Изучение компонентного состава попутного нефтяного газа с целью комплексной переработки углеводородного сырья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оренбургский государственный университет

ИЗУЧЕНИЕ КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА С ЦЕЛЬЮ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

Пономарева Г.А., Мурзабекова А.Т.

В статье приведены данные по изучению компонентного состава попутного нефтяного газа на Бобровском месторождении Оренбургской области. Попутный нефтяной газ, сжигаемый на разрабатываемых нефтегазовых месторождениях, является ценным химическим и энергетическим сырьем. Использование его выгодно экономически. С учетом результатов многолетних исследований металлогении Оренбургских нефтей, в том числе и нефти Бобровского месторождения, изучение форм нахождения металлов, связанных большей частью с тяжелыми нефтяными фракциями, с целью их последующего извлечения, во многом может способствовать более полному использованию добываемого из недр сырья. Одновременно снижается и техногенная нагрузка на нефтедобывающие районы.

Влияние человека на окружающую среду уже привело к экологическим проблемам с одновременным истощением природных ресурсов. В этой связи комплексная переработка углеводородного сырья (УВ) играет важную роль, поскольку отходы одних производств могут служить источником сырья для других.

Потребности человечества в энергоносителях постоянно увеличиваются. Для удовлетворения нужд промышленности в разработку вводится все больше нефтегазовых месторождений. При нерациональном природопользовании минеральные ресурсы могут закончиться раньше, чем будут найдены, альтернативные им источники. В настоящее время один из самых востребованных ресурсов в мире -это углеводородное сырье, ставшее главным топливом не только в двадцатом и, скорее всего, двадцать первом веках.

В процессе ее добычи, как правило, выделяется попутный нефтяной газ (ПНГ). Это смесь различных газообразных углеводородов, которые находятся над залежами нефти. ПНГ выделяется в процессе добычи нефти и по составу и свойствам он находит более широкую сферу применения в отличие от природного газа. В одной тонне ПНГ может содержаться до нескольких тысяч кубометров попутного газа.

В Оренбургской части Волго-Уральской нефтегазоносной провинции большая часть нефтяных месторождений содержит растворенные газы. ПНГ, сжигаемый, как правило, в местах добычи, является ценным химическим и энергетическим сырьем.

При сжигании попутного нефтяного газа в окружающую среду попадают вредные компоненты, увеличивая и без того существенную техногенную нагрузку на прилегающие территории.

В связи с этим были начаты работы по изучению фондовых и литературных данных по компонентному составу попутного нефтяного газа месторождений нефти области и способов переработки попутного нефтяного газа, выявление наиболее эффективных способов использования его для конкретных месторождений, что повысит эффективность эксплуатации месторождений и будет способствовать улучшению экологии нефтедобывающих районов.

В России, и Оренбургской области в том числе, попутный нефтяной газ до сих пор не нашел широкого применения из-за отдаленности большинства объектов нефтедобычи от магистралей и газопроводов и предприятий нефтепереработки.

Рассмотрим в качестве примера Бобровское месторождение Оренбургской области. В региональном плане Бобровское месторождение является одним из крупнейших и приурочено к Бузулукской впадине, которая выделяется как структура первого порядка по поверхности кристаллического фундамента и по осадочному чехлу. Месторождение приурочено к северному склону Бузулукской впадины и относится к структурам бортового типа. Ловушками являются локальные куполовидные антиклинальные складки. Бобровское месторождение - многопластовое и многокупольное. Промышленная нефтеносность выявлена в отложениях башкирского яруса, окского надгоризонта, бобриковского горизонтов, турнейского яруса. Пласты О₂ и О₃ окского надгоризонта сложены карбонатными отложениями (известняки и доломиты кавернозно-пористые) [2].

Именно в образцах нефти указанных пластов (О₂ и О₃ и других) по данным Пономаревой Г.А. (2013, 2015) был установлен ряд металлов, в том числе и благородных. Благородные и тяжелые металлы были обнаружены и на других месторождениях углеводородов области, а также установлен ряд региональных закономерностей распределения благородных металлов в нефтяных месторождениях, в асфальтитах, битумах Оренбургской области [5-8]. Следует отметить, что в настоящее время на кафедре геологии ОГУ ведутся работы по поиску способов извлечения металлов из углеводородного сырья, а также исследования по способам улавливания или извлечения попутных нефтяных газов, что позволит приблизиться к решению проблемы комплексной переработке добытого из недр углеводородного сырья.

Компонентный состав пластовой нефти и фракционный состав нефти Бобровского месторождения Оренбургской области представлены в таблицах 1 и 2 [9].

