в 2006 году в нашей стране добыто около 656,3 млрд кубических метров газа. В том числе порядка 44,2 млрд кубических метров было извлечено на нефтяных месторождениях. В Удмуртии добывается в среднем 20-25 кубометров попутного газа на тонну извлекаемой нефти.

По информации департамента государственной политики и регулирования в области природопользования МПР, лишь 26% ПНГ, добываемого в нашей стране, направляется компаниями-недропользователями на переработку. Экономика проектов зависит как от направлений утилизации, так и от концентрации растворенного газа в нефти, которая значительно варьируется в различных регионах и на различных объектах. Потери национальной экономики от неиспользования и сжигания ПНГ на факелах оцениваются в 13 млрд долларов США в год.

Следует подчеркнуть, что это официальные данные, а реальная ситуация с попутным нефтяным газом в России более плачевная. Так, на заседании Общественной палаты РФ, посвященном газовой отрасли, было отмечено, что в 2006 году наша страна вышла на первое место в мире по объемам сжигания ПНГ. Между тем технологический уровень утилизации попутного газа в развитых странах доведен до 97–99%. В США, Канаде, Великобритании, Норвегии производится практически полная утилизация попутного газа.

В последнем своем обращении к Федеральному Собранию Президент РФ В.В. Путин сказал буквально следующее: «По самым минимальным оценкам, у нас каждый год сжигается более 20 миллиардов кубометров попутного газа. Такое расточительство недопустимо! Меры, которые необходимо предпринять, хорошо известны и уже доказали свою эффективность во многих странах мира: это введение системы учета, увеличение экологических штрафов, ужесточение лицензионных требований к недропользователям». К контролю за рациональным и экологически безопасным использованием попутного нефтяного газа, а также за учетом объемов его сжигания и рассеивания приступил Ростехнадзор. Как заявил руководитель этого ведомства Константин Борисович Пуликовский, принято решение, что требования к технологическим проектам разработки месторождений должны предусматривать переработку не менее 95% попутного газа. Проверки Ростехнадзором нефтяных компаний на предмет выполнения этого требования и штрафные санкции, которые с 2008 году будут значительно увеличены, должны стимулировать разработку и использование новых технологий по утилизации и использованию попутного нефтяного газа в России.

Экологические и технологические проблемы утилизации и рационального применения ПНГ
С одной стороны, необходимость использования попутного нефтяного газа продиктована экологическими требованиями. Функционирование предприятий в области, связанной с утилизацией и использованием этого сырья, регламентировано законодательно и определяется в условиях лицензионных соглашений. С другой стороны, сама проблема утилизации и рационального использования ПНГ включает три взаимосвязанные составляющие – экологическую, экономическую и технологическую.

Попутный нефтяной газ – это растворенный в нефти газ, состоящий из множества компонентов  и выделяющийся из нее при сепарации. В отличие от природного газа, состоящего в основном из метана, нефтяные попутные газы содержат значительные количества этана, пропана, бутана и других предельных углеводородов. Кроме того, присутствуют пары воды, азот (на некоторых месторождениях Удмуртии до 70%), углекислый газ, сероводород.

В настоящее время у предприятий, работающих в нефтедобывающей отрасли республики, отсутствует возможность полной утилизации попутного нефтяного газа. Обусловлено это отсутствием технологий, внедрение которых было бы оправдано с точки зрения экономической эффективности. Поэтому большинство предприятий в нашем регионе вынуждено сбрасывать значительную часть попутного газа в окружающую среду. Чаще это происходит путем сжигания на факелах, что сопровождается образованием сажи, диоксидов и иных продуктов горения. Если газ низкокалорийный, с высоким содержанием азота, то в целях минимизации негативного воздействия на окружающую среду принимается вынужденное решение – непосредственное рассеивание в атмосферу без сжигания. Приоритет той или иной технологии определяется при оценке воздействия попутного газа и продуктов его горения на окружающую среду и определении предельно допустимых норм выбросов в атмосферу, что является обязательным элементом проекта разработки месторождения.

На современном этапе в условиях ужесточения законодательной базы, принятия соответствующих политических решений, ратификации Киотского протокола такой подход неприемлем. Тем более для предприятий, придерживающихся принципов этического и социально-ориентированного бизнеса.

