для чего горят факела на месторождении газа
Утилизация попутного газа до электромагнитных помех
В чем проблема?
В принципе, в процессе сжигания попутного газа нет ничего зазорного. Я, как ярый сторонник истиной экологии, даже очень рад, что таким способом в планетарную биосистему возвращается углерод через эмиссию CO2. Куда хуже неконтролируемый выброс метана — чрезвычайно опасного парникового газа, который удерживается в атмосфере многие годы и не участвует в необходимых Планете биологических процессах. Метан надо сжигать! Конечно, сжигать его в простых факелах просто не по-хозяйски. Любое его полезное сжигание, например в когенераторе, для природы также полезно, ведь углекислый газ выделяется в том же объеме, но при этом можно получить в добавок электричество и тепло.
Сколько в России сжигается попутного газа?
Анализ технологий утилизации природного газа
Рассмотрим существующие технологии утилизации природного газа. Так, как это моя статья, поэтому выскажу свое мнение, что все они практически бесперспективны. Но все-же.
Закачка попутного газа обратно в Землю
Данную технологию пытаются внедрять некоторые нефтяные компании. Этот метод позволяет повысить внутрипластовое давление, что увеличивает выход нефти из скважины. Но это до поры до времени. Все это больше от безысходности, так как Правительство собирается существенно (в десятки раз) поднять штрафы за сжигание газа. При этом технология требует сложного оборудования, которое в России не производится. Импортное оборудование очень дорого, и требует дополнительной квалификации персонала. Также к недостаткам можно отнести то, что данный метод не применим для малых и разбросанных по большой территории скважин и может быть как-то эффективно применен только на очень крупных месторождениях.
Подача попутного газа в газовые трубопроводы
Казалось бы, нет ничего проще попутный газ закачивать в газовые трубопроводы. Однако газовая труба проложена не везде, да и Газпром предъявляет очень жесткие требования к его очистке. Действительно, газ требуется разделить на фракции, осушить его (используется метанол) и тем самым подготовить его на ввод в магистраль. Еще не известно, что дороже — платить штрафы за сжигание или очищать газ по требованием газовиков. При этом цена газа полностью подготовленного к закачке не превышает 20-30 долларов за 1000 м3, что само по себе очень невыгодно, да и эмоционально не комфортно, так как ваш же газ будет продан минимум в десять раз дороже. Ну это эмоции, но все-же…
Получение электрической и тепловой энергии
С этим на месторождении проблем нет. Все залито светом, всем тепло. Только вот промышленное получение электроэнергии бессмыслено. Как его передавать потребителям? Даже если имеются рядом ЛЭП, это не решит проблемы. Электроэнергетика и добыча нефти очень разные вещи. Состыковать в промышленном масштабе их очень сложно.
Получение жидких моторных топлив
Попутный газ и достаточное количество энергии — и вот решение проблемы! Синтезировать жидкое моторное топливо. Однако, эта технология требует очень серьезного оборудования химического синтеза. Более того, для промышленного синтеза требуется дополнительные расходные вещества. Но это не решает главной задачи — куда девать полученное вещество? Вопрос транспортировки остается открытым. В целом технология получается дорогая и не рентабельная.
Существует ещё ряд технологий (получение газового конденсата, гидрида метана и т.д.), которые также не решают принципиально проблему утилизации газа. Необходимы новые оригинальные подходы и технологии, которые позволят взглянуть на проблему с другой точки зрения. Попытаемся их проанализировать.
Поиск оригинальных технологий утилизации природного газа. Мозговой штурм
1. Транспортировать не выгодно.
2. Сжигать накладно. Штрафы, экологи, да и не безопасно.
С этими входящими данными была сформулирована задача предложить оригинальную технологию утилизации попутного газа для четырех групп студентов одного из технических вузов Томска (5 человек 4-го курса в каждой группе). Мозговой штурм проводился 1 час. Представить требовалось только одну идею.
