Преимущества использования природного газа

нефтегазоносности глубоких горизонтов и расположенная в 7 км от

головных сооружений, где образуется основной объем подлежащих

захоронению стоков (510-580 м/сут). В скв.221 произведена перфорация

двух обсадных колонн в интервалах 3737-3764 и 3787-3844 м напротив

коллекторов серпуховского яруса. После нескольких СКО была достигнута

приемистость, обеспечивающая поглощение всех стоков ВГКМ.

Для обеспечения бесперебойности закачки в 1990 г. была пробурена

нагнетательная скв.13 на головных сооружениях, находящихся за контуром

газоносности. Глубина ее 4000 м, конструкция следующая: направление

диаметром 426 мм до глубины 207 м; техническая колонна диаметром 244,5

мм до глубины 2782 м; эксплуатационная колонна диаметром 168 мм,

спущенная на глубину 3998,5 м, перфорирована в интервалах 3814-3834 м,

3872-3880 м, 3883-3893 м, 3920-3923 м. НКТ диаметром 114,3 мм спущены

на глубину 3798,7 м.

Стоки перед закачкой проходят подготовку на очистных сооружениях

(песколовки, нефтеловушки). Они имеют плотность 1000-1090 кг/м,

минерализацию от 1,5 до 160,0 г/л, pH 4,0-12,0 содержание мехпримесей

15-212 мг/л.

Закачка стоков в скв.221 началась в ноябре 1990 г. Расход закачки

в зимний период составлял 200-300 м/сут, давление на насосе 3,0-3,5

МПа. Осенью 1991 г. была начата закачка в скв.13. Весной 1992г. скв.13

работала с приемистостью до 500 м/сут. В скв.221 провели СКО, после

чего обе скважины стали эксплуатироваться поочередно.

Месторождения тюменского Севера характеризуются исключительно

благоприятными геолого-гидрогеологическими условиями для ПЗСЧ, которые

состоят в следующем. На всех месторождениях региона основным объектом

разработки является газовая залежь, залегающая в интервале глубин 850-

1300 м в массивном резервуаре песчаных сеноманских отложений. Она

подстилается мощной водонапорной системой песчаных отложений покурской

свиты.

Подземное захоронение стоков осуществляется внутри контура

газоносности под разрабатываемую сеноманскую газовую залежь в

водонапорную систему песчаных пород покурской свиты на глубину 990-1600

м (чаще 1100-1400 м). Высокие коллекторские свойства песчаных пород

обеспечивают высокую приемистость скважин, составляющую при опытных

нагнетаниях от 600 до 2400 м/сут технической воды при устьевых

давлениях 0,2-0,6 МПа. Рабочие расходы закачки стоков не превышают 240

м/сут на скважину, рабочие устьевые давления составляют 0,2-0,3 МПа.

Конструкция нагнетательных скважин состоит из кондуктора

диаметром 244,5 мм, спущенного на глубину 400-550 м и перекрывающего

толщу многолетнемерзлых пород, и эксплуатационной колонны диаметром 168

мм (иногда 219 или 146 мм), спущенной до забоя и перекрывающую газовую

залежь. Эксплуатационная колонна перфорирована на 20-100 м ниже

первоначального ГВК. Длина интервалов перфорации от 8-10 до 35-40 м в

разных скважинах.

Закачка стоков осуществляется по НКТ диаметром от 73 до 114,3 мм,

спущенным в зону перфорации. в случае интенсивного выноса песка из

пласта коллектора нижняя часть НКТ напротив интервала перфорации

оборудуется щелевым фильтром с проволочной обмоткой и капроновой

сеткой. Это является эффективным мероприятием против образования

песчаных пробок в НКТ.

Перед закачкой промстоки проходят нефтеловушку и флотационную

установку, где очищаются от мехпримесей и нефтепродуктов. Наибольший

объем промстоков захороняется на Уренгойском НГКМ, где закачка началась

в 1979 г. и производится в широком масштабе на всех УКПГ, на заводе по

переработке газового конденсата (УПГК), на базе по снабжению

нефтепродуктами и ингибиторами (БСНиИ). Всего на месторождении

построены 42 нагнетательные скважины.

На предприятиях Уренгойского газохимического комплекса имеется по

две-три нагнетательные скважины, эксплуатирующиеся поочередно. В

среднем объемы захоронения стоков колеблются от 70 до 220 м/сут на

разных УКПГ. На всех УКПГ объем закачки составляет 1400-1800 м/сут. В

последние годы на всех УПКГ ежегодно захороняется 630-680 тыс. м

стоков. На 1 января 1997 г. на всех УКПГ закачано в поглощающий

горизонт около 9 млн. м стоков.

