Попутный нефтяной газ. Технологии добычи, стратегии использования
Покупка
Издательство:
Интеллект
Год издания: 2013
Кол-во страниц: 208
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-91559-150-8
Артикул: 485936.01.01
Доступ онлайн
490 ₽
В корзину
В книге рассмотрены технология извлечения, состав и свойства по
путного нефтяного газа. Представлены аспекты обращения с ПНГ: пра
вовой статус, данные по объёмам добычи, использования и сжигания
в факелах. Приводятся экономические и экологические последствия
сжигания газа. Сформулированы предложения по повышению уров
ня использования ПНГ в России.
Издание предназначено для специалистов нефтегазовой отрасли,
научных работников, аспирантов и студентов вузов.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
А.А. СОЛОВЬЯНОВ
В.В. ТЕТЕЛЬМИН
В.А. ЯЗЕВ
ПОПУТНЫЙ НЕФТЯНОЙ ГАЗ
ТЕХНОЛОГИИ ДОБЫЧИ
СТРАТЕГИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
СЕРИЯ «Нефтегазовая инженерия»
Издательский Дом
ИНТЕЛЛЕКТ
ДОёГОПруД№1Й
2013
УДК 547.665.9
Т 37
БК 35.514
Соловьянов А.А., Тетельмин В.В., Язев В.А.
Т 37 Попутный нефтяной газ. Технологии добычи, стратегии использования. Учебное пособие / Соловьянов А.А., Тетельмин В.В., Язев В.А. — Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2013. — 208 с.: ил. (Серия «Нефтегазовая инженерия»).
ISBN 978-5-91559-150-8
В книге рассмотрены технология извлечения, состав и свойства попутного нефтяного газа. Представлены аспекты обращения с ПНГ: правовой статус, данные по объёмам добычи, использования и сжигания в факелах. Приводятся экономические и экологические последствия сжигания газа. Сформулированы предложения по повышению уровня использования ПНГ в России.
Издание предназначено для специалистов нефтегазовой отрасли, научных работников, аспирантов и студентов вузов.
БК 35.514
УДК 547.665.9
ISBN 978-5-91559-150-8
© 2013, Соловьянов А.А., Тетельмин В.В., Язев В.А.
© 2013, ООО Издательский Дом «Интеллект», оригинал-макет
Оглавление
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.........................................7
ВВЕДЕНИЕ..................................................9
Глава 1. ПОПУТНЫЙ ГАЗ КАК СОСТАВЛЯЮЩАЯ НЕФТИ.............11
1.1. Состав нефти.................................11
1.1.1. Групповой состав...................... 11
1.1.2. Фракционный состав.................... 15
1.1.3. Неуглеводородные составляющие нефти... 17
1.2. Условия залегания флюидов в продуктивном пласте.........................................19
1.3. Газонефтяные дисперсные системы..............23
1.3.1. Движение газожидкостной смеси по стволу добывающей скважины........................23
1.3.2. Фонтанный способ эксплуатации добывающей скважины...................................26
1.3.3. Особенности перекачки газонасыщенной нефти .... 29
1.4. Промысловый сбор и подготовка углеводородов.33
1.4.1. Промысловый сбор скважинной продукции..33
1.4.2. Промысловая подготовка нефти...........36
1.4.3. Промысловая подготовка газа............40
1.5. Состав и характеристика основных компонентов ПНГ................................42
1.5.1. Состав ПНГ.............................42
1.5.2. Плотность и вязкость газов.............47
1.5.3. Критические параметры газов............49
1.5.4. Тепловые свойства углеводородных газов.52
Глава 2. ОБЪЕМЫ ДОБЫЧИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА.................................58
2.1. Порядок сбора статистической информации по добыче и использованию попутного нефтяного газа..................................58
2.2. Статистические данные по добыче и использованию ПНГ.............................64
Оглавление
Глава 3. ОБРАЩЕНИЕ С ПОПУТНЫМ НЕФТЯНЫМ ГАЗОМ
В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ...................................70
3.1. Товарооборот попутного нефтяного газа........70
3.2. Баланс использования попутного нефтяного газа
в Российской Федерации........................72
3.3. Использование попутного нефтяного газа
в Ханты-Мансийском автономном округе —
Югре..........................................75
3.4. Переработка попутного нефтяного газа.........79
3.5. Последствия сжигания попутного нефтяного газа для природной среды и населения ...........88
3.5.1. Характеристика токсичности примесей....88
3.5.2. Загрязнение атмосферного воздуха продуктами сгорания попутного нефтяного газа...........91
3.5.3. Влияние горения попутного нефтяного газа на жизненные циклы животных и растений...... 103
3.5.4. Загрязнение почв и земель в результате выпадения и трансформации веществ, образующихся при сгорании попутного нефтяного газа............................ 110
3.6. Использование Киотского протокола для повышения уровня утилизации ПНГ.............113
Глава 4. ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ
ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА.................. 116
4.1. Технологии по использованию попутного нефтяного газа.................................116