Итоги штурма были такие. В первой группе предложили получать сажу для химических производств и получения резины, вторая — синтезировать алмазы, так как много энергии и алмазы легко вывести на материк как очень дорогое сырье, а третья группа предложила производить гидрид метана, создавая озера твердого метана для будущих поколений.
Нестандартную технологию предложили участники четвертой группы. Суть их идеи — разворачивание на месторождениях специальных контейнеров, которые укомплектованы генераторами электричества, работающими на газе или топливными элементами, а также мощными импульсными магнетронами, способными формировать микроволновое излучение и направленными антенными устройствами. Такие установки по мнению студентов могли бы быть сконфигурированы в сеть, которая могла бы обеспечить оригинальную систему связи, а так-же быть источниками сверх мощных электронных помех для обеспечения стратегической безопасности России. Также в характеристике таких модулей ребята заложили функцию сбора метеорологических данных и передачи этой информации на спутники. Во время презентации также прозвучала идея утилизировать попутный газ в виде накачки мощных лазеров и передавать в окнах прозрачности атмосферы эту энергию на спутник, который мог бы перенаправить эту энергию в необходимое место, но в последствие от этой идеи они отказались.
Действительно, если уж ничего кроме сжигания в факелах на месторождении не придумано, не утилизировать ли его до электромагнитных помех? А может у вас, дорогие читатели, есть идеи, как решить эту задачу? Тогда прошу комментировать.
Часть материалов поста взято из этого видео.
Всем хорошего дня!
Сжигание попутного газа
В России попутный нефтяной газ начали сжигать на факелах в 1960-е годы – во время череды открытий крупных залежей нефти в Западной Сибири. Сегодня, спустя десятки лет, этот метод утилизации признан самым неэффективным и опасным для экологии, но продолжает применяться во всём мире до сих пор.
Что такое попутный газ?
Попутный газ представляет собой смесь газов и разнообразных элементов. Он залегает в виде газовых «шапок» над месторождением, либо содержится в растворённом состоянии непосредственно нефти. Газ данного типа выделяется при снижении давления в процессе извлечения углеводородов или их перегонки.
Чем попутный нефтяной газ отличается от природного газа? По большей части, состав природного и попутного газа в целом одинаков.
Фото: pixabay.com
Разница состоит лишь в том, что природный газ добывается напрямую из газовых залежей и состоит преимущественно из метана, а ПНГ фактически является второстепенным продуктом добычи и характеризуется большей концентрацией примесей.
ПНГ – природный источник целого ряда элементов, соотношение которых варьируется в зависимости от особенностей формирования углеводородных залежей и, следовательно, типа месторождения.
«Второстепенный продукт» нефти зачастую выходит под разным давлением, и его параметры при извлечении имеют свойство меняться.
Объёмы ПНГ также варьируются исходя из условий формирования нефтяных залежей и их территориального расположения. В одной тонне извлекаемой нефти может содержаться и один кубометр, и тысячи кубометров газа.
Сжигание ПНГ
Полученный в результате нефтедобычи газ обязательно подвергается либо утилизации, либо переработке (глубокой или не глубокой). Обычный выпуск в атмосферу ПНГ вредит экологии – более того, газ может легко загореться или даже взорваться.
Один из простейших способов утилизации – сжигание попутного нефтяного газа в факелах. На производственной площадке месторождения устанавливаются факельные установки. К ним подводятся трубопроводы, по которым ПНГ подаётся по трубопроводам к факельной трубе – в ней и проходит процесс сжигания.
Факельные системы закрытого типа (наземные факелы) чаще всего представляют собой мобильные горизонтальные установки, размещённые на треногах. При сжигании в них ПНГ не выделяется дым и пар, отсутствует запах, шум, тепловой шлейф, а также нет видимого пламени.
Перед подачей в факельную систему для более эффективного сжигания осуществляют подготовку попутного нефтяного газа. Его очищают от тяжёлых углеводородов, влаги, солей, сероводорода и других примесей – для предотвращения попадания лишних составляющих в промысловый факел.
В частности, обезвоживание газа избавляет от образования кристаллогидратов, очистка от тяжёлых углеводородов позволяет избежать жидкостных пробок, а отсутствие сероводорода и двуокиси углерода предупреждает образование коррозий на оборудовании.
