Természetes és kapcsolódó gázüzemanyag. Kapcsolódó kőolajgáz: összetétel. Természetes és kapcsolódó kőolajgáz

A kapcsolódó kőolajgáz vagy APG olajban oldott gáz. A kapcsolódó kőolajgáz az olajtermelés során keletkezik, vagyis tulajdonképpen melléktermék. De maga az APG értékes alapanyag a további feldolgozáshoz.

Molekuláris összetétel

A kapcsolódó kőolajgáz könnyű szénhidrogénekből áll. Ez mindenekelőtt a metán - a földgáz fő összetevője -, valamint a nehezebb összetevők: etán, propán, bután és mások.

Mindezek az összetevők különböznek a molekulában lévő szénatomok számában. Tehát egy metánmolekula egy szénatomot tartalmaz, az etán két, a propán három, a bután négy stb.

~ 400 000 tonna - egy olajszupertanker teherbírása.

A Természetvédelmi Világalap (WWF) adatai szerint az olajtermelő régiók évente akár 400 000 tonna szilárd szennyezőanyagot bocsátanak ki a légkörbe, amelynek jelentős része az APG égésterméke.

A környezetvédők félelmei

A kapcsolódó kőolajgázt el kell választani az olajtól, hogy megfeleljen az előírt szabványoknak. Az APG sokáig az olajtársaságok mellékterméke maradt, így az ártalmatlanítási problémát egészen egyszerűen megoldották - elégették.

Nemrég Nyugat-Szibéria felett egy repülőgépen repülve sok égő fáklyát lehetett látni: ezek a kapcsolódó kőolajgázt égették.

Oroszországban évente közel 100 millió tonna CO 2 keletkezik a gázfáklyázás következtében.
A koromkibocsátás is veszélyt rejt magában: a környezetvédők szerint az apró koromszemcsék nagy távolságokra is eljuthatnak, és lerakódhatnak a hó vagy jég felszínén.

A szemnek szinte láthatatlan hó és jég szennyeződése jelentősen csökkenti az albedójukat, vagyis a visszaverődést. Ennek eredményeként a hó és a talaj levegője felmelegszik, és bolygónk kevesebb napsugárzást ver vissza.

A nem szennyezett hó fényvisszaverő képessége:

Változások jobbra

Az utóbbi időben az APG-használat helyzete megváltozott. Az olajtársaságok egyre nagyobb figyelmet fordítanak a kapcsolódó gáz ésszerű felhasználásának problémájára. Ennek a folyamatnak a felerősödését segíti elő az Orosz Föderáció kormánya által 2009. január 8-án elfogadott 7. számú határozat, amely előírja a kapcsolódó gázfelhasználás szintjének 95%-ra történő emelését. Ha ez nem történik meg, az olajtársaságok súlyos pénzbírságra számíthatnak.

Az OAO Gazprom középtávú beruházási programot készített az APG felhasználás hatékonyságának növelésére 2011–2013-ra. Az APG-kihasználtság szintje a Gazprom-csoporton belül (beleértve az OJSC Gazprom Neftet is) 2012-ben átlagosan körülbelül 70% volt (2011-ben - 68,4%, 2010-ben - 64%), 2012 IV. negyedévében az OJSC Gazprom területein a szint. Az APG hasznos felhasználásának aránya 95%, és az LLC Gazprom Dobycha Orenburg, LLC Gazprom Pererabotka és LLC Gazprom Neft Orenburg már használja az APG 100%-át.

Ártalmatlanítási lehetőségek

Az APG hasznos felhasználásának számos módja van, de a gyakorlatban csak néhányat használnak.

Az APG hasznosításának fő módja az, hogy komponensekre bontják, amelyek többsége szárazon sztrippelt gáz (lényegében ugyanaz a földgáz, azaz főként metán, amely bizonyos mennyiségű etánt tartalmazhat). Az összetevők második csoportját könnyű szénhidrogének széles frakciójának (NGL) nevezik. Két vagy több szénatomot tartalmazó anyagok keveréke (C 2 + frakció). Ez a keverék a petrolkémiai nyersanyag.

A kapcsolódó kőolajgáz elválasztási folyamata alacsony hőmérsékletű kondenzációs (LTC) és alacsony hőmérsékletű abszorpciós (LTA) egységeknél megy végbe. A leválasztás után a szárazon sztrippelt gáz hagyományos gázvezetéken továbbítható, a földgázfolyadék pedig továbbítható petrolkémiai termékek előállításához.

A Természeti Erőforrások és Környezetvédelmi Minisztérium adatai szerint 2010-ben a legnagyobb olajtársaságok használták fel az összes megtermelt gáz 74,5%-át, és fáklyázták a 23,4%-át.

A gázt, olajat és gázkondenzátumot petrolkémiai termékekké feldolgozó üzemek csúcstechnológiás komplexumok, amelyek ötvözik a vegyi termelést az olajfinomítással. A szénhidrogén-alapanyagok feldolgozása a Gazprom leányvállalatainak telephelyein történik: az asztrahányi, orenburgi, szosznogorszki gázfeldolgozó üzemekben, az orenburgi héliumüzemben, a szurgui kondenzátum-stabilizáló üzemben és az urengoji kondenzátum-előkészítő üzemben szállításra.