4.1.1. Подготовка и транспорт попутного нефтяного газа...................................... 116
4.1.2. Использование попутного нефтяного газа на собственные нужды на месторождении..... 120
4.1.3. Переработка попутного нефтяного газа. 124
4.2. Оборудование для процессов по использованию попутного нефтяного газа.......................127
4.2.1. Оборудование для транспорта попутного нефтяного газа и использования его
на собственные нужды................... 127
4.2.2. Энергетическое оборудование............... 128
4.2.3. Оборудование для ГПЗ, установки по переработке попутного нефтяного газа и газового конденсата..................... 130
4.2.4. Установки по производству сжиженного газа. 131
Оглавление
5
4.3. Оборудование по учету попутного нефтяного газа.......................................133
4.3.1. Приборы и групповые измерительные установки для измерения дебита скважин... 133
4.3.2. Средства измерений, применяемые на автоматизированных установках учета нефти.................................... 137
Глава 5. ГАЗОХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА...........................146
Глава в. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВЫБОР ЭФФЕКТИВНОГО ВАРИАНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА НА НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ.................................... 154
Глава 7. ОПЫТ ЗАРУБЕЖНЫХ ГОСУДАРСТВ В РЕГУЛИРОВАНИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА...........................164
7.1. Общие подходы..........................164
7.2. Великобритания.........................174
7.3. Норвегия...............................179
7.4. Канада (провинция Альберта)............183
7.5. США....................................187
7.6. Казахстан..............................189
Глава 8. НОРМАТИВНОЕ ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ
В СФЕРЕ ОБРАЩЕНИЯ С ПОПУТНЫМ НЕФТЯНЫМ ГАЗОМ
В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ............................ 194
8.1. Юридический статус ПНГ.................194
8.2. Регулирование уровня полезного использования попутного нефтяного газа...................196
8.3. Попытки изменения законодательной базы, направленные на создание условий для увеличения рационального использования попутного нефтяного газа...................200
8.3.1. Законопроект «О государственном
регулировании использования попутного нефтяного газа».....................200
8.3.2. Законопроект «О внесении изменений в главу 26 части второй Налогового кодекса Российской Федерации»..............................204
Оглавление
8.3.3. Законопроект «Об использовании попутного нефтяного газа и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»..................................205
ЛИТЕРАТУРА..............................................207
Список сокращений
ABO Аппарат воздушного охлаждения
АСКУГ Автоматизированная система комплексного учета
газа
ВТК Бензол-толуол-ксилольная фракция
ВИНК Вертикально-интегрированная нефтяная компания
ВГВ Водогазовое воздействие
ВЛ Воздушная линия электропередач
ГБУ Газобензиновая установка
ГК Газовый конденсат
ГКЗ Государственная комиссия по запасам полезных ис-
копаемых
гпз Газоперерабатывающий завод
ГПК Газоперерабатывающий комплекс
гпс Газопоршневая электростанция
ГПУ Газопоршневая установка
гтэс Газотурбинная электростанция
ГРС Газораспределительная система
геи Государственная система обеспечения единства из-
мерений
ДИКТ Диафрагменные измерители критического течения
дне Дожимная насосная станция
киг Коэффициент использования газа
кпг Компримированный природный газ
кпд Коэффициент полезного действия
КС Компрессорная станция
ксп Комплексный сборный пункт
Список сокращений лэп Линии электропередач МГБУ Мобильная газобензиновая установка НДПИ Налог на добычу полезных ископаемых НДС Налог на добавленную стоимость оис Обоснование инвестиций в строительство ПБФ Пропан-бутановая фракция ПГ Парниковый газ (газы) пдк Предельно допустимая концентрация пнг Попутный нефтяной газ ПС Подстанция ПТБ Печь трубчатая блочная пэс Промысловая электростанция РУ Расширяющее устройство сжт Синтетическое жидкое топливо СМР Строительно-монтажные работы сог Сухой очищенный газ, сухой отбензиненный газ СПБТ Сжиженный пропан-бутан технический спг Сжиженный природный газ СУ Сужающее устройство ТЭК Топливно-энергетический комплекс тэп Технико-экономические показатели УУН Узел учета нефти цпс Центральный пункт сбора ШФЛУ Широкая фракция легких углеводородов
Введение
Президент России В.В. Путин в Послании Федеральному Собранию Российской Федерации 26 апреля 2007 г. обратил внимание на недопустимость расточительного отношения к попутному нефтяному газу На совещании по вопросу развития нефтегазовой отрасли 6 августа 2007 г. Президент РФ поставил задачу«... введение системы учета, увеличение экологических штрафов, ужесточение лицензионных требований, ... создавать такие условия, когда выгодно будет работать в этом направлении».
