Раздел 2. Бжд в энергетике

Тема 1. Экологические проблемы и безопасность в нефтегазовой энергетике. Природный газ – это возобновляемый природный ресурс, возможно, один из самых активно возобновляемых природных ресурсов. Потому что Земля непрерывно генерирует водород, а в составе природного газа атомы водорода достигают до 80%. Однако многие считают, что существует ограниченный газовый ресурс, его мало и он может внезапно закончиться. Эта ошибочная точка зрения достаточно широко распространена. Ресурсная база природного газа огромна, она значительно больше нынешней оценки в 20 тысяч миллиардов тонн нефтяного эквивалента. Причем, примерно 2% этой величины приходятся на традиционные месторождения. А оставшиеся 98% ресурсной базы могут быть извлечены в будущем. И зависит это от уровня технологического прогресса и уровня теории в области геологии нефти и газа. Геосолитонная теория концепции Земли и нефтегазовых месторождений является как раз одной из тех теорий, на базе которых можно рассчитывать на прогрессивную разработку газовых месторождений в 21 и 22 веках практически в неограниченных количествах.

Часто путают доказанные запасы, то есть те, которые экономически выгодно добывать на современном уровне технологии и общую, потенциально извлекаемую ресурсную базу природного газа. Эти две оценки существенно различны, причем, вторая значительно больше, практически, бесконечна. В 1999 г. доказанные запасы природного газа в мире составляли всего 132 миллиарда тонн нефтяного эквивалента, обеспечивающего 64 года добычи при сохранении уровня добычи 1999 г. Геологи, инженеры и коммерсанты еще не разработали универсальных определений многих терминов для различных составных частей нефтяных и газовых запасов. Частично это объясняется тем, что эти термины описывают не определенные оценки, а не измеренные значения. Отсутствие стандартной терминологии иногда ведет к путанице в понимании оценок. Особенно часто встречается непонимание существенной разницы между «запасами» и «ресурсами», в результате чего один термин часто используется вместо другого.

Полная ресурсная база нефти или газа – это общий объем, образовавшийся и образующийся, заключенный под землей до начала разработки, большую часть которого извлечь невозможно. Еще некоторую часть полной ресурсной базы невозможно извлечь потому, что современные технологии не позволяют извлечь всю массу нефти и газа даже при их наличии в промышленной концентрации. Невозможность извлечь все ресурсы связана с неэкономичностью этого процесса, либо с труднопреодолимыми физическими силами, либо тем и другим вместе. Потенциально извлекаемые ресурсы, которые представляют некоторый интерес для общества и промышленности – это подмножества полной ресурсной базы, в которые не входит не извлекаемая ее часть.

Тема 2. БЖД при добыче, хранении и транспортировке газа. Состав природного газа, добываемого из земной коры, зависит от месторождения, типа формации и конкретной скважины. В основном, газ состоит из метана и небольших примесей этана. Но часто содержит еще и более тяжелые компоненты: пропан, бутан, пентан и другие, которые можно удалить известными методами обработки.

Сегодня нефте- и газодобывающие компании обращают гораздо большее внимание, чем раньше, на эффективность извлечения газа из скважин. Если в газе содержится сероводород (ядовитый коррозионный газ), то он удаляется из него, затем выделяется чистая сера. Большая часть углекислого газа удаляется для предотвращения коррозии и для закачки в нефтяные скважины для повышения эффективности добычи нефти. Иногда выделяют гелий из-за его уникальных свойств инертного газа, а так же азот – чтобы увеличить теплотворную способность газа. Многие технологии по обработке газов проводятся с целью снижения аварийности, повышению безопасности разработки газовых месторождения и транспорта газа.

После обработки газа-сырца на месте добычи он закачивается в трубопровод для дальнейшей транспортировки, по прибытию на место назначения газ обычно подается в хранилище. Эти хранилища служат своеобразным буфером между трубопроводом и системой распределения. Для газа, передаваемого от района добычи к потребителю, применяются подземные хранилища, где он остается до тех пор, пока на него не появится рыночный спрос. Хранилища оказываются полезными и для предотвращения потерь, когда добыча превосходит потребность в газе. Проблема безопасности транспорта и хранения газа связана еще и с тем, что в Земле существуют очаги повышенной естественной природной аварийности, так называемые, геосолитонные трубки, являющиеся центрами природных катастроф. В случае транспорта газа по трубопроводам через эти территории на участках пересечения трубопроводами геосолитонных очагов могут происходить аварии, порывы, коррозия и тому подобные аварийные процессы, приводящие к негативным последствиям.

То же самое может происходить и с хранилищами газа – если очаг геосолитонной активности расположен поблизости от такого хранилища. Тогда этот очаг разрушает это хранилище и все накопленные газовые ресурсы могут уйти в атмосферу. Выход в атмосферу готовых месторождений тоже явление существующее. Относительно недавно на территории Западной Сибири по небрежности, халатности и в силу других причин, связанных, прежде всего, с некомпетентностью руководства, было выпущено в атмосферу огромное количество газа на Медвежьем месторождении. Дело в том, что природный газ, особенно в северных территориях задерживается и не проходит в атмосферу благодаря свойству термодинамики природного газа.

Суть термодинамического процесса заключается в том, что природный газ, прорываясь по трещинам и порам в атмосферу, расширяется и при расширении может охлаждаться. Лабораторно установлено, что при этом температура газа может понижаться более чем на 100° Цельсия. Благодаря этому в северных районах над месторождениями природного газа образуются повышенные толщины мерзлоты. Вместе с тем, для поддержания надежной мерзлотной покрышки, удерживающей месторождение или хранилище газа от утечки в атмосферу, требуется постоянные затраты на поддержку давления в газовом хранилище или месторождении.