Несмотря на должную подготовку, горение ПНГ – весьма опасный процесс. Во-первых, данный процесс характеризуется высокой степенью взрывоопасности – как минимум, из-за наличия открытого пламени.
Во-вторых, из-за неравномерного горения усиливаются шумы, исходящие от факельной установки. Помимо этого, шум возникает при сбросе газа в факелы и в результате подачи воды или водяного пара в горелку (в закрытых «бездымных» установках).
И, в-третьих, в процессе горения газа от факельных установок исходит тепловое излучение с большим объёмом выбросов опасных веществ.
В экологическом аспекте
Ни для кого не секрет, что от сжигания попутного нефтяного газа в атмосферу попадает огромное количество выбросов СО2 и других вредных веществ.
В России, как и во всём мире, этой проблеме раньше не уделяли должного внимания. Например, в нашей стране вопрос о необходимости контроля за сжиганием ПНГ встал чуть более 10 лет назад.
В 2010 году только 30% попутного газа направлялось на переработку, остальные 70% российские нефтяные компании утилизировали в факельных системах.
В 2011 году в мире факельным сжиганием было утилизировано 140 млрд м 3 газа, из которых 26,7% приходилось на Россию. За 2012 год нефтяные компании России сожгли около 17 млрд м 3 ПНГ (под данным ЦДУ ТЭК).
По данным Гринписа за 2012 год, на территории нашей страны из-за сжигания ПНГ в окружающую среду попадало практически 100 млн т углекислого газа в год.
Для регулирования объёмов выбросов углекислого газа ПНГ в России разработали постановление «О мерах по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках».
Согласно документу, вступившему в силу в 2012 году и действующему до сих пор, нефтяные компании имеют право сжигать максимум 5% от общего объёма полученного попутного газа. Таким образом, подавляющее большинство ПНГ должно быть утилизировано другими, более экологичными способами.
За превышение указанной нормы в отношении компании применяется дополнительный штрафной коэффициент, а за неимением средств измерения и учёта объёмов ПНГ он увеличивается до 6.
Уже к 2015 году доля утилизации ПНГ увеличилась до 86%. Несмотря на постепенное улучшение ситуации, объёмы сжигания остаются относительно высокими. Так, по итогам 2018 года в РФ сожгли 21,3 млрд м 3 газа.
Опять же, если брать во внимание тот факт, что официальные данные не учитывают все факельные сжигания (хотя бы из-за отсутствия систем учёта ПНГ у некоторых нефтяных компаний), цифры могут быть на порядок выше.
Способ утилизации попутного нефтяного газа путём сжигания не только вредит экологии, но и является самым нерациональным с точки зрения выгоды, ведь ПНГ из ценного энергоресурса попросту «превращается» в отходы производства.
Бесспорно, изначально установка факельной системы требует минимальных вложений, но в долгосрочной перспективе куда больший экономический эффект и меньший объём выбросов дают альтернативные способы утилизации – закачка в нефтяные пласты, газотранспортные системы, неглубокая и глубокая переработка и прочее.
Сегодня крупные нефтяные компании медленно, но верно приближаются к 95-процентной утилизации «отходного производства». Но российская нефтяная отрасль в целом ещё долго не сможет полностью отказаться от сжигания ПНГ.
В основном данный метод вынуждены использовать малые и средние нефтяные предприятия: часть из них продолжает сжигать ПНГ сверх установленной нормы и платить штрафы за экологический ущерб – из-за отсутствия возможности внедрения других способов утилизации.
Читайте также: «…И вместо того, чтобы сжигать его на факелах, загрязняя атмосферу, этот газ можно пустить в дело.»
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
А вот более цивилизованный вариант:
Зачем поджигают нефть на первой гифке? Это только что открытая скважина наверное? Что бы не сливать?
Вы наверное часто видели в различных репортажах факелы на скважинах нефтедобычи.
