Основные технологические процессы в нефтегазовом комплексе

2 ХАРАКТЕРИСТИКА И ОСОБЕННОСТИ ОСНОВНЫХ ВИДОВ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В НЕФТЕГАЗОВОМ КОМПЛЕКСЕ СОДЕРЖАНИЕ 2 РАЗДЕЛА: 2.1 Классификация производственных процессов 2.2 Основные технологические процессы в нефтегазовом комплексе 2.3 Запасы нефти и газа 2.4Геологоразведочные работы. 2.5 Жизненный цикл месторождений 2.6 Добыча нефти 2.7 Добыча природного газа 2.8 Производство сжиженного природного газа 2.9 Нефтеперерабатывающая промышленность 2.10 Газоперерабатывающая промышленность 2.11 Нефтехимическая промышленность 2.12 Инфраструктура транспорта нефти 2.13 Принципы размещения предприятий нефтегазового комплекса. 2.14 Концентрация, специализация и комбинирование в нефтегазовом комплексе 2.15 Вертикальная интеграция 2.1 КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ Производственный процесс – это совокупность взаимосвязанных процессов труда, технологических и естественных процессов, под воздействием которых предмет труда подвергается переработке до превращения его в готовый продукт Технологический процесс – это качественные (физикохимические и механические) изменения предмета труда (формы, размеров, состояния, расположения, физико-химических свойств, внешнего вида и т.п.), происходящие в результате воздействия человека на предмет труда с применением тех или иных орудий труда 1 Производственные процессы Основные Стадия 1 Стадия 2 Операция 1 Вспомогательные Стадия 3 Операция 2 Классификация производственных процессов Виды производственных процессов по характеру участия рабочего Ручные Ручные механизированные Машинно-ручные Краткая характеристика Работа, выполняемая рабочим без всякого участия механизмов (оборудования) Процессы выполняются непосредственно рабочим при помощи того или иного механизированного инструмента с использованием какого–либо источника энергии Процессы выполняются машиной при непосредственном участии рабочего Машинные Процессы производятся рабочей частью оборудования без участия рабочего Автоматизированные Процессы осуществляются автоматически, без какого–либо участия работника Аппаратурные Процессы происходят в системе сосудов и аппаратов, в которых предмет труда изменяется при строго определенных показателях технологического режима, при этом рабочий (или группа рабочих) наблюдает за работой аппаратов и регулирует протекающие в них процессы в соответствии с утвержденным регламентом 2 Виды производственных процессов по характеру и содержанию Краткая характеристика Механические Процессы, в которых под воздействием механических усилий происходит то или иное изменение формы, размеров и состояния предмета труда Физико–химические Процессы, при которых изменяются свойства материалов и их внутренняя структура Транспортные Процессы по перемещению предметов труда Погрузочно–разгрузочные Процессы, связанные с погрузкой или разгрузкой предметов труда Контрольные Процессы по испытанию и проверке предметов труда требованиям технических условий Исследовательские Работы по исследованию условий и параметров отдельных видов производственного процесса Обслуживания Процессы, направленные для обеспечения необходимых условий для нормального хода основного производственного процесса 3 2.2 ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В НЕФТЕГАЗОВОМ КОМПЛЕКСЕ Геологоразведка и геофизика Добыча нефти и природного газа Транспортировка и хранение нефти и газа Переработка Использование газа в РФ Экспорт нефти и газа Транспортировка и хранение нефтепродуктов Розничная реализация нефтепродуктов Основная реализации нефтепродуктов Экспорт нефтепродуктов Нефтехимическое производство Розничная реализация нефтехимической продукции Оптовая реализация нефтехимической продукции 4 Экспорт нефтехимической продукции 2.3 ЗАПАСЫ НЕФТИ И ГАЗА Поскольку нефть залегает в недрах на большой глубине, очень трудно дать какие-то точные количественные оценки. Напрямую замерить объемы нефти, залегающие в недрах земли, мы естественно не можем. Приходится довольствоваться расчетными оценками, которые зависят как от качества и количества исходных данных, так и от принятой методики подсчета. Существуют два принципиально разных метода подсчета извлекаемых запасов и ресурсов нефти Детерминистский метод – метод, базирующийся на известных геологических, инженерных и экономических данных. Для расчета используются одиночные значения параметров, используемых для расчета запасов (площадь, пористость, мощность и т.д.). Результатом также является единственное значение запасов Вероятностный метод – статистический анализ известных геологических, инженерных и экономических данных, при котором запасы подсчитываются по непрерывным кривым распределения. На входе и на выходе – кривые распределения значений с вероятностями появления значений. Существует множество различных классификаций запасов и ресурсов нефти и газа. Практически в каждой нефтедобывающей стране существует своя собственная классификация. Как правило, действие такой классификации ограничено национальными границами. Но есть и общепризнанные классификации, которые используются всеми нефтяными компаниями. 1 • Классификация запасов и ресурсов нефти и газа РФ. Эта классификация применяется только в России и не признается международными организациями 2 • Классификация Общества инженеров-нефтяников (SPE) 3 • Классификация SEC (американской Комиссии по рынку ценных бумаг) 5 Классификация запасов и ресурсов нефти и газа РФ Согласно российской Классификация запасов и ресурсов нефти и газа выделяют категории запасов: A, B, C1, C2 и категории ресурсов: C3 и D (D1L, D1, D2). Выделение категорий запасов тесно связано с этапами проведения геолого-разведочных работ и стадиями разработки месторождений. Категория А Категория В запасы добываемые в соответствии с утвержденным проектом разработки. Все параметры залежи «зафиксированы», запасы выделяются на поздней стадии разработки месторождения. запасы добываемые в соответствии с утвержденным проектом разработки. Все параметры залежи «не зафиксированы», запасы выделяются в начальной стадии разработки месторождения Категория С1 в основной части неразрабатываемые запасы, определенные по материалам поисково-разведочного и эксплуатационного бурения и промышленного опробования. Категория С2 запасы определены по материалам поисковоразведочного бурения, определены объемы залежей, но не проведено опробование . Категория С3 Категория D потенциальные запасы прогнозные ресурсы 6 Начальные суммарные запасы и ресурсы Геологические ресурсы Геологические запасы Локализованные D1 Перспективные D2 Условнорентабельные запасы Нормальнорентабельные запасы (извлекаемые запасы) Достоверные А Установленные В Установленные В Оцененные С1 Оцененные С1 Прогнозные D3 Предполагаемые Предполагаемые С2 С2 7 Добытые запасы Рентабельные ресурсы (извлекаемые ресурсы) Непромышленные запасы Неопределенно рентабельные ресурсы Промышленно-значимые запасы Классификация Общества инженеров-нефтяников (Society of Petroleum Engineers, SPE) Наиболее распространенной в мировой нефтегазовой промышленности является система управления ресурсами и запасами углеводородов SPEPRMS (Petroleum Resources Management System). Классификация, разработанная в 1997 году Обществом инженеровнефтяников (Society of Petroleum Engineers, SPE) совместно с Мировым нефтяным конгрессом (World Petroleum Congress, WPC) и Американской ассоциацией геологов-нефтяников (AAPG), в последующие годы была дополнена разъясняющими и вспомогательными документами, и в 2007 была принята новая редакция системы. Доказанные запасы (Proved Reserves) – обычно единственная категория, рассматриваемая кредиторами (шанс быть добытыми 90%). Вероятные запасы (Probable Reserves) – вместе с доказанными часто составляют основу проектов разработки месторождений и принятия обязательств на проведение работ (шанс быть добытыми 50%). Возможные запасы (Possible Reserves) – указывают на имеющийся потенциал и участки дальнейших исследований и сбора данных (шанс быть добытыми 10%). 