«Дни науки» факультета промышленной политики и бизнес-администрирования КНИТУ

    Научный руководитель: Лыжина Н.В.

Hydraulic fracturing is an effective technology of enhanced oil recovery. It makes an operation of wells in the late stage of development and operation of reserves which are hard to recover cost-effective. The ideas about hydraulic fracturing are shared on two different opinions. In the United States, Canada, Russia fracturing will be held in every well, where fracturing fleet can be physically delivered. In other countries ideas about ecological unreasonableness of fracturing and the view that the field will be depleted and the well’s productivity will decline dominate.

За последние 10 лет на месторождениях компании «Татнефть» в Татарстане годовая добыча нефти увеличилась на 1,5 млн. тонн. Повышение нефтеотдачи произошло за счет увеличения коэффициента извлечения нефти (КИН). На данный момент компания добывает 45 % нефти с использованием различных методов увеличения нефтеотдачи (МУН) [2]. Если повысить КИН на 1%, то в Татарстане можно добыть дополнительно свыше 42 млн. тонн нефти [3]. Следовательно, необходимым условием для сохранения объемов добычи нефти является использование эффективных с экономической точки зрения МУН.

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) – один из наиболее эффективных МУН; это процесс, при котором жидкость под давлением закачивается в скважину, в результате чего происходит разрушение породы и возникновение в ней системы трещин.

К примеру, компания «Татнефть» рассматривает многоступенчатый ГРП в протяженном горизонтальном стволе в качестве перспективного метода развития технологии горизонтального бурения, который способствует многократному увеличению площадь фильтрации. В 2013 году «Татнефть» собирается произвести 579 ГРП против 376 в 2012 году [1]. В 2012 году на 364 скважинах компании произведено 376 ГРП против 320 за 2011 год (до этого производилось до 60 ГРП в год). Результатом применения данной технологии стал прирост дебита на скважину в среднем около 5,1 тонны в сутки, что на 19 % выше уровня 2011 года. Приобретение нового флота для проведения ГРП позволит компании в 2013 году увеличить количество операций ГРП в 1,5 раза. В январе 2013 года ГРП произведен на 40 скважинах против 29 годом ранее [4].

Россия находится в числе лидирующих стран в мире по проведению ГРП. В 2010 г. в РФ находилось более 70 флотов ГРП, полученная прибыль от применения ГРП составила 600 млн. долл. США [5]. Технология ГРП является одним из эффективных способов увеличения нефтеотдачи, что делает рентабельной эксплуатацию скважин, находящихся на поздней стадии разработки, и добычу трудноизвлекаемых запасов нефти.

С другой стороны в последнее время уделяется особое внимание экологическим аспектам технологии проведения ГРП, в частности при использовании данного метода для добычи сланцевого газа. Ежегодно для проведения ГРП на месторождении требуется до 7,1 млн. т песка и 47,2 млн. т воды. Более половины этой жидкости откачивается обратно, а так как она содержит химические реагенты, ее нужно очищать [5]. На неглубоких участках залегания сланцев увеличивается опасность загрязнения водоносных пластов жидкостью ГРП и риск поступления в них метанового газа. Такие случаи в США уже отмечены. Наконец, многократная деформация пластов может привести к изменению рельефа [5]. К тому же, министр экономики и министр окружающей среды Германии выступают против добычи сланцевого газа в Германии именно из-за использования при добыче метода ГРП.

В долгосрочной перспективе по отношению к ГРП в мире будут существовать два разных мнения. В США, Канаде, России ГРП будет проводиться в каждой скважине, в которой физически можно спустить оборудование ГРП. В других странах на первое место выйдет экологическая нецелесообразность ГРП и мнение о том, что в результате ГРП будут истощаться месторождения, а также снижаться их продуктивность.

Список использованной литературы:

1. Маликов А. «Татнефть» использует ГРП с прицелом на сланцевую нефть/ А. Маликов// Интернет-ресурс «Нефть России» www.oilru.com/news/358865

2. Маликов А. «ТАТНЕФТЬ» пришла в «Сколково»/ А.Маликов// ОАО «ТАТНЕФТЬ» Нефть и жизнь. – №1 (77). – 2013. – С. 10-11.

3. Маликов А. О шинах, «ТАНЕКО», нефтеотдаче и СВН/ А.Маликов// Нефть и жизнь. – №1 (77). – 2013. – С. 12-17.

4. Маликов А. «Татнефть» увеличит число ГРП в 2013 году в 1,5 раза/ А. Маликов// Интернет-ресурс «Нефть России» http://www.oilru.com/news/357302/.

5. Минусы добычи «нетрадиционного» газа перевешивают плюсы/ Интернет-ресурс http://armtoday.info/.

