Какие продукты выделяют из попутного нефтяного газа и для чего их используют

Попутный нефтяной газ (ПНГ) — проблема для нефтяников по всему миру или ценный ресурс? И то и другое. Основным стимулом для рационального использования ПНГ зачастую становятся экологические ограничения и связанные с ними финансовые риски. Тем не менее при грамотном подходе к утилизации попутного газа нефтяным компаниям удается не только избежать штрафов за нарушение экологического законодательства, но и неплохо заработать

В поисках midstream

В мировой же практике достаточно давно выделяют midstream — промежуточный сегмент между upstream и downstream со своими законами ценообразования. Очевидно, что нефть и газ не могут быть вовлечены в переработку (downstream) в том виде, в котором они были добыты (upstream). Существуют дополнительные технологические операции: доставка углеводородов к местам переработки, а также подготовка к транспортировке. Их и относят к midstream. При этом в процессе подготовки нефти возникает большой поток попутных продуктов разнообразного свойства, среди которых и ПНГ. Его переработка в мировой практике — это тоже midstream. Что же такое рациональное использование попутного нефтяного газа?

Сжечь или заработать

Варианты утилизации ПНГ универсальны по всему миру, но используются в разных пропорциях. Сжигание на факелах месторождений долгое время было основным способом, ценное углеводородное сырье и энергия горючих компонентов уходили в воздух с ущербом для окружающей среды. С середины прошлого века развитые страны начали серьезно ограничивать сжигание ПНГ.

Столь же удобный с точки зрения логистики, как и сжигание, но экологичный способ утилизации — закачка ПНГ обратно в пласт. Нередко этот метод применяют для повышения нефтеотдачи пласта, хотя эффективным он оказывается не всегда. Газ при дальнейшей добыче все равно вернется, но гидродинамика залежи может быть уже хуже. Еще один вариант использования ПНГ на месторождении — промысловая генерация электроэнергии: ПНГ направляется на газотурбинные и газопоршневые установки. Выхлопной газ можно использовать в системах теплоснабжения объектов месторождения или опять-таки закачивать в пласт для повышения нефтеотдачи. Промысловая генерация электроэнергии очень широко используется в России.

Эффективную монетизацию обеспечивает полноценная переработка попутного нефтяного газа, но это и стоит намного дороже. Тут есть свои сложности — ПНГ нестабилен по составу, в нем много примесей и влаги, требуется сложная подготовка. На выходе получают метан-этановую фракцию, по своим свойствам близкую к сухому природному газу, а также широкую фракцию легких углеводородов — ценное сырье для нефтехимических предприятий и производства сжиженного углеводородного газа (СУГ), использующегося для коммунально-бытовых нужд и в качестве топлива для автотранспорта.

Газоперерабатывающие заводы изначально строились возле крупных месторождений, позже для малых месторождений были предложены компактные блочные решения для переработки сырья.

Существует и сложная технология химической переработки ПНГ gas-to-liquids (GTL), позволяющая получать из газа жидкие нефтепродукты, характерные для традиционной нефтепереработки, а также метанол и базовые химические полуфабрикаты. В качестве альтернативы применяют мягкий паровой риформинг. Это, по сути, обратная GTL: жидкие остатки переработки нефтяного газа и газоконденсата трансформируются в газ, который затем можно использовать как топливо для генерации электроэнергии или транспортировать по обычному газопроводу.

«Выбор наиболее экономически привлекательных опций утилизации ПНГ зависит от конкретных факторов в привязке к конкретному месторождению. В целом глубокая переработка ПНГ наиболее экономически эффективна, но, например, при малых объемах доступного газа предпочтительна утилизация на месторождении, — говорит руководитель аналитического центра интегрированной газоперерабатывающей и нефтехимической компании «СИБУР» Ксения Каретина. — Также имеет значение состав ПНГ, спрос на локальных рынках и нетбэки на газ, электричество, тепло, дизель и т. д. Существенным фактором становится наличие инфраструктуры для транспортировки и переработки газа и расстояние до целевых рынков. К примеру, рост сжигания в мире в последние годы отчасти как раз и связан с освоением новых удаленных месторождений и развитием сланцевой добычи».

Альтернативы обязательны

Уровень утилизации ПНГ во многом определяет эффективность развития всего нефтегазового комплекса той или иной страны. Использование ПНГ — маркер квалификации государства и бизнеса в вопросе комплексного освоения недр, использования сырья и экологической безопасности.

