Энергосберегающие мероприятия в нефтяной отрасли промышленности

Смоленск 2004г. СОДЕРЖАНИЕ Анализ развития и современный технический уровень. 3 Перспективы развития. 4 Распределение добычи нефти между отдельными регионами. 9 Проблемы энергосбережения и пути их решения. 11 Заключение. 16 Список использованной литературы. 17 Анализ развития и современный технический уровень.

В 60-х и 70-х годах высокая эффективность поисково-разведочных работ и значительный рост добычи нефти и газа были связаны в основном с открытием и ускоренным освоением запасов наиболее крупных месторождений Западной Сибири, Урала и Поволжья. Затем уже к 1980 г. снизилась (более чем в 2-3 раза по сравнению с 1970 г.) эффективность геологоразведочных работ, что связано со следующими факторами: повышением доли запасов, связанных с глубокопогруженными отложениями, тектоническими зонами, с такими типами ловушек,

которые не поддаются картированию существующими методами и средствами разведочной геофизики; недостаточной технической и методической оснащенностью промыслово-геофизических исследований скважин в условиях возрастающих глубин. В повышении эффективности поисково-разведочных работ на нефть и газ важнейшую роль играли геофизические методы разведки, среди которых наиболее широко применяется (более 90% объема геофизических работ) сейсморазведка. В результате всего этого в нефтяной промышленности начиная с 60-х годов приросты запасов промышленных

категорий отставали от роста добычи нефти, а обеспеченность добычи запасами стала ниже оптимальной величины. Одновременно темпы роста капитальных вложений и основных фондов стали выше темпов роста добычи нефти, что привело к ухудшению себестоимости и фондоотдачи. Воспроизводство основных производственных фондов приняло экстенсивный характер – ввод новых фондов значительно превышал их ликвидацию по ветхости и износу.

Причем технический уровень части машин и оборудования не соответствовал мировому уровню. Для современного состояния нефтеперерабатывающей промышленности характерны: рост суммарной потребности народного хозяйства в светлых нефтепродуктах, особенно в моторных топливах; замедление темпов роста объемов переработки нефти; крайне неблагоприятная возрастная структура действующих основных фондов в ряде ведущих технологических процессов – первичной перегонке нефти, каталитическом и термическом крекировании,

коксовании нефтяных остатков находящихся в эксплуатации более 20 лет. Перспективы развития. Основная часть потребности народного хозяйства в первичных энергоресурсах будет по-прежнему обеспечиваться за счет углеводородных топлив. Основные особенности развития нефте-газового комплекса на перспективу заключаются в следующем: многолетняя тенденция увеличения в энергетическом балансе доли и объемов потребления нефти сменится повышением роли

природного газа с соответствующим развитием технических средств и технологий, обеспечивающих эффективность такого замещения и существенную экономию нефти как сырья для нефтехимии и выработки моторного топлива; рост потребности в моторном топливе, нефтехимическом сырье и расход нефти для нетопливных нужд будет обеспечен за счет глубокой переработки мазута с компенсацией убыли его в балансе в первую очередь природным газом (при создании соответствующей инфраструктуры – подводящие газопроводы, хранилища и т.д.), а также

углем. В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности наряду с количественным увеличением объема производства моторных топлив в прогнозируемом периоде в связи с осуществлением дизелизации моторного парка страны существенно изменится соотношение выработки автобензина и дизельного топлива в сторону резкого увеличения последнего. Высокими темпами будут осуществляться работы по глубокой переработке нефти и мазута. Большое количество потребляемого в качестве топлива мазута будет вовлечено в переработку,

что в значительной степени компенсирует падение добычи нефти. Имеющаяся в настоящее время методология перспективного планирования добычи нефти сложилась в эпоху «дешевой нефти». Она основана на построении долгосрочного прогноза технологических добывных возможностей нефтяной промышленности, соответствующих некоторй прогнозной динамике развития сырьевой базы. При оценке этих возможностей принимались во внимание, главным образом, только высокопродуктивные запасы

