Горит ясно: анализ сжигания попутного нефтяного газа

Горит ясно: анализ сжигания попутного нефтяного газа

Спутниковая фиксация термоточек в ХМАО и ЯНАО

Темы

Попутный нефтяной газ (ПНГ) – это побочный продукт нефте- и газодобычи, состоящий из растворенных в нефти углеводородных газов. Несмотря на перспективы использования этого ресурса в энергетике и химической промышленности, ПНГ часто сжигается на месторождениях, что провоцирует тепловое загрязнение и потерю существенной потенциальной прибыли.

Согласно действующему законодательству, компании могут сжигать только 5% добытого ПНГ. Сжигание сверх нормы предполагает штрафы. В 2021 г. в России добыли 101 млрд куб. м ПНГ и сожгли более 22 млрд куб. м, что значительно превышает норму. С 2013 г. объем сжигания ПНГ находится в диапазоне 20-23 млрд куб. м.

Специалисты АО «Терра Тех», компании холдинга «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «Роскосмос») проследили динамику сжигания ПНГ путем фиксации термоточек на снимках высокого разрешения дружественных государств.

Сжигание ПНГ

ПНГ сложно извлечь, кроме того, для вовлечения газа в производство необходимо строительство дополнительной инфраструктуры: хранилищ и перерабатывающих заводов. Это требует значительных вложений, поэтому на ранних этапах нефтедобычи газ сжигали на факельных установках, что приводило к тепловому загрязнению и выбросам в атмосферу больших объемов оксидов углерода, серы и азота.

Существующие факельные установки для сжигания ПНГ расположены на месторождениях, нефтеперерабатывающих и химических заводах. Они бывают вертикальные и горизонтальные. Факельные установки всех типов обустраивают на специально подготовленных площадках, вынесенных на некоторое расстояние от прочих объектов и расчищенных от горючих материалов. Ограничивают такие площадки обваловкой: круглой формы для вертикальных установок, и продолговатой для горизонтальных.

Примеры сжигания попутного нефтяного газа

Работающие вертикальные факельные установки Уренгойского и Тагринского месторождений и сажевой след от них


Нарушение ландшафта в результате высокотемпературного воздействия вокруг площадки демонтированной факельной установки

Спутниковый мониторинг горения

Спутники с тепловым каналом фиксируют температурные аномалии на поверхности земли – участки, значительно отличающиеся по температуре от окружающего пространства. Источники тепла могут быть как природными, так и техногенными. С помощью анализа термоточек можно дешифрировать контуры природных пожаров и других объектов с повышенной температурой.

Были проанализированы термоточки на территории Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов за период 2001-2023 гг. Термоточки в этих регионах маркируют места сжигания ПНГ - факельные установки. Для отделения факельных установок от других объектов с повышенной температурой был использован специальный алгоритм, разработанный компанией. Определена продолжительность горения в 2022 г.

Факельные установки распределены неравномерно по территории субъектов: в ХМАО они рассредоточены по всей центральной и южной части округа, а в ЯНАО места скопления установок приурочены к наиболее крупным участкам добычи. Это Уренгойское, Ямбургское, Южно-Русское, Пякяхинское, Бованенковское и другие месторождения.

Ctrl + колесико мыши
масштабирование карты
Работа с легендой
вы можете включать/отключать отображение на карте объектов нужного типа


Пример скопления термоточек в местах нахождения факельных установок на Бованенковском газовом месторождении

Работающие и потушенные вертикальные факельные установки разного размера на Уренгойском месторождении

Горящая горизонтальная факельная установка

Потушенная горизонтальная факельная установка и готовые площадки с обваловкой для запуска дополнительных установок на Уренгойском месторождении


На графиках представлена динамика количества факельных установок в Ямало-Ненецком и Ханты-Мансийском автономных округах. Так, в ХМАО в 2022 г. 269 установок, что в 2 раза меньше, чем в ЯНАО, где их 543. Кроме того, в ЯНАО число установок растет, в то время как в ХМАО с 2012 года до настоящего времени оно несколько снижалось. Рост количества факельных установок в ЯНАО может быть связан с продолжением активного освоения новых месторождений и ввода в эксплуатацию большого количества новых скважин.

Несмотря на значительную разницу в количестве временных установок в ЯНАО и ХМАО за рассмотренные периоды, в среднем число постоянных установок примерно одинаковое. Тенденции в изменении количества постоянных установок в регионах согласуются по времени.

Продолжительность горения может косвенно свидетельствовать об активности добычи на определенном месторождении и типе факельной установки. В среднем каждая установка в обоих регионах работала менее 100 дней в год.

В 2012 г. в ХМАО наиболее активные нефтегазовые разработки велись на всей центральной и восточной территории округа (Ханты-Мансийский, Нефтеюганский, Сургутский и Нижневартовский районы). К 2022 году значительно сократилось число активных факельных установок в Нижневартовском и Сургутском районе, а в Ханты-Мансийском и Нефтеюганском районах зоны наиболее активных нефтегазовых разработок сместились к южным границам.

В ЯНАО картина противоположная: в 2012 году активная добыча велась преимущественно в Пуровском районе. К 2022 году наиболее активные факелы фиксировались также в Тазовском и Красноселькупском районах ЯНАО.

В 2012 году в ХМАО было 24 факельных установки, каждая из которых работала более 150 дней в году. Они были приурочены к Приобскому, Приразломному, Мамонтовскому, Усть-Балыкскому, Южно-Ягунскому, Повховскому, Ватьеганскому и Покачаевскому месторождениям. К 2022 году их число сократилось до 17 (на 30%), а локализация сузилась до Приобского, Приразломного, Мамонтовского, Усть-Балыкского месторождений и Салымской группы месторождений.  

В ЯНАО число активно работающих факельных установок в 2012 и 2022 гг. одинаково – 17 и 16 соответственно. В 2012 году наиболее активные установки располагались на Харампурском, Вынгапуровском, Етыпуровском, Восточно-Таркосалинском, Уренгойском и Юрхаровском месторождениях. К 2022 году активные ФУ сконцентрировались на территории Уренгойского, Восточно-Таркосалинского, Мессояхского и Фестивального месторождений. Большинство перечисленных месторождений относится к нефтегазоконденсатному типу.

Результаты работы

На основании сопоставления данных 2012 и 2022 гг. можно заключить, что существует тенденция в сокращении сжигания ПНГ в ХМАО на 17-18%. Несмотря на то, что количество факельных установок в ЯНАО с 2012 г. возросло, продолжительность горения значительно снизилась за последнее десятилетие.

Восточные части ХМАО и ЯНАО, а также юг ХМАО изобилуют факельными установками со стабильным режимом горения. В то же время на Ямале сравнительно немного редко горящих факельных установок на кустовых площадках. Это отражает специализацию регионов – преобладание газовых месторождений на Ямале и широкое распространением нефтегазоконденсатных месторождений в среднем течении Оби.

Фиксация термоточек – эффективный инструмент мониторинга стационарных температурных аномалий, как в этом примере. В случае стихийных бедствий тепловая съемка позволяет отслеживать природные пожары, планировать работы по ликвидации горения и определять площадь лавовых потоков при извержении вулканов.


Хотите быть в курсе актуальной информации?
Вы успешно подписались на нашу рассылку!