8 Классификация SEC Стандарты SEC были разработаны американской Комиссией по рынку ценных бумаг (Securities and Exchange Commission, SEC). Они несколько отличаются по ряду параметров от классификации SPEPRMS. Основными критериями, по которым оцениваются месторождения, являются достоверность существования запасов и срок действия лицензии на разработку месторождения. В отличии от классификации SPE-PRMS, классификация SEC не рассматривает категории Вероятных и Возможных запасов, а также ресурсы. Учитываются только Доказанные запасы. Согласно стандартам SEC, нефтяные залежи не могут классифицироваться как запасы, если их извлечение планируется после окончания действия лицензии Разрабатываемые (разбуренные) запасы – это те запасы, которые могут быть извлечены из существующих скважин при помощи существующего оборудования и технологий. Разрабатываемые запасы делятся на: – разрабатываемые добываемые – запасы, извлекаемые из перфорированных объектов действующими на дату оценки скважинами; – разрабатываемые недобываемые – «простаивающие» и «затрубные» запасы, которые требуют малых капиталовложений для извлечения; – неразрабатываемые запасы – это количества углеводородов, которые ожидается извлечь за счет будущих капиталовложений. Доказанные запасы включают в себя весь достоверно обоснованный объем нефти, который может быть извлечен из данного месторождения в будущие годы 9 2.4 ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЕ РАБОТЫ Решение любой геологической задачи сводится к выделению того или иного геологического объекта во вмещающей среде, изучению вещественного состава и геометрической формы, структуры и возрастных взаимосвязей его с вмещающими геологическими образованиями. В нефтяной и газовой промышленности геологические и геофизические работы проводятся для решения следующей задачи – открытие и подготовка к эксплуатации промышленных месторождений нефти и газа – это геологоразведочный процесс. Геологоразведочный процесс Этапы Разведочный Поисковый 4 Доразведка отдельных залежей нефти и газа 3 Детальная разведка нефтяных и газовых месторождений 2 Поиск нефтяных и газовых залежей Региональные геологогеофизические работы 1 Подготовка площадей под поисковое бурение Стадии Предварительные поиски районов, благоприятных в структурнотектоническом отношении для обнаружения месторождений нефти и газа. Изучение общих черт геологического строения. Выделение возможных зон нефтегазонакопления, запасов нефти и газа по подгруппам Д1 и Д2 Выявление перспективных на нефть и газ площадей, подготовка площадей под глубокое бурение. Определение запасов нефти и газа по подгруппе Д1 и категории С2. Детальные поиски с целью открытия месторождений (залежей) нефти и газа с оценкой запасов по категориям С1 и C2. Месторождения готовятся к разработке: уточняются контуры основных залежей нефти и газа, мощность продуктивных пластов; изучаются параметры коллекторов и т.д. Составляются технологические схемы разработки, подсчитываются запасы по категориям C1, В и А. 10 разработки отдельных залежей с Эксплуатационная разведка во время целью уточнения запасов нефти и газа категорий В и А, размеров залежей и др. 5 Методы геолого-разведочных работ Геологические методы Геофизические методы Геохимические методы Комплексная специализированная съемка Сейсморазведка Газовая съемка Магниторазведка Газо-керновая съемка Структурная съемка Электроразведка Геоморфологическая съемка Гравиразведка Гидрохимическая съемка по грунтовым водам Радиоразведка Литологическая съемка Бактериологическая съемка Почвенно-солевая съемка Аэрогеологическая съемка 11 При выборе методов разведки как для отдельных стадий, так и для геологоразведочного процесса в целом учитывается возможность каждого метода для решения геологических задач применительно к условиям конкретного района. Выбранный комплекс методов разведки и видов работ должен быть рациональным. Рациональный геологоразведочный комплекс – это такое сочетание методов разведки и видов работ которое позволяет решать геологические задачи в каждом конкретном районе при минимальных затратах времени, труда и материальных ресурсов. Рациональный комплекс выбирается путем сравнения на основе совокупной оценки геологической и экономической эффективности геологоразведочных комплексов, приемлемых для данного района. 12 2.5 ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТЯНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ — совокупность залежей нефти, приуроченных к одной или нескольким ловушкам, контролируемым единым структурным элементом и расположенным на одной локальной площади. Карта нефтяных районов мира Основные параметры, характеризующие нефтяные месторождения: геологическое строение площади месторождения, расположение локальной структуры относительно структур более высокого порядка, наличие различных структурных планов, характеристика продуктивных горизонтов и флюидоупоров, типы и количество ловушек и залежей, фазовое состояние углеводородов в залежах, запасы, их плотность по площади и др. Нефтяное месторождение может объединять несколько структурных этажей, что очень усложняет его разведку и разработку, и требует изучения соотношений в плане контуров залежей между собой и с контурами структур. 13 По числу залежей нефтяные месторождения могут быть однозалежными или многозалежными. Многозалежное месторождение 14 нефтяное Каждое нефтяное месторождение проходит определенный жизненный цикл, состоящий из нескольких стадий. I стадия – стадия интенсивного освоения нефтяного месторождения II стадия – максимальный уровень добычи III стадия – стадия падения добычи нефти IV стадия – поздняя (завершающая) стадия разработки I стадия характеризуется интенсивным разбуриванием месторождения. На этой стадии вводят в эксплуатацию основной проектный фонд скважин и организуют предусмотренную проектом систему разработки. I стадия характеризуется ростом добычи нефти. Нефть добывается, как правило, практически безводная, хотя возможна небольшая обводненность продукции скважин. II стадия - стадия сохранения достигнутого наибольшего годового уровня добычи нефти. На этой стадии бурят и вводят в эксплуатацию оставшиеся скважины основного фонда и значительную часть резервных скважин, развивают систему воздействия на пласты. С целью удержания добычи нефти на максимальном уровне выполняют комплекс геолого-технологических мероприятий по регулированию процесса разработки. Длительность этой стадии невелика - порядка 4-5 лет. III стадия - стадия падения добычи нефти вследствие извлечения из недр большой части запасов; на этой стадии с целью замедления падения добычи осуществляют дальнейшее развитие системы воздействия путем освоения под закачку воды дополнительных скважин, продолжают бурение резервных скважин, выполняют изоляционные работы в скважинах, начинают форсированный отбор жидкости из обводненных скважин, проводят другие мероприятия по управлению процессом разработки. На этой стадии с учетом большой изученности и проведения детальных исследований внедряются более эффективные геолого-технические мероприятия. IV стадия - завершает период разработки: характеризуется дальнейшим снижением добычи нефти при низких темпах разработки; на этой стадии выполняют те же виды работ по регулированию разработки, что и на предыдущих стадиях. 15 По величине извлекаемых запасов месторождения бывают: • уникальные, содержащие более 5 млрд. т нефти или более млрд. куб. метров газа; • крупнейшие, содержащие от 1 до 5 млрд. т нефти и более млрд. куб. метров газа; • крупные, содержащие от 100 до 1000 млн. т нефти или от до 500 млрд. куб. метров газа; • средние, содержащие от 10 до 100 млн.т. нефти или от 10 30 млрд. куб. метров газа; • мелкие, содержащие менее 10 млн. т нефти или менее 10 млрд. куб. метров газа. 500 500 30 до Крупнейшие нефтяные месторождения мира по запасам нефти Месторождение Cтрана Гавар Бурган Кантарел Саудовская Аравия Кувейт Мексика Боливар СафанияХафджи Румалия Тенгиз Ахваз Киркук Марун Дацин Гашаран Агаджари Самотлор Прадхо-Бей Кашаган Абкайк Ромашкино Венесуэла Саудовская Аравия / нейтральная зона Ирак Казахстан Иран Ирак Иран Китай Иран Иран Западная Сибирь, Россия Аляска, США Казахстан Саудовская Аравия ВолгоУральский бассейн, Россия Мексика Саудовская Аравия Абу-Даби, ОАЭ Саудовская Аравия Саудовская Аравия / Иран Чиконтепек Берри Закум Манифа ФарузанМарджан Марлим Кампос, Бразилия Оцененные запасы млрд баррелей 75-83 66-72 35 (извлекаемые 18) 30-32 30 20 15-26 17 16 16 16 15 14 14-16 13 13 12 12-14 12 12 12 11 10 10-14 16 Крупнейшие месторождения нефти в России САМОТЛОРСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ Открыто в мае 1965 г. в Нижневартовском районе Ханты-Мансийского автономного округа. Промышленная добыча начата в 1969 г. Извлекаемые запасы составляют 2,7 млрд тонн. Оператором месторождения является ТНК-ВР. РОМАШКИНСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ Открыто в 1948 г. около г. Альметьевска Республики Татарстан. Промышленная добыча началась в 1952 г.Извлекаемые запасы Ромашкинского месторождения составляют 2,3 млрд тонн.Оператором месторождения является "Татнефть". ПРИОБСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ Открыто в 1982 г. вблизи Ханты-Мансийска. Одной из отличительных черт является разделение месторождения рекой. Промышленная добыча на левом берегу Оби началась 1988 г., на правом – в 1999 г.