Попутный нефтяной газ

Попутный нефтяной газ является побочным продуктом добычи нефти. Различают  нефтяные газы газовых шапок и газы, растворенные в нефти.  Таким образом, ПНГ представляют собой смесь газов и паров углеводородных и неорганических соединений, выделяющихся из нефти в процессе её добычи.
Сложности с утилизацией ПНГ связаны с отсутствием местного потребителя и отсутствием транспортной или перерабатывающей инфраструктуры для доставки газа к удаленному потребителю. До настоящего момента ПНГ просто сжигался, серьезно загрязняя окружающую среду. Продукты сгорания попутного нефтяного газа вызывают ряд тяжелых заболеваний: онкологические заболевания, заболевания органов чувств, нервной системы, органов дыхания. В  Тюменской области за годы эксплуатации нефтяных месторождений было сожжено порядка 225 млрд. м³ попутных нефтяных газов (ПНГ), при этом более 20 млн. т загрязняющих веществ поступило в окружающую среду.
    
В связи с ужесточением экологических норм по сжиганию Попутного нефтяного газа (ПНГ) в Российской федерации, Казахстане, Узбекистане и других странах СНГ утилизация газа с выработкой электроэнергии становится  не только экономически обоснованной, но фактически безальтернативной.  За счет сжигания этого побочного продукта можно перекрыть потребности нефтедобывающего предприятия и прилегающей инфраструктуры в электрической и тепловой энергии и значительно улучшить состояние окружающей среды.
Вариант доочистки ПНГ для подачи его в магистральные газопроводы требует строительства капиталоемких систем очистки и протяженных газопроводов к конечному потребителю. К тому же энергозатраты на очистку и прокачку газа по газопроводу делают  этот вариант приемлемым только при сравнительно небольшом расстоянии до конечного потребителя.

Ориентировочный состав попутного нефтяного газа:
  

Нормативная база по использованию попутного нефтяного газа
 Основными документами, регламентирующими использование попутного газа, являются ведомственные инструкции и методики к содержанию проектных документов на различные стадии разработки месторождений, в которых отсутствуют четкие и конкретные требования, обязывающие недропользователей проводить технологические и технико-экономические исследования, обеспечивающие комплексную разработку месторождений.
В регламентирующих документах по учету добычи попутного газа, отсутствуют обязательные требования по обеспечению промысловых установок инструментальными средствами измерения.
 В соответствии с Налоговым кодексом Российской Федерации попутный газ единственное полезное ископаемое, на которое установлена нулевая ставка налога на добычу полезных ископаемых (НДПИ).Следует отметить, с введением нулевой ставки НДПИ на попутный газ, резко увеличился объем его сжигания на факельных установках (с 7,2 млрд. куб. м в 2001 году до 11,2 млрд. куб. м в 2002 году).
Цена попутного газа определяется в зависимости от суммарного количества в нем  пропана, бутана, изобутана, пентана, изопентана, гексана. И колеблется от 73 руб./1000 куб. м до 442 руб./1000 куб. м, и составляет в среднем по России 256 руб./1000 куб. м.  При этом, не учитываются затраты на добычу, сбор, хранение и транспортировку попутного газа.  В настоящее время, в связи с монополией ОАО «Газпром» на владение Единой газотранспортной системы, которая имеет высокую загруженность по транспортировке природного газа, доступ нефтяных компаний весьма ограничен, что в совокупности с низкими ценами на попутный нефтяной газ не стимулирует нефтяные компании к использованию попутного газа.
В соответствии с поручением Президента Российской Федерации В. В. Путина предусмотрено к 2011 году достичь уровня утилизации попутного (нефтяного) газа не ниже 85% от объема извлекаемых ресурсов, а к 2015 г. – не ниже 95%.
Источник: А. Е. Савинов
Начальник отдела Департамента ТЭК Министерства промышленности и энергетики РФ
Использование попутного нефтяного газа в двигателях внутреннего сгорания.
Непосредственное сжигание неподготовленного попутного нефтяного газа в ДВС ограничено прежде всего содержанием в нем углеводородов с низким метановым числом, что ведет к детонации и для снижения этого эффекта требует понижения мощности двигателя. Вторым ограничивающим фактором является содержание в попутном нефтяном газе (ПНГ) агрессивных серосодержащих компонентов (сероводород и пр.), влияние которых приводит к коррозии соприкасающихся частей двигателя и быстрому окислению масла.
В состав комплекса по использованию ПНГ для выработки электроэнергии и тепла должно входить следующее оборудование:
1. Установка подготовки газа (модульного исполнения в специальном контейнере для электроагрегатов мощностью до 2 МВт одна на каждую электростанцию или одна стационарная на весь объект).
2. Газопоршневая электростанция в специальном контейнере с  тепло-шумоизоляцией.
3. Блок утилизации теплоты двигателя и отработавших газов в отдельном контейнере или в контейнере электростанции.
4. Терминал для жидкой фракции называемой широкой фракцией легких углеводородов (ШФЛУ).