Если такие затраты не производятся, а газ добывается в трубу, скважину, то при падении давления ниже критического наступает катастрофическая ситуация: мерзлота над месторождением начинает таять, и газ выходит в атмосферу по образовавшимся оттаявшим мерзлотным участкам. Образуются так называемые грифоны – фонтаны газа, выходящие на дневную поверхность непосредственно на месторождении. Эти фонтаны потенциально аварийны, поскольку в любой момент могут загореться, вспыхнуть, пожары. Опасность эксплуатации месторождений в таких условиях становится чрезвычайно большой.

Тема 3. Рынок нефти и газа в проблеме БЖД. Типичными потребителями нефти и газа являются автомобили, отопление домов, сельское хозяйство, авиация, флот, коммерческие автомобильные и железные дороги, промышленность, строительство, а так же энергетика. Распределение газа и нефти по конечным потребителям в начале 21 в. происходит по различным каналам, зависящим от размера поставок, структуры рынка отдельной страны и личных предпочтений потребителя.

Рост производства нефтеперерабатывающих заводов может отставать от роста сбыта сырой нефти, что ведет к накоплению запасов сырой нефти и истощению запасов нефтепродуктов. При недостатке экономических стимулов нефтеперерабатывающие заводы могут также снижать производство. Низкие запасы поддерживают высокие наличные цены, что увеличивает крутизну падения кривой форвардных цен. Это уменьшает защиту страховки форвардных сделок и снижает цену любого запасенного продукта. Однако при большой марже вера в сохранение значения наличной цены может преодолеть падение форвардной цены.

Как показали встречи стран ОПЕК в начале этого столетия, достижение соглашения может быть долгим и трудным, решения могут быть неверными, как, например, случилось после встречи стран ОПЕК в Джакарте в 1997 г., после которого последовало крупнейшее падение цен с 1986 года. Цены оставались низкими до 1999 г., когда ОПЕК уменьшило квоты добычи и выразило решимость удерживать цены на уровне 22-28 долларов за баррель, ужесточив контроль за добычей. Успешное маневрирование на рынке требует гораздо более быстрого и своевременного участия, чем демонстрировала ОПЕК в 20 в. Даже при наличии необходимых данных задержка решения может привести скорее к затруднению, чем прояснению рыночной ситуации. В начале 21 в. иностранные компании опять привлекаются к зоне Персидского залива, что говорит о перемене поведения стран ОПЕК. Создание реального представительного рынка для ближневосточной нефти потребует серьезной смены политики стран этого региона, которые до сих пор противостоят наличным и фьючерстным сделкам. Новый эффективный механизм регулирования цен мог бы сработать, если бы страны ОПЕК были готовы в 21 веке торговать непосредственно на рынке, обеспечивая непосредственную связь между решениями о поставке и ценами. Это привело бы к устойчивому рыночному балансу между спросом и предложением. Но этого, увы, не происходит.

Во многих случаях в качестве горючего предпочтение отдается природному газу, хотя его гораздо труднее транспортировать, чем нефть. Он дает чистое пламя, относительно безопасные продукты сгорания, легко контролируемые уровни температуры, а где требуется, высокую плотность нагревания. Природный газ пригоден для использования практически в любых стационарных системах сгорания, на которые приходится обычно около двух третей первичного потребления энергии в промышленно развитой стране. В определенных условиях, в сжиженном или сжатом виде, он может применяться и как топливо для автомобилей.

Потребление природного газа устойчиво возрастает. Несомненно, что в ответ на экологические требования к чистоте горючего, потребление газа в промышленно развитых странах будет расти и дальше. Кроме того, ряд стран, добывающих газ вдали от основных топливных рынков, строит заводы мирового масштаба по преобразованию природного газа и жидкого газоконденсата в удобрения, метанол, добавки к бензину высшего сорта, в нефтехимические производные, что приведет к быстрому и продолжительному расширению мировой газовой и газоперерабатывающей промышленности, производство которой за последние 25 лет почти удвоилось. Обработка газа в мире, естественно, отражает рост его добычи и потребления. Мировая добыча газоконденсата в 1999 г. составляла около 234 миллионов тонн нефтяного эквивалента, то есть примерно 8% мировой добычи нефти. Газообразные и жидкие продукты переработки природного газа обеспечивают около 42% всех потребностей традиционной энергетики.

Тема 4. Роль России в нефтегазовой энергетике и мировые проблемы БЖД. Самые богатые месторождения природного газа сегодня открыты на территории России, особенно в северных акваториях, где запасы практически не ограничены. А если учесть, что геосолитонная концепция Земли позволяет по-новому взглянуть на быстрое восстановление газовых месторождений, то Россия в 21 в. становится главным монополистом в области торговли газом. Российский газ становится одним из главных энергетических объектов для обеспечения мировой безопасности в области энергетики. В этой связи серьезную опасность будут представлять различного рода системы глобального финансирования и управления. Могут возникнуть конфликты между сложившимися уже мировыми корпорациями и новыми системами. Впервые в 2006 г., когда цены на нефть и газ достигли невероятных вершин, встает вопрос о создании единой мировой управляемой системы. Все-таки обеспечить безопасность в области самой крупной в мире энергетической системы снабжения природным газом, представляется одной из важнейших задач для мировой экономики и всей системы мировой безопасности.