Neftegazovoe_stroitelstvo_2005

УДК[338.48:622.32](470+571)(075.8) ББК65.304.12(2Рос)я73-1

Н58

Авторский коллектив:

Беляева В.Я. (главы: 8 — п. 8.3,12 — п . 12.2,13 — п . 13.2,14—п. 14.1.2,18 —

п.18.5.5,19 — п . 19.5.3,20 — п . 20.6,21—п. 21.3); к.т.н.МихайличенкоА.М. (главы: 12 — п . 12.2.2,13—п. 13.2.1,18—п. 18.15,19—п. 19.4,20—п. 20.3,21 —

п.21.2.1); Бараз А.Н. (главы: 8—14, 18 в соавторстве); к.т.н. Габелая Р.Д. (глава 17); проф., д.э.н. Горюнов П.В. (главы: 20 — п. 20.2,21 — п . 21.3); к.э.н. ЗабродинЮ.Н.(главы:6—п. 6.4,8—п. 8.2,18— п . 18.11,19— п . 19.5.4,20—

п.20.7,21 —п. 21.1); проф., д.т.н. КоршакА.А (главы 2—5 в соавторстве);доц., к.э.н.Лоповок Г.Б. (глава 7); к.т.н. Ольдерогте Н.Г. (глава 6 и глава 19 в соавторстве); к.э.н. СарухановАМ. (главы: 8.—п. 8.1,10—п. 10.1.2,1—п. 11.1.3, 12—п. 12.2.2,13—п. 13.1.2,18—п. 18.6,19—п. 19.7,20—п. 20.3); Серебряков А.М. (главы: 15,16,19—п. 19.5.); проф., д.т.н. Шаммазов AM. (главы: 2— 5 в соавторстве); проф., д.т.н. Шапиро В. Д (предисловие, главы: 1,18—п. 18.1, 19— п . 19.3,19.6,20— п . 20.1,20.5,21 — п . 21.2.2).

Нефтегазовое строительство: учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности «Менеджменторг.» специализация Н58 «Менеджмент в отраслях нефтегазового комплекса»/ [Беляева В. Я. идр. Под общ. ред. проф. И.И. Мазураипроф. В.Д. Шапиро].—М.: Изд-во ОМЕГА-Л, 2005. — 774 с: ил. — (Современное бизнес-

образование) . — ISBN5-98119-743-9.

Агентство CIP РГБ

Учебное пособие содержит системное изложение вопросов нефтегазового строительства, а также средств повышения конкурентоспособности отечественного нефтегазостроения. Именно поэтому наравне с традиционной проблематикой нефтегазостроения (оборудование, конструкции, технология и организация) в учебнике широко представлены такие разделы, как «Основы нефтегазовогодела», «Управление проектами», «Менеджментв нефтегазостроительнойсфере»и,наконец, «Морскиетрубопроводы».Всеположенияирекомендацииполностьюсоответствуютсовременнымстандартамитехническимрешениям.

Для студентов высших учебных заведений, изучающих нефтегазовое дело, а также специалистов нефтегазового бизнеса.

УДК[338.48:622.32](470+571)(075.8) ББК65.304.12(2Рос)я73-1

ISBN 5-98119-743-9 © НОУ «Институт инвестиционного развития», 2005 © Омега-Л, формление, оригинал-макет 2005

ПРЕДИСЛОВИЕ

Сегодня в мире происходят грандиозные изменения, результаты которых будут определять жизнь человечества в течение XXI в. Часть этих изменений связана с дальнейшим развитием науки и наукоемких отраслей производства, другая часть — с геополитическими изменениями на международной арене. В результате распада Советского Союза и социалистического содружества экономическое и политическое лидерство в мире сосредоточилось в руках развитых стран Запада — так называемого золотого миллиарда. В этих странах проживает менее одного миллиарда человек, или немногим более 15% населения Земли, однако они потребляют 80% мировых ресурсов. Такое положение создает предпосылки для глобального конфликта, первые проявления которого уже известны человечеству. Тем не менее они не могут остановить нарастающих процессов глобализации в экономической, финансовой и информационной сферах. Интеграционные процессы нарастают не только в Европе, но и в других регионах — северной и южной Америке, Африке, странах АТР.

Создание региональных объединений может помочь решению трех важнейших проблем, стоящих сегодня перед человечеством. Первая из них — перенаселение, вторая — угроза глобальной экологической катастрофы, а третья — энергетическая проблема. Потребление энергии в современном мире продолжает расти, в то время как запасы основных энергоносителей — нефти и газа — сокращаются или растут недостаточно быстрыми темпами.

Нефтегазовый комплекс играет важную роль в современной национальной экономике Российской Федерации. Значение нефтегазового сектора экономики обусловлено многими причинами, начиная от общемировых тенденций, заключающихся в повышении роли этих энергоносителей и энергоемкости хозяйственной деятельности, и заканчивая известными фактами новейшей истории России, обусловившими разрушение многих отраслей обрабатывающей промышленности. Сегодня можно констатировать, что российская экономика является на определенный период времени ресурсно-ориентированной. Но к этому факту не следует относиться слишком негативно, так как в нем содержится и возможность дальнейшего развития национальной экономики. Именно нефтегазовый комплекс дает наиболее существенный вклад во внутренний валовой продукт, именно от него идет большая часть бюджетных поступлений. И интенсивное развитие нефтегазового комплекса естественным образом сказывается на развитии всей экономики в целом.