В США, Канаде, Норвегии полезное использование ПНГ достигает 99–100%. При разработке новых месторождений запускаются обязательные процедуры принятия решений об утилизации газа — дерево альтернатив. Государственные регуляторы требуют рассматривать различные варианты, и только в том случае, если ни один из вариантов рациональной утилизации не отвечает критериям эффективности, разрешается сжигать часть нефтяного газа.

В США и Канаде работает примерно 80% газоперерабатывающих заводов мира, эти мощности для Северной Америки сейчас даже избыточны. Дело в том, что большое число малых ГПЗ строилось в середине прошлого века для производства бытового газа. Однако сейчас основой газоперерабатывающей отрасли США стали крупные заводы, связанные с химическими предприятиями. По данным Химического совета США, сейчас в стране строятся или планируются нефтехимические проекты на $185 млрд. В прошлом году инвестиции в химические заводы составили половину всех капиталовложений в производственном секторе США. Причина — изобилие дешевых побочных продуктов сланцевой добычи нефти, в частности нефтяного газа.

В принципе, сжигать попутный газ в Канаде и США запрещено, в Техасе такой запрет был введен еще в 1946 году. Там, где мощностей по переработке нет, например на Аляске, ПНГ полностью закачивается обратно в пласт. В Северной Дакоте быстро развивается бизнес по сжижению ПНГ, который используется как автомобильное топливо. В ряде регионов США существует сеть специальных трубопроводов, куда частные компании могут сдавать ПНГ практически без подготовки, существуют лишь ограничения по содержанию влаги. Далее сырье направляется на газоперерабатывающие и химические предприятия. В Канаде построена развитая инфраструктура для газовой энергогенерации.

Одной из передовых европейских стран в плане рационального использования ПНГ стала Норвегия. Местное правительство не устанавливает специальных нормативов по сжиганию ПНГ, но предоставляет разрешение на сжигание в основном для обеспечения безопасности нефтедобычи. Сжигать ПНГ в тех объемах, которые выше необходимых, для обеспечения безопасности без одобрения Министерства нефти и энергетики Норвегии нельзя. Государственная компания Statoil, недавно переименованная в Equinor, после подготовки направляет нефтяной газ по трубопроводу к системе экспорта газа. На факелы газ может быть сброшен только тогда, когда давление в системе превышает нормативное.

Наличие развитой газотранспортной инфраструктуры и близость к рынкам ЕС позволяет норвежцам эффективно экспортировать подготовленный нефтяной газ, но применяется и закачка ПНГ в пласт для увеличения нефтеотдачи. Газовой энергогенерацией Норвегия практически не занимается.

На китайском супергигантском месторождении Дацин построено 14 промышленных установок по переработке ПНГ, а также оборудование для обработки нефтяного газа для дальнейшей продажи. Власти страны намерены построить семь новых крупных прибрежных нефтехимических производств, в том числе завод стоимостью $15 млрд в порту Нинбо и перерабатывающий центр в провинции Хэбэй. Кроме того, экономика Китая нуждается в использовании ПНГ для снижения доли угля в энергетическом балансе и улучшения экологических показателей национальной энергетики.

В Саудовской Аравии, пятой в мире по запасам газа, порядка 60% этих запасов — попутный нефтяной газ. Мощности по его переработке в целом соответствуют уровню добычи, на сухой газ — продукт газоперерабатывающих заводов — приходится 40% энергобаланса страны. В качестве побочного продукта саудовцы получают этан, который по регулируемым и очень низким тарифам предоставляется на переработку нефтехимикам. Такая конструкция привела и продолжает приводить огромные инвестиции в нефтехимию Саудовской Аравии, сейчас эта страна — мировой нефтехимический лидер вместе с США и Китаем. Лишь рост спроса на электричество в прошлом году заставил Saudi Aramco задуматься над увеличением добычи собственного природного газа, не связанного с объемами добычи нефти (тут действуют ограничения ОПЕК).

«Стоит обратить внимание на опыт Саудовской Аравии, где драйверами поиска решений утилизации ПНГ стали избыток попутного газа и активность государства: основаны индустриальные города Эль-Джубайль и Янбу-эль-Бахр, государственная компания Saudi Aramco строила необходимую инфраструктуру для сбора и транспортировки ПНГ, была основана специализированная нефтехимическая компания SABIC», — отмечает Ксения Каретина. По словам эксперта, для Саудовской Аравии характерно не только большое количество доступных объемов нефтяного газа, но и высокое содержание жирных фракций в составе ПНГ, что делает его ценным нефтехимическим сырьем. «Сейчас Россия и Ближний Восток являются крупнейшими регионами мира, где осуществляется глубокая переработка ПНГ в полимеры», — заключает Ксения Каретина.