Lehetőség van arra is, hogy a kapcsolódó kőolajgázt erőművekben villamosenergia-termelésre használják – ez lehetővé teszi az olajtársaságok számára, hogy elektromos áram vásárlása nélkül oldják meg a mezők energiaellátásának problémáját.

Ezenkívül APG-t fecskendeznek vissza a tartályba, ami lehetővé teszi az olaj visszanyerésének szintjének növelését a tartályból. Ezt a módszert kerékpározási folyamatnak nevezik.

Napjainkban az összes ásvány közül az olaj és a gáz a legnagyobb értékű. Az energia területén az új technológiák kifejlesztése ellenére továbbra is ezeket bányászják szerte a világon, és használják fel az emberi élethez szükséges termékek előállítására. Azonban velük együtt ott van az úgynevezett asszociált kőolajgáz, amely hosszú ideig nem talált hasznot. De az elmúlt néhány évben az ilyen típusú ásványokhoz való hozzáállás gyökeresen megváltozott. Elkezdték értékelni és a földgázzal együtt használni.

Az asszociált kőolajgáz (APG) különféle gáz-halmazállapotú szénhidrogének keveréke, amelyek olajban oldódnak, és az olajtermelés és -kezelés során felszabadulnak. Ezenkívül APG-nek nevezik azokat a gázokat is, amelyek az olaj hőfeldolgozása során, például krakkolás vagy hidrogénezés során szabadulnak fel. Az ilyen gázok telített és telítetlen szénhidrogénekből állnak, amelyek közé tartozik a metán és az etilén.

Érdemes megjegyezni, hogy a kapcsolódó kőolajgázt az olaj különböző mennyiségben tartalmazza. Egy tonna olaj egy köbméter vagy több ezer APG-t tartalmazhat. Mivel a kapcsolódó kőolajgáz csak az olaj elválasztása során szabadul fel, és az olajjal együtt (melléktermékként) más módon nem állítható elő, így az olajtermelés mellékterméke.

Az APG fő összetevői a metán és a nehezebb szénhidrogének, mint például az etán, bután, propán és mások. Érdemes megjegyezni, hogy a különböző olajmezők egyrészt különböző mennyiségű kapcsolódó kőolajgázt tartalmaznak, másrészt eltérő összetételűek lesznek. Így egyes régiókban az ilyen gázok összetételében nem szénhidrogén komponensek (nitrogén, kén, oxigén vegyületei) is megtalálhatók. Ezenkívül az olajrétegek felnyitása után a földből szökőkutak formájában kilépő gáz csökkentett mennyiségű nehéz szénhidrogén gázt tartalmaz. Ez annak köszönhető, hogy a gáz „nehezebbnek” tűnő része magában az olajban marad. E tekintetben az olajmezők fejlesztésének legelején az olajjal együtt nagy mennyiségű metánt tartalmazó APG-t állítanak elő. A mező további fejlesztésével azonban ez a mutató csökken, és a nehéz szénhidrogének a gáz fő összetevőivé válnak.

A kapcsolódó kőolajgáz hasznosítása

Egészen a közelmúltig ezt a gázt semmilyen módon nem használták. Közvetlenül a gyártás után a kapcsolódó kőolajgázt fáklyázták. Ez elsősorban annak volt köszönhető, hogy nem volt szükséges infrastruktúra a begyűjtéshez, szállításhoz és feldolgozásához, aminek következtében az APG nagy része egyszerűen elveszett. Ezért a legtöbbet fáklyákban égették el. A kapcsolódó kőolajgáz elégetése azonban számos negatív következménnyel járt, amelyek hatalmas mennyiségű szennyezőanyag – például koromrészecskék, szén-dioxid, kén-dioxid és még sok más – légkörbe kerülésével jártak. Minél magasabb ezeknek az anyagoknak a koncentrációja a légkörben, annál kevésbé egészségesek az emberek, mivel az emberi test reproduktív rendszerének betegségeit, örökletes patológiákat, rákot stb.

Így egészen a közelmúltig nagy figyelmet fordítottak a kapcsolódó kőolajgáz hasznosítására és feldolgozására. Így számos módszert alkalmaztak az APG használatára:

1. Kapcsolódó kőolajgáz energetikai célú feldolgozása. Ez a módszer lehetővé teszi a gáz ipari célokra történő üzemanyagként történő felhasználását. Ezzel a feldolgozási módszerrel végső soron környezetbarát gázt állítanak elő, jobb tulajdonságokkal. Ezenkívül ez az ártalmatlanítási módszer nagyon előnyös a termelés számára, mivel lehetővé teszi a vállalkozás számára, hogy megtakarítsa saját forrásait. Ennek a technológiának számos előnye van, amelyek közül az egyik a környezetbarát. Valójában az egyszerű APG-égetéstől eltérően ebben az esetben nincs égés, ezért a káros anyagok légkörbe történő kibocsátása minimális. Ezen kívül lehetőség van a gázhasznosítás folyamatának távvezérlésére is.
2. Az APG alkalmazása a petrolkémiai iparban. Az ilyen gáz feldolgozása száraz gáz, benzin megjelenésével történik. Az így kapott termékeket háztartási termelési igények kielégítésére használják fel. Például az ilyen keverékek számos mesterséges petrolkémiai termék, például műanyagok, magas oktánszámú benzin és számos polimer gyártási folyamatának szerves részét képezik;
3. Fokozott olajvisszanyerés az APG tartályba való befecskendezésével. Ez a módszer az APG-t vízzel, olajjal és más kőzetekkel kombinálja, ami olyan reakciót eredményez, amely kölcsönhatásba lép a cserével és a kölcsönös oldódással. Ebben a folyamatban a víz kémiai elemekkel telítődik, ami viszont intenzívebb olajtermelési folyamathoz vezet. Azonban annak ellenére, hogy ez a módszer egyrészt hasznos, mivel növeli az olaj visszanyerését, másrészt helyrehozhatatlan károkat okoz a berendezésben. Ennek oka a sók lerakódása a berendezésen a módszer alkalmazása során. Ezért, ha van értelme egy ilyen módszer alkalmazásának, akkor vele együtt számos tevékenységet végeznek az élő szervezetek megőrzésére;
4. A „galzift” használata. Más szóval, a gázt a kútba pumpálják. Ezt a módszert a költséghatékonyság különbözteti meg, mivel ebben az esetben csak a megfelelő felszerelés vásárlására kell pénzt költenie. A módszert olyan sekély kutaknál célszerű alkalmazni, ahol nagy nyomásesések figyelhetők meg. Ezenkívül a „gázliftet” gyakran használják kötélrendszerek telepítésekor.

A kapcsolódó kőolajgáz feldolgozásának sokféle módja ellenére a leggyakoribb a gáz komponensekre történő szétválasztása. Ennek a módszernek köszönhetően lehetővé válik a száraz tisztított gáz előállítása, amely nem rosszabb, mint a mindenki számára ismert földgáz, valamint a könnyű szénhidrogének széles frakciója. Ebben a formában a keverék alkalmas petrolkémiai ipar alapanyagaként való felhasználásra.

A kapcsolódó kőolajgáz felhasználása

Ma a kapcsolódó kőolajgáz nem kevésbé értékes ásványkincs, mint az olaj és a földgáz. A kőolaj melléktermékeként nyerik ki, és üzemanyagként, valamint a vegyiparban különféle anyagok előállítására használják fel. A kőolajgázok kiváló forrást jelentenek a propilén, a butilének, a butadién és más anyagok, például műanyagok és gumik gyártásában részt vevő termékek előállításához is. Érdemes megjegyezni, hogy a kapcsolódó kőolajgázok többszöri vizsgálata során kiderült, hogy ez egy nagyon értékes nyersanyag, mivel rendelkezik bizonyos tulajdonságokkal. Ezen tulajdonságok egyike a magas fűtőértéke, mivel égetése során körülbelül 9-15 ezer kcal/köbméter szabadul fel.

Emellett, mint korábban említettük, a kapcsolódó gáz metán- és etántartalma miatt kiváló alapanyag a vegyiparban használt különféle anyagok előállításához, valamint üzemanyag-adalékanyagok, aromás szénhidrogének és cseppfolyósított szénhidrogének előállításához. gázok.

Ezt az erőforrást a betét nagyságától függően használják fel. Például a kis lelőhelyekből kitermelt gáz megfelelő lenne a helyi fogyasztók áramellátására. A legracionálisabb a közepes méretű lelőhelyekből kitermelt erőforrást vegyipari vállalkozásoknak értékesíteni. A nagy lelőhelyekből származó gázt célszerű felhasználni villamos energia előállítására nagy erőművekben további értékesítés céljából.

Érdemes tehát megjegyezni, hogy a kapcsolódó földgáz jelenleg igen értékes ásványkincsnek számít. A technológia fejlődésének és a légkör ipari szennyezéstől való megtisztításának új módszereinek feltalálásának köszönhetően az emberek megtanulták az APG kinyerését és ésszerű használatát a környezet minimális károsításával. Ugyanakkor ma az APG-t gyakorlatilag nem hasznosítják újra, hanem ésszerűen használják.

A kőolajgáz olyan gáz, amely olajban oldódik tározókörülmények között. Az ilyen gázt az olajlerakódások kialakulása során nyerik a tartály nyomásának csökkenése miatt. Az olajtelítési nyomás alá csökken. A kőolajgáz térfogata (m3/t) az olajban, vagy ahogyan gáztényezőnek is nevezik, a felső horizonton 3-5-től a mélyrétegekben 200-250-ig terjedhet, ha a lerakódások jól megőrződnek.

Kapcsolódó kőolajgáz

Az olajgázmezők olajmezők. Az Associated Petroleum Gas (APG) egy természetes szénhidrogéngáz, vagy inkább gázok és gőzökből álló szénhidrogén és nem szénhidrogén komponensek keveréke, amelyek olajban oldódnak, vagy olaj- és gázkondenzátummezők „sapkáiban” találhatók.
Valójában az APG az olajtermelés mellékterméke. Az olajtermelés legelején a kapcsolódó kőolajgázt a gyűjtés, előkészítés, szállítás és feldolgozás tökéletlen infrastruktúrája, valamint a fogyasztók hiánya miatt egyszerűen fellángolták.
Egy tonna olaj 1-2 m3-től akár több ezer m3 olajgázt is tartalmazhat, mindez a termelési régiótól függ.