Предисловие

Одним из перспективных путей развития отечественной экономики является привлечение иностранного капитала в разработку и реализацию международных нефтегазовых проектов. Это позволяет увеличить объем инвестиций, объемы выполняемых работ, занятость трудоспособного населения и одновременно обеспечивает повышение технологического и управленческого уровней российского нефтегазового комплекса. В результате создается основа для будущего развития национальной экономики через широкомасштабный и эффективный выход наших нефтегазовых компаний и предприятий на международный рынок.

Производственно-технологическая структура нефтегазового комплекса такова, что его основным звеном является трубопроводная транспортная система. Только развитие трубопроводной транспортной системы может привести к повышению интенсивности развития и эффективности работы всего нефтегазового комплекса. Между тем общему упадку нефтегазодобычи в 1990-е гг. сопутствовало, естественно, снижение объема трубопроводостроения.

В последние годы указанная тенденция была преодолена; наиболее жизнеспособные строительные компании сгруппировались вокруг таких лидеров нефтегазостроения, как ОАО «Стройтрансгаз», ЗАО «ЛУКойл-Нефтегазстрой», ЗАО «Старстрой», ОАО «РАО Роснефтегазстрой» и некоторых других.

На корпоративном уровне реализация нефтегазовых трубопроводостроительных проектов предполагает активную конкуренцию отечественных нефтегазостроительных компаний с зарубежными компаниями. При этом речь идет как о проектах, реализуемых на территории Российской Федерации, так и на территории других стран и регионов. В настоящее время конкуренция на рынке международных нефтегазостроительных проектов стала глобальной. Чтобы победить в этой непростой конкурентной борьбе, российским нефтегазостроительным организациям и предприятиям необходимо освоить весь спектр современных методов и средств эффективного управления проектами. Изучению совокупности средств повышения конкурентоспособности отечественного нефтегазостроения посвящена настоящая книга. Именно поэтому наравне с традиционной проблематикой нефтегазостроения (оборудование, конструкции, технология и организация) в учебнике широко представлены такие дисциплины, как «Основы нефтегазового дела», «Управление проектами», «Менеджмент в нефтегазостроительной сфере» и, наконец, «Морские трубопроводы». Все положения и рекомендации полностью соответствуют современным стандартам и техническим решениям.

Предисловие

В первой части «Основы нефтегазового дела» (главы 1—7) дана краткая история развития мировой индустрии нефти и газа, проанализирована роль нефти и газа в современной экономике России. Поскольку развитие и текущее состояние нефтегазового комплекса Российской федерации непосредственно связаны с текущим состоянием и динамикой развития запасов, добычи и экспорта нефти, показаны текущее состояние и тенденции развития нефтегазовой трубопроводной транспортной системы и выявлены основные проблемы, сложившиеся в анализируемых областях. Даны сведения об основных составляющих нефтегазового дела: разведке и разработке нефтяных и газовых месторождений, переработке нефти, газа и углеводородного сырья, приведена система сведений о транспортировке нефти, нефтепродуктов и газа, охарактеризована технология хранения и распределения нефти, нефтепродуктов и газа. Особенно подчеркнута роль экологии и безопасности нефтегазового бизнеса. Детально охарактеризованы экономическое и нормативно-законодательное обеспечение нефтегазового бизнеса.

Во второй части «Объекты и сооружения подготовки и транспорта нефти и газа» (главы 8—14) определяются основные объемно-плани- ровочные, технико-технологические и конструктивные решения современных нефтегазовых трубопроводостроительных проектов, включая так называемые морские трубопроводы.

Третья часть «Сооружение морских трубопроводов» (главы 15—16) посвящена задачам проектирования и сооружения морских трубопроводов.

Четвертая часть «Технология и организация строительства нефтегазовых объектов» (главы 17—18) рассказывает об организации и технологии линейного и наземного нефтегазового строительства.

В пятой части «Управление нефтегазостроительными проектами» (главы 19—21) содержится практическое отраслевое приложение методологии «Управления проектами» (Project Management) к нефтегазостроительной сфере. Рассмотрены основы управления инвестиционными проектами, показан порядок разработки концепции проекта — в первую очередь его предынвестиционной фазы, приведен рекомендуемый порядок инвестиционного проектирования с позиций его эффективности в крупнейших российских корпорациях. Наиболее затратной является инвестиционная фаза, в течение которой осуществляются все виды управленческих воздействий: от управления ресурсами и работами до управления коммуникациями. Помимо основных базовых организационно-управленческих концепций, специально рассмотрены методы повышения эффективности международных

Предисловие

трубопроводостроительных проектов. Ввиду того, что к результатам международных нефтегазовых проектов предъявляются высокие международные требования по качеству и экологии, специальная глава посвящена рассмотрению современных концепций и методов управления корпоративного и экологического менеджмента.

Книга предназначена для широкого круга специалистов предприятий и компаний всех форм собственности, а также преподавателей и студентов вузов, обучающихся по специальностям «Нефтегазовое дело» и «Менеджмент организаций», в том числе по специализациям: 090600 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений», 090700 «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ», 090701 «Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов и хранилищ», 090706 «Сертификация и технический надзор нефтегазового комплекса», 090707 «Проектирование и эксплуатация нефтепроводов», 090900 «Морские нефтегазовые сооружения» и ряда других.