Извлекаемые запасы Приобского месторождения составляют 1,7 млрд тонн.Операторами месторождения являются "Роснефть" и "Газпром нефть". ЛЯНТОРСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ Открыто в 1965 г. около Ханты-Мансийска.Промышленная добыча началась только в 1978 г. Извлекаемые запасы Лянторского месторождения составляют 2 млрд тонн. Оператором месторождения является "Сургутнефтегаз". ФЕДОРОВСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ Открыто в 1971 г. около Сургута Ханты-Мансийского автономного округа. Извлекаемые запасы Федоровского месторождения составляют 1,5 млрд тонн. Оператором месторождения является "Сургутнефтегаз". МАМОНТОВСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ Открыто в 1965 г., расположено в Ханты-Мансийском автономном округе. Освоение началось в 1970 г. Извлекаемые запасы Мамонтовского месторождения составляют 1 млрд тонн. Оператором месторождения является "Роснефть". АРЛАНСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ Открыто в 1966 г. в Башкирии.Освоение началось в 1968 г.Извлекаемые запасы Арланского месторождения составляют 500 млн тонн.Месторождение известно тем, что здесь впервые начал использоваться метод заводнения продуктивных пластов с высокой вязкостью нефти. Оператором месторождения является "Башнефть". ВАНКОРСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ Открыто в 1988 г. Расположено за полярным кругом в 140 км от г. Игарки Красноярского края. Освоение началось только спустя 20 лет в 2008 г. Извлекаемые запасы Ванкорского месторождения составляют 490 млн тонн.Оператором месторождения является "Роснефть". РУССКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ Открыто в 1968 г. в Ямало-Ненецком автономном округе.Промышленная добыча началась в 2008 г.Извлекаемые запасы Русского месторождения составляют 410 млн тонн. Оператором месторождения является "Газпром". 17 Но даже крупнейшие российские месторождения по объему запасов заметно отстают от самых крупных месторождений в мире. 2.6 ДОБЫЧА НЕФТИ Особенностью организации производственных процессов в нефтегазодобыче является непрерывность основных производственных процессов. Осуществляется непрерывная передача нефти и газа с одного этапа на другой. Процесс добычи нефти и газа включает три этапа. 18 1 Разработка нефтяного и газового месторождения Разработка нефтяного и газового месторождения – это комплекс мероприятий, направленных на обеспечение притока нефти и газа из залежи к забою скважин, предусматривающих с этой целью определенный порядок размещения скважин на площади, очередность их бурения и ввода в эксплуатацию, установление и поддержание определенного режима их работы. Нефть двигается по пласту-коллектору к добывающей скважине под действием перепада давления. Движение происходит при условии, что в пласте давление выше, чем на забое скважины. В начальной стадии разработки нефтяного месторождения пластового давления, как правило, достаточно для обеспечения притока нефти к скважине. Впоследствии пластовое давление постепенно снижается и для его поддержания требуется проведение специальных мероприятий (организация закачки воды, газа и т.п.). В зависимости от того, за счет чего происходит восполнение энергии пласта и обеспечивается продвижение нефти к добывающей скважине, способы разработки подразделяют на 3 класса: первичные способы, вторичные способы, третичные способы. на I стадия разработки на II и III стадиях разработки 19 на III и IV стадиях разработки Первичные способы - это способы разработки, основанные на извлечении нефти с использованием потенциала внутренней энергии пласта. Приток нефти обеспечивается за счет естественных сил. Совокупность всех естественных и искусственных факторов, определяющих процессы, проявляющиеся в пористом пласте при его разработке, называют режимом пласта или точнее режимом эксплуатации нефтяной залежи. Всего при добыче нефти различают 5 режимов: 1. 2. 3. 4. 5. – Водонапорный (жестко-водонапорный) – Упругий (упруго-водонапорный) – Газонапорный (режим газовой шапки) – Режим растворенного газа – Гравитационный Вторичные способы – это способы разработки, в которых извлечение нефти из пласта происходит с использованием поддержания внутрипластовой энергии за счет закачки воды или газа (в газовую шапку). Вторичные способы основаны на искусственном поддержании пластового давления. Есть только два метода, которые относятся к вторичным: α Поддержание пластового давления закачкой воды. В этом случае реализуется водонапорный режим эксплуатации залежи. 2. β Поддержание пластового давления закачкой газа в газовую шапку (для залежей с наличием газовой шапки). В этом случае реализуется газонапорный режим. Вторичные способы разработки нефтяных месторождений – наиболее распространенные. 1. К третичным способам относят методы увеличения нефтеотдачи (МУН). Это методы, основанные на извлечении нефти с использованием потенциала внутрипластовой энергии за счет закачки агентов, отличающихся от используемых при вторичных способах повышенным потенциалом вытеснения нефти – тепловые, газовые, химические, микробиологические. Другими словами, третичные способы – это способы, при которых мы не только искусственно поддерживаем пластовое давление, но и изменяем свойства агентов вытеснения и/или свойства нефти, содержащейся в пласте. И таким образом, обеспечиваем повышение 20 степени извлечения нефти из пласта. 2.Эксплуатация нефтяных и газовых скважин Скважина - это цилиндрическая горная выработка, у которой длина ствола гораздо больше, чем ее диаметр. Верхняя часть скважины называется устье, нижняя – забой. Стенки скважины – это стволы скважины. Какие еще признаки делают скважину скважиной? Есть такие сооружения как колодцы, шахты. В эти сооружения человек может попасть. В скважину нет. Таким образом, скважина – это горная выработка без доступа в нее человека. В некоторых книгах еще дают дополнительное условие: с диаметром ствола не более 0,75 м. Мы привыкли говорить, что скважины бурят. На самом же деле скважины строят. При проектировании конструкции нефтяной скважины исходят из следующих основных требований:     конструкция скважины должна обеспечивать свободный доступ к забою глубинного оборудования и геофизических приборов; конструкция скважины должна предотвращать обрушение стенок скважины; конструкция скважины должна обеспечивать надежное разобщение всех пластов друг от друга, то есть она должна предотвращать перетекание флюидов из одного пласта в другой; кроме того, она должна обеспечивать возможность герметизации устья скважины при необходимости. 21 Типы скважин – Вертикальная скважина это скважина, у которой угол отклонения ствола от вертикали не превышает 5° Наклоннонаправленная скважина это скважина, у которой угол отклонения ствола от вертикали больше 5° Горизонтальная скважина называют скважину, у которой угол отклонения ствола от вертикали составляет 80-90°. Многоствольные (многозабойные) скважины скважины с двумя и более стволами вертикальная наклоннонаправленная горизонтальная многоствольная Категории скважин Поисковые скважины Разведочные скважины – это скважины, которые бурят с целью поиска новых залежей (месторождений) нефти и газа - это скважины, которые бурят на площадях с уже установленной нефтегазоносностью для уточнения запасов нефти и газа, а также для сбора и уточнения исходных данных, необходимых для составления проекта разработки месторождения 22 Эксплуатационные скважины – это скважины, которые бурят с целью добычи нефти и газа Способы эксплуатации скважин Выделяют три основных способа эксплуатации скважин: 1. 2. 3. – фонтанный; – газлифтный; – насосный При фонтанном способе жидкость и газ поднимаются по стволу скважины от забоя на поверхность только под действием пластовой энергии, которой обладает нефтяной пласт. Этот способ является наиболее экономичным, так как не требует дополнительных затрат энергии на подъем жидкости на поверхность. Кроме того при этом способе не требуется закупка дорогостоящего оборудования, требующего к тому же регулярного обслуживания. Газлифтная эксплуатация является продолжением фонтанной эксплуатации, когда пластовая энергия уменьшается настолько, что подъем жидкости на поверхность ею не обеспечивается и возникает необходимость в дополнительной энергии. В качестве дополнительной энергии используется газ высокого давления. В результате смешивания дополнительно поступающего в скважину газа с пластовой жидкостью образуется газожидкостная смесь пониженной плотностью, что снижает давление на забое скважины. Пониженное забойное давление обеспечивает приток продукции из пласта и подъем газожидкостной смеси на поверхность. Существуют следующие виды насосной эксплуатации скважин:  установкой штангового глубинного насоса (УШГН);  установкой электроцентробежного насоса (УЭЦН);  установкой штангового (либо электропогружного) винтового насоса (УШВН, УЭВН);  установкой электродиафрагменного насоса (УЭДН) 23 3.