Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Понятие технологии и ее компонентов в современных условиях развития научно-технического прогресса 10
1.1. Предпосылки совершенствования технологии как науки 11
1.2. Негативный эффект совмещения в понятии "технология" способов и процессов. 17
1.3. Изменение требований к качеству модели организации производства, критериям выбора технологического способа . 23
1.4. Проблема подмены понятий способ и процесс. 28
Глава 2. Формирование структуры прототехнологического пространства .36
2.1 Принципы и условия выделения технологических знаний. Понятийный аппарат 36
2.2 Представление о структуре производственной сферы в современных условиях . 42
2.3 Локализация определенной области технологических знаний. 54
2.4 Локализация технологического пространства перерабатывающих производств. 57
2.5 Формирование учётной плоскости в локализованном аналитическом пространстве. 73
2.6 Отображение технологических способов в прототехнологическом пространстве на основе метода конечного состояния вещества (МКСВ) 81
2.7 Система показателей для сопоставления вариантов. 91
2.8 Дополнительные возможности сформированного прототехнологического пространства 92
Глава 3. Возможности выявления инновационных зон в перерабатывающих производствах 95
3.1 Пример рекомбинации технологической схемы алюминиевой промышленности 95
3.2 Консервативная технологическая схема использования нефти. Противоречия и неиспользованные возможности 118
Заключение 135
Список литературы 141
Приложение 147
- Изменение требований к качеству модели организации производства, критериям выбора технологического способа
- Представление о структуре производственной сферы в современных условиях
- Дополнительные возможности сформированного прототехнологического пространства
- Консервативная технологическая схема использования нефти. Противоречия и неиспользованные возможности
Введение к работе
Актуальность исследования. Экономика России в настоящее время по-
прежнему сохраняет сырьевую направленность. За период с 2000 года не
достигнуты объявленные ранее цели государственной политики по глубокой
переработке ресурсов; развитию технологической среды; качественному
изменению сырьевых производств. Обновление производства преимущественно за
счет импортных технологий привело к усилению тренда технологической
зависимости1 от развитых экономик, а также затормозило использование знаний
отечественной науки для модернизации воспроизводственного процесса.
В современных условиях социально-экономического и научно-технического развития в основе обновления производства должна лежать перспективная экономико-технологическая политика, обеспечивающая комплексное развитие и создание новых производительных сил.
Одним из актуальных направлений работ, раскрывающих новое пространство ресурсов и возможностей, являются исследования Анчишкина А.И., его учеников и последователей2. Сформулированные в их работах представления о межотраслевом и междисциплинарном характере интеграционной связи науки с производством могут составлять основу идеологии развития новых производительных сил. Отдельные локальные идеи этого направления также весьма актуальны и могут быть в той или иной мере задействованы и реализуемы в рамках исследования процессов технологической модернизации. Применительно к теме данной работы речь идет об одной из форм развития и практической реализации идеи Анчишкина А.И. – "подключения технологии к экономике" посредством интеграции научных знаний в процесс производства.
В нашей стране сформировался определенный подход к управлению
перерабатывающими производствами, состоящий в ориентации на производство из
добываемого сырья ограниченного набора монопродуктов на основе
использования традиционных, зачастую устаревших технологий. При этом
1 Сальдо совокупного баланса платежей по трансферу технологий в 2000-2009 г.г. перешло в отрицательное
значение: с +$20 млн. до -$1000,8 млн.
2 Анчишкин Александр Иванович (1933—1987) — академик АН СССР (1984), выдающийся ученый-экономист,
основные труды которого посвящены методологии народнохозяйственного социально-экономического и научно-
технического прогнозирования.
возникают следующие проблемы: сохраняется сырьевой характер экономики с
высоким уровнем ресурсоемкости, накапливаются экологические проблемы;
возможность повышения эффективности производства ограничивается
сложившимися технологическими способами. Для расширения возможностей переработки ресурсов необходимо в первую очередь увеличить аналитический уровень исследования перспектив переработки сырья, а также промежуточных продуктов (включая отходы). При этом становятся понятны новые сочетания ресурсов, появляются возможности создания новых технологий для их переработки в высокорентабельную продукцию. Обременительные для экологии отходы производства становятся ценным сырьем. Одновременно возникает спрос на научные знания о возможностях комплексного использования сырья. Необходимость увеличения степени использования первичных ресурсов (вещества) может способствовать формированию нового подхода к организации и управлению производством.
Для достижения качественных изменений в экономике продуктивным может быть подход к представлению накопленной совокупности знаний в виде "базы опорных решений", в рамках которой и рассматривается задача эффективного использования ресурсов (ресурсная задача). При такой постановке вопроса определенную сложность представляет объединение на аналитическом уровне неоднородных сред: описания товарных потоков, технологии, научных знаний, технического описания свойств и характеристик первичных ресурсов. Этим объясняется необходимость определенной унификации структур и форматов данных, а также расширение описания аналитического пространства до элементного (молекулярного и атомарного) уровня.
