Газоснабжения. Месторождения нефти и газа
В первой четверти XXI века нефть и продукты ее переработки будут играть важную роль в энергетическом балансе мира. В первую очередь это обусловлено отсутствием у человека альтернативного экономического источника энергии для мобильной энергетики. В табл. 3.3. приведены данные о формировании потенциала ресурсов и потребления нефти.
В России промышленная нефтегазоносность установлена во всех регионах Восточной Сибири, Республике Саха и на морском шельфе о. Сахалин. Оценка потенциальных ресурсов нефти и газа, проведенная в конце 80-х гг. прошлого века, подтвердила гипотезу о наличии надежной сырьевой базы для нефтедобычи в восточных регионах России. Однако до начала 90-х годов развитие нефтедобычи сдерживалось из-за слабой геологической изученности этих районов. В настоящее время запасы на Сибирской платформе оцениваются в 1303 млн. т. нефти, на Сахалинском шельфе – 263 млн. т.
Природный газ добывается и используется сегодня на всех материках планеты, кроме Антарктиды. Доказанные мировые запасы газа оцениваются, примерно, в 150 трлн. м3 . Их распределение по регионам мира крайне неравномерно (табл. 3.4), самые значительные запасы газа находятся на Ближнем и Среднем Востоке.
В европейской части России в последние годы уменьшается потребление газа отраслями промышленности и энергетики. Коммунально-бытовой сектор имеет некоторую потенцию к росту потребления газа в перспективе.
Таблица 3.3.
Запасы, добыча и потребление нефти по регионам мира
по состоянию на начало 2001 г.
| Регионы мира | Запасы | Добыча | Потребление |
| Страны – члены ОЭСР Северная Америка Европа Тихий океан Страны – не члены ОЭСР Латинская Америка Европа Африка Ближний и Средний Восток Азия Китай б. СССР Мир в целом | 10,4 8,8 1,4 0,2 83,8 7,2 0,2 7,0 65,3 6,7 2,4 5,8 100,0 | 29,5 19,7 8,9 0,9 59,2 8,5 0,4 10,3 30,2 5,2 4,6 11,3 100,0 | 60,3 30,4 20,3 9,6 32,2 5,6 2,0 2,9 6,1 11,1 4,5 7,5 100,0 |
Таблица 3.4.
Доказанные запасы газа по регионам мира, 1970-1999 гг.
(на начало каждого года), трлн. м3
| Регионы мира | Годы | ||||||
| Северная Америка Латинская Америка Северная Европа Центральная Европа Страны СНГ, в т.ч. Россия Африка Ближний и Средний Восток Азия-Океания Всего, в т.ч. на шельфе, в трлн. м3 % запасов на шельфе от общих запасов | 9,5 1,9 3,6 0,5 12,1 – 3,8 6,6 1,6 39,6 4,4 11,2 | 7,5 6,9 5,5 0,5 52,0 – 8,5 37,8 10,6 129,4 н/д н/д | 6,5 7,8 6,2 0,8 58,1 – 9,9 44,6 13,1 147,0 37,1 25,2 | 6,6 8,0 6,3 0,8 57,4 – 9,9 46,9 13,3 149,2 39,5 26,5 | 6,6 7,9 6,3 0,8 56,2 – 10,1 49,0 14,0 150,9 42,1 27,9 | 6,5 8,1 6,9 0,7 57,1 47,6 10,3 49,3 14,3 153,2 43,3 28,3 | 6,6 8,3 7,2 0,7 56,7 47,2 10,4 53,0 14,8 157,7 47,7 30,2 |
Объективно в России существует относительно высокая «насыщенность» потребителей природным газом.
В Сибири и на Дальнем Востоке сложилась нерациональная по экономическим и экологическим показателям структура топливо- и энергоснабжения. Это вызывает необходимость газификации Сибири и Дальнего Востока в короткие сроки.
В странах ближнего зарубежья российский газ используется главным образом на Украине, в Белоруссии, Прибалтике и Молдавии. Средняя Азия и Казахстан обеспечиваются туркменским и узбекским газом, который идет и в южные районы России и в Закавказье.
В России имеются уникальные запасы природного газа. Разведанные запасы превышают 47 трлн. м3 (~ 34 % от мировых), а потенциальные составляют ~ 236 трлн. м3. В главном газоносном регионе – Западной Сибири – сосредоточено ~ 85 % разведанных запасов, вторые по значению месторождения Восточной Сибири и Якутии – 5-10 %, их степень разведанности не превышает нескольких процентов. Основные запасы газа в России сконцентрированы в десятке уникальных месторождений газа, расположенных в Надым-Пур-Тазовском районе (НПТР), на Ямале и на шельфе Арктических морей (табл. 3.5). Эти запасы имеют общемировое значение.