Сбор продукции скважин и подготовка нефти и газа Система сбора и подготовки продукции представляет собой довольно сложный комплекс нефтепромыслового оборудования, состоящий из трубопроводов, запорно-регулирующей аппаратуры, замерных установок, сепараторов, резервуаров. Формируется система сбора и подготовки нефти в соответствии с Проектом обустройства месторождения, который разрабатывается специализированной проектной организацией (проектным институтом). Продукция нефтяных скважин практически никогда не состоит из чистой нефти. Как правило, она представляет собой смесь нефти, воды и газа с небольшими примесями других веществ. Поэтому важнейшей задачей системы сбора и подготовки нефти является сепарация, то есть разделение нефти, газа и воды друг от друга. 24 8 самых длинных скважин в мире В январе 2011 года оператор проекта "Сахалин-1" Exxon Neftegas сообщил о завершении бурения самой длинной в мире скважины с большим отходом от вертикали. OP-11, расположенная на месторождении "Одопту", стала также рекордсменом по протяженности горизонтального ствола (11 475 м). Все работы заняли 60 дней. Скважина В мае 2008 года в Катаре на нефтяном месторождении AlShaheen компанией Maersk была пробурена BD-04A скважина длиной 12 289 м. (Катар, 12 геологоразведочная Протяженность горизонтального ствола составила 10 902 м. 289 м) BD-04A пробурили всего за 36 дней и использовали для этого буровую платформу GSF Rig 127 компании Transocean. Еще большую известность Transocean получила в апреле 2010 года после аварии нефтяной платформы Deepwater Horizon в Мексиканском заливе: компания была оператором этой скважины по контракту с BP. "Кольская Скважина в Мурманской области внесена в Книгу рекордов сверхглубо Гиннесса как "самое глубокое вторжение человека в земную кору". Бурение у озера Вильгискоддеоайвинъярви начали 24 кая" (СССР, 12 мая 1970 года, рассчитывая достигнуть глубины в 15 км. В 1992 году работы прекратили на отметке 12 262 м. Скважина 262 м) позволила получить ряд уникальных научных данных. Сейчас "Кольская сверхглубокая" законсервирована. Скважина Эта скважина в районе нефтегазоносного бассейна Anadarko в Оклахоме в 1974 году первой преодолела рубеж в 9 км. Bertha Благодаря применению новейшего оборудования и отказу от Rogers забора керна, бурение заняло у компании Lone Star всего 502 (США, дня и было остановлено, когда проходчики наткнулись на 9583 м) месторождение расплавленной серы. Работы обошлись в 15 млн долларов. Скважина Еще одна скважина Lone Star в бассейне Anadarko. Работы Baden Unit начались в 1970 году и продолжались 545 суток. Всего на скважину ушло около 2,2 тысячи тонн обсадных труб, 1,7 (США, тысячи тонн цемента и 150 алмазных долот. Полная стоимость 9159 м) работ - 6 млн долларов. Скважина Программу сверхглубокого бурения утвердили в Германии в Hauptbohr 1978 году. Место для скважины выбрали в горах Баварии в районе предполагаемого стыка двух плит, бурили с 1990 по ung Скважина OP-11 (Россия, 12 345 м) 25 (Германия, 1994 год, но расчетной глубины в 12 км достичь так и не смогли из-за технологических трудностей. Скважина 9101 м) обошлась бюджету страны в 338 млн долларов и не дала никаких крупных научных результатов. Скважина Бурение самой глубокой на тот момент геологоразведочной Zistersdorf скважины за пределами США завершилось 31 мая 1983 года. В 1977 году в венском нефтегазоносном бассейне была UT2A (Австрия, пробурена скважина Zistersdorf UT1A. На глубине 7544 м обнаружились относительно крупные, но неизвлекаемые 8553 м) запасы газа. Первая скважина обрушилась, и компания OMV пробурила Zistersdorf UT2A, однако проходчики не нашли углеводородных ресурсов глубокого залегания. "Саатлинс Скважина в Куринской низменности вблизи слияния рек Куры и Аракса в Азербайджане должна была достичь отметки 11,5 кая" км и помочь в геологоразведочных изысканиях нефти и газа. (СССР, Бурение продолжалось с 1977 по 1990 год. Полученные с 8324 м) помощью скважины данные подтвердили, что подземные воды могут проникать в изначально сухие кристаллические породы из перекрывающих осадочных толщ. 2.7 ДОБЫЧА ПРИРОДНОГО ГАЗА Природный газ состоит он по большей части из метана с примесями более тяжелых углеводородов (этана, пропана, бутана). В естественных природных условиях он также часто содержит примеси других газов (гелия, азота, сероводорода, углекислого газа). Состав природного газа Углеводороды:  Метан – 70-98%  Этан – 1-10%  Пропан – до 5%  Бутан – до 2%  Пентан – до 1%  Гексан – до 0,5% Примеси:  Азот – до 15%  Гелий – до 5%  Углекислый газ – до 1%  Сероводород – менее 0,1% 26 Природный газ исключительно широко распространен в недрах земли. Его можно встретить в толще земной коры на глубине от нескольких сантиметров до 8 километров. Также как и нефть, природный газ, в процессе миграции в земной коре, попадает в ловушки (проницаемые пласты ограниченные непроницаемой толщей пород), в результате чего формируются газовые месторождения. Месторождение природного газа — совокупность залежей природного газа и газоконденсата на определѐнной территории. Обычно месторождение занимает несколько сотен километров. Для добычи газа используются газовые скважины. В природном состоянии газ может извлекаться в виде: попутного газа одновременно присутствует нефть и газ, при этом к попутному относится как газ, находящийся над нефтью в виде «газовой шапки», так и газ, растворенный в нефти несвязанного газа присутствует только газ 27 газоконденсата в значительных количествах содержатся углеводороды С5 и выше Уникальные характеристики природного газа экологическими технологическими экономическими • при сжигании практически не образует пепла, дыма и пыли, не содержит серы и при сгорании образует меньше двуокиси углерода, чем другие виды топлива • доставляется по трубопроводу непосредственно к потребителю, доставка автоматизирована, сфера применения исключительно широка (бытовое и промышленное топливо, выработка электроэнергии, химическая промышленность, производство стекла и минеральных удобрений и т.д.) • низкие эксплуатационные затраты, высокая эффективность по сравнению с другими видами топлива 28 Газовая промышленность представляет собой совокупность следующих секторов Отличия использования природного газа от нефти 1. Сроки поставки нефти и газа Нефть и нефтепродукты в самые краткие сроки могут быть доставлены в любую точку мира. Природный газ не в состоянии охватить рынки, расположенные за пределами газотранспортных магистралей или терминалов сжиженного природного газа. 2. Высокие транспортные затраты Поскольку газ подается по трубам под большим давлением, трубопроводный транспорт газа в среднем в пять раз дороже, чем транспортировка нефти тем же способом. Высокие транспортные затраты являются основной проблемой в торговле газом. 3. Сезонные изменения в объемах потребления газа Сезонные изменения в объемах потребления газ оказывают сильное негативное влияние на экономику газовой промышленности. Газовые системы должны полностью обеспечить прохождение максимального объема потребляемого газа, что вызывает необходимость в организации сложных и дорогостоящих систем хранения газа. 29 История добычи природного газа Год Событие 1946 Построен первый магистральный газопровод «Саратов–Москва» 1953 Забил первый газовый фонтан в Западной Сибири (Березовский район) 1966 Открыто крупнейшее в России Уренгойское газовое месторождение (третье в мире по объему запасов) 1967 Построен первый магистральный газопровод из Западной Сибири 1968 Подписан первый долгосрочный контракт на поставку природного газа в Европу (Австрия) Открыто крупнейшее в Европе Астраханское газоконденсатное месторождение 1973 1977 Открыто первое шельфовое газовое месторождение 1988 Открыто Штокмановское газовое месторождение в Баренцевом море 1993 Образован концерн «Газпром» 1999 Начались коммерческие поставки газа по газопроводу «Ямал — Европа», построенному по территории России, Беларуси, Польши и Германии Начата добыча газа на Заполярном месторождении — одном из крупнейших в мире Сдан в эксплуатацию пусковой комплекс газопровода Россия-Турция («Голубой поток») На Сахалине запущен первый в России завод по производству сжиженного природного газа Начаты коммерческие поставки газа по газопроводу «Северный поток» 2001 2003 2009 2011 2012 2013 2014 Запущены Бованенковское месторождение и система магистральных газопроводов «Бованенково — Ухта» Начата добыча нефти на Приразломном месторождении. Это первый в истории России проект по освоению ресурсов шельфа Арктики. «Газпром» и CNPC подписали крупнейший в отечественной истории 30летний договор купли-продажи российского трубопроводного газа. Дан старт строительству газопровода «Сила Сибири» 30 Крупнейшие месторождения природного газа № Страна Название месторождения Северное/Южный Катар Иран Парс Год открытия 1 1991 Запасы, Нефтегазоносны трл.