Исходя из опыта ОАО «Белкамнефть», с точки зрения экологической и экономической эффективности, наиболее рационально использовать попутный газ на производственных объектах – в котельных и печах на технологические нужды при подготовке нефти. В этом случае процесс сгорания происходит в соответствующих термодинамических условиях, а, следовательно, является более полным, что позволяет минимизировать негативное воздействие на окружающую среду. К примеру, в ОАО «Белкамнефть» утилизация попутного газа производилась на Вятском месторождении для газоснабжения производственных котельных, а также котельных бытового назначения. Газ поставлялся в поселок Каракулино для работы котельной в отопительный сезон. В настоящее время ПНГ используется в печах установок для подготовки нефти Вятского нефтяного месторождения и других месторождений юга Удмуртской Республики и расположенных в Республике Башкортостан.

Тем не менее, приходится констатировать тот факт, что традиционные технологии рационального использования и утилизации попутного газа на месторождениях Удмуртии практически исчерпали свой потенциал. На относительно крупных и средних месторождениях, отличающихся высоким газовым фактором, появляются излишки (до 60%) от объема извлекаемого попутного нефтяного газа, при этом на технологические потребности для подготовки нефти и выработку тепла в котельных используется не более 40%. На малых месторождениях затраты, необходимые на промысловую подготовку газа, строительство сооружений внешнего транспорта (компрессорных станций и трубопроводов), оказываются экономически неэффективными.

Технологические плюсы и минусы
Проанализируем возможные пути решения проблемы рационального использования попутного газа. Казалось бы, в условиях роста цен на энергоносители и ориентации экономики на ресурсосбережение актуальным было бы использование ПНГ для отопления жилых и промышленных объектов. Но все не так просто. Попутный газ содержит много примесей, влияющих на техническое состояние оборудования, что осложняет обслуживание котельных и существенного сокращает срок службы котлов
и иного оборудования. Кроме того, высокое содержание сероводорода и иных примесей приводит к образованию высокотоксичных продуктов сгорания. Поэтому использование ПНГ для бытовых нужд или отопления требует дополнительного дорогостоящего оборудования для очистки его от агрессивных (к примеру, сероводород) примесей, что экономически невыгодно.

Внедрение технологий, связанных с использованием низкокалорийного попутного газа для поддержания пластового давления
в различных вариантах, в Удмуртской Республике пока проблематично из-за необходимости разработки специальных технологических схем и оборудования, которое способно выдерживать высокое давление. Попутный газ можно использовать для выработки электроэнергии непосредственно на месторождении или путем сжижения перерабатывать в синтетическое топливо. Но эти проекты технологически сложны, энергозатратны и при тех объемах ПНГ, которые добываются в Удмуртской Республике, малоэффективны.

Несколько повысить уровень рационального использования попутного газа позволяют технологии транспортировки ПНГ на установки подготовки нефти вместе с водонефтяной эмульсией в растворенном виде, где после соответствующей подготовки это сырье использовалось бы в виде топлива в печах и котельных. В этом плане в ОАО «Белкамнефть» была достаточно успешно апробирована мультифазная технология перекачки углеводородов на Сосновском месторождении, где была установлена мультифазная насосная станция, позволяющая транспортировать эмульсию, состоящую из нефти, газа и воды, без сепарации. Исходя из полученного результата, на предприятии принято решение об использовании мультифазных насосных установок на установках предварительного сброса воды (УПСВ). Одним из существенных недостатков указанной технологии является ограничение в расстоянии, на которые можно транспортировать нефтегазовую смесь.

Простая экономика
На самом деле, как это ни парадоксально, никакой проблемы утилизации и рационального использования попутного газа нет. Есть только один вопрос: выгодно этим заниматься или нет? И чтобы ответить на него, не стоит даже прибегать к сложному анализу. Достаточно сравнить стоимость инвестиционного проекта по рациональному использованию ПНГ, включающего расходы на строительство производственных объектов, приобретение и монтаж оборудования, расходы на его обслуживание, с размерами экологических платежей и сумм штрафов, взимаемых за сжигание газа. Становится очевидным, что в настоящее время нефтедобывающей компании легче заплатить штраф, который при существующей законодательной базе может взиматься лишь единожды в год, чем вкладываться в заведомо убыточные проекты. Естественно, нефтедобывающие компании стремятся к минимизации негативного воздействия на окружающую среду, но каких-либо революционных изменений политики в этой области при существующих условиях не предвидится.

Поэтому если государство действительно заинтересовано в решении «попутной проблемы», то оно должно создать условия, при которых сжигать попутный газ на факелах или рассеивать в атмосферу стало бы невыгодным. Тогда нефтедобывающие компании будут вынуждены провести технико-экономический аудит месторождений на предмет экономической целесообразности внедрения технологий утилизации и использования ПНГ.