Расчет и проектирование УПГ выполняется под каждый конкретный состав газа. В зависимости от сложности состава мы применяем мембранную, адсорбционную или конденсационную очистку попутных нефтяных газов (ПНГ). 

   
Осушка от влаги при необходимости может выполнятся в попеременно регенерируемых адсорберах, наполненных силикагелем или цеолитами.
Подбор и оптимальная компоновка этих схем позволяет сократить энергетические затраты на собственные нужды установки на 40-50% по сравнению с традиционно используемыми схемами с низкотемпературной сепарацией попутного нефтяного газа (ПНГ).
Электрогенератор и установка подготовки газа в зависимости от мощности и потребностей клиента выполняются в открытом или контейнерном (блочном) исполнении. Габариты оборудования позволяют разместить его на прицепе и использовать в качестве передвижного резервного или постоянного источника электроэнергии.
         
  

Компания «Теплосоюз Украина» имеет опыт использования ПНГ в качестве топлива для газопоршневых и газодизельных двигателей. Сотрудниками компании в 1991-1998 гг. было переведено около 60 дизельных электростанций мощностью по 500 кВт каждая на газодизельный процесс. Работы приводились на морских нефтедобывающих платформах шельфа Южно-Китайского моря (республика Вьетнам) под эгидой Института газа НАН Украины. В 1997-1998 гг. в Государственную Нефтяную Компанию Азербайджанской Республики. (ГНКАР) было поставлено и смонтировано 20 газодизельных электростанций мощностью 100, 200 кВт, а также 8 установок подготовки газа. Оборудование эксплуатировалось на морских нефтедобывающих платформах шельфа Каспийского моря. Платформы Черного моря (компания «Черноморнефтегаз») так же оборудованы электростанциями 100 и 200 кВт нашего производства на природном газе (состав газа близок к составу попутного нефтяного газа).  Компания «Теплосоюз Украина» может поставить весь комплекс оборудования для утилизации ПНГ, а также может переоборудовать уже эксплуатируемые дизельные электростанции на газодизельный процесс, без потери их мощности. Все оборудование выполняется в виде приставки к двигателю. Срок службы двигателей после конвертации может быть увеличен на 10-30%.

1) Государственная нефтяная компания Азербайджанской Республики. Шельф Каспийского моря..
Газодизельные электростанции. Количество станций -20 шт. Мощность 100, 200 квт эл.  Станции используются в качестве основного источника электроснабжения. Топливо – попутный нефтяной  газ, после очистки в установках подготовки газа. Используется одна УПГ на 4 электростанции. Давление газа на входе в УПГ – до 8МПа.
 

 
Установка подготовки газа (УПГ) для расхода 150 м3/час, давление на входе 1,2 МПа.

2) Республика Вьетнам. Шельф Южно-Китайского моря
Переоборудование для работы на газовом топливе около 60 дизельных электростанций мощностью по 500 кВт. Электростанции используются, как основной источник электроэнергии на морских нефтедобывающих платформах. Топливо - попутный нефтяной газ (ПНГ). Установка подготовки газа МСП производительностью 1000 м3/час очищенного газа.

3) Республика Казахстан.
Изготовлено и установлено 4 газодизельные электростанции мощностью по 400 кВт каждая. Топливо - попутный нефтяной газ (ПНГ). Электростанции используются в качестве основного источника электроэнергии объектов нефтедобывающих компаний.