м3 й бассейн Персидский 28 залив 2 Туркмения Галкыныш (Южный 2006 Иолотань) 21,4 Мургаб 3 Россия Уренгой 10,2 Западная Сибирь 4 США Хейнсвиль 7 Мид Континент 5 Россия Ямбургское 1969 5,2 Западная Сибирь 6 Россия Бованенковское 1971 4,9 Ямал и Карское море 7 США Маркеллус 4,4 Предаппалачский 8 Россия Штокмановское 1988 3,9 Баренцево море 9 Россия Астраханское, ЦентральноАстраханское 1976 3,8 Прикаспийская впадина 10 КНР Дачжоу 2008 3,8 Сычуань 11 Россия Заполярное 1965 3,3 Западная Сибирь 12 Россия Ленинградское 1992 3 Карское море 1966 Запасы газа группы «Газпром» 31 Добыча газа группы «Газпром» 2.8 ПРОИЗВОДСТВО СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО 32 ГАЗА Рынок сжиженного природного газа в своем развитии прошел путь от незначительного сегмента мирового рынка до высокотехнологичного направления энергетического бизнеса. Ценность СПГ для поставщиков состоит в возможности с его помощью диверсифицировать поставки и расширять рынки сбыта. Производство и транспортировка сжиженного природного газа (СПГ) – один из самых перспективных секторов энергетики, конкуренция на котором становится все более острой. Сжиженный природный газ производится путем охлаждения обычного природного газа до температуры ниже минус 160 °С для облегчения его транспортировки и хранения. При охлаждении объем газа сокращается более чем в 600 раз, что позволяет его транспортировать с помощью танкеров – газовозов. По своей теплотворной способности 1 л сжиженного газа эквивалентен 0,67 л бензина или 1,13 л дизельного топлива. СПГ способен заменить пропанбутановые газовые смеси в районах, удаленных от магистральных трубопроводов. СПГ позволяет эффективно эксплуатировать новые модели высокопроизводительных энергетических турбин комбинированного цикла (для выработки тепла и электроэнергии). 33 34 Крупнейшие проекты СПГ в мире Компания Проекты «Royal Dutch/Shell» Владеет заводом СПГ в Нигерии производительностью 8 млрд. 3 м /год с перспективой расширения до 23 млрд. м /год, заводом в 3 Омане производительностью более 9 млрд. м /год, регазификационного завода в США, а также доля в австралийских, малазийских, российских («Сахалин – 2») и прочих проектах. «Exxon Mobil» участвует в проекте по производству СПГ в Катаре мощностью 9 3 млрд. м /год, является оператором крупнейшего в Индонезии месторождения природного газа Арун, с которого газ поставляется на завод СПГ. «ВР» принадлежит проект в Абу–Даби, доли в австралийской компании и компании в Тринидад и Тобаго. Компания ведет в Европе строительство СПГ–терминала, интегрированного с электростанцией в Бильбао и первого в Китае терминала для импорта СПГ. «Sonatrach» (Алжир) владеет четырьмя заводами СПГ с общей годовой 3 производительностью более 30 млрд. м /год природного газа и компанией, специализирующейся на морских перевозках СПГ «ENI» (Италия) владеет регазификационным заводом в Лигурии (Италия), четырьмя СПГ–танкерами и СПГ–терминалами в Италии и Португалии. «Mitsui and Со Ltd» (японская многопрофильная корпорация) участвует проектах по производству СПГ (в Абу–Даби мощностью 3 6,9 млрд. м /год, в Австралии производительностью 10,4 млрд. 3 3 м /год, в Катаре производительностью 10,6 млрд. м /год и в Омане 3 – 9,1 млрд. м /год). Владеет долей в проекте «Сахалин–2» и блокирующим пакетом акций регазификационного терминала в Мексике «Gaz de France» (французский государственный концерн) свыше 25 % поставок природного газа осуществляет в виде СПГ. Компания является оператором двух терминалов по регазификации (один из них крупнейший в Европе), имеет долю в месторождении Snohvit в Баренцевом море, на базе которого строится завод по производству СПГ, принимает участие в строительстве в Индии регазификационного терминала производительностью 5 млн. т СПГ в год. 35 2.9 НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ Основной задачей предприятий нефтепереработки, нефтехимии и газопереработки является преобразование природных энергоносителей в топлива и продукцию для производства товаров промышленного и народного потребления. Нефтеперерабатывающий завод (НПЗ) – это совокупность технологических процессов, в которых осуществляется последовательное (ступенчатое) извлечение, облагораживание и физико–химическая переработка дистиллятных фракций нефти с целью получения определенного ассортимента товарных нефтепродуктов. 36 При первичной переработки нефти мы можем наблюдать образование различных видов топлива, мазута, газа. Промышленность напрямую зависит от продуктов первичной переработки нефти, которая происходит следующим образом: вначале идет удаление всех газообразных веществ (пропан, метан, этан и т.д. и т.п.), а затем нефть начинают нагревать. Когда температура нефти начинает повышаться, то все углеводороды, у которых температура кипения низкая, будут отгоняться. Чем больше температура, тем больше углеводородов будут перегоняться из нефти, так и получают различные нефтяные фракции. В основном различают 4 фракции нефти, над которыми потом уже происходит остальная работа Газолиновая фракция Температура: 40-200 градусов по Цельсию. Состав: углеводороды, начиная с С5Н12, заканчивая С11Н24. Что получают из этой газойлевой фракции: газолин (при температуре кипения 40-70 градусах), бензин (как автомобильный, так и авиационный, при температуре кипения в 70-120 градусов), моторное топливо. Лигроиновая фракция Температура: 150-250 градусов по Цельсию Состав: углеводороды, начиная с С8Н18, заканчивая С14Н30 Что получают из этой фракции: бензин и горючее для тракторов Керосиновая фракция Температура: 180-300 градусов по Цельсию Состав: углеводороды, начиная с С12Н18, заканчивая С18Н38 Что получают из этой фракции: керосин, который используется как топливо для ракет, самолетов, тракторов. Можно улучшить качества керосина, проведя мерокс и гидроочистку Газойлевая фракция Температура: 275 градусов по Цельсию и выше. Более известна как дизельное топливо. Мазут После переработки нефти, остается очень много углеводородов, в которых содержится очень много углерода. Это и есть мазут, который иногда тоже используют в качестве топлива, например в котельных установках. Над мазутом тоже проводят необходимые работы, т.е. его тоже делят на фракции, получая тех. вазелин и различные масла (соляровые и для смазки). Также из нефти могут получать парафин (необходим в свечном производстве, спичечном и т.д. и т.п.). Из мазута также делают и гудрон, которые используется при строительстве дорог. 37 Основные производственные процессы на предприятиях нефтеперерабатывающего профиля имеют ряд особенностей: • производство различных нефтепродуктов осуществляется на большом числе обособленных, но взаимосвязанных технологических установках; • технологические процессы нефтепереработки отличаются четко выраженными переделами (стадиями); • производственные процессы относятся к аппаратурным процессам (так как протекают в закрытых аппаратах) и отличаются большой сложностью; • проходят при высокой температуре, высоком давлении с использованием катализаторов и характеризуется большой потребностью в энергии и ремонтных работах, при относительно небольшой потребности в рабочей силе и оборотных средствах; • большинство производственных процессов относятся к категории пожаро–взрывоопасных; • многие производственные процессы имеют комплексный характер: из одного вида сырья получается несколько видов продукции (целевых и побочных); • основная часть технологических процессов является непрерывной и имеет короткий производственный цикл 38 Классификационный признак 1. Мощность предприятия Тип НПЗ 1. Мини–НПЗ (до 1 млн. т/год) 2. Средний НПЗ (от 1 млн. т/год до 3 млн. 3. 4. 2. Ассортимент выпускаемых нефтепродуктов 1. 2. 3. 4. 3. Глубина переработки нефти 1. 2. 3. 