Сжигание на факелах попутного нефтяного газа (ПНГ) в наше время является одной из самых актуальных проблем в нефтегазовом комплексе, которая заключается в причинении экологического, социального и экономического ущерба для государства. ПНГ представляет собой смесь различных углеводородных газов, содержащихся в нефти. В естественных условиях ПНГ находится в нефтяных пластах и выходит на поверхность в процессе добычи нефти. Главное отличие ПНГ от обычного природного газа заключается в том, что он содержит не только метан, но и более тяжёлые газы, такие, как бутан, пропан, этан и др., а также другие ненужные компоненты: гелий, аргон, сероводород, азот и углекислый газ.
Сжигание попутного нефтяного газа не проходит бесследно для окружающей среды.
Сжигание попутного нефтяного газа наносит урон экологии. В процессе горения ПНГ на факелах в атмосферу поступает огромное количество ядовитых соединений, стимулирующих глобальные губительные процессы в окружающей среде. Исходя из актуальной статистики, из-за сжигания ПНГ только в России и Казахстане за год в воздух выбрасывается более одного миллиона тонн загрязняющих компонентов, представляющих опасность для здоровья людей в масштабе страны и всей планеты.
Помимо этого, сжигание ПНГ впустую влечёт убытки для экономики, поскольку его можно использовать в качестве сырья в энергетике и химическом комплексе. ПНГ имеет значительные теплотворные свойства, а метан и этан ― частные составляющие попутного нефтяного газа ― могут быть использованы при производстве каучука и различных пластмасс. Вещества, оставшиеся от ПНГ в финале переработки, являются подходящим сырьём для создания сжиженных газов и топливных присадок.
С 2008 года Правительство РФ начало активную работу по повышению энергоэффективности экономики страны. Одна из наиболее важных задач топливно-энергетического комплекса ― решить вопрос об эффективном сжигании ПНГ. В частности, постановлением Правительства РФ от 8 января 2009 года №7 было установлено целевое значение сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках на последующие года в размере не более 5% от общего добытого объёма.
Однако в разрешении столь сложной задачи пока достигнут незначительный успех ― всё ещё не налажены механизмы, позволяющие точно учитывать объёмы сожжённого газа. Средства массовой информации и нефтегазовые компании дают сильно отличные друг от друга значения об объёме утилизированного ПНГ, на государственном уровне также наблюдаются противоречивые действия. Самые большие объёмы сжигания ПНГ приходятся именно на Россию, несмотря на то, что данный вопрос актуален для всех стран с развитой добычей нефти. Объёмы сжигания ПНГ в России значительно выше общемировых и более чем в два раза превышают показатели Нигерии. По данным из различных источников, в России каждый год на факелах уничтожают 15–35 млрд куб. м ПНГ. Помимо этого, всё больше регионов в нашей стране сжигают ПНГ на факелах, что становится главным фактором загрязнения окружающей среды.
В то же время крупные нефтегазовые компании стали двигаться в нужном направлении. Всемирный банк (ВБ) сообщил, что мировой объём сжигания попутного газа за 2017-й год уменьшился на 7,1 млрд куб. м, и именно Россия стала мировым лидером по снижению объёмов сжигания ПНГ, уменьшив его на 2,5 млрд куб. м. Ранее ВБ сообщал о негативных «рекордах», достигнутых лидерами сжигания ПНГ, и о значении такого расточительства: сожжённого в 2015 году объёма попутного нефтяного газа было бы достаточно, чтобы закрыть энергетические нужды всех африканских стран.
Штрафы за сжигание ПНГ
Министерство энергетики РФ предложило ужесточить систему штрафов за сжигание попутного нефтяного газа, это следует из письма заместителя главы ведомства Павла Сорокина в Министерство финансов РФ от 23 декабря 2019 года. Сейчас добытчиков штрафуют при полезном использовании менее 95% ПНГ, а Минэнерго выступает за проработку вопроса о повышении этого уровня до 97,5%, то есть за введение штрафов на сжигание более 2,5% газа.
Контроль объёмов сжигания ПНГ
Для контроля объёмов сжигания ПНГ хорошо себя зарекомендовали системы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). На некоторых спутниках установлены устройства, позволяющие получать данные в тепловом и инфракрасном диапазонах. Температура, выделяемая при горении газа, очень высокая, следовательно, полученную со спутников информацию можно использовать для определения состояния факелов и оценки объёмов сжигания газа.
Тепловой диапазон позволяет очень точно оценить температуру подстилающей поверхности, но пространственное разрешение такой аппаратуры слишком низкое, чтобы точно определить факельные установки, которые являются крайне малыми по размерам.
Поэтому необходимо использовать ИК-диапазон данных с более высоким пространственным разрешением, которое может достигать 1,2 м. Технология использования ИК-данных основана на сильном отличии температуры факелов от температуры всего окружения. В результате на снимке появляются температурные «засветы», которые при должной классификации можно легко определить как факелы попутного нефтяного газа.
Определение факелов сжигания ПНГ
Точность определения факелов сжигания ПНГ по космическим снимкам достигает 98%. Оставшиеся 2% факелов газа из космоса могут быть природными и антропогенными пожарами, которые трудно отличить, используя только ИК-диапазон снимков. Интенсивность работы факельных установок сжигания газа можно определить по яркости и площади тепловых «засветов» на снимках. А имея множество разновременных данных ДЗЗ (в идеале за каждый день) можно оценить объёмы сжигания за период наблюдений и выявить нарушения действующего законодательства.