Kőolajgázok használata

A kapcsolódó kőolajgáz fontos nyersanyag az energia- és vegyipar számára. Az ilyen gáz megnövelt fűtőértékkel rendelkezik, amely 9 ezer és 15 ezer Kcal/m3 között mozoghat. Az energiatermelésben való felhasználását azonban bonyolítja instabil összetétele és számos szennyeződés jelenléte. Ezért a gáztisztítás („szárítás”) többletköltségeket igényel.
A vegyiparban a kapcsolódó gázban lévő metánt és etánt műanyagok és gumik előállítására használják, míg a nehezebb komponenseket aromás szénhidrogének, magas oktánszámú üzemanyag-adalékanyagok és cseppfolyósított szénhidrogén gázok, nevezetesen a cseppfolyósított propán előállításához használják alapanyagként. -bután technikai (SPBT).
Az Orosz Föderáció Természeti Erőforrások és Környezetvédelmi Minisztériuma (MPR) információi szerint az Oroszországban évente előállított 55 milliárd m3 kapcsolódó gáznak csak 26%-a (14 milliárd m3) kerül feldolgozásra. További 47% (26 milliárd m3) az ipar igényeire megy el, vagy technológiai veszteségként kerül leírásra, további 27% (15 milliárd m3) pedig fáklyázásra kerül. Szakértői becslések szerint a kapcsolódó kőolajgáz elégetése okozza a csaknem 139,2 milliárd rubel veszteséget, amelyet folyékony szénhidrogének, propán, bután és száraz gáz értékesítéséből lehetett megszerezni.

Olajgáz fáklyázási probléma

Ez a folyamat az oka a szilárd szennyezőanyagok nagymértékű kibocsátásának, valamint az olajtermelő régiók környezeti helyzetének általános romlásának. A „technológiai veszteségek” és az APG égése során szén-dioxid és aktív korom kerül a légkörbe.
Az oroszországi gázfáklyázás miatt évente körülbelül 100 millió tonna CO2-kibocsátást regisztrálnak (ha a teljes gázmennyiséget fáklyázzák). Az orosz fáklyák ugyanakkor hírhedtek a hatástalanságukról, vagyis nem ég el bennük minden gáz. Kiderült, hogy a metán, amely sokkal veszélyesebb üvegházhatású gáz, mint a szén-dioxid, kerül a légkörbe.
Az olajgáz elégetése során kibocsátott korom mennyiségét évente körülbelül 0,5 millió tonnára becsülik. A kőolajgáz elégetése a környezet hőszennyezésével jár. A fáklya közelében a talaj termikus pusztulási sugara 10-25 méter, a növényvilágé pedig 50-150 méter.
Az ilyen gáz égéstermékeinek magas koncentrációja a légkörben, nevezetesen nitrogén-oxid, kén-dioxid, szén-monoxid, növeli a tüdő- és hörgőrák előfordulását a helyi lakosságban, valamint károsítja a májat és a gyomor-bélrendszert. , idegrendszer és látás.
A kapcsolódó kőolajgáz hasznosításának leghelyesebb és leghatékonyabb módszere a gázfeldolgozó üzemekben történő feldolgozása a száraz sztrippelt gáz (DSG), a könnyű szénhidrogének (NGL) széles frakciójának, valamint a cseppfolyósított gázok (LPG), ill. stabil gázbenzin (SGB).
Az olajgáz megfelelő hasznosítása évente mintegy 5-6 millió tonna folyékony szénhidrogén, 3-4 milliárd m3 etán, 15-20 milliárd m3 száraz gáz vagy 60-70 ezer GWh villamos energia előállítását teszi lehetővé.
Érdekes, hogy 2012. január 1-jén hatályba lépett az Orosz Föderáció kormányának „A kapcsolódó kőolajgáz fáklyákban történő égéstermékeiből származó légköri levegőszennyezés csökkentését ösztönző intézkedésekről” szóló rendelete. Ez a dokumentum kimondja, hogy a bányászati ​​vállalkozásoknak az APG 95%-át újra kell hasznosítaniuk.

Kőolajgáz összetétele

A kőolajgáz összetétele változhat. Mitől függ? A szakértők a következő tényezőket azonosítják, amelyek befolyásolják a kőolajgáz összetételét:

Az olaj összetétele, amelyben a gáz feloldódik
a természetes olaj- és gázrendszerek stabilitásáért felelős lerakódások előfordulásának és kialakulásának feltételei
természetes gáztalanítás lehetősége.

A legtöbb kapcsolódó gáz a termelési területtől függően még nem szénhidrogén komponenseket is tartalmazhat, például hidrogén-szulfidot és merkaptánokat, szén-dioxidot, nitrogént, héliumot és argont. Ha a kőolajgázok összetételében a szénhidrogének vannak túlsúlyban (95-100%), akkor ezeket szénhidrogéneknek nevezzük. Vannak szén-dioxidot (CO2 4-20%) vagy nitrogént (N2 3-15%) tartalmazó gázok is. A szénhidrogén-nitrogén gázok legfeljebb 50% nitrogént tartalmaznak. A metán és homológjainak aránya alapján a következőket különböztetjük meg:

• száraz (metán több mint 85%, C2H6 + magasabb 10-15%)
• zsíros (CH4 60-85%, C2H6 + magasabb 20-35%).