4. т/год) Крупный НПЗ (от 3 млн. т/год до 8 млн. т/год) Особо крупный НПЗ (свыше 8 млн. т/год) НПЗ топливного профиля НПЗ топливно–масляного профиля НПЗ топливно–нефтехимического профиля НПЗ топливно–масляно– нефтехимического профиля НПЗ неглубокой переработки НПЗ углубленной переработки НПЗ глубокой переработки НПЗ безостаточной переработки Показатель Тип НПЗ Неглубокая переработка Углубленная переработка Глубокая переработка Безостаточная переработка Тип остатка Мазут Гудрон Тяжелый гудрон Нет остатка Выход остатка, % на нефть средней сортности 40–55 20–30 10–15 Глубина переработки нефти, % 45–60 70–80 85–90 100 39 Показатели Россия США Мир Число НПЗ 63 131 664 Мощность по первичной переработке нефти, млн. т/год 272 856 4 248 Мощность НПЗ, млн. т/год Средняя 4,3 6,5 6,4 Максимальная 19,5 28,1 47,0 Объем переработки нефти, млн. т 207 808 3 677 Год Мощности Первичная по сырью, переработка, млн. т. млн. т. Загрузка Производство основных установок нефтепродуктов, млн. т. по первичной автомоби дизель мазут льный -ное переработке бензин топлив нефти, % о 85 41 75,6 95,60 Глубина переработ ки нефти, % 1990 351 300 1995 304 185 61 28 43 60 63,0 2000 281 174 62 27,2 49,3 48,4 70,8 2001 281 178 63 27,6 50,1 50,3 70,6 2002 276 185 67 29 52,7 54,2 69,6 2003 271 190 70 29,3 53,8 57,2 70,1 2004 271 195 72 30,4 55,3 58,4 71,4 2005 264 207 79 31,9 59,9 56,7 71,6 2006 273 220 81 34,4 64,2 59,4 72,0 2007 279 229 82 35,1 66,4 62,4 71,9 2008 272 236 87 35,7 69 63,9 71,5 2009 267 236 88 35,8 67,3 64,4 71,8 2010 271 250 92 36 69,9 69,5 71,2 2011 282 256 91 36,6 70,6 73,3 70,8 2012 279 266 95 38,2 69,7 74,5 71,5 2013 295,9 275,2 93 38,5 71,5 77,0 72 40 67,0 2.10 ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ В большинстве газодобывающих стран газ, прежде чем отправиться в магистральный газопровод, проходит процесс переработки на газоперерабатывающих заводах (ГПЗ) с целью извлечения из него иных, кроме метана, углеводородов (этана, пропана, бутанов, углеводородов С5 и выше). Это необходимо для подготовки добытого газа к дальнейшему транспорту и извлечения из него ценных углеводородов с целью их использования в различных отраслях экономики Широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ) - это основное сырье нефтехимических предприятий для производства целого спектра продуктов: каучука, пластмассы, этанола, растворителей, компонентов высокооктановых бензинов. Выделяемая из ШФЛУ смесь пропана-бутана может быть использована, как газомоторное топливо, как альтернатива привычному бензину и дизельному топливу 41 Технологическая цепочка переработки газа и использования продуктов переработки Разведка и добыча газа Сбор газа Жидкие продукты, извлекаемые из газа Транспортировка Транспортировка Хранение Хранение Использование Фракционирование Хранение отдельных фракций Транспортировка по фракциям Транспорт 42 Коммунально-бытовое топливо Нефтехимическое сырье Использование Нефтепродукты Коммунально-бытовой сектор Метан Промышленность Электро- и теплоэенргетика Очистка и переработка 2.11 НЕФТЕХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ Нефтехимические и химические производства, базирующиеся на нефтяном и газовом сырье, возникают вблизи нефте– и газоперерабатывающих заводов, на трассе трубопроводов или в районе портов, где концентрируются большие количества нефти, нефтепродуктов, сжиженных газов. Развитие нефтехимической промышленности пошло по пути создания нефтехимических комплексов, объединяющих установки нефте– и газодобывающей, химической и нефтехимической промышленности, связанные между собой технологически, энергетически, а часто и организационно в единый производственный объект. Нефтехимическую промышленность и ее сырьевую базу можно разделить на четыре группы: 1.углеводородное сырье • 5 (нефть, природный газ, попутный газ, прямогонные бензиновые фракции, газовые фракции НПЗ) 2.базовые полупродукты • порядка 10 (этилен, пропилен, бензол, толуол, ксилолы, бутадиен, изопрен, метанол, этанол) 3.промежуточные полупродукты 4.конечные нефтехимические продукты • до 100 (различные спирты, кислоты, эфиры и т.д.) • более 1000 (синтетические смолы, волокна пластмассы, каучук, моющие средства) Всего на базе нефти, попутного нефтяного и природного газов производится свыше 80 тыс. наименований нефтехимических продуктов. 43 История нефтехимической промышленности До 1920 г. Промышленное производство продуктов органической было незначительным и базировалось на переработке кокса и пищевого сырья. 1920 г. Создана установка по получению изопропилового спирта из продуктов нефтепереработки (США, компания «Union Carbide») – первая нефтехимическая установка. 1925 г. Эта же фирма построила первую этиленовую установку 1929 г. Введена первая установка получения ацетона из нефтяного сырья 1931 г. Британской компанией «1С1» был получен первый патент на синтез полиэтилена 1940 г. В США получен первый синтетический каучук 1950–е гг По технологии немецкого химика К. Циглера был организован выпуск полиэтилена высокой плотности В конце 50–х Введены в действие установки по производству полипропилена и этиленгликоля В начале 60–х Был осуществлен промышленный синтез циклогексана из бензола В начале 70–х Получение высокочистого параксилола и метанола под низким давлением В 1990–е гг. Синтез малеинового ангидрида 44 В настоящее время в мире насчитывается свыше 100 нефтехимических процессов, реализованных в промышленных масштабах. Основные характеристики нефтехимической отрасли 1. Развитие отрасли приобрело глобальный характер. Развивающиеся страны увеличивают свою долю в мировой структуре производства нефтехимической продукции. 2. Структура мировой нефтехимической и химической промышленности основана на высокой доле крупнейших нефтегазовых компаний и химических концернов, число которых составляет менее 2 % общего количества компаний, которые производят более 70 % продукции отрасли. 3. Среди предприятий нефтехимического профиля наблюдаются две разнонаправленные тенденции: слияния и формирование альянсов с крупнейшими нефтегазовыми компаниями с одной стороны и выделение нефтехимических производств в самостоятельные компании с другой. 4. Усилилось внимание к проблемам охраны окружающей среды. При строительстве нефтехимических установок на природоохранные мероприятия приходится как минимум 10–15 % капиталовложений. 5. Особенностью мировой нефтехимической промышленности являются более высокие темпы роста по сравнению с темпами роста экономики в целом (коэффициент опережения составляет 1,5 в среднем за последние десять лет). 6. Снизились темпы роста производства нефтехимической продукции в промышленно развитых странах при одновременном интенсивном развитии нефтехимических производств в ряде развивающихся стран. По мере повышения степени переработки сырья поступления от продаж резко возрастают. Если поступления от реализации одной тонны сырой нефти принять за 100 %, для нефтепродуктов, продаваемых оптом, поступления составят 150 %, реализуемых через собственные АЗС, – до 300 %, для продуктов нефтехимии – до 800–900 %. 45 2.12 ИНФРАСТРУКТУРА ТРАНСПОРТА НЕФТИ 2.11. Нефтехимическая промышленность 2.11. Нефтехимическая промышленность Транспортировка нефти осуществляется различными видами транспорта: 1. Трубопроводным 2. Железнодорожным 3. Водным 4. Автомобильным 5. Воздушным Основным достоинством трубопроводного транспорта является низкая себестоимость перекачки. Основной недостаток - это крупные единовременные капитальные вложения в строительство, т.к. прежде чем начать использовать нефтепровод, необходимо построить его от начальной точки и до конечного пункта. Транспортировку нефти и нефтепродуктов осуществляют 2 компании: ОАО «АК «Транснефть» осуществляет транспортировку нефти; ОАО «АК «Транснефтепродукт» осуществляет транспортировку нефтепродуктов. Различают три вида нефтепроводов. 1.Промысловые – соединяют скважины с различными объектами на промыслах. 2.Межпромысловые - ведут от одного месторождения к другому, магистральному нефтепроводу или просто относительно удаленному промышленному объекту, находящемуся за пределами исходного нефтедобывающего комплекса. 3. Магистральные нефтепроводы - прокладывают для доставки нефти от месторождений до мест перевалки и потребления, к которым, в том числе, относятся нефтебазы, нефтеналивные терминалы, нефтеперерабатывающие заводы. 46 Нефть в трубопроводах движется со скоростью до 3 м/сек под воздействием разницы в давлении, создаваемой насосными станциями. Насосные станции устанавливают с интервалом в 70-150 километров в зависимости от рельефа трассы. На расстоянии в 10-30 километров в трубопроводах размещают задвижки, позволяющие перекрыть отдельные участки при аварии. Внутренний диаметр труб, как правило, составляет от 100 до 1400 миллиметров. Трубопроводы делают из высокопластичных сталей, способных выдержать температурные, механические и химические воздействия. Постепенно все большую популярность обретают трубопроводы из армированного пластика. Они не подвержены коррозии и обладают практически неограниченным сроком эксплуатации 47 Водный транспорт нефти можно разделить на речной и морской. По рекам и озерам нефть перевозится в баржах и в речных танкерах. Основной объем международных перевозок нефти осуществляют танкеры. Морской транспорт нефти осуществляется морскими танкерами и супертанкерами. Грузоподъемность современных морских супертанкеров достигает миллиона тонн. Дедвейт (вес груза на судне), т Наименование танкера 2000-4999 Речные баржи 5000-16499 Малотоннажные танкеры (битум) 16500-24999 Танкеры общего назначения 25000-44999 Среднетоннажные танкеры 45000-99999 Крупнотоннажные танкеры Свыше 100000 Супер-танкеры Первый в мире танкер, «наливной пароход» под именем «Зороастр», был построен в 1877 году по заказу «Товарищества братьев Нобель» на верфях шведского города Мотала. Пароход грузоподъемностью 15 тысяч пудов (около 250 тонн) использовался для доставки керосина наливом из Баку в Царицын (ныне Волгоград) и Астрахань. Самый большой в мире нефтяной супретанкер Knock Nevis имеет длину 458,4 метра. 