Нафтовий газ: склад. Природний і попутний нафтовий газ

Нафта і газ - найважливіші види сировини у світі. Особливе місце в нафтогазовій промисловості займає попутний нафтовий газ. Раніше цей ресурс ніяк не застосовувався. Але зараз ставлення до цього цінного природного ископаемому змінилося.

Що являє собою попутний нафтовий газ

Це вуглеводневий газ, який виділяється з свердловин і з пластової нафти в процесі її сепарації. Він являє собою суміш пароподібних вуглеводневих і не вуглеводневого складових природного походження.

Його кількість в нафти може бути різним: від одного кубометра до декілька тисяч в одній тонні.

За специфікою отримання попутний нафтовий газ вважається побічним продуктом нафтовидобутку. Звідси і походить його назва. Через відсутність необхідної інфраструктури для збору газу, транспортування і переробки велику кількість цього природного ресурсу втрачається. З цієї причини більшу частину попутного газу просто спалюють у факелах.

Склад газу

Нафтовий газ складається з метану і більш важких вуглеводнів - етану, бутану, пропану і т. Д. Склад газу в різних родовищах нафти може трохи відрізнятися. У деяких регіонах у попутному газі можуть міститися невуглеводневі складові - сполуки азоту, сірки, кисню.

Попутний газ, який фонтанує після розтину нафтових пластів, відрізняється меншою кількістю важких вуглеводневих газів. Більш «важка» за складом частина газу знаходиться в самої нафти. Тому на початкових етапах освоєння родовищ нафти, як правило, добувається багато попутного газу з великим вмістом метану. В процесі експлуатації покладів ці показники поступово зменшуються, а більшу частину газу становлять важкі компоненти.

Природний і попутний нафтовий газ: в чому різниця

Попутний газ в порівнянні з природним містить менше метану, але має велику кількість його гомологів, в тому числі пентана і гексана. Інша важлива відмінність - поєднання структурних компонентів у різних родовищах, у яких видобувають попутний нафтовий газ. Склад ПНГ навіть може змінюватися в різні періоди на одному і тому ж родовищі. Для порівняння: кількісне поєднання компонентів природного газу завжди постійне. Тому ПНГ може використовуватися в різних цілях, а природний газ застосовується тільки як енергетична сировина.

Отримання ПНГ

Попутний газ отримують методом сепарування від нафти. Для цього використовують багатоступінчасті сепаратори з різним тиском. Так, на першій ступені сепарації створюється тиск від 16 до 30 бар. На всіх наступних щаблях тиск поступово знижують. На останньому етапі видобутку параметр знижують до 1,5-4 бар. Значення температури і тиску ПНГ визначаються технологією сепарування.

Газ, отриманий на першій ступені, відразу вирушає на газопереробний завод. Великі труднощі виникають при використанні газу з тиском нижче 5 бар. Раніше такий ПНГ завжди спалювався в факелах, але останнім часом змінилася політика утилізації газу. Уряд почав розробляти стимулюючі заходи щодо скорочення забруднень зовнішнього середовища. Так, на державному рівні в 2009 році був встановлений показник спалювання ПНГ, який не повинен перевищувати 5% від загального видобутку попутного газу.

Застосування ПНГ в промисловості

Раніше ПНГ ніяк не використовувався і відразу після добування спалювався. Зараз вчені розгледіли цінність цього природного ресурсу і шукають шляхи його ефективного використання.

Нафтовий газ, склад якого являє собою суміш пропану, бутанів і більш важких вуглеводнів, є цінною сировиною для енергетичної та хімічної промисловості. ПНГ володіє теплотворною здатністю. Так, під час згоряння він виділяє від 9 до 15 тисяч ккал / кубометр. У первісному вигляді його не застосовують. Обов`язково потрібно очищення.