нефти, которые могли разрабатываться хорошо освоенной традиционной технологией вытеснения нефти закачиваемой водой. Наиболее важным в оценке добывных возможностей является формирование рациональной кратности запасов, т.е. отношения имеющихся запасов (промышленных категорий) к дебиту добычи нефти. Хотя для обоснования величины рациональной кратности привлекались некоторые экономические оценки, фактически эта величина задавалась по оценкам экспертов. Главное же заключалось в том, что фактическое развитие

сырьевой базы нефтедобычи позволяло сформировать такие добывные возможности, которые обеспечивали не только быстрорастущие потребности народного хозяйства в энергии для мобильных силовых установок, но и давали возможность использовать большое количество мазута в качестве котельно-печного топлива (КПТ) и направлять значительные объемы нефти на экспорт. Высокая концентрация промышленных запасов в крупных месторождениях с хорошими технико-экономическими

характеристиками обеспечивала нефтяной промышленности до середины 70-х годов высокие и устойчивые темпы роста. Поскольку удельные затраты, связанные с подготовкой запасов и добычей нефти, были сравнительно невелики, мало кого заботило отсутствие достаточно полной и последовательной системы экономического обоснования необходимых объемов замещения нефтепродуктов, рациональных объемов топливосбережения. Уже к середине 70-х годов наметилась тендеция роста удельных затрат, связанных с подготовкой запасов

и добычей нефти, и нарастающего дефицита запасов. Дефицита, конечно, условного – просто в приростах запасов стало меньше «хороших» (доступных для эксплуатации по традиционной технологии и с малыми затратами запасов). Важно подчеркнуть, что намеченное ранее существенное увеличение объемов поисково-разведочных работ на нефть (в том числе и в новых регионах), с которым еще недавно связывалось решение проблемы расширения добывных возможностей нефтяной промышленности, теперь представляется неполным.

Проблема расширения добывных возможностей может бать решена тоько при вовлечении пассивных запасов в разработку (и, конечно, при расширении поисково-разведочных работ). Активные запасы, т.е. запасы, которые могут быть достаточно полно охвачены разработкой по существующей в настоящее время технологии добычи нефти, сейчас практически полностью обеспечивают добычу. Но к 2010 г. они смогут обеспечить только около 35% потребностей страны.

Пассивные запасы сейчас значительной нагрузки не несут, т.к. являются трудноизвлекаемыми для существующей технологии. К таким запасам относятся запасы слабопроницаемых коллекторов, водонефтяных и водоплавающих зон платформенных месторождений, нефтяных оторочек газовых и газоконденсатных месторождений, запасы высоковязких нефтей. Больше половины добывных возможностей к 2010 г. предполагается обеспечить за счет освоения прогнозных и перспективных ресурсов, но значительная часть их будет трудноизвлекаемой при существующей

технологии. Перспективные и прогнозные ресурсы Западной Сибири только наполовину могут быть представлены традиционными нефтяными месторождениями. Половина запасов будет находиться в нефтяных оторочках газовых и газоконденсатных месторождений. Использование запасов и ресурсов новых нефтяных регионов (Прикаспийская низменность, Восточная Сибирь, арктические шельфы) требует разработки новых технологий практически во всех сферах

нефтяной промышленности. Анализ особенностей предстоящего этапа развития нефтедобычи показывает, что она целиком определяется возможностями открытия новых месторождений и возможностями создания новых технологий добычи. Поэтому технико-экономические показатели развития нефтедобычи в период до 2010 г. могут быть известны лишь в самых общих чертах характеризуются очень широкой зоной неопределенности. Эта неопределенность обусловливает большой риск, с которым связано развитие нефтедобычи на предстоящие 25