В таких факелах сжигают попутный газ, присутствующий при добыче и переработке нефти. Выпускать его в атмосферу в чистом виде нехорошо по соображениям экологии и безопасности. Поэтому газ сжигают на факельных установках.
В России попутный газ стали сжигать ещё в 60-е годы прошлого века, когда в Западной Сибири были открыты крупнейшие нефтяные залежи. По мере освоения этого нефтегазоносного региона добыча нефти росла в геометрической прогрессии, а с ней увеличивались и объёмы извлечения ПНГ. Однако из-за отсутствия инфраструктуры по утилизации ПНГ в Западной Сибири и развитой нефтехимической отрасли в стране большая часть попутного газа сжигалась в «факелах».
На сегодня точных цифр сжигания попутного газа не нашел, но встречалась информация, что некоторые компании перерабатывают 100% газа, а другие почти 95%.
Существует большое количество способов полезной утилизации ПНГ, однако на практике используется только несколько.
Процессы разделения попутного нефтяного газа происходят на установках низкотемпературной конденсации (НТК) и низкотемпературной абсорбции (НТА). После разделения сухой отбензиненный газ может транспортироваться по обычному газопроводу, а ШФЛУ — поставляться на дальнейшую переработку для производства нефтехимических продуктов.
Заводы по переработке газа, нефти и газового конденсата в нефтехимические продукты являются высокотехнологичными комплексами, сочетающими в себе химические производства с производствами нефтепереработки. Переработка углеводородного сырья осуществляется на мощностях дочерних обществ «Газпрома»: на Астраханском, Оренбургском, Сосногорском газоперерабатывающих заводах, Оренбургском гелиевом заводе, Сургутском заводе по стабилизации конденсата и Уренгойском заводе по подготовке конденсата к транспорту.
Также можно использовать попутный нефтяной газ на энергетических установках для выработки электроэнергии — это позволяет нефтяным компаниям решить проблему энергоснабжения промыслов, не прибегая к покупке электроэнергии.
Кроме того, ПНГ нагнетают обратно в пласт, что позволяет повышать уровень извлечения нефти из пласта. Этот способ называется сайклинг-процесс.
Могу еще вам напомнить, как в СССР тушили такие факелы ядерным взрывом:
Газовые факелы, сжигающие нефтяной попутный газ, меняют климат Оренбуржья
По оценочным данным на основе дистанционного зондирования таких факелов более ста.
Проблемы экологии зачастую имеют отложенные во времени последствия, если не случается какой-либо катастрофы. А вот прибыль от хозяйственной деятельности, той же нефтегазодобычи, имеет эффект непосредственный и на первый взгляд более привлекательный. Однако экологическая недальновидность может сильно ударить по будущему нашего региона.
Не зайти на огонек
Горящий факел дает длинный газовый шлейф. В зависимости от ветра он может накрыть обширную территорию и с населенными пунктами, и с сельхозугодьями. Можно привести в пример Покровское месторождение нефти. Расположено оно между Сорочинском и Грачевкой. И факельных установок там не одна штука. С космических снимков видно, как шлейф от факела расползается по территориям. А те, кто проезжает по этой дороге, весьма и весьма разбитой нефтевозами, могут в полной мере ощутить невыносимое амбре от газового огонька.
Газовый шлейф одного из факелов Покровского нефтяного месторождения
Как считают ученые, уже пора бить во все колокола. Экологические нарушения в нефтяной отрасли широкой огласке не предают. В нашем регионе работает больше 50 нефтяных компаний: кто-то выполняет экологические нормы, кто-то нет. Сколько факельных установок еще горят – цифра доподлинно неизвестная. Компании ее наверняка знают, но вряд ли озвучат. По оценочным данным на основе дистанционного зондирования таких факелов в Оренбуржье более ста. Притом они не только загрязняют воздух. Наш регион засушливый, мало рек и лесов – мало и кислорода. А сотня газовых установок его сжигают очень активно. К тому же постоянный нагрев атмосферы образует так называемые «тепловые островки», которые изменяют климатические характеристики на локальном уровне.