A geológiai jellemzők alapján a gázsapkákból származó gázok, valamint közvetlenül az olajban oldott gázok szabadulnak fel. Az olajtartályok felnyitása során az olajsapkákból a gáz leggyakrabban elkezd kitörni. Ezenkívül az előállított APG fő mennyiségét az olajban oldott gázok teszik ki.
A gázsapkákból származó gáz, amelyet szabad gáznak is neveznek, „könnyebb” összetételű. Kisebb mennyiségű nehéz szénhidrogén gázt tartalmaz, ami kedvezőbb az olajban oldott gázhoz képest. Kiderült, hogy a szántóföldi fejlesztés első szakaszaiban gyakran nagy éves mennyiségű APG-termelés folyik, összetételében a metán túlsúlya.
Idővel azonban a kapcsolódó kőolajgáz kibocsátása csökken, és a nehéz komponensek mennyisége nő.
Annak megállapítására, hogy egy adott olaj mennyi gázt tartalmaz és mi az összetétele, a szakemberek mélymintavevővel gáztalanítják a kútfejnél vagy tározó körülményei között vett olajmintát. Az olajok tökéletlen gáztalanítása miatt a fenéklyuk zónában és a felszálló vezetékekben a kútfejből vett olajgáz nagyobb mennyiségű metánt és kisebb térfogatú homológjait tartalmazza, mint a mélységi olajmintákból származó gáz.

Cseppfolyós petróleum

A cseppfolyós állapotban lévő kőolajgázok teljes körű jellemzése lehetővé teszi, hogy kiváló minőségű, teljes üzemanyagként használják az autómotorokhoz. A cseppfolyósított kőolajgáz fő összetevői a propán és a bután, amelyek a gáz- és benzinüzemek olajtermelésének vagy finomításának melléktermékei.
A gáz tökéletesen egyesül a levegővel, homogén éghető keveréket képezve, amely garantálja a magas égéshőt és elkerüli a detonációt az égési folyamat során. A gáz minimális mennyiségben tartalmaz olyan komponenseket, amelyek hozzájárulnak a szénképződéshez és az energiarendszer szennyeződéséhez, valamint korróziót okoznak.
A cseppfolyósított kőolajgáz összetétele lehetővé teszi a gázüzemanyag motoros tulajdonságainak megteremtését.
A propán keverési folyamata során lehetőség nyílik a megfelelő telített gőznyomás biztosítására a gázkeverékben, ami a gázpalackos járművek különböző éghajlati viszonyok között történő alkalmazása szempontjából nagy jelentőséggel bír. Ez az oka annak, hogy a propán jelenléte nagyon kívánatos.
A cseppfolyósított kőolajgáznak nincs színe és szaga. Emiatt az autókban való biztonságos használat garantálása érdekében különleges aromát kap – szagosan.

A fennmaradó társult gáz, amelyet az olajtermelő vállalatok nem fáklyáznak és nem fáklyáznak be a tározóba, feldolgozásra kerülnek. A feldolgozó üzembe szállítása előtt meg kell tisztítani. A mechanikai szennyeződésektől és víztől mentesített gáz sokkal könnyebben szállítható. A cseppfolyósított frakciók gázvezetékek üregébe történő kicsapódásának megakadályozása és a keveredés elősegítése érdekében a nehéz szénhidrogéneket kiszűrik.
A kénes elemek eltávolításával megelőzhető a kapcsolódó kőolajgáz korrozív hatása a vezeték falára, a nitrogén és a szén-dioxid kivonásával pedig csökkenthető a feldolgozás során fel nem használt keverék térfogata. A gáz tisztítása különféle módszerekkel történik. A gáz hűtésének és kompressziójának (nyomás alatti összenyomásának) befejezése után elkezdheti szétválasztani vagy gázdinamikus módszerekkel feldolgozni. Ezek a módszerek meglehetősen olcsók, de nem teszik lehetővé a szén-dioxid és a kén komponensek olajgázból történő elkülönítését.
Ha szorpciós módszereket alkalmazunk, akkor a hidrogén-szulfid eltávolítása mellett a víz és a nedves szénhidrogén komponensek szárítását is elvégezzük. Ennek a módszernek az egyetlen hátránya, hogy a technológiát rosszul alkalmazzák a terepi körülményekhez, ami körülbelül 30%-os gáztérfogat-veszteséget okoz. Ezenkívül a folyadék eltávolítására a glikolos szárítási módszert alkalmazzák, de csak másodlagos eljárásként, mivel a vízen kívül mást nem bocsát ki a keverékből.
Mindezek a módszerek ma már elavultnak nevezhetők. A legmodernebb módszer a membrántisztítás. Ez a módszer a kőolajgáz különböző összetevőinek membránszálakon keresztül történő behatolási sebességének különbségén alapul.
Amikor a gáz egy feldolgozó üzembe kerül, alacsony hőmérsékletű abszorpcióval és kondenzációval alapfrakciókra választja szét. Ezen frakciók egy része azonnal végtermékké válik. Az elválasztás után sztrippelt gázt kapunk, amely metánt és etán keveréket, valamint könnyű szénhidrogének (NGL) széles frakcióját tartalmazza. Az ilyen gáz könnyen szállítható csővezetékrendszereken és tüzelőanyagként felhasználható, valamint nyersanyagként szolgál az acetilén és a hidrogén előállításához. Ezenkívül gázfeldolgozással folyékony propán-butánt állítanak elő az autók számára (azaz gázmotor-üzemanyagot), valamint aromás szénhidrogéneket, keskeny frakciókat és stabil gázbenzint.
A kapcsolódó kőolajgázt a feldolgozás rendkívül alacsony jövedelmezősége ellenére aktívan használják az üzemanyag- és energiaiparban, valamint a petrolkémiai iparban.