На УЗПГК расход закачки стоков в последние годы превышает 600

м/сут. К началу 1997 г. здесь захоронено около 1,8 млн. стоков. Большую

часть времени одновременно работают обе скважины. В период остановки

одной из них производительность закачки в действующую скважину

превышает 600 м/сут.

На БСНиИ промстоки в осенне-зимний период накапливаются в

металлических резервуаров, а в мае-сентябре закачиваются в две скважины

производительностью не более 50 м/сут на скважину.

Всего на Уренгойском НГКМ на 1 января 1997 г. захоронено около 11 млн.

м стоков.

На Вынгапуровском месторождении с 1982 г. промстоки заканчиваются

в свк.301, в интервал 1090-1100 м. Расход закачки 30-40 м/сут; общий

объем захоронения на 1 января 1997 г. составил 170 тыс. м.

На Ямбургском ГКМ для закачки стоков пробурены по две-три

скважины на всех восьми действующих УКПГ и четыре скважины = на

промзоне пос. Ямбург. Всего пробурено 25 скважин. Захоронение стоков

ведется только на УКПГ - 1В; расход закачки 100-150 м/сут, устьевое

давление 1,2-2,0 МПа. На других УКПГ и на промзоне стоки сжигаются.

Закачка промстоков в поглощающие горизонты непродуктивных

отложений в наиболее значительных объемах осуществляется на

Астраханском газохимическом комплексе. Здесь в процессе переработки

сероводородсодержащего газа образуются промстоки плотностью 1000-1008

кг/м, минерализацией 4,2-11,4 г/л, pH5,5-12,0 содержанием сероводорода

31-4000 мг/л. На Астраханском ГКМ газонасыщенные карбонатные породы

каменноугольного возраста перекрыты соленосными отложениями кунгурского

яруса, образующими солянокупольные поднятия и межкупольные мульмиды.

Последние заполнены верхнеперскими, мезозойскими и кайнозойскими

отложениями, в разрезе которых чередуются пористые песчаные

водонасыщенные пласты и водоупорные глинистые толщи.

В одной из мульмид находится полигон ПЗС, состоящий из шести

нагнетательных скважин глубиной по 1800 м, расположенных на расстоянии

135-180 м друг от друга и имеющих следующую конструкцию: кондуктор

диаметром 324 мм до глубины 57-68 м; техническая колонна диаметром

244,5 мм до глубины 396-401 м; эксплуатационная колонна диаметром 177,8

мм спущена на глубину 1800 м и перфорирована в интервалах от 1528 до

1577 м напротив коллекторов верхнеюрского, а в одной скважине -

верхнеюрского и нижнемелового поглощающих горизонтов. НКТ диаметром

114,3 мм спущены на глубину 1580 м . закачка стоков производится

одновременно в две- три скважины при устьевых давлениях 1-12 МПа.

Объемы захороняемых стоков на полигоне составляют 215-410 м/сут или, в

среднем, 70 тыс. м/год; общее количество закаченных стоков на 1 января

1997 г. составляет 650 тыс. м.

Подводя итоги изложенному, можно сделать вывод, что подземное

захоронение промстоков является эффективным средством предотвращения

загрязнения земной поверхности, открытых водоемов и неглубоко

залегающих подземных вод питьевого качества. Опыт многолетней закачки

стоков предприятий газовой промышленности в различных регионах страны

показал его высокую технологическую эффективность и положительное

влияние на экологическую обстановку в газодобывающих регионах.

Роль природных и техногенных эмиссий газов в формировании

парникового эффекта .

Многие специалисты полагают, что при сохранении пагубных

тенденций разрушения природных систем и игнорирования законов

устойчивого развития глобальная катастрофа на Земле неизбежна. Одной из

наиболее вероятных причин возможного глобального предела развития

считается. так называемый парниковый эффект, “тепловая ловушка”, или

глобальное потепление климата.

Предприятия газовой промышленности является одним из источников

эмиссии парниковых газов.

Статистические данные по оценке экологических последствий при

выработке электроэнергии и выбросам, например, углекислого газа в

атмосферу, свидетельствуют, что при использовании природного газа в

качестве топлива на тепловых электростанциях выделяется почти в 1,5

раза меньше СО, чем при использовании в качестве топлива угля и в 2

раза меньше, чем при использовании кокса. Существует теоретическое

предположение, что при утечках метана порядка 11-12% на протяжении

всего производственного цикла от добычи потребителя, эффект от

использования природного газа в качестве экологически чистого топлива

пропадает. С этой точки зрения необходимо определить вклад объектов

газовой промышленности России в эмиссию парниковых газов на глобальном

уровне с учетом сопоставления поступления в атмосферу техногенных газов

и при естественной дегазации Земли.