Как видно из таблицы 1 содержание светлых фракций нефти пласта О₂ составляет 50 %. На остаток и потери приходится также половина исходного сырья.

Таблица 1

Фракционный состав нефти Бобровского месторождения

Анализ компонентного состава нефти пласта О₂ (таблица 2), показывает, что в нефти присутствуют углеводороды и линейного, и разветвленного строения, газообразные в пластовых условиях (пентан (С₅Н₁₂) и гексан (С₆Н₁₄), их изомеры). Одновременно присутствуют и растворенные газы - метан, пропан, этан, бутан; и циклоалканы. Таким образом, если извлекать эти газы, в частности пентан, гексан и их изомеры (изобутан, 2,3 - диметилбутан, 2-метилпентан, 3-метилпентан) и гептан и его изомеры, а также циклоалканы (циклопентан, циклогексан, метилциклопентан и др.), то можно повысить выход светлых фракций.

Таблица 2

Компонентный состав пластовой нефти Бобровского месторождения, разгазированной до атмосферного давления при 20 С

переработка попутный нефтяной газ

Учитывая, что разветвленные углеводороды повышают детонационную стойкость бензинов (октановое число), можно дополнительно получать более качественное топливо.

Приведенные данные позволяют наметить возможные пути переработки попутного нефтяного газа из пласта О₂:

- получение сухого отбензиненного газа;

- широкой фракции легких углеводородов;

- сжиженного газа для бытовых нужд;

- качественных бензинов;

- использовать для топливно-энергетических целей добывающего предприятия [3].

Следует отметить, что при выборе способа использования ПНГ следует учитывать данные по всем продуктивным пластам месторождения.

Таким образом, на примере Бобровского месторождения, очевидно, что способы использования ПНГ для конкретного нефтедобывающего предприятия индивидуальны. Это зависит от компонентного состава нефти и геологических условий залегания. В результате полного извлечения ПНГ повысится эффективность использования углеводородного сырья, произойдет улучшение экологической обстановки данной территории, что в конечном итоге приведет к рациональному природопользованию.

Список литературы

1 Андрейкина, Л.В. Состав, свойства и переработка попутных газов нефтяных месторождений Западной Сибири / автореферат дис…кандидата технических наук 02.00.13 Уфимский государственный нефтяной технический университет. Уфа. 2005. С 22.

2 Геологическое строение и нефтегазоносность Оренбургской области / Под ред. А.С. Пантелеева и Н.Ф. Козлова. Оренбург: Оренбургское книжное издательство, 1997. 272 с.

3 Ермакова, Ж.А. Направления ресурсосбережения в нефтяной промышленности Оренбургской области / Ермакова Ж.А., Борисюк Н.К. // Вестник Оренбургского государственного университета. 2014. № 8. С. 108-113.

4 Конторович, А.Э. Сырьевая база и перспективы развития гелиевой промышленности России и Мира / А.Э Конторович, А.Г. Коржубаев, Л.В. Эдер // Минеральные ресурсы России. Экономика и Управление. М., 2006. - № 2. С. 17 - 24.

5 Елкибаев, Д.Б. К вопросу проявления битумов в Оренбургской области / Д.Б. Елкибаев, Г.А. Пономарева // Современные технологии подготовки кадров и повышения квалификации специалистов нефтегазового производства: тезисы IV научно-практической конференции с международным участием / отв.редактор В.К. Тян. Самара: Самар. Гос. Техн. Ун-т, 2017. С. 25.

6 Пономарева, Г.А. Металлогеническая специализация нефтегазовых месторождений Оренбургской части Волго-Уральской нефтегазоносной провинции и возможность извлечения металлов из углеводородного сырья / Г.А. Пономарева // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: сб. статей всероссийской научно-методической конференции. Оренбург: ООО ИПК, 2018. С.1081-1084.

7 Пономарева, Г.А. Геохимические особенности Садкинского месторождения асфальтита / Г.А. Пономарева, А.А. Пономарев // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: сб. статей международной научно-методической конференции. Оренбург: ООО ИПК, 2016. - С. 868-870.

8 Пономарева, Г.А. Региональные закономерности распределения платиноидов в Оренбургской части Южного Урала: автореф. дис….канд. геол-мин. наук: 25.00.11. Екатеринбург, 2013. 23 с.

9 Физико-химические свойства и составы нефтей и газов: руководящие материалы. Мин-во нефтяной пром-ти. Гос. институт по проектированию и исследовательским работам в нефтяной пром-ти «Гипровостокнефть». IV Выпуск. 1983. С. 114.

Размещено на Allbest.ru