Авторы выражают благодарность д.т.н., проф. И.И. Мазуру, взявшему на себя труд научного редактирования данной книги.

Реалии научно-технического прогресса, развитие рыночной экономики не позволяют рассчитывать на «непреходящий» характер знаний о предмете. Поэтому авторы будут признательны за ваши замечания и предложения, которые они постараются учесть в предстоящих изданиях, и просят присылать их по адресу: 119049, Москва, ул.Донская, д. 15, Институт инвестиционного развития, тел./факс (095)9331950/53, e-mail: info@idi.com.ru.

ОСНОВЫ НЕФТЕГАЗОВОГО ДЕЛА

TAABAJL НЕФТЬ И ГАЗ В ИСТОРИИ

ИРАЗВИТИИ ЦИВИЛИЗАЦИИ

1.1.История развития и современное состояние нефтегазового бизнеса

1.1.1.Об истории развития мировой индустрии нефти и газа

1.1.2.Тенденции развития энергетики

1.1.3.Технологический прогресс в сфере ТЭК

1.2.Место и роль нефтегазового комплекса в современной мировой и российской экономике

1.2.1.Современные теоретические воззрения

1.2.2.Текущее состояние и динамика развития запасов и добычи нефти и газа

1.2.3.Современные тенденции в экспорте российской нефти и газа

1.2.4.Текущее состояние и развитие нефтегазовой трубопроводной транспортной системы и трубопроводного строительства

1.2.5.Проблемы современного состояния нефтегазостроительного комплекса

1.2.6.Основы законодательно-нормативного обеспечения нефтегазового бизнеса

Резюме Контрольные вопросы и задания Литература

1.1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ НЕФТЕГАЗОВОГО БИЗНЕСА

1.1.1. Об истории развития мировой индустрии нефти и газа

С незапамятных времен, лежащих за чертой достоверно изученных археологией и письменными памятниками, человек был знаком с нефтью и газом. Причем он не только обожествлял их и преклонялся перед ними, но и использовал их в повседневной жизни.

Доподлинно известно, что в 3500 г. до н.э., т. е. более 5000 лет назад, шумеры применяли природный битум в качестве связующего материала при кладке кирпичей, а в долине Инда, в городском поселении Мо- хенджо-Даро, битум обеспечивал водонепроницаемость бассейнов. Битум использовался и при строительстве Вавилонской башни.

В Древнем Египте его применяли при бальзамировании и как лекарственное средство, им смолили малые и большие суда.

За несколько веков до н.э. китайцы использовали нефть и газ для приготовления пищи и обогрева жилищ. С помощью природного газа они ускоряли процесс кристаллизации соли на солеварнях. Возможно, именно китайцы изобрели не чадившую, с плавающим фитильком,

а подлинную лампу-светильник — прототип современных керосиновых ламп.

Горящие фонтаны Гренобля заставляли говорить о себе как о «чуде природы» на протяжении двух тысяч лет. Взору людей, приезжавших полюбоваться этим чудом, открывалась сказочная картина: прямо из воды поднимались огненные струи, получившие название «горящих фонтанов». Поражало то, что огонь не угасал здесь сотни лет.

Все это так. Но нефть на протяжении тысячелетий и столетий оставалась для наших предков «каменной смолой», «горючей живой водой», а газ— «вечным» и «священным» огнем, «духом демонов»...

В разных уголках мира люди, используя нефть и газ подчас тысячелетия, не задумывались, с чем именно они сталкиваются и имеют дело. Новое время и пришедшая с ним «промышленная революция» сделали востребованными нарастающие объемы энергии и объективные знания по всем вопросам окружающего нас мира — земного и космического. Можно условно считать, что в XVII—XIX вв. вместе с остро вставшей потребностью в энергии назрела потребность в реальном знании о нефти и газе. Проблема породила вопросы. Наука давала на них ответы.

Нередко думают, что сначала человек познакомился с нефтью, освоил ее добычу и использование и с запозданием — только во второй половине XX в. — «вышел» на газ и начал его использовать. Тем более что специалисты ведущих аналитических центров, строящие прогнозы мировой энергетики, о XIX—XX вв. говорят как об «эпохе нефти», а о нашем ближайшем будущем как об «эпохе метана».

История однозначно показывает: «эпоха нефти» опережает «эпоху газа» не потому, что с газом человек познакомился позже, а потому, что с нефтью обращаться поначалу ему было проще и удобней. Нефть и газ были знакомы людям издревле — задолго до возникновения их цивилизаций. Осваивались и использовались они человеком параллельно с паузами, задержками или, наоборот, — ускорениями

вразные периоды, в разных регионах.

1.1.2.Тенденции развития энергетики

К началу третьего тысячелетия нефть и природный газ по-прежне- му остаются «кровью» мировой экономики и основой энергетики подавляющего большинства стран мира. В свою очередь, энергетика является одной из основных отраслей народного хозяйства любой страны, показателем ее экономической мощи. Сохранение и рациональное использование запасов энергии — необходимое условие развития экономики не только отдельных государств, но и всего мира. Совре-

менную энергетическую ситуацию в мире можно назвать относительно благополучной благодаря открытиям новых месторождений ископаемого топлива, совершенствованию энергетических технологий, более эффективному применению рыночных регуляторов. Но что будет дальше? Как скажется на мировой экономике неизбежное сокращение, а в перспективе и полное истощение запасов нефти и газа?