Глобальная эмиссия парниковых газов .

Сложилось устойчивое представление, что причиной глобального

потепления климата является техногенная эмиссия парниковых газов - СО,

CH, NO и хлорфторуглеводородов - фреон-11 CFCL и фреон -12 CFCL.

Парниковые газы поглощают тепло, вызывая повышение температуры на Земле

подобно одеялу, или точнее, парнику, который позволяет солнечной

энергии войти внутрь, но препятствует ее выходу обратно. Парниковый

эффект является благоприятным явлением природы, сохраняющим тепло на

Земле и делающим ее обитаемой. Парниковые газы поглощают тепло, которое

иначе рассеялось бы в космическом пространстве, и вызывают глобальное

потепление климата. Однако последствия резкого потепления климата имеют

негативный характер. В целях защиты климатической системы от опасного

антропогенного воздействия государства-члены ООН подписали в 1992 г.

Рамочную Конвенцию ООН об изменении климата, которую Россия

ратифицировала в 1994 г.

В течении продолжительного времени считалось, что основную роль в

парниковом эффекте играет диоксид углерода. В последние 20 лет

установлено, что в результате человеческой деятельности объемы выбросов

в атмосферу других парниковых газов - метана, оксидов азота и все тех

же хлорфторуглеводородов- тоже растут экспоненциально, многократно

увеличивая парниковый эффект и угрожая озоновому слою.

Диоксид углерода, метан, оксиды азота и хлорфторуглеводороды

препятствуют отдаче земного тепла в космическое пространство, что

приводит к повышению температуры на планете. Концентрация этих газов в

атмосфере , кроме хлорфторуглеводородов, которые были синтезированы

лишь недавно, растет с конца ХVIII в.

Концентрация диоксида углерода в атмосфере увеличилась

приблизительно с 290 частей на миллион (ppm) в прошлом столетии до

более чем 350 ppm и продолжает экспоненциально возрастать.

Второй по вкладу в парниковый эффект газ-метан. Для одиночной

молекулы его эффект в 20 раз больше, чем у диоксида углерода, благодаря

широкому инфракрасному спектру. По наблюдениям, концентрация метана

увеличивается в атмосфере со значительно большим темпом, чем

концентрация углекислого газа.

Рост концентрации парниковых газов в атмосфере техногенная

гипотеза связывает с мировым потреблением энергии, которое продолжает

неравномерно, но неуклонно расти, несмотря на войны, экономические

спады, нестабильность цен и технический прогресс. Темпы потребления

энергии и доля различных ее источников в общем потреблении отражают

тенденции развития технологии и роста численности населения. Несмотря

на то, что ископаемые виды топлива по-прежнему являются доминирующими

среди источников первичной энергии, доля угля была максимальной

приблизительно в 1920 г., когда он обеспечивал производство более 70%

всего потребляемого топлива; доля нефти достигла максимума в начале 70-

х гг., составив немногим больше 40%. Предполагается, что природный газ,

который загрязняет окружающую среду меньше, чем нефть или уголь, в

будущем станет использоваться шире в мировом производстве энергии.

В России большая часть электроэнергии вырабатывается на

теплоэлектростанциях (порядка 69% с 1990 г.). Выработка электроэнергии

на теплоэлектростанциях с 1994 г. на 62% производится за счет

природного газа. Сторонники развития атомной энергетики утверждают, что

вредное воздействие в секторах угольной и теплоэнергетики, а также

газовой энергетики довольно велико, и воздействие газовой

промышленности обусловлено, главным образом, выбрасываемыми в атмосферу

углекислого газа и метана.

Глобальная эмиссия метана различными

экосистемами

(по данным Дж. Шеппарда [4])