лет. Риск может быть уменьшен до приемлемого уровня либо выделением добавочных, страховочных материально-технических и людских ресурсов, либо снижением добычи нефти. Ухудшение качества запасов нефти, разрабатываемых традиционной технологией в освоенных районах, необходимость создания безусловно ресурсоемких технологий в Прикаспийской низменности, в Восточной Сибири, на шельфах арктических морей, необходимость значительных страховочных ресурсов приводят

к резкому увеличению удельных затрат. Особенности предстоящего развития сырьевой базы и технологии в нефтяной промышленности обусловливают планирование перспективных уровней добычи нефти на новой методологической основе. Раньше основой такого формирования являлись потенциальные добывные возможности нефтяной промышленности. Использование альтернативных источников рассматривалось, главным образом, как способы покрытия возможного дефицита в потребностях народного хозяйства в моторном топливе и химическом сырье.

На рубеже 20 и 21 веков складывается иная ситуация. Анализ показал целесообразность абсолютного снижения уровней добычи нефти после 1995-2000 г.г. на несколько десятков миллионов тонн в год. Это позволит не вводить в разработку месторождения с очень низкими дебитами новых скважин и отказаться от внедрения в широких масштабах (во всяком случае, до 2010 г.) самых дорогих из новых технологий нефтедобычи. Сэкономленные таким образом материальные ресурсы следует использовать

для более широкого вовлечения альтернативных источников в баланс моторных топлив и химического сырья. Такой вывод получен на основе тщательного технико-экономического анализа различных структур баланса моторных топлив и химического сырья и баланса КПТ. При проведении этого анализа были приняты следующие основные положения. Сопоставление различных технологически допустимых структур осуществляется сравнением совокупных дискотированных

затрат при условии удовлетворения для каждой структуры потребности народного хозяйства в следующих продуктах: нефти и нефтепродуктах для экспорта, керосине, топливе для дизельных двигателей, топливе для карбюраторных двигателей, сырье для химической промышленности, нетопливных продуктах нефтепереработки (масла, нефтяной кокс и т.д.), этане, передаваемом микробиологической промышленности, пропан-бутане, направляемом на коммунально-бытовые нужды. При расчете затрат учитывались следующие направления: поисково-разведочные

работы на нефть и газ; бурение и обустройство нефтяных и газовых месторождений; магистральный транспорт газа и нефти; подземное хранение газа; сооружение газовых сетей; переработка нефти, конденсата, нефтяного, природного газа и газа нефтепереработки; строительство газозаправочных станций, оборудование транспортных средств для использования сжатого газа, компенсация потери грузоподъемности этих транспортных средств; создание промышленной и социальной инфраструктуры и охрана окружающей среды.

Компенсация уменьшения производства жидкого топлива осуществляется дополнительным использованием газа. При этом предусматривается увеличение капиталовложений не только в добычу и транспорт газа, но и в развитие подземных хранилищ и строительство разводящих газовых сетей. Компенсация изъятия топлива из баланса КПТ для использования его в качестве моторного топлива и химического сырья (применение сжатого газа на танспорте, извлечение этана, пропан-бутана, из природного газа) осуществляется

также дополнительным использованием газа. Инструментом анализа является диалого-имитационная система СПРУТ, позволяющая генерировать в интерактивном режиме множество различных структур баланса моторных топлив и химического сырья и формировать для каждой такой структуры соответствующие капитальные и эксплуатационные затраты по всем направлениям. Система СПРУТ оперирует моделями нефте- и газодобычи на уровне отдельных месторождений, при этом учитывается нелинейность характеристики затраты – выпуск и ограниченность извлекаемых

запасов нефти и газа как в каждом отдельном месторождении, так и в каждом топливодобывающем регионе. Существо имитационного подхода заключается в том, что при формитровании гарантирующих затрат в добыче нефти и газа осуществляется проигрывание на ЭВМ различных возможных вариантов прироста запасов и их технико-экономических характеристик. Распределение добычи нефти между отдельными регионами. Оптимизация такого распределения показала, что Западная