Az Associated Petroleum Gas (APG), ahogy a neve is sugallja, az olajtermelés mellékterméke. Az olaj a gázzal együtt a földben fekszik, és műszakilag szinte lehetetlen biztosítani a kizárólag folyékony fázisú szénhidrogén-alapanyag előállítását, amely gázt hagy a formációban.

Ebben a szakaszban a gázt kapcsolódó nyersanyagnak tekintik, mivel az olaj világpiaci ára határozza meg a folyadékfázis nagyobb értékét. Ellentétben a gázmezőkkel, ahol az összes termelés és a termelés műszaki jellemzői kizárólag a gázfázis kinyerésére irányulnak (a gázkondenzátum enyhe keverésével), az olajmezők nincsenek úgy felszerelve, hogy hatékonyan lehessen végrehajtani a termelési és hasznosítási folyamatot. kapcsolódó gázból.

A továbbiakban ebben a fejezetben részletesebben megvizsgáljuk az APG gyártás műszaki és gazdasági vonatkozásait, és a kapott következtetések alapján kiválasztjuk azokat a paramétereket, amelyekre ökonometriai modellt építünk.

A kapcsolódó kőolajgáz általános jellemzői

A szénhidrogén-előállítás műszaki szempontjainak ismertetése az előfordulásuk körülményeinek ismertetésével kezdődik.

Maga az olaj a tengerre és a folyók fenekére települt elhalt szervezetek szerves maradványaiból képződik. Idővel a víz és az iszap megvédte az anyagot a bomlástól, az újabb rétegek felhalmozódásával pedig megnőtt az alatta lévő rétegekre nehezedő nyomás, ami a hőmérsékleti és kémiai viszonyokkal együtt olaj és földgáz képződését idézte elő.

Az olaj és a gáz együtt fordul elő. Nagy nyomás alatt ezek az anyagok felhalmozódnak az úgynevezett szülőkőzetek pórusaiban, és fokozatosan, folyamatos átalakulási folyamaton mennek keresztül, mikrokapilláris erők hatására a csúcsra emelkednek. De ahogy felfelé halad, csapda képződhet - amikor egy sűrűbb réteg fedi be azt a réteget, amelyen keresztül a szénhidrogén vándorol, és így felhalmozódik. Abban a pillanatban, amikor elegendő mennyiségű szénhidrogén halmozódott fel, megkezdődik az eredetileg sós, az olajnál nehezebb víz kiszorítása. Ezután magát az olajat elválasztják az öngyújtógáztól, de az oldott gáz egy része a folyékony frakcióban marad. Az elválasztott víz és gáz az olaj kifelé nyomásának, víz- vagy gáznyomás-rendszerek kialakításának eszköze.

A fejlesztő a helyszín adottságai, mélysége és körvonalai alapján választja ki a kutak számát a termelés maximalizálása érdekében.

A fúrás fő modern típusa a forgófúrás. Ebben az esetben a fúrást a fúróvágások - fúrószárral elválasztott formációs töredékek - folyamatos emelkedése kíséri kifelé. Ebben az esetben a fúrási feltételek javítása érdekében fúrófolyadékot használnak, amely gyakran kémiai reagensek keverékéből áll. [Szürkeerdő, 2001]

A kapcsolódó kőolajgáz összetétele mezőnként változhat - a lelőhelyek kialakulásának teljes geológiai történetétől (forráskőzet, fizikai és kémiai körülmények stb.) függően. Az ilyen gázok metántartalmának aránya átlagosan 70% (összehasonlításképpen: a földgáz térfogatának legfeljebb 99%-át metánban tartalmazza). A nagyszámú szennyeződés egyrészt megnehezíti a gáz szállítását a gázszállító rendszeren (GTS), másrészt olyan rendkívül fontos komponensek jelenléte, mint az etán, propán, bután, izobután stb. A gáz rendkívül kívánatos nyersanyag a petrolkémiai termelésben. A nyugat-szibériai olajmezőket a kapcsolódó gáz szénhidrogén-tartalmának alábbi mutatói jellemzik [Popular Petrochemistry, 2011]:

• metán 60-70%
• Etán 5-13%
• · Propán 10-17%
• · Bután 8-9%

A TU 0271-016-00148300-2005 „Fogyasztóknak szállítandó kapcsolódó kőolajgáz” az APG következő kategóriáit határozza meg (a C 3 ++ komponensek tartalma szerint, g/m 3):

• · „Sovány” – kevesebb, mint 100
• · „Közepes” - 101-200
• · „Zsír” - 201-350
• · Extra zsíros - több mint 351

A következő ábra [Filippov, 2011] mutatja a kapcsolódó kőolajgázzal végzett fő tevékenységeket és az ezek által elért hatásokat.

1. ábra - Az APG-vel végzett főbb tevékenységek és azok hatásai, forrás: http://www.avfinfo.ru/page/inzhiniring-002

Az olajtermelés és a további lépésenkénti leválasztás során a felszabaduló gáz eltérő összetételű - először a magas metánfrakció tartalmú gáz szabadul fel, majd az elválasztás következő szakaszaiban egyre magasabb szénhidrogén tartalommal szabadul fel. magasabb rendű. A kapcsolódó gáz felszabadulását befolyásoló tényezők a hőmérséklet és a nyomás.