Вконце XX в. мировое энергопотребление характеризовалось тремя главными особенностями. Во-первых, значительно сократились темпы роста потребления энергии, а душевое потребление в развитых странах с начала 80-х годов практически перестало расти, несмотря на общий рост мировой экономики в полтора раза. В силу этого прервалась традиция предшествующих двух столетий, в соответствии

скоторой среднедушевое потребление удваивалось примерно каждые 50 лет. Во-вторых, нарушилась наблюдавшаяся в течение последних ста лет периодичность смены энергоресурсов, когда новый, более качественный ресурс в течение 30—50 лет активно вытеснял предыдущий, достигая почти двух третей общего производства энергии. Так, биомассу вытеснил уголь, на смену которому в свою очередь пришли нефть и газ, которые затем стали вытесняться атомной энергией. Однако в 80-е годы этот процесс практически остановился, и его перспективы все еще остаются неясными. Третьей особенностью является быстрая глобализация энергетики. Рост мощности энергосистем и их территориальная экспансия привели к появлению всеобщей системы нефтеснабжения, межконтинентальных электроэнергетических и газоснабжающих систем. В то же время меняется размещение мирового энергопотребления, которое прежде в значительной мере концентрировалось в развитых странах Европы и Америки. Если в 1975 г. эти страны потребляли почти 54% мировой энергии, то в 2000 г. их доля уменьшилась до 43%. Бурное промышленное развитие Китая, Индии, ряда стран Азии и Латинской Америки привело к резкому росту энергопотребления, что угрожает еще более быстрым истощением энергоресурсов, а также масштабным загрязнением окружающей среды. Ожидается, что к 2020 г. на развивающиеся страны будет приходиться до 53% мирового потребления энергии.

Вструктуре потребления первичной энергии в Европе к 2015 г. планируется сократить долю нефти с 42% (2004 г.) до 38%, в основном за счет роста доли природного газа с 22 до 27%.

На сегодняшний день среднедушевое потребление в мире составляет около 2 т условного топлива в год, а в ближайшие десятилетия Достигнет 2,5—3,5 т. В этом случае мировое энергопотребление должно будет возрасти до 15,5—18,5 млрд т условного топлива в год.

Получение энергии путем сжигания энергоносителей требует их значительного расхода. Но и уголь, и газ, и нефть относятся к ископаемым источникам топлива, которые формировались многие миллионы лет с использованием громадного количества биомассы.

Сжигая уголь, нефть и газ, люди используют вековые запасы энергии, полученной от Солнца и аккумулированной в земле в виде мощных угольных и нефтяных пластов. Но все эти запасы невосполнимы и в конце концов будут исчерпаны, тем более что темпы их добычи и использования постоянно растут. Так, за XX в., с 1900 по 2004 г., ежегодная добыча нефти возросла в 180 раз — с 22 до 3556 млн т.

Симптомом истощения мировых запасов углеводородов1 является перенос добычи с суши в море. 35% нефти и 32% газа уже сейчас добываются со дна морских шельфов. В первые десятилетия XXI в. можно ожидать, что постепенное оскудение мировых нефтяных запасов (табл. 1.1.1) явится причиной острых противоречий и конфликтов между государствами.

Таблица 1.1.1

Запасы нефти и газа по основным странам мирового сообщества

Мировые запасы газа, 2003 г. -174,2 трлн куб. м*

1 Термин «запасы» относится к категории нечетких понятий, так как предусматривает возможность извлечения сырья по технологиям, существующим на данный момент времени, из залежей, параметры которых изучены недостаточно полно. В связи с этим не существует единой международной классификации запасов. Например, Комиссия по ценным бумагам и биржам США (SEC) учитывает только «доказанные запасы», возможность извлечения которых из доказанных нефтегазоносных пластов убедительно подтверждена геологическими и инженерными параметрами в существующих экономических и технических условиях на дату осуществления оценки. «Доказанными» считаются пласты, экономическая продуктивность которых подтверждена действующей добычей или убедительным тестированием. Большое распространение получили классификации Общества инженеров-нефтяников США (SPE), Мирового нефтяного конгресса (WPC), Американской ассоциации геологов-нефтяников (AAPG), где используются другие понятия — «разведанные», «недостаточно доказанные», «промышленные», «предварительно оцененные», «прогнозные» и т. д. Нюансы в терминологии обусловлены различным подходом к подсчету запасов геологов, базирующихся на геологическом строении месторождения, и инженеров по разработке, учитывающих конкретный проект эксплуатации залежей.

Источники: Нефтегазовая вертикаль. 2004. № 2; ВР Statistical Review of World Energy. 2004. June.

* В таблице представлены страны мира с запасами газа более 0,5 трлн куб. м.

•*Втаблицеидалеепотекступриводятсяизвлекаемыезапасынефтисовместнос газоконденсатнымижидкостями. Представленыстранымирас запасами нефти более 0,5 млрд т.