|Экосистема |Скорость эмиссии, |Общий поток метана, |

| |г с 1 м за год |млн. т/год |

|Тропические влажные леса |23,5 |317 |

|Тропические сезонные леса|19,1 |80 |

|Леса умеренного пояса |14,6 |79 |

|Бореальные леса |13,8 |62 |

|Лесостепи |9 |28 |

|Саванна |9,6 |137 |

|Луга и пастбища |4,1 |15 |

|умеренного пояса | | |

|Тундра и альпийские луга |8,1 |7 |

|Экосистема |Скорость эмиссии, |Общий поток метана, |

| |г с 1 м за год |млн. т/год |

|Полупустыни |6,7 |78 |

|Болота и топи |78,8 |39 |

|Озера и реки |102 |51 |

|Арктические и песчаные |0 |0 |

|пустыни | | |

|Открытый океан |0,012 |4 |

|Континентальный шельф |0,012 |0,3 |

|Морские мелководья, рифы |6,9 |4 |

|Эстуарии |4,5 |6 |

|Обрабатываемые земли |6,1 |34 |

|Рисовые поля |55 |39 |

|Всего | |980,3 |

При составлении глобальных прогнозов необходимо учитывать, что,

помимо техногенного, существуют и природные, значительно более мощные

источники парниковых газов - эндогенные флюиды: водород, метан, азот.

Геологами показана их решающая роль в планетарном балансе [4]. Главными

каналами дегазации Земли, через которые растворенные во внешнем ядре

газы выходят на дневную и морскую поверхность, являются рифовые зоны -

грандиозные расколы, сливающиеся в единую мировую систему.

С этой точки зрения, представляют интерес фактические данные по

выбросам загрязняющих веществ в атмосферу газовой промышленностью, в

первую очередь, по эмиссии парниковых газов в сравнении с глобальными

патоками парниковых газов техногенной и естественной природы.

Анализ фактической ситуации :

Для изучения эмиссии нужны количественные характеристики газовых

потоков. Однако в литературе они весьма малочисленны и противоречивы.

Об этом свидетельствует два источника, характеризующие глобальный

уровень проработки рассматриваемой проблем [4,5].

Общее содержание метана в атмосфере Земли около 5000 млн. т.

Пребывание молекулы метана в атмосфере оцениваются продолжительностью

от одного года до пяти лет, следовательно, ежегодное поступление метана

в атмосферу составляет от 1000 до 5000 млн. т. Ежегодный поток

биогенного метана составляет по различным оценкам от 375 до 980 млн.

т/год. Величина потока эндогенного метана оценивается в 4500 млн.

т/год.

Сравнительная оценка техногенной эмиссии парниковых газов

(млн.т) :

| | | |1992-1996 гг. | |

| | | |РФ |промышлен-но| | |

| | | | |сти | | |

|CO2 | |6100 |651 |238 | | |

|CH4 |5000 |375 |27 |16 |1,515 |4500 |

|N2O | |8,2 |0,82 | | | |

Валовые выбросы вредных веществ с 1994 г. возрастают. Рост

обусловлен, в основном, выбросами метана и объясняется не увеличением

фактической массы выбросов, а более жесткой инспекцией. По этой же

причине несколько возрастают в последние три года выбросы оксидов

углерода. Сокращение выбросов оксидов азота связано с реконструкцией и

модернизацией ГПА компрессорных станций.

Инвентаризация антропогенных эмиссий парниковых газов Межведомственной

комиссией РФ по проблемам изменения климата рассчитана исходя из

объемов добычи, транспортировки и переработки газа и газового

конденсата, а также коэффициентов удельной эмиссии, рекомендованных к

использованию Межправительственной группой экспертов по изменениям

климата (МГЭИК).

Согласно приведенным данным, эмиссия метана объектами газовой

промышленности, рассчитанная по методике МГЭИК, в 1990 г. составляла 16

млн. т и на порядок превышала фактическую массу выбросов метана в

атмосферу, определенную по данным государственной статической

отчетности в последующие годы. Следует отметить, что добыча газа за

рассматриваемый период оставалась примерно на одном и том же уровне.

Кроме того, существует так называемый балансовый метод

определения эмиссий метана газовой промышленностью, основанный на учете

разности меду объемом добычи газа и объемом потребления природного газа

на конце магистрального газопровода. Согласно расчетам А,Г, Бордюгова

[6], потери из года в год колеблются от 1,03 до 1,54% и в среднем

составляют 1,3% от добычи природного газа. При объеме добычи природного

газа за последние три года приблизительно по 570 млрд. м3/год эмиссия

метана составляет около 5,3 млн.т/год.

Таким образом, эмиссия метана объектами газовой промышленности РФ

в различных источниках оценивается от 1,5 до 1,6 млн. т/год.

Доля газовой промышленности в глобальной эмиссии метана

составляет от 0,03 до 0,32%.

В связи с приведенными данными по эмиссии основных парниковых

газов в атмосферу представляется несостоятельной появившаяся в печати

точка зрения о вредном воздействии газовой промышленности на окружающую

природную среду.

Никто не знает, как многочисленные возможные реакции на

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5

МЕНЮ

Преимущества использования природного газа

ИНТЕРЕСНОЕ