48 Ежедневно около 30 миллионов баррелей нефти находится в танкерах на пути следования к пункту назначения. Общий действующий флот нефтяных танкеров в мире составляет около 3,5 тысяч судов Часть нефти и особенно нефтепродукты перевозятся железнодорожным транспортом. Перевозка осуществляется в специальных стальных вагонах-цистернах грузоподъемностью 50, 60 и 120 тонн. Достоинством железнодорожного транспорта является его универсальность. В цистернах можно перевозить все виды нефти и нефтепродуктов. К недостаткам можно отнести довольно высокие эксплуатационные затраты и низкую эффективность использования подвижного состава, так как обратно цистерны идут порожними. Автомобильный транспорт используют для перевозки нефти и нефтепродуктов только на небольшие расстояния. Для перевозки нефти его используют крайне редко (обычно в пределах нефтепромысла на период строительства трубопровода). Основное применение автотранспорт находит для доставки нефтепродуктов к местам их потребления (на АЗС, заводы, фабрики и т.п.) Для транспортировки нефти воздушный транспорт из-за высокой себестоимости практически не применяют. Его используют лишь для снабжения нефтепродуктами отдельных пунктов на Крайнем Севере, дрейфующих станций и зимовок в Арктике. Как правило, доставка нефтепродуктов воздушным транспортом осуществляется в бочках. 49 2.13 ПРИНЦИПЫ РАЗМЕЩЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА 2.11. Нефтехимическая промышленность Размещение производства – раздел экономической науки, изучающий факторы, определяющие местоположение объектов хозяйственной деятельности, и пытающийся объяснить и предсказать характер их пространственного размещения. Рациональное размещение производства – условие эффективного использования природных и трудовых ресурсов страны, роста благосостояния населения. Размещение производства – это одна из форм общественного разделения труда, выражающаяся в пространственном распределении предприятий и производств на территории экономического района, республики (области, края) или страны в целом. С именем выдающегося русского ученого Дмитрия Ивановича Менделеева связано не только создание периодической системы химических элементов и исследование процессов глубокой переработки нефти, но и обоснование принципов рационального размещения НПЗ. Первоначально переработка нефти была сосредоточена главным образом в районах ее добычи – в Баку и Грозном. В конце 19–го в. нефтеперерабатывающие заводы, расположенные за пределами Кавказа, давали лишь 4 % производства керосина в России, притом, что на долю только четырех центральных губерний России – Московской, Владимирской, Петербургской и Саратовской – в 1900 г. приходилось около 60 % общего потребления нефтепродуктов в стране Д.И. Менделеев изложил принципы рационального размещения НПЗ в работе «Где строить нефтеперерабатывающие заводы?» Он писал: «Ныне пришла настоящая пора устраивать заводы в Центральной России. Внутренние русские заводы будут давать и разнообразнейшие вещества и торговлю поведут правильную. А барыши все же станут иметь хорошие, потому и будут в силах завести обширную заграничную торговлю нашими нефтяными товарами». Все свои доводы он подкреплял обстоятельными экономическими расчетами. 50 Факторы размещения производства Факторы Природные Характеристика определяют возможность организации конкретного производства в зависимости от наличия ресурсов полезных ископаемых (добыча нефти и газа), гидроэнергетических ресурсов, особенностей рельефа местности климатических условий, сейсмичности, видов почв и т.д. Демографические характеризуют возможность размещения и хозяйствования в зависимости от плотности населения, условий воспроизводства, общего образования и профессионального обучения, уровня квалификации и возможностей дополнительного образования. Исторические определяют размещение традиционных отраслей (текстильная промышленность, санаторно–курортная, научно– производственные комплексы различных видов). Организационные условия, создающие возможность использования преимуществ специализации, концентрации, комбинирования производства. Организационные факторы позволяют снизить транспортную и сырьевую зависимость, оптимизировать объемы выпускаемой продукции. Транспортные определяют размещение производительных сил с позиции возможности доставки грузов различными способами (по суше, по воде, воздушным путем, трубопроводным транспортом) с учетом результатов оценки их экономической эффективности. Научно– с учетом современных средств рас51 Факторы технические Экономические Социальные Характеристика пространения научной информации позволяют решать вопросы размещения наукоемких предприятий практически повсеместно. Но при внедрении наукоемких производств, технологий требуются высококвалифицированные кадры, которым необходимо обеспечить научно– производственную инфраструктуру, комфортные условия труда и быта, соответствующее материальное стимулирование. являются ключевыми, поскольку позволяют дать комплексную оценку целесообразности размещения производства в конкретном месте с учетом основных показателей эффективности для всех участников процесса (инвесторов, государства, населения региона). Наиболее существенное значение при принятии данного управленческого решения имеют следующие показатели:  общий объем необходимых инвестиций;  сроки строительства объектов в конкретном варианте размещения производства;  срок окупаемости капитальных вложений;  будущая операционная рентабельность производства;  бюджетная эффективность (увеличение доходов бюджета в результате организации нового производства);  рост уровня доходов населения региона. являются дополнением к экономическим и предполагают рост качества жизни населения региона при размещении объектов нового производства и его инфраструктуры (как производственной, так и социальной). 52 Преимущественное размещение отраслей промышленности К местам залегания полезных ископаемых К источникам сырья К источникам топлива и энергии К районам потребления продукции Отрасли добывающей промышленности (нефтяная, газовая, угольная, добыча руд черных и цветных металлов и др.) Черная металлургия Машиностроение Химическая Лесопереработка Целлюлозно– бумажная Кожевенная Сахарная Производство электроэнергии Промышленность органического синтеза Производство цветных металлов Нефтепереработка Промышленность строительных материалов Мясная Молочная Швейная Кондитерская Хлебопекарная Решение о строительстве нового промышленного предприятия должно быть основано на: 1. балансовые расчеты производства и потребления тех видов продукции, которые будут выпускаться проектируемыми производствами, с расчетом по использованию мощностей всех действующих и намечаемых к строительству предприятий; 2. зона сбыта продукции проектируемых производств; 3. потребность в различных сырьевых, энергетических и других ресурсах и их запасов в районе строительства; 4. проектные мощности и специализация предприятий; 5. возможности кооперирования и комбинирования с другими предприятиями; 6. потребность в рабочей силе и способы ее удовлетворения; 7. развитие транспортной инфраструктуры в районе строительства предприятия; 8. примерная стоимость строительства с учетом капитальных вложений в смежные отрасли экономики; 9. ориентировочные расчеты себестоимости продукции в месте производства и районах потребления. 53 2.14 КОНЦЕНТРАЦИЯ, СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ, КООПЕРИРОВАНИЕ И КОМБИНИРОВАНИЕ В НЕФТЕГАЗОВОМ КОМПЛЕКСЕ 2.11. Нефтехимическая промышленность Концентрация производства – сосредоточение производства одного или нескольких родственных видов продукции на крупных предприятиях или в пределах одного региона. Концентрация характеризуется увеличением размеров промышленных предприятий и ростом доли крупных предприятий в общем выпуске продукции отрасли. Для нефтегазодобычи основным классификационным признаком, характеризующим степень концентрации производства, является объем добываемого сырья, для нефтеперерабатывающей промышленности – объем перерабатываемого нефтяного сырья в натуральном выражении (млн. т), для нефтехимической – объем производства продукции в натуральном или стоимостном выражении. Экономические преимущества концентрации производства 54 1 • С увеличением производственной мощности предприятия снижается величина условно–постоянных расходов, приходящихся на единицу выпускаемой продукции 2 • Крупные предприятия обладают значительно большими инвестиционными возможностями как в части развития технологии производства, так и в области маркетинга, привлечения наиболее квалифицированных кадров и т.