Старается не отставать от соседей и Иран. В стране ежедневно транспортируется почти 40 млн кубометров ПНГ с нефтяных месторождений в провинции Хузестан на перерабатывающие предприятия. За последние годы здесь было построено и запущено множество небольших частных химических заводов, использующих в основном европейское оборудование и достаточно современные технологии. Благодаря дешевому местному сырью они имеют серьезное конкурентное преимущество.

Для России может быть интересен опыт Казахстана, где система газопереработки формировалась в рамках плановой экономики СССР. Казахстан обошел Россию в законодательном регулировании утилизации попутного нефтяного газа. Законами «О нефти» и «О недрах и недропользовании» и последующими подзаконными актами введен запрет на промышленную эксплуатацию нефтегазовых месторождений без рациональной утилизации попутного нефтяного газа.

Большой проект сбора попутного нефтяного газа с морских платформ на Каспии ведет государственная нефтекомпания Азербайджана SOCAR в партнерстве с BP и международной организацией по ограничению сжигания ПНГ. Ежегодно с морских месторождений компании собирается и передается в газотранспортную систему около 1 млрд кубометров нефтяного газа.

Законодательное регулирование не всегда единственный фактор влияния на нефтяников. Так, в Индонезии нет развитой трубопроводной инфраструктуры или законов, запрещающих факельное сжигание. При этом страна — четвертый в мире экспортер сжиженного нефтяного газа, а интерес местного бизнеса к монетизации ПНГ растет.

Свой путь — в Анголе. Еще в 2002 году компания Sonangol обязала всех партнеров, разрабатывающих месторождения, предусматривать план коммерциализации нефтяного газа. Договоры на разработку ангольских недр содержат пункт о том, что партнеры Sonangol имеют право сжигать попутный газ только до завершения строительства завода по переработке нефтяного газа.

Не опоздать с переработкой

В исследовании отраслевого информационно-аналитического центра Rupec, специализирующегося на вопросах газопереработки и нефтехимии, отмечено, что наибольший вклад в повышение уровня утилизации ПНГ в России внесло «цивилизованное сжигание» нефтяного газа, то есть промысловая энергетика как наименее затратный способ полезного использования ПНГ. Аналитики считают, что в качестве стимулирующих мер помимо штрафов необходима благоприятная среда для инвестиций в midstream-объекты. Да и в целом понятие midstream в России пока не приживается. «Midstream не только никак не регулируется отдельно от upstream и downstream, но даже не выделяется понятийно. Фактически этот сегмент всякий раз оказывается заложником переноса акцентов с добычи на переработку и обратно. А ведь именно midstream является связкой, обеспечивающей попадание существенной доли углеводородного сырья из сферы добычи в сферу нефтехимической и вообще химической переработки», — поясняют аналитики Rupec.

В организации отмечают те выгоды, которые может получить государство, акцентированно стимулируя сегмент переработки ПНГ. Во-первых, это снятие технологических ограничений при вводе новых нефтяных и газовых месторождений, в том числе географически удаленных от основной газовой инфраструктуры и со сложным составом газа. Во-вторых, рост общей доходности добычи углеводородов для добывающих компаний, которые могли бы реинвестировать дополнительную маржу в новые проекты.

«В-третьих, даже без наращивания производства углеводородов (что в целом отвечает ситуации текущего момента с точки зрения спроса как на внутреннем, так и на внешних рынках) это интенсификация переработки уже имеющегося сырья с производством более маржинальной продукции, которая имеет экспортный потенциал, в том числе на новых рынках, таких как Азия, а также может быть потреблена внутри страны. Пример Северной Америки показывает, что рост предложения продукции midstream стимулирует запуск большого числа крупных проектов в нефтехимии», — отмечают в Rupec.

Аналитики также видят возможность синхронного с развитием переработки ПНГ роста инвестиций в основной капитал. Более активная переработка нефтяного газа создаст новые источники спроса на труд в регионах, а также спроса на высокотехнологичную продукцию российского химического и транспортного машиностроения, металлургии и т. п.

Доля нефтехимии в российской промышленности составляет лишь около 2%, в то время как в Китае — 30%, в США — 25%. Суммарная выручка от продажи нефтегазохимической продукции в мире достигает $3 трлн, что сопоставимо с показателями мирового нефтяного рынка.

«Эпоха нефти и газа как источников топлива и энергии подходит к концу. Будущее ископаемых углеводородов — быть почти исключительно сырьем химических процессов. Без развития midstream такой переход просто невозможен, и если не стимулировать развитие мощностей сейчас, потом строить их будет уже очень дорого», — отмечается в исследовании Rupec.