Гизятуллин Э.Т. (гр.412-МП4)

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ВИСБРЕКИНГА И ПОВЫШЕНИЕ ЕГО ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПУТЕМ МОДЕРНИЗАЦИИ ВЫНОСНОЙ РЕАКЦИОННОЙ КАМЕРЫ

    Научный руководитель: Лыжина Н.В.

Presented the economic rating of visbreaking plant TAIF-NK under replacing existing external soaking by apparatus of system of SUE INKhP RB. By reducing runlife increased annual throughput up on 4-5%.

Для современной нефтеперерабатывающей промышленности России характерно следующее:

– высокий износ ОФ большинства технологических установок, которое является самым высоким в ТЭК России и составляет около 80 %;

– отставание в эксплуатационных и экологических требованиях к моторным топливам (по сравнению со странами Запада) [1];

– низкий коэффициент глубины переработки нефти (ГПН), так из 28 НПЗ на сегодняшний день только 5 имеют ГПН больше 80 %.[2], в то время как, например, в Европе эта цифра составляет 85 %, а в США доходит до 95 % [3].

В результате отечественная нефтяная промышленность фактически готовит сырье для последующей переработки в Европе.

Углубление переработки, в том числе более тяжелого сырья, актуализирует включение в состав заводов процесса висбрекинга.

Висбрекинг – термический процесс, предназначенный для превращения тяжелого нефтяного сырья в газообразные, жидкие и твердые продукты. Сейчас он используется как один из процессов увеличения ГПН, и его доля составляет 9.7 %. В результате проведения процесса висбрекинга отмечается существенное снижение вязкости гудрона, что приводит к снижению расхода разбавителя на 20-25 %, для приготовления котельного топлива, который можно использовать в качестве сырья для каталитических процессов [4].

Основным оборудованием на большинстве установок является печь и выносная реакционная камера. Выносные реакционные камеры имеют значительно больший диаметр по сравнению с трубами змеевика печи, поэтому при попадании в камеру скорость движения реакционной массы снижается, что способствует увеличению коксоотложения на стенках камеры. Выносные реакционные камеры могут быть полыми или секционированными горизонтальными перегородками для снижения обратного перемешивания. Однако, по мнению некоторых зарубежных компаний, перфорированные горизонтальные перегородки наоборот способствуют увеличению отложения коксообразования. В результате проведенных исследований, отечественные ученые разработали новый вид выносной камеры для установки висбрекинга. Данная камера была разработана Институтом нефтехимпереработки Республики Башкортостан (ГУП ИНХП РБ) (рис.1) [5].

Структурным изменением камеры послужило секционирование камеры двумя вертикальными перегородками, что приводит к турбулизации реакционного потока и к увеличиению скорости прохождения потока, при этом суммарное время нахождения сырья в реакционной камере остается практически такой же, как в ВРК с горизонтальными перегородками. Включение этой реакционной камеры способствовало интенсификации процесса висбрекинга, т.к. в ней происходит дополнительное превращение сырья.

Это привело к следующим тенденциям: снижение нагрузки на печь (до 30 град.С), увеличивается межремонтный пробег до 20 суток, уменьшились затраты на топливо, снизилась металлоемкость процесса в виде снижения количества прогаров змеевиков печи и частых их замен, часовая производительность осталась прежней, а годовая производительность увеличилась на 4-5%.

Предварительные расчёты показывают, что при мощности установки по сырью 1800000 т/год использование данной реакционной камеры стоимостью около 30000000 руб. (что на 10000000 руб. дороже камеры с горизонтальными перегородками), окупается через год.

Таким образом, установка выносной реакционной камеры с вертикальными перегородками позволяет улучшить эксплуатационные показатели установки и повысить её экономическую эффективность.

Список использованной литературы:

1. В.Г. Козин, Н.Л. Солодова, Н.Ю. Башкирцева, А.И. Абдуллин. – Казань: Изд-во Казан.гос.технол.ун-та, 2009. -328 стр.;

2. Интернет ресурс: www.naftaros.ru/articles/106.pdf;

3. Чернышева Е.А. Проблемы и пути развития глубокой переработки в РФ/ Бурение и нефть – 2011. – №5;

4. Козин В.Г., Солодова Н.Л., Башкирцева Н.Ю. Современные технологии производства моторных топлив: учебное пособие – Казань: Изд-во ТаРИХ, 2003. – 264с.;

5. Пат.2372378 РФ, МПК C10G9/14. Реактор для жидкофазного термического крекинга/ Хайрудинов И.Р; заявитель и патентообладатель Государственное унитарное предприятие «Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан» (ГУП «ИНХП РБ»). – № 2008119788/15,19.05.2008;опубл.10.11.2009.

Лебедев Н.C. (4191-Э)

ОПОСРЕДОВАННОЕ ВЛИЯНИЕ РАЗВИТИЯ РЫНКА СЛАНЦЕВОГО ГАЗА НА ЭКОНОМИКУ РОССИИ

    Научный руководитель: Лыжина Н.В.