Развитые страны еще после первого нефтяного кризиса 70-х годов прошлого столетия начали экономить свои запасы нефти. Например, Соединенные Штаты Америки практически законсервировали некоторые месторождения и предпочитают закупать нефть и нефтепродукты за рубежом, приберегая свои запасы на будущее. Продукты переработки нефти наиболее удобны для использования их в современных энергетических установках и особенно в средствах транспорта. Поэтому этот вид энергоносителя в последние десятилетия получил наиболее широкое распространение; за его счет человечество получает около 40% энергии.

Остаются практически неиспользованными запасы так называемой тяжелой нефти, содержащейся в битуминозных песках. Ее мировые запасы достаточно велики и достигают 800 млрд т. Но, к сожалению, получение технического топлива из этого сырья — очень сложный и дорогой процесс. Тем не менее в будущем основные усилия могут быть направлены именно на добычу этой нефти. Первый шаг в этом направлении сделала Канада, включившая в 2003 г. свои запасы «тяжелой нефти» — 23,6 млрд т — в категорию доказанных.

Не подлежит сомнению, что и в XXI в. нефть и газ останутся основными энергоносителями. В этой связи особый интерес представляют прогнозы развития мировой энергетической ситуации в течение данного периода. Один из таких прогнозов, опубликованный в мае 2003 г. американскими энергетическими аналитиками, предполагает, что мировое энергетическое потребление в период с 2004 по 2025 г., как ожидается, увеличится не менее чем на 58%, причем большая часть этого прироста произойдет не в развитых, а в развивающихся странах. В первую очередь это страны Азии, где за указанный период спрос на энергию может возрасти более чем вдвое, при среднем ежегодном приросте энергопотребления на уровне 3%. При этом на азиатские страны будет приходиться около 40% ожидаемого прироста всего мирового энергетического потребления и 69% от увеличения энергопотребления во всех развивающихся странах.

Большинство экспертов сходятся на том, что мировые цены на нефть по-прежнему будут оставаться достаточно высокими на протяжении ближайших лет. Это может быть связано со значительным объемом дополнительных поставок, которые потребуются для восполнения сильно истощившихся коммерческих запасов в развитых странах

и для приведения баланса энергетических рынков в нормальное состояние после длительных перерывов в экспортных поставках нефти из Венесуэлы и Ирака. После 2004 г., как предполагается, цены могут вернуться к более умеренным средним значениям, приблизительно 24 долл. за баррель2, которые прогнозировались два-три года назад.

Мировое потребление нефти, как предполагается, будет увеличиваться на 1,8% в год на протяжении всего прогнозного периода и возрастет с 78 млн баррелей в сутки в 2004 г. до 119 млн баррелей в 2025 г. Такой ожидаемый прирост потребует увеличения производительности нефтедобывающей промышленности по сравнению с существующим уровнем на 42 млн баррелей в сутки.

Основную часть дополнительной прибыли за счет роста добычи нефти при этом должны получить страны ОПЕК. Будут развиваться и поставки нефти из прочих государств. Наиболее перспективными считаются морские месторождения, расположенные в Каспийском бассейне, вдоль побережья Латинской Америки и в глубоководных зонах шельфа Западной Африки. При этом во всем мире будет последовательно возрастать объем глубоководных разведочных и эксплуатационных работ, в результате чего главными источниками нефтедобычи будут постепенно становиться различные участки шельфа Атлантического океана, примыкающие к берегам Южной Америки и Африки.

Наиболее быстро среди всех первичных источников энергии, как ожидается, будет расти потребление природного газа. С 2003 по 2025 г. оно примерно удвоится и, по некоторым прогнозам, возрастет до 4,9 трлн куб. м. По своему суммарному тепловому эквиваленту природный газ опередит уголь в конечном использовании уже в 2005 г., а к 2025 г. — на 31%. Доля природного газа в общем объеме мирового энергетического потребления увеличится с 21% в 2002 г. до 24% в 2025 г., и он сможет обеспечить наибольшую часть прироста объема выработки электроэнергии. В результате доля газа в структуре ожидаемого прироста затрат первичных энергоносителей на выработку электроэнергии за рассматриваемый период может достигнуть 41 квадриллиона баррелей условного топлива и составить 53% от общего увеличения первичных энергозатрат на электростанциях всех типов. Таким образом, рост потребления природного газа в мире будет происходить в результате его более широкого использования в качестве топлива для новейших, более экономичных газовых турбин тепловых электростанций.

2 Далее по тексту используются две единицы измерения объема нефти: баррель — для международных оценок и тонна /млрд т — для внутрироссийской аналитики. Для справки: 1 баррель (нефтяной баррель) равняется 158,9 л.

Использование угля, третьего по значению из первичных энергоносителей, будет увеличиваться. Эксперты считают, что потребление угля больше всего снизится в Западной Европе и странах СНГ, где он будет последовательно замещаться природным газом и атомной энергией. Вместе с тем уголь будет продолжать активно применяться в развивающихся странах Азии. В этом регионе только на Китай и Индию будет приходиться до 75% ожидаемого прироста использования энергетического угля во всем мире.

В настоящее время почти 55% угля применяется для выработки электроэнергии, и эта его роль будет оставаться ведущей и в будущем. На втором месте сохранится использование угля в сталелитейной промышленности. Во всех остальных секторах уголь будет продолжать активно вытесняться природным газом во всех странах, за исключением Китая.