Степь бесправная
В начале сентября область захлестнули степные пожары. Теперь вдоль оренбургских дорог на десятки километров растянулись черные, обугленные увалы и сырты. Как правило, появление этой стихии связано с обычной бесхозяйственностью и беспечностью. Однако степные пожары начинают тушить только тогда, когда огонь подходит к населенным пунктам.
ГУ МЧС по Оренбургкой области
Точных данных по потерям области от пожаров пока нет. Их можно подсчитать после обработки космических снимков территории. Реальные данные могут населению и не сказать, ведь если ущерб дойдет до размеров чрезвычайной ситуации, то должны кого-то наказать, а это мало выгодно тем, кто обладает точной информацией.
ГУ МЧС по Оренбургкой области
Почему при добыче нефти сжигают попутный газ?
При добыче нефти из нефтяной скважины выходит попутный газ, который подлежит утилизации. Его можно было бы просто выпускать в атмосферу, но с экологической точки зрения это недопустимо, а поэтому попутный газ просто сжигают. По этой причине и горит над нефтяной вышкой газовый факел.
Вы можете возразить, что это неразумно. Газ можно было бы использовать для хозяйственных нужд. Но, как оказалось, нефтяники рассматривали такой вопрос и пришли к выводу, что ввиду ничтожно малого его количества строить предприятия по отделению, очистке и переработке попутного газа просто не рентабельно.
Но почему из нефти выходит попутный газ?
Все дело в том, что нефть находится на большой глубине под высоким давлением. Газ, который состоит из летучих углеродных соединений, растворен в нефти, и при ее добыче выходит вместе с ней на поверхность. Если не обращать на это внимание и позволять газу уходить в атмосферу, то это приведет к ее сильнейшему загрязнению. Этого допустить нельзя, а поэтому его и вынуждены сжигать в специальных факельных установках. По этой причине и горит над нефтяной скважиной газовый факел.
Понятно, что для современной России, где существует огромное количество нефтяных скважин, это настоящая головная боль. Она связана не только с экологическими, но и экономическими проблемами, которые, так или иначе, нужно решать. Тем более, что в последнее время четко наметилась тенденция переориентирование экономики на использование низкоуглеродистого топлива, что экономически более выгодно.
Попутный нефтяной газ отличается от своего природного аналога химическим составом. Кроме бутана и пропана он содержит как тяжелые, так и легкие углеводородные соединения. К их числу, например, можно отнести: сероводород, гелий, углекислый газ, соединения серы, а также сажу. Выпускать столь широкий букет вредных веществ в атмосферу просто неразумно. Человек и так наносит Природе – Матушке ощутимый вред своей деятельностью. И уж если денег на утилизацию попутного нефтяного газа нет, то уж лучше сжигать его в факелах.
Хотя, и этот способ с экологической точки зрения не идеален. Во время сжигания газа в атмосферу попадает огромное количество вредных веществ, что пагубно влияет на окружающую природу. Ну а вместе с ней страдает и сам человек. Ведь причина многих его болезней связана именно с экологией, которая оставляет желать лучшего.
Сжигание ПНГ оказывает серьезное влияние на общепланетарную экологическую обстановку. По данным экологической службы ежегодно в атмосферу попадает около миллиона тонн вредных веществ, которые разносятся воздушными потоками на огромные расстояния. В конечном итоге они попадают в организм человека, и вызывают у него различные недуги.
Бессмысленное сжигание ПНГ в факельных установках приводит и к серьезным экономическим убыткам. Как бы там ни было, но ежегодно сжигается огромное количество газа, который можно было бы использовать для хозяйственных и социальных нужд. Этот газ является незаменимым при производстве синтетических пластмасс, из него получают присадки для топлива, его можно использовать для обогрева бытовых и производственных помещений.
Ученые предложили ряд полезных методов утилизации ПНГ. К их числу можно отнести: повторную его закачку в нефтяной пласт, что повышает срок службы скважины, транспортировку и сжигание газа в котлах тепловых электрических станций, использование его в нефтехимической отрасли, извлечение из ПНГ тяжелых углеводородных соединений.