Active development of shale gas. Low cost of its production, large resource base. The using of a new production technologies. The development of competition in old markets. Forecast of export markets in Russia.

Еще совсем недавно, лет 5-10 назад, мировая экономика никак не воспринимала всерьез возможность кардинального изменения ситуации в области рынков традиционного природного газа. Крупные газовые компании осваивали далекие месторождения природного газа, под эти проекты строилась громадная инфраструктура. В частности, «Газпром» заключил долгосрочные, более чем на 10 лет, контракты «Северный» и «Южный поток». Поставляемый газ по таким контрактам был привязан к рыночной стоимости нефти и в настоящий момент цена газа на европейском рынке в 2 раза превышает цену газа на внутреннем рынке Америки и составляет 450$ за 1000 м

. Можно также отметить, что цена на спотовом рынке ниже контрактных [4].

Тем временем мировые цены на природный газ активно падают. Еще недавно США были одним из главных мировых импортеров, потребляя при этом 30 % мирового импорта газа, на фоне этого происходило активное развитие мирового рынка по сжижению газа, строительство больших мощностей в Катаре и т. д. Проект «Штокмановского месторождения» был нацелен именно на растущий рост мирового спроса [3]. Все изменилось с порождением «сланцевой революции».

С прогрессивным развитием технологий добычи, горизонтальным бурением и последующим гидроразрывом пластов, значительно сократилась себестоимость добываемого газа. В 2009 году США вышли в лидеры по объему добычи природного газа и обогнали Россию по этому показателю в большей степени за счет добычи сланцевого газа. Импорт США в мировом объеме стал резко падать, вплоть до отказа, ориентация экономики на собственное дешевое сырье и переналадка действующих мощностей на экспорт сжиженного газа. Это, в конечном счете, приводит к росту конкуренции на рынках Европы, Азии, пересмотру цен в регионах и отказу от долгосрочных контрактов по неконкурентным высоким ценам, увеличению объёмов спотовой торговли. Такое развитие ситуации оказывает серьезное воздействие на планы по экспорту «Газпрома» и эффективность проектов по строительству отечественных заводов по сжижению природного газа.

Сланцевый газ является разновидностью природного газа, в его составе преобладает метан. Газы в сланцах сконцентрированы в небольших газовых коллекторах, которые рассредоточены по всему сланцевому пласту, при этом сланцевые месторождения занимают огромные территории. Промышленная добыча впервые началась в Техасе в 2002 г. компаниями Devon Energy и Chesapeake Energy. Последняя, специализирующаяся исключительно на сланцевом газе Chesapeake Energy выросла до фирмы гиганта с суммарными активами свыше 70 млрд. $ [1].

Современная технология добычи сланцевого газа подразумевает бурение одной вертикальной скважины и нескольких горизонтальных скважин длиной до 2–3 километров. В пробуренные скважины закачивается смесь воды, песка и химикатов, в результате гидроудара разрушаются стенки газовых коллекторов, и весь доступный газ откачивается на поверхность. Для традиционного газа необходимо образование коллектора, что является важным дополнительным условием для образования месторождения [1].

Для одного гидроразрыва используется смесь воды (около 7,5 тысячи тонн), песка и химикатов. Сланцевые скважины имеют гораздо меньший срок эксплуатации, и быстрее истощаются, чем скважины традиционного природного газа [2]. Добыча сланцевого газа приводит к значительному загрязнению грунтовых вод толуолом, бензолом, диметилбензолом, этилбензолом, мышьяком и др. Для одной операции гидроразрыва требуется от 80 до 300 тонн химикатов [1]. Таким образом, экологическая проблема – образование больших объемов сточных вод – является наиболее острой для развития сланцевой добычи в густонаселенных районах. Этим можно объяснить запреты на временную разработку месторождений во Франции, Германии, в правительствах которых лоббируются интересы альтернативной энергетики.

Оцениваемые запасы сланцевого газа в 3 раза больше мировых запасов традиционного, что дает мировой промышленности неограниченную ресурсную базу. Большими запасами обладают Китай, США, Аргентина, ЮАР, Мексика, Австралия, Канада. При существующих темпах потребления газа собственных ресурсов США хватит на 100 лет. Сланцевый газ распространен широко, запасы расположены близко к районам потребления (Великобритания, Украина) и потому их разработка очень актуальна.

Правительство РФ и российские компании пока не видят необходимости в больших инвестициях в разработку месторождений сланцевого газа, так как запасы традиционного природного газа в мире являются самыми большими [4] и спрос на него в ближайшей перспективе оценивается устойчивым.

Для поддержания конкурентоспособности отечественной газовой промышленности необходимо учитывать развитие рынка сланцевого газа, корректировать на основе этого политику ценообразования, внедрять наукоемкие технологии, приводящие к снижению себестоимости газа.