Исходя из вышесказанного, актуальным является способ представления
ресурсной задачи, структурный анализ и моделирование наиболее эффективных с
экономической точки зрения вариантов ее решения в расширенном аналитическом
пространстве. Наиболее значимым компонентом такого пространства должны
являться доступные технологические знания, а важнейшей его особенностью –
возможность моделирования и сопоставления вариантов реализации
альтернативных технологий на основе критериев экономической эффективности.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является развитие способов структурного анализа, оценки и прогнозирования качественных изменений перерабатывающих производств.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- исследовать понятие "технология", выделить ресурсную составляющую
технологических знаний в самостоятельное аналитическое пространство;
предложить структуру организации данных, связанных с перерабатывающими
технологиями;
- предложить механизм адаптации анализируемых перспективных технологий к
заданным экономическим критериям, обеспечив включение технологических
знаний в процесс воспроизводства;
- разработать методику описания технологических способов превращения
первичных ресурсов в полезные продукты с современным экономическим
инструментарием; разработать состав показателей и предложить механизм
экономических измерений технологических переделов (от единичных процессов до
технологических цепочек);
- провести апробацию выявления и локализации зон перспективного
совершенствования качества технологий (на примере алюминиевой
промышленности, а также процессов добычи и переработки нефти).
Особенность предлагаемого подхода заключается в возможности оценки технологических перспектив и альтернативных путей развития существующих сырьевых производств, потенциал развития которых ограничен сложившимися технологическими решениями.
Объект исследований – перспективный потенциал экономико-
технологического развития перерабатывающих производств.
Предмет исследований – методы анализа и прогнозирования перспектив экономико-технологического развития, а также способы и возможности структурного проектирования перерабатывающих производств.
Теоретической и методологической основой исследования являются работы, связанные с исследованиями перерабатывающих производств: по анализу
закономерностей технологического развития – это научные труды Анчишкина А.И., Яременко Ю.В., Яковца Ю.В., Львова Д.С., Уголева А.М; по проблемам необходимости усиления инновационной составляющей в развитии технологий – Сахала Д., Мартино Д., Янча Э., Ивановой Н.И., Комкова Н.И.; по экономическим проблемам и закономерностям технологического развития – Глазьева С.Ю., Н.Грегори Мэнкью, Фролова И.Э., Узякова М.Н., Буданова И.А., , Борисова В.Н., Миндели Л.Э., Суслова В.И. и др.
В рамках исследования эффективности и перспектив применения первичных ресурсов использовались работы из области естественных наук – Менделеева Д.И., Алдошина С.М., Бескова В.С., Закгейма А.Ю., Зоркого П.М., Сюняева З.И., Наметкина С.С., Поконовой Ю.В., Дмитриевского А.Н., Гайле А.А., Фитцера Э, Симамура С., Лайнера А.И., Парфенова О.Г. и др.
Информационную базу составляли данные Росстата, отчетные данные российских и зарубежных компаний, сведения, содержащиеся в открытых источниках.
Исследование выполнено в рамках требований п. 1.1.1. Паспорта специальностей ВАК Разработка новых и адаптация существующих методов, механизмов и инструментов функционирования экономики, организации и управления хозяйственными образованиями в промышленности Паспорта специальности 08.00.05 "Экономика и управление народным хозяйством" (специализации - экономика, организация и управление, отраслями, комплексами: промышленность).
Научная новизна исследования состоит в следующем:
предложена структурная схема сферы производства, опирающаяся на ключевые этапы трансформации первичных ресурсов;
введено понятие прототехнологического пространства как составной части общей системы обращения технологических знаний (получения, хранения, использования), под которым понимается опирающаяся на начальную стадию жизненного цикла технологии (идея, эскиз) систематизированная совокупность знаний о технологических способах превращений в веществе. В предлагаемой структуре любой единичный технологический способ, либо взаимоувязанная их
последовательность могут быть представлены в сочетании технического и макроэкономического форматов данных. Предложенный метод структурирования технологических способов (знаний) будет способствовать выбору наиболее эффективных решений, интеграции научных знаний и потенциала отечественных предприятий в современную рыночную среду сопровождения производства, что позволит снизить импорт устаревших технологий, обеспечит востребованность знаний, накопленных РАН и университетами;
- обоснована система показателей для оценки эффективности: потенциальная
эффективность технологической схемы (ПЭТС); производный от ПЭТС
экономический показатель производительности технической схемы (ПТС);
коэффициент полезного использования вещества (КПИВ). Их использование
обеспечивает объективный выбор наиболее конкурентоспособных
технологических маршрутов преобразования первичных ресурсов в продукцию с
высокой долей добавленной стоимости;
- предложен способ отображения технологических схем организации
перерабатывающих производств в виде материально-потокового графа. Этот
способ обеспечивает: а) высокий уровень детализации товарных потоков,
рассчитанных на условиях материального поэлементного баланса как по
единичному процессу, так и по технологической цепочке; б) сопоставление
перспективных технологий с потенциалом и ограничениями локальных товарных
рынков; в) совмещение технического и макроэкономического формата
представления технологической информации. Предложенный способ позволяет на
уровне товарных потоков моделировать эффективные варианты стратегического и
инновационного развития промышленных предприятий по критерию
максимизации добавленной стоимости.
