Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений
Хавкин А.Я., доктор технических наук, доцент, главный научный сотрудник Института проблем нефти и газа Российской академии наук
ПУТИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ В НЕФТЕГАЗОВОМ КОМПЛЕКСЕ
Проведен анализ путей энергосбережения и повышения энергетической эффективности в нефтегазовом комплексе в соответствии с Федеральным Законом № 261-ФЗ. Показано, что для реализации поставленных в Федеральном Законе № 261-ФЗ задач необходимо законодательное требование публикации критериев энергетической эффективности в нефтегазовом комплексе, применение нанотех-нологических мероприятий увеличения нефтеотдачи и создание газогидратной отрасли ТЭК.
Ключевые слова: нанотехнологии, энергетика, энергосбережение, энергоресурсы.
WAYS OF THE ENERGOSAVINGS AND INCREASE POWER TFFICIENCY IN AN OIL-AND-GAS COMPLEX
The analysis ways of the energosavings and increases of power efficiency in an oil-and-gas complex is carried out according to the Federal Law № 261-FL. It is shown, that for realization put in the Federal Law № 261-FL tasks application nanotechnological actions of increase in petrofeedback and creation gashydrare branch of FEC is necessary for legislative requirement to the publication of power efficiency criteria in an oil-and-gas complex.
Keywords: nanotechnologies, power engineering, energy saving, energy resources.
Энергетика всегда была ведущим сектором нашей экономики и имела для России особое значение. В топливно-энергетическом секторе производится четверть ВВП, треть промышленного производства, 60% экспорта. Энергетика даёт половину налоговых поступлений в федеральный бюджет, хотя в ней занято всего 4% работающих людей. Она опирается на развитую ресурсную базу. На каждого жителя России приходится в 10 раз больше энергоресурсов, чем в среднем в мире [1].
Несмотря на кажущееся обилие энергоресурсов, Президент РФ В.В. Путин на совещании в 2007 г. по развитию нефтегазовой отрасли отметил, что нефтегазовые ресурсы используются недостаточно рачительно [2]. Президент РФ Д. А. Медведев в 2009 г. назвал одним из первых приоритетов российской экономики энергоэффективность и энергосбережение, отметив, что нужно не только наращивать добычу полезных ископаемых, но и добиваться лидерства во внедрении инноваций [3, 4].
Задачу внедрения инноваций в добыче нефти ставил и Вице-президент РАН академик Н.П. Лаверов [5].
В Федеральном законе № 261-ФЗ приведены следующие основные термины [6]:
1) энергетический ресурс - носитель энергии, энергия которого используется или может быть использована при осуществлении хозяйственной и иной деятельности, а также вид энергии (атомная, тепловая, электрическая, электромагнитная энергия или другой вид энергии);
2) вторичный энергетический ресурс - энергетический ресурс, полученный в виде отходов производства и потребления или побочных продуктов в результате осуществления технологического процесса или использования оборудования, функциональное назначение которого не связано с производством соответствующего вида энергетического ресурса;
3) энергосбережение - реализация организационных, правовых, технических, технологических, экономических и иных мер, направленных на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов при сохранении соответствующего полезного эффекта от их использования (в том числе объема произведенной продукции, выполненных работ, оказанных услуг);
4) энергетическая эффективность - характеристики, отражающие отношение полезного эффекта от использования энергетических ресурсов к затратам энергетических ресурсов, произведенным в целях получения такого эффекта, применительно к продукции, технологическому процессу, юридическому лицу, индивидуальному предпринимателю;
Вышеприведенные термины в нефтегазовом комплексе означают:
1) энергетический ресурс - запасы нефти;
2) вторичный энергетический ресурс - попутный газ;
3) энергосбережение - наиболее полное использование;
4) энергетическая эффективность - коэффициент извлечения нефти (КИН), коэффициент использования попутного газа.
Характеризуя «Энергетическую стратегию России на период до 2030 года» (ЭСР-2030) [7], Министр энергетики С.И.Шматко указывает [8], что энергетическая безопасность является одной из важнейших составляющих национальной безопасности страны, и стратегической целью государства является максимально рациональное использование энергетических ресурсов. Намечены следующие ориентиры ЭСР-2030: добыча нефти в 2030г. 530-535 млн. т, снижение удельной энергоемкости ВВП в 2,3 раза, снижение удельных потерь и расходов на собственные нужды предприятий ТЭК, доведение ежегодного объема экономии энергоресурсов по сравнению с современным уровнем не менее чем 300 млн. т условного топлива в год. В плане экологической безопасности энергетики ориентиром является двукратное снижение сброса загрязненных сточных вод в водоемы [8]. При этом в качестве индикатора стратегического развития нефтяного комплекса предусмотрена следующая динамика коэффициента извлечения нефти (КИН): 2008г. (факт) - 0,3, за 1-й этап (2013-2015гг.) планируется достичь КИН=0,3-0,32, за 2-й этап (2020-2022гг.) - 0,32-0,35, к концу прогнозируемого периода за 3-й этап (2030г.) планируется достичь КИН=0,35-0,37 [9].
