ПРИМЕНЯЕМЫЕ ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПНГ В РОССИИ

Аннотация. Попутный нефтяной газ (ПНГ) – это природный ресурс, представляющий собой углеводородный газ, который растворен в нефти, или находящийся в «шапках» газоконденсатных и/или нефтяных месторождениях. Насущной проблемой в нефтегазодобывающем деле является неправильное использование попутного нефтяного газа, а именно процесс его сжигания, который крайне негативно сказывается на экологию окружающей среды. В связи с этим, при использовании ПНГ применяются инновационные технологии, которые и рассмотрены в данной статье.

Ключевые слова: переработка, инновация, технология, попутный нефтяной газ, топливо. 

Характерной особенностью при работе с попутным нефтяным газом является то, что по сути ПНГ является косвенным продуктом нефтедобычи. Количество попутного нефтяного газа, которое получают при добыче, напрямую зависит от всего объема полученной нефти, ибо попутным нефтяным газом принято считать растворенный газ и/или газовую «шапку» из углеводородных месторождений, которые добывают через скважину. В зависимости от района бурения, с каждой тонны углеводородов получают от 20 до 800 м3 попутного нефтяного газа. Потери попутного нефтяного газа зачастую связаны с тем, что способы его сбора, транспортировки и переработки сильно устарели. Необходимы современные инновационные решения, поскольку применяемая в наши дни схема по использованию попутного нефтяного газа была выдвинута более семидесяти лет назад, она включает в себя три основных направления:

- Энергетика. Суть заключается в том, что полученный попутный нефтяной газ сжигается в энергетических или тепловых установках с целью его преобразования в тепловую и электрическую энергию. Ставка на электричество все время растет, поэтому такое использование ПНГ можно назвать целесообразным с экономической точки зрения. Весомым недостатком данного направления можно назвать то, что при сжигании попутного нефтяного газа, помимо электричества и тепла, также образуется углекислый газ, который при выбросе в атмосферу провоцирует парниковый эффект.

- Переработка на газоперерабатывающих заводах. Процедура переработки состоит в том, что попутный природный газ берется за основу для производства различной нефтяной химической продукции, например, для создания сухого отбензиненного газа, стабильного газового бензина, ШФЛУ и сжиженного газа для повседневных нужд. Сухой газ применяют в энергетике для производственных нужд, или же повторно рециклируют в жидкое топливо. Широкая фракция легких углеводородов является основой для получения разнообразных продуктов нефтехимии, а также является сырьем для газофракционирующих установок.

- Сайклинг. Суть заключается в том, что на основе данного направления становится возможным закачивать попутный нефтяной газ обратно в скважину с целью повышения пластового нагнетания и увеличения дебита скважин. Тем не менее, в связи с тем, что отработанные технологии отсутствуют, данный метод не нашел широкого применения при работе с ПНГ в России.

В последние годы, при работе с попутным нефтяным газом, все чаще применяются более современные инновационные технологии. Больший интерес для компаний представляет технология вторичного использования углекислого газа с целью выращивания микроводорослей. Суть метода состоит в том, что от факельных установок газ поступает в биореактор с водорослями, где они и прорастают. Биореактор представляет из себя несколько полиэтиленовых мешков, расположение которых устроено так, что дневной свет используется с максимальной эффективностью. Эти биореакторы встраивают в уже функционирующие промышленные предприятия.

Водоросли представляют собой очень перспективный биоресурс, который называют биотопливом третьего поколения. Они обладают целым рядом достоинств перед топливом прошлых поколений. Одним из весомых достоинств является то, что водоросли неприхотливы, и их возможно выращивать на тех территориях, которые не пригодны для сельского хозяйства. Все что требуется для получения микроводорослей это вода, свет и углекислый газ. Водоросли растут в соленой, пресной и технологической воде, обладают очень высокой урожайностью, некоторые их виды способны увеличивать свою массу несколько раз за сутки. Используя данное биотопливо возможно получить более двух тысяч галлонов топлива лишь с одного акра в год. 

С годами все больше компаний заинтересованы в инвестировании средств в развитие данной технологии производства биотоплива из углекислого газа, полученного в результате утилизации ПНГ.

Одной из других инновационных технологий рационального использования попутного нефтяного газа является приготовление водогазовых смесей с последующей закачкой в пласт. В зависимости от объемного содержания ПНГ в пласте, различают следующие виды технологий: -при газосодержании менее 30% - технология увеличения нефтеотдачи пласта; - при газосодержании более 30% - технология накопления части нефтяного газа с возвратной добычей через определенный период времени. При подборе вида технологии, необходимо учитывать следующие факторы: геолого-промысловые условия, степень развития инфраструктуры, свойства нефтяного газа и флюидов.

Наравне со всеми достоинствами данных технологий, также присутствуют существенные недостатки, такие как: низкая поглощающая способность скважин; гидратообразование; пульсация и повышение давления закачки водогазовых смесей. В связи с вышеперечисленным, данная технология слабо распространена в России.

Наряду с вышеперечисленными методами так же используется технология переработки ПНГ в синтетическое топливо. Суть метода состоит в том, что из попутного нефтяного газа получают жидкие углеводороды. На первом этапе переработки газ преобразуют в синтетический газовый поток, который насыщают углеродом и водородом. Эту смесь каталитически обрабатывают, в последствии чего газовый поток преобразуют в парафинистую нефть. Полученную нефть в дальнейшем перерабатывают в прямогонный бензин и дизельное топливо. На втором этапе, газовый поток превращают в углеводородную многокомпонентную газовую смесь. На третьем этапе производят, так называемое, «облагораживание» полученной смеси углеводородов (проводят процессы гидрирования, гидрокрекинга и ректификации). Благодаря низким эксплуатационным затратам при использовании данной технологии, себестоимость метанола в конечном итоге может оказаться ниже на 17-20%.

В настоящее время в России распространена технология сжигания ПНГ на факельных установках. Во время сжигания попутного нефтяного газа теряется большое количество ценного сырья. Из-за нерационального использования ПНГ, ежегодно теряется более 6-и тонн жидких углеводородов, около 5-и миллиардов кубометров этана и более 70-и ГВт/ч электричества. Помимо этого, сжигание ПНГ приводит к выбросу в атмосферу опасных токсичных продуктов сгорания, опасных как для человека, так и для окружающей среды.  Загрязненная атмосфера оказывает пагубное воздействие на организм человека, а именно на работу желудочно-кишечного тракта, целостность кожного покрова человека и органов дыхания.

Множество Российских компаний заинтересованы в проектах совместного решения вопросов по эффективному использованию попутного природного газа. Теперь, когда в России это практически стало реальностью, вероятно, решение проблемы по рациональному использованию попутного газа будет найдено. Вопрос об утилизации попутного нефтяного газа в России стоит довольно остро, хоть и дорого, но в теории решение этого вопроса может повысить конкурентоспособность нефтедобывающих компаний России на рынке и снизить экологический урон природе. Внедрение инновационных технологий по использованию ПНГ может обеспечить устойчивое развитие отстающих регионов нашей страны и выровнять экологическую ситуацию.