Сырая нефть является смесью органических соединений и включает в себя небольшое количество жидких сернистых и азотных соединений, парафинов и смол. После извлечения легких фракций и масел (бензина, лигроина, керосина, газойля, солярового масла) остаются сильновязкие тяжелые фракции – мазут, который и используется как энергетическое жидкое топливо. При этом минеральные примеси, входящие в нефть, концентрируются в мазуте.
Природные газы образуются одновременно с нефтью либо получаются в результате синтеза в присутствии воды и карбидов металлов на больших глубинах под воздействием высокого давления и температуры.
В отличие от твердого и жидкого топлива газовое топливо представляет собой механическую смесь горючих и негорючих газов. Природные газы в основном (до 90 – 96 %) содержат метан СН4, в небольшом количестве тяжелые углеводороды (этан С2Н6, пропан С3Н8, бутан С4Н10 и др.), которые часто записываются в виде общей формулы СmHn (1 - 6 %). Кроме того, природный газ содержит негорючие компоненты: немного азота N2 (1 - 4 %) и двуокись углерода СО2 (0,1 - 0,2 %).
Таблица 3.5.
Запасы газа в РФ
| № п/п | Газоносный район | Газодобывающее предприятие (ГДП) | Число месторождений | Запасы газа, млрд. м3 | ||
| А+В+С1 | С2 | А+В+0,5С | ||||
| 1. | Ямальская НГО | – | 13(Н) | |||
| 2. | Гыданская ГО | – | 5(Н) | |||
| 3. | Надым-Пур-Тазовское НГО Итого НПТ НГО | Надымгазпром Уренгойгазпром Ямбурггаздобыча Сургутгазпром (Ноябрьскгаздобыча) 4ГДП | 3(С) 1(Н) 4(С) 14(Н) 2(С) 4(Н) 4(С) 13(Н) 13(С) 32(Н) | 2023,3 43,1 8350,8 3288,8 4261,9 401,2 1282,6 1202,7 15918,6 4955,8 | 79,1 – 1114,6 864,6 144,6 329,3 269,4 2387,6 | |
| 4. | Томская обл. | Томскгазпром, Томскнефть и др. | 2(С) 14(Н) | 91,6 208,3 | 0,9 24,2 | |
| 5. | Шельф Карского моря | – | 2(Н) | |||
| 6. | Шельф Баренцева моря | – | 1(Н) | |||
| 7. | Северный район | Северогазпром | 1(10)* (С) | 342,9 | 1344,5 | |
| 8. | Поволжский район | Астраханьгазпром | 2(8)* (С) | 2773,6 | 1114,9 | |
| 9. | Северо-Кавказский р-он | Кавказтрансгаз, Кубаньгазпром | 6(С) | |||
| 10. | Уральский р-н | Оренбурггазпром | 1(4)* (С) | |||
| 11. | Север Красноярского края | Норильскгазпром | 3(7)* (С) | |||
| 12. | Юг Красноярского края | – | 2(Н) | |||
| 13. | Иркутская обл. | – | 2(Н) | |||
| 14. | Республика Саха | Сахагазпром | 2(5)* (С) | |||
| 15. | Сахалинский шельф | 8(Н) | ||||
| Всего в т.ч. С Н | 12ГДП | 44797,8 23406,7 21391,1 | 5670,1 |
Примечание:
А, В, С1 , С2 – категория;
* В скобках дано число новых месторождений; (Н) и (С) – новые и существующие месторождения.
Месторождения газа делят на чисто газовые и газоконденсатные. Газ первых состоит почти из одного метана. Газ вторых, кроме метана содержит значительное количество высших углеводородов, в основном пропана и бутана, которые легко конденсируются при повышении давления и охлаждении газа.
Природный газ некоторых месторождений Средней Азии и Оренбургского газоконденсатного месторождения содержит до 5 - 6 % сероводорода Н2S и некоторое количество сероорганических соединений, в основном сероуглерода СS2, серооксида углерода СОS и меркаптанов. При добыче нефти получают попутный газ. При выходе нефти из скважины давление ее снижается и из нефти выделяются растворенные газы в количестве 10 - 15 % расхода нефти. Для попутного газа характерно наибольшее содержание углеводородов по сравнению с другими видами газового топлива.
Использование газообразных и жидких топлив по сравнению с углем не только повышает общую культуру эксплуатации электрических станций, но и приводит к ощутимому снижению стоимости основного оборудования, росту КПД установок. Так, при сооружении электрических станций, сжигающих газ и мазут, удельные капиталовложения по сравнению с электростанцией равной мощности на угле снижаются на 20 - 24 %, а экономичность газомазутных станций по отпуску электрической энергии на 4 % выше, чем работающих на угле. Однако разведанные запасы природных газов и нефти ограничены и составляют около 6 % всех мировых запасов органических топлив. Кроме того, природные газы и нефть являются ценнейшим сырьем для народного хозяйства.