Gázkromatográfot használnak a kapcsolódó gáz tartalmának meghatározására. A társult gáz összetételének meghatározásakor fontos figyelni a nem szénhidrogén komponensek jelenlétére is - például az APG-ben lévő hidrogén-szulfid jelenléte negatívan befolyásolhatja a gázszállítás lehetőségét, mivel a gázban korróziós folyamatok léphetnek fel. csővezeték.

2. ábra - Az olajkészítés és az APG elszámolás vázlata, forrás: Skolkovo Energy Center

A 2. ábra vázlatosan mutatja be az olajfinomítás folyamatát lépésről lépésre a kapcsolódó gáz kibocsátásával. Amint az ábrán látható, a kapcsolódó gáz többnyire az olajkútból előállított szénhidrogének elsődleges leválasztásának mellékterméke. A méréshez kapcsolódó gáz problémája abban rejlik, hogy a leválasztás több szakaszában automatikus mérőberendezéseket kell beszerelni, és ezt követően ártalmatlanításra kell szállítani (gázfeldolgozó üzemek, kazánházak stb.).

A termelési telephelyeken használt főbb berendezések [Filippov, 2009]:

• · nyomásfokozó szivattyúállomások (BPS)
• Olajleválasztó egységek (OSN)
• · Olajkezelő egységek (OPU)
• · Központi olajkezelő helyek (CPPN)

A fokozatok száma a kapcsolódó gáz fizikai és kémiai tulajdonságaitól függ, különösen olyan tényezőktől, mint a gáztartalom és a gázarány. Gyakran az elválasztás első szakaszából származó gázt használják kemencékben hőtermelésre és a teljes olajtömeg előmelegítésére, hogy növeljék a gázhozamot az elválasztás következő szakaszaiban. A meghajtó mechanizmusokhoz villamos energiát használnak, amelyet szintén a helyszínen termelnek, vagy fő elektromos hálózatokat használnak. Főként gázdugattyús erőműveket (GPPP), gázturbinát (GTS) és dízelgenerátort (DGS) használnak. A gázüzemek első fokozatú leválasztó gázzal, míg a dízelállomás import folyékony tüzelőanyaggal üzemel. Az energiatermelés konkrét típusát az egyes projektek igényei és jellemzői alapján választják ki. Egy gázturbinás erőmű bizonyos esetekben többlet villamos energiát termelhet a szomszédos olajtermelő létesítmények ellátásához, és bizonyos esetekben a maradékot a nagykereskedelmi villamosenergia-piacon értékesítheti. A kapcsolt energiatermelésben az üzemek egyszerre termelnek hőt és villamos energiát.

A csillogó vonalak minden mező kötelező attribútumai. Még ha nem is használják, szükség van rájuk a felesleges gáz elégetéséhez vészhelyzetben.

Az olajtermelés gazdaságtana szempontjából a kapcsolódó gázhasznosítás terén a beruházási folyamatok meglehetősen inerciálisak, és elsősorban nem a rövid távú piaci viszonyokra, hanem az összes gazdasági és intézményi tényező összességére orientálódnak. meglehetősen hosszú távú horizont.

A szénhidrogén-termelés gazdasági szempontjai megvannak a maga sajátosságai. Az olajtermelés sajátosságai:

• A kulcsfontosságú befektetési döntések hosszú távú jellege
• · Jelentős beruházási késések
• · Nagy kezdeti befektetés
• A kezdeti befektetés visszafordíthatatlansága
• A termelés természetes csökkenése az idő múlásával

Bármely projekt hatékonyságának felmérése érdekében a vállalkozás értékének felmérésére általános modell az NPV-értékelés.

NPV (nettó jelenérték) - az értékelés azon a tényen alapul, hogy a vállalat összes jövőbeni becsült bevételét összeadják és e bevételek jelenértékére csökkentik. Ugyanannyi pénz ma és holnap eltér a diszkontrátától (i). Ez annak köszönhető, hogy a t=0 időszakban a rendelkezésünkre álló pénznek van egy bizonyos értéke. Míg a t=1 időszakban az infláció átterjed ezekre az alapokra, addig mindenféle kockázat és negatív hatás lesz. Mindez „olcsóbbá” teszi a jövőbeli pénzeket, mint a jelenlegi pénzeket.

Egy olajkitermelési projekt átlagos élettartama körülbelül 30 év lehet, amit a kitermelés hosszú, esetenként évtizedekre nyúló leállása követ, ami az olajárak szintjével és a működési költségek megtérülésével függ össze. Ráadásul az olajtermelés a kitermelés első öt évében éri el a csúcspontját, majd a kitermelés természetes csökkenése miatt fokozatosan elhalványul.

Az első években a vállalat jelentős kezdeti beruházásokat hajt végre. Maga a termelés azonban csak néhány évvel a tőkebefektetések megkezdése után kezdődik. Minden vállalat arra törekszik, hogy minimalizálja a beruházási késést, hogy a projekt mielőbb megtérüljön.