В настоящее время проблема утилизации попутного нефтяного газа (ПНГ) значительно обострилась. В числе основных причин такого положения следует отметить:
• увеличение объемов добычи и сжигания ПНГ;
• возрастание роли и значения ресурсов ПНГ в балансе добычи и потребления природного газа в стране в целом;
• более активный выход на рынок природного газа производителей ПНГ—нефтяных компаний;
• перенос акцента в решении проблемы утилизации ПНГ на реализацию нефтяными компаниями новых инвестиционных проектов.
Помимо данных (во многом чисто «газовых») аспектов решения проблемы утилизации ПНГ имеются и социальные, и макроэкономические аспекты. К их числу можно отнести:
• значительную актуализацию решения проблем охраны окружающей среды — сжигание ПНГ наносит значительный ущерб природной среде и ухудшает условия проживания населения нефтегазодобывающих регионов;
• сжигание ПНГ приводит к большим потерям ценных компонентов — легких жидких углеводородных фракций, являющихся сырьем для получения широкой гаммы нефтехимических продуктов. Их производство отвечает решению задачи
Введение диверсификации структуры российской экономики и повышению удельного веса отраслей и производств, обеспечивающих выпуск современных материалов с повышенной добавленной стоимостью. Принципиальная особенность современной ситуации, связанной с решением проблем утилизации ПНГ, состоит в том, что ее решение настоятельно требует реализации целого ряда новых инвестиционных проектов: • строительства новых газоперерабатывающих заводов; • сооружения новых систем сбора и подготовки ПНГ на промыслах; • расширения и создания новых подземных хранилищ природного газа; • строительства сливно-наливных эстакад для жидких углеводородов; • сооружения систем транспортировки ШФЛУ; • строительство газохимических производств. Инвестиционный характер направленности решения проблемы во многом определяет и особенность подходов к ее решению. Подходы должны носить стимулирующий характер, направленный на реализацию инвестиционных проектов, связанных с утилизацией, переработкой и использованием нефтяного попутного газа, а не административно-принудительный, связанный с введением более жестких штрафных и иных санкций. Основная идея подхода к утилизации ПНГ состоит в том, что условия, в которых реализуются или будут реализоваться проекты по утилизации ПНГ, должны быть экономически выгодны или, по крайней мере, безубыточны компаниям, вовлеченным в процессы утилизации, транспортировки и переработки ПНГ. Только затем—при наличии условий инвестирования в новые проекты — в том случае, если компания не реализует открывающиеся перед ней возможности можно и нужно вести речь о введении и применении административных санкций и иных мер принудительного характера.
Глава 1
ПОПУТНЫЙ ГАЗ КАК СОСТАВЛЯЮЩАЯ НЕФТИ
1.1. Состав нефти
1.1.1. Групповой состав
Нефть — это смесь углеводородов и гетероатомных соединений с молекулярными массами до 2000 и более. Ввиду сложности состава нефти детальная идентификация всех ее составляющих невозможна. В состав нефти входят три группы веществ: углеводороды, неуглеводородные или гетероатомные соединения, смолы и асфальтены.
Углеводороды природной нефти представлены тремя группами: алканы, нафтены (циклоалканы) и арены (рис. 1.1). Непредельные углеводороды в нефти отсутствуют.
Рис. 1.1. Основные составляющие нефти
Во вторую группу входят серо-, азот-, кислород- и металлосодержащие соединения.
Последняя третья группа представляет собой концентрат высокомолекулярных (средняя молекулярная масса более 600) соединений, находящихся в нефти в виде коллоидов.
