Попутный нефтяной газ (ПНГ) - это природный углеводородный газ, растворенный в нефти или находящийся в «шапках» нефтяных и газоконденсатных месторождений.
В одной тонне нефти количество ПНГ может колебаться от одного-двух до нескольких тысяч кубометров.
В отличие от 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.
При вскрытии нефтяных пластов обычно сначала начинает фонтанировать газ нефтяных «шапок». Впоследствии основную часть добываемого попутного газа составляют газы, растворенные в нефти. Газ газовых «шапок», или свободный газ, является более «легким» по составу (с меньшим содержанием тяжелых углеводородных газов) в отличие от растворенного в нефти газа. Таким образом, начальные стадии освоения месторождений обычно характеризуются большими ежегодными объемами добычи попутного нефтяного газа с большей долей метана в своем составе. При длительной эксплуатации месторождения дебет попутного нефтяного газа сокращается, и большая доля газа приходится на тяжелые составляющие.
Попутный нефтяной газ является важным сырьем для энергетики и химической промышленности. ПНГ имеет высокую теплотворную способность, которая колеблется в пределах от 9 тысяч до 15 тысяч Ккал/ куб. м, но его использование в энергогенерации затрудняется нестабильностью состава и наличием большого количества примесей, что требует дополнительных затрат на очистку («осушку») газа. В химической промышленности содержащиеся в ПНГ метан и этан используются для производства пластических масс и каучука, а более тяжелые элементы служат сырьем при производстве ароматических углеводородов, высокооктановых топливных присадок и сжиженных углеводородных газов, в частности, сжиженного пропан-бутана технического (СПБТ).
Более 80% от общего объема добычи ПНГ в России по данным 2006 года приходилось на пять нефтяных компаний: Сургутнефтегаз, ТНК BP, Роснефть, ЛУКОЙЛ, Газпром нефть.
По данным Министерства природных ресурсов и экологии РФ (МПР), из 55 млрд кубометров ежегодно добываемого в России ПНГ лишь 26% (14 млрд кубометров) направляется в переработку, 47% (26 млрд кубометров) идет на нужды промыслов либо списывается на технологические потери и 27% (15 млрд кубометров) сжигается в факелах.
Наиболее высокий уровень использования ПНГ (более 90%) зафиксирован в Южном и Дальневосточном федеральных округах. В Северо-Западном федеральном округе утилизация попутного газа ненамного превышает 35%, в Сибирском ФО - 65%.
По расчетам МПР, из-за сжигания ПНГ Россия ежегодно теряет около 139,2 млрд рублей (консолидированная стоимость жидких углеводородов, пропана, бутана и сухого газа, производимых при переработке попутного газа).
Сжигание ПНГ приводит к значительным выбросам твердых загрязняющих веществ и ухудшению экологической обстановки в нефтепромысловых районах.
При «технологических потерях» и сжигании ПНГ в атмосферу выбрасывается диоксид углерода и активная сажа. В результате горения газа в факелах в России ежегодно образуется почти 100 млн тонн выбросов СО2 (при условии эффективного сжигания всего объема газа). Однако российские факелы известны своей неэффективностью, т.е. газ в них сжигается не полностью. Соответственно, в атмосферу выделяется метан, гораздо более активный парниковый газ, чем углекислый газ. Объем выбросов сажи при сжигании ПНГ оценивается приблизительно в 0,5 млн тонн в год.
Сжигание ПНГ сопровождается тепловым загрязнением окружающей среды: вокруг факела радиус термического разрушения почв колеблется в пределах 10–25 метров, растительности – от 50 до 150 метров. При этом в атмосферу поступают как продукты сгорания ПНГ, в том числе окись азота, сернистый ангидрид, окись углерода, так и различные несгоревшие углеводороды. Это приводит к увеличению заболеваемости местного населения раком легких, бронхов, к поражениям печени и желудочно-кишечного тракта, нервной системы, зрения.
Возможные пути утилизации попутного газа:
- Закачка в недра для повышения пластового давления и, тем самым, эффективности добычи нефти. Однако в России, в отличие от ряда зарубежных стран, этот метод за редким исключением не используется, т. к. это высоко затратный процесс.
- Использование на местах для выработки электроэнергии, идущей на нужды нефтепромыслов.
- При выделении значительных и устойчивых объемов попутного нефтяного газа – использование в качестве топлива на крупных электростанциях, либо для дальнейшей переработки.
Наиболее эффективный способ утилизации попутного нефтяного газа – его переработка на газоперерабатывающих заводах с получением сухого отбензиненного газа (СОГ), широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), сжиженных газов (СУГ) и стабильного газового бензина (СГБ).
Крупная консалтинговая компания в сфере ТЭКа PFC Energy в исследовании "Утилизация попутного нефтяного газа в России" отметила, что оптимальный вариант использования ПНГ зависит от размера месторождения. Так, для малых месторождений наиболее привлекательным вариантом является выработка электроэнергии в малых масштабах для собственных промысловых нужд и нужд других местных потребителей.
Для средних месторождений, по оценкам исследователей, наиболее экономически целесообразным вариантом утилизации попутного нефтяного газа является извлечение сжиженного нефтяного газа на газоперерабатывающем заводе и продажа сжиженного нефтяного газа (СНГ) или нефтехимической продукции и сухого газа.
Для крупных месторождений наиболее привлекательным вариантом является генерирование электроэнергии на крупной электростанции для последующей оптовой продажи в энергосистему.
По мнению экспертов, решение проблемы утилизации попутного газа - это не только вопрос экологии и ресурсосбережения, это еще и потенциальный национальный проект стоимостью 10-15 млрд долларов. Только утилизация объемов ПНГ позволила бы ежегодно производить до 5-6 млн тонн жидких углеводородов, 3-4 млрд кубометров этана, 15-20 млрд кубометров сухого газа или 60-70 тысяч ГВт/ч электроэнергии.
Президент РФ Дмитрий Медведев дал поручение правительству РФ принять меры по прекращению практики нерационального использования попутного газа к 1 февраля 2010 года.