д. 3 • Предприятия с высоким уровнем концентрации производства обладают большим конкурентным потенциалом за счет монопольного или олигопольного положения на рынке, что позволяет им получать дополнительные прибыли Цикл совершенствования производства при его концентрации Концентрация финансовых ресурсов Способность к росту рентабельности Реинвестирование Маркетинг Конкурентоспособность Производственные издержки Технологии 55 Рост капитализации компании Потенциал для роста масштабов производства Виды концентрации агрегатная агрегатная увеличение единичной мощности оборудования технологическая увеличение мощности однородных производств заводская укрупнение предприятий организационнохозяйственная создание производственных и научно-производственных объединений Уровень концентрации (Уконц): где ВК.П., ВОТ – соответственно объемы продукции, выпущенной на крупных предприятиях и в отрасли, нат. ед. или р.; ФС.Г.К.П., ФС.Г.ОТ – соответственно среднегодовая стоимость основных производственных фондов на крупных предприятиях и в отрасли, р. Индекс концентрации (CR4, CR8): показывает, какой объем производства в отрасли (в процентах от всех продаж) приходится на долю крупнейших 4 или 8 и т.д. предприятий. Коэффициент (индекс) Джини определяется на основе информации о всех фирмах в отрасли и учитывает отклонение размера фирм от средней по отрасли. Если все фирмы в отрасли одинакового размера, то значение коэффициента (индекса) Джини равно 0, если у нас полностью монополизированная отрасль, то значение этого коэффициента будет равно 1. 𝐺=1 𝑁 𝑁 − 2𝑖 + 1 𝑆𝑖, где N – число фирм в отрасли; 56 Si – доля i–й фирмы в общем объеме продаж отрасли. Индекс Герфиндаля (Н) наиболее распространенный показатель концентрации отраслевого производства, учитывающий как количество предприятий на рынке, так и различие в размерах предприятий. Индекс Герфиндаля рассчитывается как сумма квадратов рыночных долей представленных в отрасли предприятий: 𝐻 = 𝑆12 + 𝑆22 + ⋯ + 𝑆𝑛2 = 𝑆𝑖2 , где Si доля i–го предприятия в продажах отрасли (в процентах). Максимальное значение индекса в условиях 100 %–й монополизации равно 10000, а минимальное значение 10000/n, если все n предприятий, представленных на рынке контролируют одинаковый его процент. Специализация – сосредоточение производственной деятельности на относительно узких направлениях, отдельных технологических операциях или видах выпускаемой продукции. Специализация ведет к повышению однородности производства, что означает усиление технологической общности выпускаемой продукции, ограничение разнообразия применяемого оборудования и технологических процессов, исходных материалов и форм организации производства. Виды специализации технологическая агрегатная (стадийная) специализация по стадиям технологического процесса предметная (продуктовая) специализация на выпуске определенной продукции подетальная (полупродуктовая) специализация на производстве отдельных частей или деталей Коэффициент отраслевой специализации 57 Среднее число наименований продуктов, выпускаемых одним предприятием в отрасли (ЧН.П) где ЧН.П – число наименований продуктов, выпускаемых отраслью; ЧПРЕД – число предприятий в отрасли Кооперирование – установление длительных производственных связей между предприятиями, каждое из которых специализируется на производстве определенных видов продукции. Виды кооперирования поагрегатная отраслевому признаку внутри- и межотраслевое по территориальному признаку внутри- и межрайонное по типу предметное, подетальное и технологическое Коэффициент кооперирования (ККООП) где СПФК – затраты на полуфабрикаты, полученные 58 по кооперированным поставкам, р.; СТП – себестоимость выпускаемой товарной продукции, р. Для предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности ведущее значение имеет межрегиональное, внутриотраслевое и межотраслевое кооперирование. Основными показателями, характеризующими уровень кооперирования в отрасли, являются число предприятий, кооперирующихся с данным предприятием, и удельный вес кооперированных поставок в общем объеме поставок с распределением по регионам и отраслям промышленности. Комбинирование – одна из форм концентрации производства, основанная на соединении разных типов технологически связанных между собой производств в одно предприятие. Виды комбинирования вертикальное последовательная переработка сырья в полупродукты и затем в готовую продукцию горизонтальное комплексное использование сырья по нескольким параллельным потокам переработки; смешанное из одного сырья следовательно получают готовую продукцию, а из отходов – попутную продукцию Уровень комбинирования (УКОМБ) 59 где ВКОМБ – объем продукции, выпущенной в комбинированных производствах, нат. ед. или р.; Комбинирование в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности обеспечивается совмещением в едином технологическом объекте нескольких технологических процессов, использованием побочных продуктов и отходов производства. Комбинирование неизбежно сопровождается укрупнением производства, его концентрацией. Поэтому комбинирование обладает экономическими преимуществами, обусловленными не только комплексным использованием сырья, но и концентрацией производства. 2.15 ВЕРТИКАЛЬНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ Термин «глобализация» используется для характеристики процесса выхода компаний на международный рынок, создания единого мирового экономического пространства. Глобализация экономики неизбежно приводит к формированию единых принципов работы предприятий нефтегазовой отрасли: • географическая диверсификация; • вертикальная интеграция; • производство продукции, соответствующей международным стандартам качества; • широкое использование инновационных технологий; • информационная открытость; • соответствие финансовой отчетности мировым стандартам; • работа с акционерами; • соответствие международным стандартам менеджмента. 60 История развития нефтяного бизнеса показывает, что основной задачей нефтяных компаний всегда было расширение сфер влияния, освоение новых месторождений, выход в новые регионы добычи нефтяного сырья и реализации продуктов его переработки. Компания «Exxon/Mobil» ведет операции в 200 странах мира, группа «Royal Dutch/Shell» – в 135, «Texaco» – в 150. Наибольших успехов в этом направлении добился «ЛУКОЙЛ», купивший американскую розничную компанию «Getty Petroleum Marketing», что обеспечило компании выход на рынок Восточного побережья США. Компания «ЛУКОЙЛ» в настоящее время работает в 25 странах мира, значительная часть активов компании находится за пределами Российской Федерации (около 50 % нефтеперерабатывающих мощностей, 40 % нефтехимического производства, 20 % розничной сбытовой сети и 30 % запасов). Интеграция – объединение экономических субъектов (организаций, отраслей, регионов или стран), развитие связей между ними. Интеграция на макроуровне – объединение стран, связанное с обострением конкуренции на мировых рынках и использованием эффекта масштаба. Интеграция на микроуровне – объединение предприятий и организаций (групп предприятий и организаций). Различают вертикальную, горизонтальную и конгломератную интеграцию. Вертикальная интеграция – производственное и организационное объединение, слияние, взаимодействие предприятий (групп предприятий и организаций), связанных единой производственно–сбытовой цепочкой. 61 Вертикальная интеграция развивается либо в направлении источников сырья, либо в направлении потребителей готовой продукции данного предприятия. Она может быть полной (участие во всех звеньях производственной цепочки) или частичной. Организация может осуществлять вертикальную интеграцию путем создания собственных производственных мощностей или путем приобретения уже существующих предприятий. Вертикальная интеграция в нефтяном бизнесе связана с объединением различных звеньев технологической цепочки «от скважины до бензоколонки», которые включают:  разведку запасов нефтегазового сырья;  бурение и обустройство месторождений;  разработку запасов нефти и ее транспортировку;  переработку нефти и транспортировку нефтепродуктов;  продажу нефтепродуктов. 62