Министерство  образования и  науки

Российский  Государственный Университет 

нефти и  газа имени И.М.Губкина 
 

Кафедра экологии 
 
 

РЕФЕРАТ

НА ТЕМУ: “ Экологические последствия сжигания на факелах попутного нефтяного газа» 
 
 
 

  

 

           
 

Москва, 2011 г.

       

 

Содержание:

 
 

1. Что такое попутный нефтяной газ
2. Добыча попутного нефтяного газа
3. Утилизация попутного нефтяного газа
4. Проблемы при утилизации попутного нефтяного газа
5. Экологические последствия сжигания попутного нефтяного газа
6. Состав при сжигании попутного нефтяного газа
7. Воздействия на:
1. На атмосмоферный воздух
2. На почвы и земли
3. На растительность
4. На здоровье человека
8. Выводы
9. Список литературы

 

 

Глава 1

Что такое попутный нефтяной газ?

 

    Попутный нефтяной газ (ПНГ) – это природный углеводородный газ, растворенный в нефти или находящийся в «шапках» нефтяных и газоконденсатных месторождений.

    В  отличие от известного всем  природного газа попутный нефтяной  газ содержит в своем составе  кроме метана и этана большую  долю пропанов, бутанов и паров  более тяжелых углеводородов.  Во многих попутных газах, в  зависимости от месторождения,  содержатся также неуглеводородные компоненты: сероводород и меркаптаны, углекислый газ, азот, гелий и аргон.

   

Попутный нефтяной газ представляет смесь газов. Основными  составляющими ПНГ являют ся предельные углеводороды - гомологи метана от СН4 до С6Н14 (табл. 1). Суммарное содержа ние гексана (СбН]4) и более тяжелых углеводоро дов в попутном газе, как правило, не превышает 1 %, содержание пентана ( CsH 12 ) находится в пределах 2 %.

    Кроме того, в ПНГ присутствуют инертные газы, в основном, азот и углекислый газ, содержание которых изменяется от 1 до 5 %. Учитывая, что суммарное содержание тя желых углеводородов начиная с пентана и инертных газов не превышает 8 %, для при ближенной оценки основных характеристик попутного газа нужно учитывать четыре первых гомолога метана.

Глава 2

Добыча  попутного нефтяного  газа.

 

В Российской Федерации  ситуация обстоит следующим образом. Только в одной 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. 

По данным на 1999 г., всего в Российской Федерации  извлечено из недр 34,2 млрд. м³ попутного  газа, из них использовано 28,2 млрд. м³. Таким образом, уровень использования  попутного нефтяного газа (ПНГ) составил 82,5%, сожжено на факелах около 6 млрд. м³ (17,5%). Основным районом добычи попутного  нефтяного газа (ПНГ) является Тюменская  область. В 1999 г. здесь было извлечено 27,3 млрд. м³, использовано 23,1 млрд. м³ (84,6%), сожжено соответственно 4,2 млрд. м³ (15,3%). Так же на графике проиллюстрирован пример-диаграмма соотношения объема добытого газа к сжигаемому 

На газоперерабатывающих заводах (ГПЗ) в 1999 г. переработано 12,3 млрд. м³ (38%), из них непосредственно в  Тюменской области — 10,3 млрд. м³. На промысловые нужды с учётом технологических потерь израсходовано 4,8 млрд. м³, ещё 11,1 млрд. м³ (32,5%) использовано без переработки для выработки  электроэнергии на ГРЭС. Кстати, данные об объёмах сжигаемого на факелах  попутного газа, приводимые разными  источниками, варьируют в весьма широких пределах: разброс данных от 4–5 до 10–15 млрд. м³ в год.

 Так же  на графике проиллюстрирован  пример-диаграмма соотношения объема  добытого газа к сжигаемому  в Нижневаторском районе.

 

 

Глава 3

Варианты  утилизации попутного нефтяного газа

 

Попутный нефтяной газ (ПНГ) сжигается не потому, что  не может быть полезно использован  и ни для кого не представляет ценности. Возможны два направления его  использования (исключая бесполезное  сжигание на факелах):

 Примерный  компонентный состав попутного  нефтяного газа (ПНГ):

1. Энергетическое

 Это направление  доминирует, потому что энергетическое  производство имеет практически  неограниченный рынок. Попутный  нефтяной газ - топливо высококалорийное  и экологически чистое. Учитывая  высокую энергоемкость нефтедобычи,  во всём мире существует практика  его использования для выработки  электроэнергии для промысловых  нужд.Технологии для этого существуют и ими полностью владеет компания "Новая генерация". При постоянно растущих тарифах на электроэнергию и их доли в себестоимости продукции, использование ПНГ для выработки электроэнергии можно считать экономически вполне оправданным.

2. Нефтехимическое

 Попутный  нефтяной газ (ПНГ) может быть  переработан с получением сухого  газа, подаваемого в систему магистральных  трубопроводов, газового бензина,  широкой фракции лёгких углеводородов  (ШФЛУ) и сжиженного газа для  бытовых нужд. ШФЛУ является сырьём  для производства целого спектра  продуктов нефтехимии; каучуков, пластмасс,  компонентов высокооктановых бензинов.

* На профессиональном  языке попутный нефтяной газ  часто называют «попуткой».