Что касается атомной энергии, то если в 2004 г. она обеспечивала 17% всего объема электроэнергии, производимой в мире, то к 2025 г. доля АЭС может снизиться до 12—15%, хотя на протяжении прогнозного периода в отдельных странах будут строиться новые атомные электростанции, использование атомной энергии в большинстве стран будет снижаться по мере завершения срока эксплуатации старых предприятий. Причинами этого являются более низкие показатели совокупной эффективности АЭС по сравнению с другими энергетическими технологиями, растущие опасения относительно безопасности реакторов, увеличение затрат на переработку и захоронение отработанного ядерного топлива, а также растущая угроза распространения атомных вооружений и использования радиоактивных веществ в террористических целях.

Вместе с тем роль АЭС будет оставаться достаточно существенной. Этому будет способствовать модернизация существующих предприятий, а также более продолжительные сроки службы нового технологического и контрольно-измерительного оборудования. Во многих странах будет продолжаться строительство новых АЭС.

Как ожидается, к 2025 г. основная их часть (мощностью до 45 ГВт) будет введена в эксплуатацию в Китае, Индии, Японии и Южной Корее. В 2004 г. в развивающихся странах Азии продолжалось строительство 17 из 30 сооружающихся в мире новых АЭС. В том числе восемь из них строились в Индии, четыре — в Китае, по две — в Южной КоРее и на Тайване и одна — в Северной Корее. Внедрение новых, более эффективных и безопасных типов реакторов может привести к новому росту доли АЭС в мировом энергобалансе.

Увеличение мощности гидроэлектростанций и использование других возобновляемых источников энергии скорее всего будут незна-

чительными с ежегодным темпом прироста вплоть до 2025 г, в 1,9%. Данные источники энергии не станут экономически конкурентоспособными по сравнению с минеральным топливом без существенной организационной, законодательной и экономической поддержки государства. Основная доля прироста возобновляемой энергии ожидается в результате ввода в строй новых крупных гидроэлектростанций, прежде всего в развивающихся азиатских странах.

На протяжении всего периода до 2025 г. суммарное использование электроэнергии в мире будет возрастать. Потребление электроэнергии в Китае, как ожидается, возрастет почти в три раза и будет увеличиваться на 4,3% в год. В развитых странах темпы увеличения потребления электроэнергии окажутся значительно ниже и составят 1,7% в год из-за более низкого прироста населения и энергонасыщенности промышленности, а также достигнутого насыщения рынков сбыта.

1.1.3. Технологический прогресс в сфере ТЭК

Прирост запасов углеводородного сырья и увеличение его добычи невозможны без существенного технологического прогресса. Основными его направлениями являются следующие.

1. Создание технологий, позволяющих разрабатывать новые виды углеводородных ресурсов: битумы, сланцы, газовые гидраты, угольный метан.

Битуминозные породы (битумы, асфальты, тяжелые нефти) находятся в земной коре в различных формах: в рассеянном состоянии, в виде незначительных примесей и в виде скоплений, где битум пропитывает породы, встречается в чистом виде и формирует крупные пояса битумонакопления. В отличие от нефти для природных битумов используются в основном иные методы разработки — рудничные (карьерный, шахтный) или внутрипластовые технологии (селективные растворители, закачка пара и т. д.). Мировые геологические ресурсы битумов оцениваются более чем в 800 млрд т, что позволит при соответствующей технологии обеспечить потребности мира в энергии на многие десятки лет.

Наиболее крупные разрабатываемые месторождения природных битумов находятся в канадской провинции Альберта, где в 2003 г. было добыто 50 млн т битумов. В 2003 г. Канадская ассоциация производителей нефти (САРР) включила 23,6 млрд т битуминозной нефти в категорию доказанных запасов, утверждая, что эта оценка отражает прогресс в технологиях извлечения битума. Крупные месторождения битума имеются также в Оринокском поясе (Венесуэла), где в 2003 г. добывалось 70 млн т битумов.

До недавнего времени высокая стоимость извлечения битумов препятствовала широкомасштабному производству. В течение последних лет внедрение новых технологий сократило издержки производства с 24 до 12 долл./баррель. В ближайшие годы ожидается дальнейшее снижение стоимости производства до 8 доллУбаррель. Извлекаемый битум перерабатывается в синтетическую нефть на канадских НПЗ или транспортируется в США. Из 1 т битума при достаточной глубине переработки можно получить до 500 кг нефти.

Горючие сланцы — осадочная органоминеральная порода, содержащая в концентрированной форме (20—70%) сапропелевое органическое вещество (продукт преобразования низших растительных и животных организмов), при термической обработке которого образуется значительное количество смолы. Залежи горючих сланцев известны на всех континентах, но промышленная добыча их велась в КНР (10 млн т в год), Эстонии (16 млн т) и России (4 млн т). В основном сланцы используются в качестве топлива для электростанций и котельных, но в ряде государств созданы опытные и промышленные установки по переработке сланцев в синтетическое жидкое топливо.