Определенные шаги в этом направлении государством уже делаются. Министерство природных ресурсов России подготовило проект «Плана основных мероприятий по повышению эффективности использования попутного нефтяного газа». Минприроды предлагает установить единый норматив утилизации ПНГ и ввести прогрессивную плату за выбросы ПНГ и продуктов его сжигания на факельных установках. Предполагается, что с 1 января экологические штрафы за сверхнормативные выбросы при сжигании природного газа будут увеличены в пять раз. Кроме того, правительством должно быть принято решение по госрегулированию цен на попутный газ. А предприятия, реализующие проекты по рациональному использованию ПНГ, смогут рассчитывать на получение налоговых и таможенных преференций.

Другое дело, что важно не перегнуть палку и не создать дискриминационных условий для малых и средних месторождений, что может привести к коллапсу в отрасли. Необходим дифференцированный подход, учитывающий состояние месторождений, объемы и состав извлекаемого попутного газа. С другой стороны, сегодня, как никогда, актуальна разработка принципиально новых технологий утилизации и рационального использования ПНГ, внедрение которых было бы экономически оправдано на месторождениях с низким газовым фактором.

Экспертное мнение

Максимов Вячеслав Январиевич, начальник отдела охраны окружающей среды и экологической безопасности ОАО "Белкамнефть"

«За первое полугодие 2007 года на месторождениях ОАО «БКН» добыто 31,5 млн кубических метров ПНГ. Используется в печах – 11 млн кубических метров, в котельных – 2,3 млн кубических метров, на факелах – 15,1 млн кубических метров, на свечах рассеивания – 1,8 млн кубических метров.

Платежи за негативное воздействие на окружающую среду формируются на основании нормативов платы, которые установлены для всех выбрасываемых компонентов. Если выбросов образуется в пределах разрешенных нормативов (рассчитанные по специальным методикам) – плата взимается по установленному минимуму. Если разрешения по каким-либо причинам не получены, то плата взимается в 25-кратном размере, а это –  существенная разница (по деньгам). Поэтому мы стараемся никоим образом не допустить начала эксплуатации любого мес-торождения нефти без соответствующих разрешений, а также своевременно продлевать закончившие свое действие разрешения. В основном идем на опережение.

С точки зрения объемов и токсичности продуктов сгорания, в настоящее время наиболее оптимальной технологией утилизации ПНГ является сжигание его в котельных. Поясню на примере Черновского нефтяного месторождения. При сжигании ПНГ на факеле диоксида азота образуется в 2,6 раза больше, чем при его сжигании в котельной, и в 1,2 раза больше, чем в печах. Сажи в печах и котельной практически не образуется. Оксид углерода на факеле образуется в 177,5 раза больше, чем в котельной, и в 532 раза больше, чем в печах. На факелах, в отличие от печей и котельных, даже углеводороды сгорают неполностью. В итоге суммарного сложения получается, что при использовании ПНГ в котельных и печах выбросов в атмосферу кратно меньше, соответственно платежи за негатив тоже снижаются.

При этом необходимо учитывать, что в некоторых случаях продукты горения (азота диоксид, азота оксид, серы диоксид) могут оказаться опаснее, чем исходные составляющие ПНГ. Тот же азот – нейтральный газ, а его соединения, образующиеся при горении, опасны для всего живого. Поэтому там, где в составе ПНГ имеется большое количество азота, утилизировать его путем сжигания вредно, так как в атмосферу будут выбрасываться вещества 2-го класса опасности. Поэтому, по моему мнению, такой ПНГ лучше всего рассеивать в воздухе.

Проблему утилизации ПНГ для ОАО «Белкамнефть» я вижу в развитии технологий перекачки нефтегазоводосодержащих эмульсий с небольших месторождений на крупные установки подготовки нефти, где весь добываемый газ будет перемешиваться с высокоуглеводородосодержащими ПНГ других месторождений и его можно будет использовать либо в печах, либо в котельных. Таким образом, исключается процесс отделения ПНГ непосредственно на месторождениях через факела и свечи рассеивания.  Естественно, придется строить километры новых трубопроводов для транспортировки эмульсий. Но одновременно исключается довольно затратная транспортировка нефти автотранспортом, что тоже, в свою очередь, снижает негативное воздействие на ОС от выхлопных газов. С учетом разбросанности наших месторождений задача довести утилизацию попутного нефтяного газа до 95% к 2011 году довольно сложная, но при соответствующем финансировании вполне выполнимая. К сожалению, экономический эффект от этого в целом может оказаться со знаком минус».