 

Глава 4

Проблемы  при утилизации попутного  нефтяного газа

   Проблема  утилизации попутного нефтяного  газа была унаследована Россией  еще с советских времен, когда  упор в развитии зачастую делался  на экстенсивные методы развития. При развитии нефтеносных провинций  во главу угла ставился рост  объемов добычи сырой нефти,  основного источника доходов  национального бюджета. Расчет  делался на гигантские месторождения,  крупные производства и минимизацию  издержек. Переработка попутного  нефтяного газа, с одной стороны,  оказывалась на заднем плане  ввиду необходимости осуществления  существенных капитальных вложений  в относительно менее рентабельные  проекты, с другой стороны,  в крупнейших нефтяных провинциях  создавались разветвленные газосборные  системы и строились гигантские  ГПЗ под сырье с ближайших  месторождений. Последствия подобной  гигантомании мы наблюдаем в  настоящее время.

Традиционно принятая в России еще с советских времен схема утилизации попутного газа предполагает строительство крупных  газоперерабатывающих заводов совместно  с разветвленной сетью газопроводов для сбора и доставки попутного  газа. Реализация традиционных схем утилизации требует значительных капитальных  затрат и времени и, как показывает опыт, практически всегда на несколько  лет не успевает за освоением месторождений. Использование данных технологий экономически эффективно лишь на крупных производствах (миллиарды м.куб. исходного газа) и экономически необоснованно на средних и мелких месторождениях.

  Другим недостатком  этих схем является неспособность  по техническим и транспортным  причинам утилизировать попутный  газ концевых ступеней сепарирования  ввиду его обогащения тяжелыми  углеводородами – такой газ  не может перекачиваться по  трубопроводам и обычно сжигается  в факелах. Поэтому даже на  обустроенных газопроводами месторождениях  продолжают сжигать попутный  газ концевых ступеней сепарирования.

    Основные  потери нефтяного газа формируются  в основном за счет мелких, малых и средних удаленных  месторождений, доля которых в  нашей стране продолжает стремительно  увеличиваться. Организация сбора  газа с таких месторождений,  как это было показано выше, по схемам, предложенным для строительства  крупных газоперерабатывающих заводов, является весьма капиталоемким и неэффективным мероприятием.

  Даже в  регионах, где находятся ГПЗ, и  существует разветвленная газосборная  сеть, газоперерабатывающие предприятия  стоят загруженными на 40-50%, а вокруг  них горят десятки старых и  зажигаются новые факела. Обусловлено  это действующими нормами регулирования  в отрасли и недостатком внимания  к проблеме, как со стороны  нефтяников, так и со стороны  газопереработчиков.

    В  советские времена развитие газосборной  инфраструктуры и поставки ПНГ  на газоперерабатывающие заводы  осуществлялись в рамках плановой  системы и финансировались в  соответствии с единой программой  развития месторождений. После  развала Союза и формирования  независимых нефтяных компаний  инфраструктура сбора и доставки  ПНГ до заводов осталась в  руках газопереработчиков, а источники газа, естественно, контролировались нефтяниками. Возникла ситуация монополизма покупателя, когда у нефтяных компаний, фактически, не осталось альтернатив утилизации попутного нефтяного газа, кроме как его сдача в трубу для транспортировки на ГПЗ. Более того, государством были законодательно установлены на заведомо низком уровне цены сдачи попутного газа на ГПЗ. С одной стороны это позволило газоперерабатывающим заводам выжить и даже хорошо себя чувствовать в бурные 90-е, с другой, лишило нефтяные компании стимула инвестировать в строительство газосборной инфраструктуры на новых месторождениях и поставлять попутный газ на существующие предприятия. В результате Россия имеет сейчас одновременно простаивающие мощности по переработке газа и десятки факелов отапливающего воздух сырья.

Глава 5

Экологические последствия сжигания попутного нефтяного  газа

 

 Сжигание попутного нефтяного газа – серьезная экологическая проблема как для самих нефтедобывающих регионов, так и для глобальной окружающей среды.

    Ежегодно  в России и Казахстане в  результате сжигания попутных  нефтяных газов в атмосферу  попадает более миллиона тонн  загрязняющих веществ, включая  углекислый газ, диоксид серы  и сажевые частицы. Выбросы,  образующиеся при сжигании попутных  нефтяных газов составляют 30% от  всех выбросов в атмосферу  в Западной Сибири, 2% от выбросов  от стационарных источников в  России и до 10% суммарных атмосферных  выбросов Республики Казахстан.

    Необходимо  также принять во внимание  негативное влияние теплового  загрязнения, источником которого  являются нефтяные факела. Западная  Сибирь России – один из  немногих малонаселенных регионов  мира, огни которого можно видеть  ночью из космоса наряду с  ночным освещением крупнейших  городов Европы, Азии и Америки.

   Особенно  актуальной при этом проблема  утилизации ПНГ видится на  фоне ратификации Россией Киотского  протокола. Привлечение средств  европейских углеродных фондов  под проекты тушения факелов  позволило бы профинансировать  до 50% требуемых капитальных затрат  и существенно повысить экономическую  привлекательность данного направления  для частных инвесторов. Уже по  итогам 2006-го года объем углеродных  инвестиций, привлеченных компаниями  Китая в рамках Киотского протокола,  превысил $6 млрд., притом, что такие  страны как Китай, Сингапур  или Бразилия не брали на  себя обязательств по сокращению  выбросов. Дело в том, что только  для них существует возможность  продавать сокращенные выбросы  по так называемому "механизму  чистого развития", когда оценивается  сокращение потенциальных, а не  реальных выбросов. Отставание России  в вопросах законодательного  оформления механизмов оформления  и передачи углеродных квот  будет стоить отечественным компаниям  миллиардов долларов недополученных  инвестиций.

Глава 6

Состав  при сжигании попутного  нефтяного газа

 

Глава 7