Сибирь и до 2010 г. остается основным нефтедобывающим регионом страны. Особенностью предстоящего развития этого региона явится освоение нетрадиционных запасов и ресурсов нефти, сосредоточенных в нефтяных оторочках газовых и газоконденсатных месторождений. Учитывая необходимость рационального использования ресурсов газонефтеконденсатных месторождений, проекты их разработки должны быть комплексными и обеспечивать достаточно полное извлечение всех компонентов

углеводородов. Важнейшая задача в период до 2010 г. – создание нового крупного нефтедобывающего региона в Прикаспийской низменности на основе разработки глубокозалегающих подсолевых отложений. Хотя ресурсная обеспеченность здесь весьмя благоприятна, поиск, разведка и разработка подсолевых отложений Прикаспия представляют сложную техническую проблему, определяемую большой глубиной залегания, значительной толщиной соляных отложений, сложными термобарическими условиями, агрессивностью пластовых флюидов, газонасыщенностью.

В настоящее время основные процессы нефтедобычи (бурение, нефтепромысловое обустройство, добыча нефти) не обеспечены отечественной технологией. Восточную Сибирь и шельфы арктических морей следует рассматривать как резервные нефтеносные провинции. В этих регионах сосредоточены очень большие начальные потенциальные ресурсы нефти, но освоение их связано с необходимостью крупных капиталовложений перед началом добычи нефти в промышленных масштабах.

Чтобы риск, связанный с освоением нефтедобывающих регионов Восточной Сибири и арктических морей, был в разумных пределах, капиталовложениям должно предшествовать накопление достаточно большого объема запасов нефти промышленных категорий. В зависимости от результатов поисково-разведочных работ необходимо уточнить начало и масштабы промышленной добычи нефти в этих регионах. Для традиционных районов нефтедобычи (Урало-

Поволжье, Мангышлак, Коми и др.) основные задачи на ближайшие 25 лет связаны с вовлечением в разработку пассивных в настоящее время запасов. Развитая инфраструктура данных районов, наличие квалифицированного персонала делают такое вовлечение экономически эффективным и конкурентоспособным по отношению к развитию добычи нефти за счет новых регионов. Должны быть использованы возможности роста добычи нефти из слабопроницаемых коллекторов, освоение запасов нефти мелких и мельчайших месторождений, запасов неантиклинальных ловушек,

освоение ресурсов высоковязких нефтей. Одна из основных проблем – разработка новых и совершенствование существующих методов поиск и разведки, позволяющих кратно увеличить эффективность поисково-разведочных работ. Для отрасли, планирующей более половины добычи осуществить в 2010 г. из неоткрытых сегодня месторождений, эта проблема является ключевой. Предстоит разработка эффективных методов и средств прогнозирования геологического разреза, обеспечивающих выявление литологических и стратиграфических ловушек, прямое

обнаружение углеводородов, значительное повышение точности и глубины разведки. Основой этих методов должна стать усовершенствованная методика пространственной сейсморазведки, использующая мощные вычислительные и телеметрические системы. На основе разработки и серийного производства эффективного, надежного и автоматизированного бурового и промыслового оборудования предстоит создать технологию добычи нефти в глубокозалегающих, подсолевых отложениях Прикаспийской низменности, технологию освоения ресурсов

нефтяных оторочек Западной Сибири. Необходимо создать технические средства, позволяющие эффективно использовать ресурсы высоковязких нефтей, низкопроницаемых коллекторов, мелких и мельчайших месторождений. Необходимо промышленное производство оборудования, аппаратуры и вытесняющих агентов для повышения нефтеотдачи. Речь идет о практически полном техническом перевооружении отрасли. Но такое перевооружение будет эффективно использовано нефтяной промышленностью только при условии не