У хімічній промисловості з міститься в попутному газі метану і етану виготовляють пластмасу і каучук. Більш важкі вуглеводневі компоненти використовують як сировину для виробництва високооктанових паливних присадок, ароматичних вуглеводнів і зріджених вуглеводневих газів.

На території Росії понад 80% обсягу одержуваного попутного газу припадає на п`ять компаній, які видобувають нафту і газ: ВАТ "НК Роснефть", ВАТ "Газпром нафта", ВАТ "Нафтова компанія ЛУКОЙЛ", ВАТ "ТНК-ВР Холдинг", ВАТ "Сургутнафтогаз ". Згідно з офіційними даними, країна щорічно видобуває понад 50 млрд кубометрів ПНГ, з них 26% йде на переробку, 47% використовується в промислових цілях, а решта 27% спалюють у факелах.

Існують ситуації, в яких не завжди рентабельно використовувати попутний нафтовий газ. Застосування цього ресурсу часто залежить від розміру родовища. Так, газ, що видобувається на малих родовищах, доцільно використовувати для забезпечення електроенергією місцевих споживачів. На середніх родовищах найбільш економічно витягувати зріджений нафтовий газ на газопереробному заводі і продавати його підприємствам хімічної промисловості. Оптимальним варіантом для великих родовищ є виробництво електроенергії на великій електростанції з подальшим продажем.

Шкода від спалювання ПНГ

Спалювання попутного газу забруднює навколишнє середовище. Навколо факела діє термічне руйнування, яке вражає грунт в радіусі 10-25 метрів і рослинність в межах 50-150 метрів. У процесі згоряння в атмосферу потрапляють окису азоту та вуглецю, сірчистий ангідрид, а також незгорілі вуглеводні. Вчені підрахували, що в результаті спалювання ПНГ викидається близько 0,5 млн тонн сажі на рік.

Також продукти згоряння газу дуже небезпечні для здоров`я людини. Згідно зі статистичними даними, в основному нафтопереробному регіоні Росії - Тюменській області - захворюваність населення по багатьох видах хвороб вище середніх показників по всій країні. Особливо часто жителі регіону страждають патологіями дихальних органів. Спостерігається тенденція зростання числа новоутворень, захворювань органів чуття і нервової системи.

Крім того, продукти згоряння ПНГ викликають патології, які проявляються лише через деякий час. До них належать такі:

• бесплодіе;
• невиношування вагітності;
• спадкові захворювання;
• ослаблення іммунітета;
• онкологічні хвороби.

Технології утилізації ПНГ

Головна проблема утилізації нафтового газу полягає у високій концентрації важких вуглеводнів. У сучасній нафтогазової промисловості використовується кілька ефективних технологій, які дають можливість поліпшити якість газу шляхом видалення важких вуглеводнів:

1. Газофракційних поділ.
2. Адсорбційна технологія.
3. Низькотемпературна сепарація.
4. Мембранна технологія.

Шляхи утилізації попутного газу

Існує багато методів, але на практиці застосовуються всього декілька. Основний спосіб - утилізація ПНГ шляхом поділу на компоненти. Цей процес переробки дозволяє отримати сухий відбензинений газ, який, по суті, є тим же природним газом, і широку фракцію легких вуглеводнів (ШФЛУ). Ця суміш може використовуватися як сировина для нафтохімії.

Поділ нафтового газу відбувається на установках низькотемпературної абсорбції та конденсації. Після завершення процесу сухий газ транспортується газопроводами, а ШФЛУ направляється на нафтопереробні заводи для подальшої обробки.

Другий ефективний спосіб переробки ПНГ - сайклінг-процес. Цей метод передбачає нагнітання газу назад в пласт для підвищення тиску. Таке рішення дозволяє підвищити обсяги вилучення нафти з пласта.

Крім того, попутний нафтовий газ можна застосовувати для вироблення електроенергії. Це дозволить нафтовим компаніям істотно заощадити кошти, оскільки відпаде необхідність закуповувати електроенергію з боку.