Утилизация попутного нефтяного газа: экология и экономика в одном решении

При добыче нефти вместе с ней на поверхность выходит попутный нефтяной газ (ПНГ) — смесь углеводородов, растворённых в нефти или находящихся над пластом в виде газовой шапки. Десятилетиями этот газ просто сжигали на факелах: отделить его от нефти необходимо, а везти на переработку или использовать на удалённом месторождении было экономически невыгодно. Сегодня ситуация изменилась — и газопоршневые электростанции стали одним из главных инструментов решения этой проблемы.

Масштаб проблемы

Сжигание ПНГ на факелах в России началось ещё в 1960-е годы, во время освоения месторождений Западной Сибири, и долгое время оставалось нормой. По итогам 2018 года в стране было сожжено 21,3 млрд м³ попутного газа — это сопоставимо с годовым потреблением газа крупной европейской страны.

Проблема не только экономическая. Сжигание ПНГ выбрасывает в атмосферу углекислый газ, оксиды азота и сажу. По данным WWF, в нефтедобывающих регионах ежегодно выделяется до 400 000 тонн твёрдых загрязняющих веществ — значительная часть из них приходится именно на факельное сжигание попутного газа.

Регулирование: от штрафов к стимулам

Постановление Правительства РФ № 7 от 2009 года установило целевой показатель утилизации ПНГ на уровне 95%. За превышение допустимого объёма сжигания на факелах нефтяные компании платят штраф с повышающим коэффициентом — он может достигать 6-кратного размера платы за выброс при отсутствии средств измерения объёма ПНГ. Минэнерго обсуждает дальнейшее повышение целевого показателя до 97,5%.

Эта политика сработала: за период действия программы доля утилизации ПНГ выросла с относительно низких показателей до уровня выше 86%, а объём факельного сжигания сократился более чем на 60% при одновременном росте извлечения попутного газа. Крупнейшие нефтяные компании — ЛУКОЙЛ, «Газпром нефть», «Татнефть», «Башнефть», «Сургутнефтегаз» — реализуют собственные программы утилизации ПНГ, и собственная генерация электроэнергии на этом газе — один из самых востребованных вариантов.

Почему ГПУ — оптимальное решение для ПНГ

Газопоршневая установка выполняет две ключевые функции на месторождении: предотвращает сжигание газа на факеле и одновременно обеспечивает электроэнергией и теплом. В противном случае эти ресурсы пришлось бы передавать на удалённый объект или производить на месте с использованием дорогостоящего дизельного топлива, которое также надо доставлять.

Экономика очевидна. Топливо для станции — это газ, который уже добыт вместе с нефтью и который иначе пришлось бы сжигать впустую. Доставлять его не нужно: труба от скважины до станции — это, по сути, единственная логистика. Для удалённых месторождений, где завоз дизельного топлива стоит значительных средств и сопряжён с сезонными ограничениями (зимники, паромные переправы), это кардинально меняет экономику энергоснабжения объекта.

Автономность. Месторождение получает собственный источник тепла и электроэнергии, не завязанный на внешние поставки топлива или подключение к удалённой сети.

Экологический эффект. Сжигание ПНГ в двигателе ГПУ с полезным использованием энергии принципиально отличается от бессмысленного сжигания на факеле: тот же объём газа конвертируется в электроэнергию и тепло вместо того, чтобы просто рассеиваться в атмосферу. Это прямой вклад в выполнение норматива по утилизации 95% и снижение штрафной нагрузки.

Технические особенности: ПНГ — не природный газ

Прямое использование сырого попутного газа в газопоршневом двигателе без подготовки приводит к потере мощности и быстрому износу. Причина — в составе.

Низкое и нестабильное метановое число. У ПНГ метановое число может составлять от 10 до 70 — то есть значительно ниже, чем у природного газа, и при этом нестабильно во времени и от месторождения к месторождению. Это требует лабораторного анализа состава газа перед подбором оборудования и, как правило, специальной комплектации двигателя — в частности, сниженной степени сжатия, чтобы избежать детонации.

Примеси. В отличие от природного газа, ПНГ содержит больше тяжёлых углеводородов, влаги и сернистых соединений, которые ускоряют коррозию и износ узлов двигателя.

Необходимость подготовки газа. Перед подачей в двигатель попутный газ обычно проходит через блок подготовки газа (БПГ) — систему очистки, осушки и стабилизации давления. Это отдельный технологический узел, который проектируется индивидуально под состав газа конкретного месторождения.

Что это значит при выборе оборудования

Поскольку состав ПНГ различается от объекта к объекту, для каждого проекта требуется индивидуальный анализ газа и подбор конфигурации станции. Здесь важны два момента:

Диапазон допустимого метанового числа. Двигатель должен быть рассчитан на работу при том метановом числе, которое характерно для конкретного месторождения — с запасом на сезонные колебания состава.

Минимальная потеря мощности на нестандартном газе. При переходе с природного газа на попутный у большинства производителей мощность установки снижается — иногда существенно. Установки ComeRiver спроектированы так, чтобы минимизировать эту потерю: линейка изначально рассчитана на работу на попутном нефтяном газе наравне с природным, без значительного дирейта мощности.

Итог

Утилизация попутного нефтяного газа через газопоршневые электростанции — это редкий случай, когда экологическое требование и экономическая выгода полностью совпадают. Нефтяная компания получает дешёвую электроэнергию и тепло на месторождении, избавляется от штрафов за сверхнормативное сжигание и выполняет норматив утилизации, а вместо бесполезного факела газ превращается в полезную энергию.

ГенМастер поставляет газопоршневые установки ComeRiver , рассчитанные на работу на попутном нефтяном газе. Перед проектом специалисты проводят анализ состава газа конкретного месторождения и подбирают оптимальную конфигурацию.

Оставьте заявку на comeriver.ru или позвоните: +7 (495) 545-46-35