Рис.1. Динамика годовой добычи нефти Qн (1) и ее обводненности ^ (2) в России
Проведем анализ параметров нефтяного раздела ЭСР-2030. На рис. 1 показана динамика годовой добычи нефти Qн и обводненности Б в России [10-12]. Как видно из рис.1, за период 2000-2006гг. добыча нефти в России возросла с 300 млн.т/год до 480 млн.т/год, достигнув в 2007 г. значения 490 млн.т/год. В 2008-2009гг. добыто около 490 млн.т/год [12]. Таким образом, за 6 лет (2000-2006гг.) уровень добычи нефти в России вырос более чем на 150 млн.т. Планируемый на 2030 г. уровень добычи нефти 530-535 млн. т отличается от нынешнего
уровня на 8-10% (или на 0,5%/год), что находится в пределах точности прогноза. Фактически стратегической целью ЭСР-2030 поставлен не столько рост, сколько сохранение нынешнего уровня добычи нефти.
Что касается запасов нефти России, то по одним российским оценкам подготовленных запасов нефти России хватит на 40 лет [13], по другим оценкам их хватит только на 10 лет [14]. По мнению члена Комитета по природным ресурсам и недропользованию ГД РФ Ю.Л. Спиридонова [15], кризис в нефтедобыче уже налицо, а выборочная интенсивная отработка активных запасов нефти ведет к тому, что они будут исчерпаны уже к 2015 г. (т.е. через 5 лет). При этом Минприроды РФ прогнозирует восполнение запасов на уровне 80% от добычи нефти [16]. А по оценкам западных специалистов на 01.01.2009 г., у России запасов нефти, которые можно добыть с положительным экономическим результатом, только 8,2 млрд.т [17]. Получается, что при нынешних ценах на нефть рентабельно извлекаемых запасов нефти у России при добыче 500 млн.т/год хватит только на 16 лет, т.е. до 2025г.
Выход к 2020 г. на КИН=0,35 позволит увеличить рентабельно извлекаемые запасы на 1,4 млрд. т, что обеспечит добычу 500 млн.т/год еще до 2028г. Достижение КИН=0,37 к 2029 г. увеличит этот срок еще на год - до 2029 г.
Так какую же нефть планируется добывать в 2030 г.? Получается, что без восполнения рентабельно извлекаемых запасов, планы по добыче нефти в 2030г. нереальны.
Что же касается КИН, то средний КИН составляет: 0,38-0,45 для активных запасов; 0,10,35 для низкопроницаемых коллекторов (НПК), которых в России более 25%; 0,05-0,25 для высоковязких нефтей [18]. С каждым годом в составе разрабатываемых месторождений становится все больше месторождений с низкой проницаемостью и высокой обводненностью продукции. В том числе и по этой причине, проектный по пятилетним периодам КИН по российским месторождениям упал до 0,3 с 0,5 в 1965г. [5, 9, 16]. В последние годы в балансе российских запасов нефти запасы в НПК составляют уже почти 40% [5].
По мнению академика Р.И. Нигматулина, необходимо ориентировать Академию наук на работу с нефтегазовой промышленностью и теоретически КИН может быть доведен до 0,7 при применении современных технических и физико-химических технологий, а российские извлекаемые запасы нефти при их применении могут быть увеличены на 20-30 млрд.т, или 200-300 млн.т годовой добычи на весь XXI век [19]. Западные страны уже вышли на КИН=0,4 и к 2020г. планируют выйти на КИН=0,5 [16]. При этом западные лидеры считают, что энергоресурсы на российской территории имеют мировое значение и нерациональное пользование углеводородными ресурсами Россией не позволяет России самой распоряжаться ими [20]. Получается, что планы по КИН в ЭСР-2030 весьма далеки от стратегических.
Нет в ЭСР-2030 стратегических целей по снижению обводненности добываемой нефти, которая сегодня превышает 84% (рис. 1). Доля энергетических затрат в добыче нефти увеличилась с 2 % в 1950 г. до 50 % в 2005 г., т.е. при энергозатратах, эквивалетных 1 т нефти, стало добываться также 1 т вместо 50 т в 1950г. (рис. 2) [21].
Рис. 2. Энергоэффективность добычи нефти (т/т) в России
А в мире средняя величина обводненности примерно 75% [22]. Высокая доля воды в добывающих скважинах является причиной их остановки. В последние годы в целом по России простаивает десятки тысяч обводненных скважин, что приближается к 20% всех добывающих скважин (табл. 1) [10].
Простой добывающих скважин ведет не только к уменьшению текущих отборов нефти, но и к уменьшению КИН [23, 24]. Обводненность 84% российской нефти означает, что в продукции добывающих скважин в 5 раз («водонефтяной фактор») больше воды, чем нефти. Получается, что при уровне добычи нефти в России 490 млн. т, из добывающих скважин вместе с нефтью поднимается более 2,5 млрд.м3 воды. Снижение доли воды в продукции до среднемировой - 75% (на 10%), приведет к уменьшению отбора воды на 1 млрд. т, или на 40%. При этом ориентир ЭСР-2030 по уменьшению сброса загрязненных сточных вод (уменьшить на 50%) будет практически реализован. Более того, при том же объеме жидкости (нефть+вода) снижение обводненности до 75% позволит добывать 750 мл
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.