Свойства нефти зависят от соотношения входящих в ее состав различных групп углеводородов, гетероатомных соедине
Глава 1. Попутный газ как составляющая нефти ний, смол и асфальтенов. От этого соотношения зависят технология добычи нефти, технология ее транспортировки и переработки, а также ассортимент и качество получаемых из нефти продуктов. Рис. 1.2. Физические свойства алканов нормального строения (н-алканов): 1 —температура кипения; 2—температура плавления; 3 — плотность при 20 °C
1.1. Состав нефти 13 Алканы (СпН₂п₊ ₂) — основная часть углеводородов нефти, представленная углеводородами нормального (н-алканы) и разветвленного (и-алканы) типов. По физическому состоянию различают алканы газообразные, жидкие и твердые (рис. 1.2). Газообразные алканы (С х—С₄) в пластовых условиях растворены в нефти и выделяются при добыче нефти в виде попутного газа. Они составляют основную часть природного газа и имеют температуру кипения от -162 до О °C. Одним из специфических свойств газообразных алканов является способность образовывать с водой газовые гидраты — кристаллические вещества, внешне похожие на рыхлый лед. При добыче нефти и снижении давления из нее выделяются газы, которые принято называть попутными газами. Жидкие алканы (С₅—С₁₈) входят в состав легкой части нефти. Они отличаются низкой плотностью (600—780 кг/м³). Температура плавления н-алканов значительно выше, чем у и-алканов. На этом свойстве основаны методы селективного выделения н-алканов из жидких нефтяных фракций при пониженных температурах, так как они первыми выпадают в виде кристаллов из раствора. Присутствие н-алканов (С₅—С₁₀) в бензинах нежелательно, так как они имеют наименьшую детонационную стойкость. Присутствие их представителей (Cg—С₁₃) в авиационных керосинах недопустимо, поскольку они имеют высокие температуры застывания, а в этих топливах недопустимо образование кристаллов до температуры -60 °C. С точки зрения хорошей воспламеняемости присутствие их представителей (С₁₀—С₁₈) в дизельныхтопливахжелательны, однако, как и в авиационных керосинах, они повышают температуру застывания топлива. Из общего количества жидких алканов во фракциях нефти преобладают u-алканы (изопарафиновыеуглеводороды). Число изомеров зависит от числа атомов углерода в молекуле. Так, для гексанов известно 5 изомеров, для гептанов — 9, октанов — 18, нонанов — 35 и т. д. Общими для всех н-алканов являются более низкие (почти на 100°С) температуры застывания по сравнению с н-алканами, высокая детонационная стойкость и высокая теплота сгорания — в среднем 44 МДж/кг.
Глава 1. Попутный газ как составляющая нефти Твердые алканы (С ₁₉ и выше) — наиболее высокозасты-вающие углеводороды в составе нефти, которые определяют температуру застывания нефти в целом, а следовательно, ее реологические свойства и транспортабельность при нормальных температурах. Твердыми фактически являются только н-алканы, а изоалканы в значительной своей части при нормальной температуре остаются жидкими. К твердым относят u-алканы С„к и выше. Содержание твердых н-алканов в нефти колеблется от 0,5 до 20 % (масс.). Этот показатель является классификационным признаком, по которому нефть относят или к малопарафинистым видам (до 1,5%), или высокопарафинистым (более 6%) видам. Во фракции нефти 330—500°С в основном содержатся твердые н-алканы С₁₉—С₃₅. В более высококипящих фракциях преобладают н-алканы. Нафтены (циклоалканы) или нафтеновые углеводороды (СпН₂п) легких фракций нефти в основном состоят из гомологов циклопентана и циклогексана. По числу циклов в молекуле их делят на моно— и полициклические углеводороды. Суммарно моноциклические нафтены содержатся во фракциях до 300°С в количестве 20—30% (масс.) в парафинистой нефти и до 90 % в нефти нафтенового типа. Полициклические нафтены содержатся в основном во фракциях нефти выше 300 °C. При нормальной температуре высокомолекулярные полициклические нафтены в чистом виде — это твердые вещества Таблица 1.1. Содержание различных типов углеводородов в нефти Углеводород Среднее, масс. % Диапазон, масс. % Алканы 30 15---60 Нафтены 49 30---60 Арены 15 3---30 Битум 6 Остаток
Доступ онлайн
490 ₽
В корзину