Ресурсы горючих сланцев оцениваются в сотни триллионов тонн, содержащихся в них смол — 550 млрд т. Основные ресурсы (более 80%) сосредоточены в США, Бразилии и России. Несмотря на огромные ресурсы сланцевой смолы, освоение ее месторождений осложнено следующими факторами: низким содержанием смолы в сланцах, повышенной сернистостью, а также экологическими проблемами (загрязнение окружающей среды отходами при переработке или сжигании на ТЭЦ). Сейчас разрабатываются новые технологии сжигания в специальных газогенераторах и ретортах, термического растворения, биологических методов, а также продолжаются исследования по использованию не только органической, но и минеральной части сланцев, включая сопутствующие полезные ископаемые.

Газовые гидраты — это скопления газа (чаще всего метана) в особом состоянии, связанном на молекулярном уровне с водой. В процессе формирования этих соединений при низких температурах в условиях повышенного давления молекулы метана преобразуются в кристаллы гидратов с образованием твердого вещества, по консистенции похожего на рыхлый лед. В результате молекулярного уплотнения один кубометр природного метаногидрата в твердом состоянии содержит около 164 куб. м метана в газовой фазе и 0,87 куб. м воды.

Природные газогидраты сохраняют стабильность или при очень Низких температурах в условиях вечномерзлых пород на суше, или

в режиме сочетания низкой температуры и высокого давления, которые присутствуют в придонной части осадочной толщи глубоководных районов Мирового океана.

Несмотря на наличие в океане большого количества газогидратов, в качестве альтернативного источника природного газа они могут рассматриваться только в отдаленной перспективе, когда будут разработаны технологии извлечения из них метана.

Впервые газогидратная залежь была открыта в 1964 г. в России на месторождении Мессояха в Западной Сибири. Здесь в начале 70-х годов проводилась первая в мире опытная добыча. Позднее аналогичные залежи были обнаружены в районе дельты реки Маккензи в Канаде. На месторождении Прадхо-Бей на Аляске была осуществлена пробная добыча метана. Ресурсы газа газогидратных залежей на суше и шельфе США оценены в 6000 трлн куб. м. Это значит, что извлекаемые запасы даже при коэффициенте извлечения не более 1% составляют 60 трлн куб. м — во много раз больше, чем суммарные доказанные запасы всех обычных месторождений газа США.

В 1998 г. в Канаде в дельте реки Маккензи была пробурена экспериментальная скважина Маллик, по данным которой было установлено наличие протяженного поля скопления газогидратов. Эти исследования проводятся рядом японских промышленных компаний с участием геологической службы США, Канады и нескольких университетов. С 1996 г. исследования шельфовой зоны с целью выявления газогидратных скоплений ведутся в Индии.

Спомощью химической реакции метан может быть превращен

вметанол, диметиловый эфир или моторное топливо. Российские ученые также занимаются разработкой технологии переработки метана. Уже созданы и действуют установки по получению новых эффективных видов топлива из метана и природного газа. Однако реальное внедрение этих технологий в промышленность остается пока делом будущего. Не существует пока и технологии добычи гидрата метана, так как это соединение крайне нестойко. Даже при незначительных изменениях температуры или давления метановый «лед» переходит

вгазообразное состояние и улетучивается.

Уже разрабатываются технологии разделения добытого метана на водород и углекислый газ, причем последний планируется нагнетать под землю или использовать для улучшенной добычи нефти. Существует и проект преобразования природного газа в газогидраты, что обеспечивает его транспортировку без использования трубопровода и хранение в наземных хранилищах при нормальном давлении. Подобная технология уже разработана в Норвегии, и в ближайшие годы

планируется строительство опытного завода по производству замороженной газогидратной смеси.

Угольный метан. Другим источником метана могут стать угольные залежи. Метан обнаруживается в сорбированном виде в угольных пластах, где он удерживается в толще минерала. Хотя все угольные пласты содержат то или иное количество метана, экономически эффективным источником газа могут служить не все угольные залежи. В США расчетные запасы метана угольных залежей сейчас приближаются к величине запасов обычного природного газа. Из различных видов добычи газа из угольных пластов наиболее часто применяют на практике следующие: вертикальные скважины для дегазации до начала шахтной добычи; горизонтальные скважины для дегазации; вертикальные газовые скважины в пустой породе; и, наконец, вертикальные газовые скважины независимо от угледобычи. Проекты скважин для добычи газа совместно с шахтами вначале возникли с целью сведения к минимуму риска, создаваемого шахтным газом при добыче угля, а также для минимизации объема воздуха для вентиляции шахт. Опыт осуществления дегазации шахт в последнее время привел к разработке проектов добычи газа независимо от работы шахт.

Ресурсы метана в угольных бассейнах России весьма значительны и оцениваются в 30 трлн куб. м, но не весь этот метан может быть извлечен из недр с экономическим эффектом. Как полезное ископаемое может рассматриваться метан, связанный с угольными пластами, — мощными аккумуляторами газа. При современном уровне освоения угленосных территорий и состояния техники и технологии добычи угля и газа к таким ресурсам метана можно отнести до 13 трлн куб. м газа в Кузнецком бассейне и до 2 трлн куб. м — в Печорском. Даже этого объема газа достаточно для того, чтобы рассматривать метан угольных пластов как серьезную базу для развития его крупномасштабной добычи. В ближайшем будущем планируется создание 9 опытно-про- мышленных полигонов по извлечению метана из угольных пластов

вКузбассе и Печорском угольном бассейне. Освоение этих полигонов может обеспечить в 2005 г. добычу данного вида газового топлива

вобъеме 10—15 млн куб. м в год.