A projektek tipikus jövedelmezőségi grafikonja a 3. ábrán látható:

3. ábra - NPV diagram egy tipikus olajtermelési projekthez

Ez az ábra a projekt nettó jelenértékét mutatja. A maximális negatív érték az MCO (maximum cash outlay) mutató, amely azt tükrözi, hogy a projekt mekkora beruházást igényel. A felhalmozott pénzáramlások vonalának grafikonjának metszéspontja az időtengellyel években a projekt megtérülési ideje. Az NPV-felhalmozás mértéke csökken, mind a csökkenő termelési ráta, mind az idő diszkontráta miatt.

A termelés a tőkebefektetések mellett minden évben működési költségeket igényel. A működési költségek növekedése, amely magában foglalhatja a környezeti kockázatokhoz kapcsolódó éves műszaki költségeket, csökkenti a projekt nettó jelenértékét és növeli a projekt megtérülési idejét.

Így a kapcsolódó kőolajgáz elszámolásának, begyűjtésének és hasznosításának többletkiadása projekt szempontból csak akkor indokolható, ha ezek a költségek növelik a projekt nettó jelenértékét. Ellenkező esetben csökken a projekt vonzereje, és ennek eredményeként vagy a megvalósuló projektek száma csökken, vagy az egy projekten belüli olaj- és gáztermelés volumene módosul.

Hagyományosan az összes kapcsolódó gázhasznosítási projekt három csoportra osztható:

• 1. Maga az újrahasznosítási projekt nyereséges (minden gazdasági és intézményi tényezőt figyelembe véve), és a vállalatoknak nem lesz szükségük további ösztönzőkre a megvalósításhoz.
• 2. A hasznosítási projekt NPV-je negatív, míg a teljes olajtermelési projekt kumulált NPV-je pozitív. Erre a csoportra lehet koncentrálni minden ösztönző intézkedés. Az általános elv az lesz, hogy olyan feltételeket kell teremteni (ösztönzők és szankciók révén), amelyek jövedelmezővé teszik a vállalat számára az újrahasznosítási projektek végrehajtását a büntetések fizetése helyett. Sőt, hogy a projekt összköltsége ne haladja meg a teljes nettó jelenértéket.
• 3. Az újrahasznosítási projektek nettó jelenértéke negatív, és ha megvalósul, akkor az adott mező teljes olajtermelési projektje is veszteségessé válik. Ebben az esetben az ösztönző intézkedések vagy nem vezetnek a kibocsátás csökkenéséhez (a vállalat a projekt nettó jelenértékével megegyező halmozott költségig bírságot fizet), vagy a pályát molylepkezik, és az engedélyt lemondják.

A Skolkovo Energy Center szerint az APG hasznosítási projektek megvalósításának beruházási ciklusa több mint 3 év.

A beruházásoknak a Természeti Erőforrások Minisztériuma szerint 2014-ig körülbelül 300 milliárd rubelnek kell lenniük a célszint eléréséhez. A második típusú projektek adminisztrációjának logikája alapján a szennyezésért fizetendő díjaknak olyannak kell lenniük, hogy az összes kifizetés lehetséges költsége 300 milliárd rubel felett legyen, az alternatív költség pedig a teljes beruházással egyenlő.

A földgáz többféle változatban kapható. Így lehet szabványos formában bemutatni, vagy mellékesnek minősíteni. Mik a jellemzői mindkét esetben?

Mik a kapcsolódó gáz tulajdonságai?

Az út mentén földgáz Olyan anyagra utal, amely kezdetben olajban oldott szénhidrogének széles skálájának keveréke. Megfelelő nyersanyagok lepárlásával nyerik őket. A kapcsolódó gázt főként a propán, valamint a bután izomerek képviselik. Néha az olajdesztilláció terméke metán és etilén lehet. A kapcsolódó gázt aktívan használják a vegyiparban. A műanyag- és gumitermékek gyártásában keresett alapanyag. A propán az egyik legelterjedtebb gépjármű-üzemanyagként használt gáz.

Melyek a hagyományos földgáz sajátosságai?

Alatt földgáz szokásos formájában olyan ásványt értünk, amelyet a gáztartalmú képződményekből nyernek ki kész formában, és amely általában nem igényel mély feldolgozást. Egyes esetekben a kérdéses gázfajta kristályos állapotban lehet - gázhidrátok formájában. Néha feloldják olajban vagy vízben.

A hagyományos földgázt leggyakrabban a metán, néha az etán, a propán és a bután képviseli. Egyes esetekben hidrogént, nitrogént és héliumot tartalmaz.

Összehasonlítás

A fő különbség a kapcsolódó gáz és a földgáz között az, hogy az első olajfinomítás terméke, a másodikat a föld belsejéből nyerik ki kész formában. Felhasználási körükben és nagymértékben kémiai összetételükben is különböznek egymástól.

A földgázt szokásos formájában leggyakrabban lakossági és ipari helyiségek fűtésére, az erőművek és a gyári termelő létesítmények működésének biztosítására használják. De érdemes megjegyezni, hogy a kapcsolódó gáz (ha az azt előállító cégnek sikerül kellően olcsó technológiát kifejlesztenie a termeléshez) felhasználható tüzelőanyagként nagy területek fűtésére és ipari berendezések működésének biztosítására. A közönséges földgázt viszont a vegyiparban is felhasználják nyersanyagként - például az acetilén gyártásában.

Egy kis táblázat segít részletesebben bemutatni, mi a különbség a társított és a földgáz között.