менее полного нормативного и методологического совершенствования планирования развития и размещения всех подотраслей и на всех иерархических уровнях. Это совершенствование должно быть основано на повседневном внедрении противозатратного механизма и направлено на переход отрасли к интенсивному пути развития. Проблемы энергосбережения и пути их решения. Прогнозируемое ухудшение условий подготовки запасов и добычи нефти и газа может привести (при сохранении сложившихся тенденций) к росту удельных капиталовложений

в целом по нефте-газовому комплексу (НГК) примерно в 2 раза и к росту трудоемкости в 3 раза к 2010 г Из-за ограничений по капиталовложениям и численности занятых, вытекающих из современной и прогнозируемой экономической и демографической ситуации, главными задачами энергосбережения являются замедление темпов роста капиталовложений на 15-20 % и повышение производительности труда в 2,5 раза к 2010 г Трудности в реализации стоящих перед энергосбережением задач будут связаны главным образом с имеющимся

отставанием в развитии техники и технологии, несовершенной системой разработки, внедрения и тиражирования новейших достижений энергосбережения и некомплексным подходом в определении приоритетных направлений и долгосрочных целевых научно-технических программ (ДЦП). Основной путь к решению этих проблем в период до 2010 г. заключается, во-первых, в четком выделении наиболее острых научно-технических межотраслевых проблем по всем подсистемам технологического цикла

с адресной привязкой к конкретным геолого-техническим условиям ведения работ (см. таблицу) и, во-вторых, в разработке и реализации ДЦП, направленных на решение этих проблем по каждой из подсистем технологического цикла. Технологические циклы различаются между собой технологиями и техническими средствами, применяемыми для производства целевого продукта. Главное их отличие определяется в основном условиями залегания запасов нефти, газа и конденсата в недрах и их добычей. Специфика этих условий особенно тесно связана с подсистемами,

начиная от поисков и разведки и кончая транспортировкой углеводородов. В каждой подсистеме технологического цикла реализация заданий Энергетической программы обусловливает возникновение проблем энергосбережения, решение которых невозможно без создания принципиально новых технологий и технических средств для обеспечения производства целевого продукта для конкретных геолого-технологических условий.

В подсистеме поисков и разведки существующий технический уровень не позволит эффективно проводить геолого-разведочные работы по глубокопогруженным горизонтам и подсолевым отложениям Прикаспия, неструктурным ловушкам, в условиях Крайнего Севера, континентального шельфа, а также в традиционных условиях, где в настоящее время ощущается значительное отставание уровня сейсморазведки (производительность в 6 раз ниже) от мирового.

Для решения этих проблем необходимо: для условий глубокопогруженных горизонтов (в том числе Прикаспия) разработать и создать аппаратуру и специальное промыслово-геофизическое оборудование, приспособленные к работе в сложных термобарических условиях, в антикоррозионном исполнении (H2S в газе от 6 % и выше); для условий поиска неструктурных ловушек усовершенствовать полевую аппаратуру и оборудование, разработать и освоить высокоточную аппаратуру и мощные вычислительные и телеметрические системы для сейсморазведки;

для условий Крайнего Севера разработать и создать специальную технику в северном исполнении, транспортные средства для ведения работ в заболоченной местности и т.д.; для условий шельфа разработать и создать оборудование для инженерно-геологического бурения и отбора керна при глубинах Подсистемы НГК и геолого-технологические условия на период до 2010 г. Подсистема Трудноизвлекаемые ресурсы Тради цион ные усло вия

Глубок опогру жжен ые горизоты Газоне фтяные и газо конден сатные залежи Высо ковяз кие нефти Углево дороды в низк опрони цаемых коллек торах Легкое углево дород ное сырье Нестру ктур ные лову шки Газо вые залежи на Кр. Сев. Шельф Поиск и разведка Х Х Х Х Х Строительство скважин Х Х Х Х Нефтегазопромысловое строительство

Х Х Х Х