2.Открытие новых месторождений, освоение которых прежде было невозможным.

Открытие новых крупных месторождений на суше маловероятно, Поскольку основные нефтегазоносные бассейны в большинстве районов Земли изучены достаточно полно. Новые месторождения будут выявляться в труднодоступных районах и в недостаточно изученных Толщах, залегающих на глубинах 5—7 км. В связи с этим в некоторых

странах начнется «проедание» запасов — превышение добычи над вновь открываемыми запасами. Например, в России в 2003 г. прирост запасов нефти составил 230—250 млн т, а суммарная добыча — около 400 млн т. Таким образом, ранее установленные запасы уменьшатся более чем на 150 млн т только за один год. Не лучше обстоит дело и с запасами газа: прирост запасов около 500 млрд куб. м, а добыча — 600 млрд куб. м. Без вложения дополнительных средств в поисковые работы ситуация не выправится.

Основные перспективы прироста запасов связываются с континентальным шельфом. Ожидается, что к 2050 г. добыча нефти и газа из морских месторождений составит более 50%. К этому же периоду, по-видимому, будет приурочено начало промышленного освоения трудноизвлекаемых запасов: с глубиной моря более 2000 м, в арктических условиях и в регионах с неразвитой инфрастуктурой. Важнейшие потенциально нефтегазоносные бассейны — западное побережьеАфрики, Мексиканский залив, Бразильский, Баренцево-Карский и Охотско-Чукотский шельфы, Каспийское, Средиземное и Черное моря. По различным оценкам, в мире насчитывается более 200 шельфовых бассейнов, где до сих пор не проводилось поисково-разведочное бурение на нефть и газ. Активные сейсмические работы проводятся на северо-востоке Южной Америки (Суринам, Гайана, северо-восточ- ная часть Бразилии). Большой интерес вызывает глубоководный шельф Австралии. Индия объявила тендеры для иностранных инвесторов. В районе Фарерских островов прогнозируются открытия, соизмеримые с месторождениями Северного моря.

До 1960 г. добыча нефти могла вестись на глубине моря, не превышающей 60 м. В 1990 г. рекордные глубины превысили 600 м. В 2050 г. нефть будут добывать на глубинах свыше 2000 м. По различным оценкам, извлекаемые запасы месторождений континентального шельфа могут достигать 200—300 млрд т нефти и 300—400 трлн куб. м газа.

3. Применение новых технологий при поиске, разведке и эксплуатации залежей.

Новые технологии активно применяются в областях поиска, разведки, добычи и транспортировки углеводородов. Одна из главных целей их использования — внедрение передовых методов увеличения нефтеотдачи (МУН) и уменьшение потерь при добыче, переработке и транспортировке нефти и газа. В настоящее время коэффициент нефтеотдачи низкий: в России — 0,3 (т. е. отбирается только 30% от геологических запасов месторождений), в США — от 0,4 до 0,5. Применение во всем мире при разработке залежей новейших технологий позволит увеличить коэффициент извлечения нефти на 10—15%. За счет

увеличения коэффициента нефтеотдачи пластов только на 10% дополнительно будет извлечено более 100 млрд т.

Сегодня прежние методы добычи, переработки и транспортировки нефти и газа серьезно пересматриваются. Некоторые из новых технологий — горизонтальное бурение, гибкие колонны, метод трехмерной сейсморазведки и др. — на самом деле вовсе не новы, а просто видоизменяют или переносят в новую сферу уже существующие методы.

Поиск и разведка месторождений. За последние два-три десятилетия создана методика поиска и разведки месторождений нефти и газа, которая позволяет построить достоверные геологические модели. В объемных геологических моделях, основанных на данных сейсморазведки 3D, геофизических исследованиях скважин и новых технологиях бурения и опробования скважин, выделяются ловушки даже небольших размеров и определяются коллекторские свойства продуктивных горизонтов. В результате подсчет запасов осуществляется более точно, а проект разработки месторождения с использованием компьютерного гидродинамического моделирования приближается к оптимальному.

Значительный прогресс в области поиска и разведки нефтегазовых месторождений связан с применением ГИС (геоинформационных систем), которые постоянно используют данные космического наблюдения и точную привязку местоположения сейсмических профилей и скважин. Построение геологических моделей местности на базе данных ГИС дает возможность эффективно выявлять возможные нефтеносные площади. На этапе проектирования разработки месторождений намечаются перспективные варианты размещения скважин, предприятий переработки, трубопроводов и других транспортных путей.

ГИС-мониторинг может оказаться полезным и в сфере экологии и ликвидации вредных последствий нефте- и газодобычи. Использование ГИС позволяет также эффективнее решить задачу комплексной автоматизации работы нефтегазовых компаний, которая сегодня осуществляется во многих странах мира.

Новые методы добычи. К числу новых технологий в области добычи нефти относится горизонтальное бурение с увеличенным отклонением от оси скважины. Достижения технологии горизонтального бурения сделали возможным разбуривание шельфовых месторождений нефти и газа с берега, без строительства дорогостоящих морских оснований и платформ. Вместе с тем необходимыми техническими и технологическими элементами такого бурения являются относитель-