Теоретическая значимость диссертационного исследования состоит в
разработке подходов к формированию перспективных способов преобразования
первичных ресурсов в полезные продукты с высокой добавленной стоимостью.
Реализация данного подхода позволяет сформировать новое представление о
возможностях увеличения производственно-технологического потенциала
перерабатывающих производств.
Практическая значимость обусловлена тем, что результаты диссертации могут быть использованы: для прогнозирования, сопровождения и мониторинга качественных изменений в экономике перерабатывающих производств (в частности, при поиске решения проблемы "моногородов"); обоснования приоритетных направлений качественного изменения производительных сил перерабатывающих производств; разработки, организации и сопровождения национальной системы обращения технологических знаний.
Апробация результатов исследования осуществлялась на примере моделирования качественных изменений технологической схемы Уральского алюминиевого завода ОАО "СУАЛ-Холдинг (г. Каменск-Уральский). В протоколе технического совещания которого отмечается, что предложенная диссертантом технологическая схема высокоэффективна и направлена на увеличение выпуска продукции за счет полного использования сырья.
Основные положения диссертационной работы докладывались на
следующих конференциях: Международная конференция IX международного форума «Высокие технологии ХХI века» 25.04.2008 года; Всероссийская конференция «Проблемы формирования отходоперерабатывающей индустрии в Российской Федерации» 14.04.2011 г.; Международная научно-практическая конференция: «Современные подходы к решению проблем утилизации резинотехнических изделий и шин». 2.06.2011 г; XIV Международная научная конференция: «Модернизация России: ключевые проблемы и решения» 2013г., Москва, ИНИОН РАН.
По теме диссертации опубликованы 5 печатных работ общим объемом 3,3 п.л., (из них 2,0 п.л. - личный вклад автора), в том числе 4 печатные работы в рецензируемых научных журналах из перечня ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, приложения. Список использованной литературы содержит 102 наименование. Текст диссертации содержит 150 страниц машинописного текста, включая 21 схемы и 21 таблицу.
Изменение требований к качеству модели организации производства, критериям выбора технологического способа
Изменения в организации модели. В прежней, существовавшей в советское время индустриальной экономике обоснованно существовал термин "важнейшие отрасли промышленности" [20], к которым относили машиностроение и приборостроение, химическая и нефтехимическая промышленность, металлургия, энергетика и др. Понятной была и макротехнологическая конструкция общественного производства: из сырья (полезных ископаемых) получали важнейшие материалы (медь, алюминий, сталь, др.), которые в дальнейшем шли на производство средств производства (группа А), либо на производство предметов потребления (группа Б). Например, полученный алюминий в виде конструкционного материала, в том числе использовался для строительства корпуса летательных аппаратов.
В настоящее время фактом является то, что корпус авиалайнера "Боинг" изготовлен из композитных материалов, но такие материалы не являются "важнейшими" в отраслевой структуре – композитные материалы не охватываются отраслевой технологической схемой. Происходит разрыв причинно–следственной связи по всей вертикали структуры [30]. В контексте произошедших изменений развития сферы производства эксплуатируемая отраслевая модель функционирования экономики с технологической точки зрения не в состоянии обеспечить требуемый уровень качества анализа ни по области функционирования, ни по структуре. В будущем развитие электротранспорта, безусловно, внесёт коррективы в соотношение стационарных и передвижных потребителей энергии, способов переработки и использования нефти в целом. С точки зрения ресурсообеспечения и, в частности, энергообеспечения, необходимы корректировки в общих принципах организации схемы и распределения электроэнергии от "точки генерации к нагрузке" [32]. Что изменилось в способах организации промышленного производства относительно периода плановой экономики? Изменился критерий выбора конкретного технологического способа преобразования вещества из множества возможных. В плановой индустриальной экономике, при низкой стоимости энергоресурсов критерием выбора технологического способа из множества возможных являлся показатель полноты извлечения полезного вещества. Например, в оловянной руде – соединений олова, в алюминиевой руде – соединений алюминия и т.д. Товарная схема строилась по принципу: сырье - полезное вещество = производственные отходы. Отходы производства трактовались как остатки сырья и вспомогательных материалов, которые утратили свои первоначальные качества, а также продукты, не являющиеся целью производственного процесса [11, стр. 30]. Такой избирательный подход к первичным ресурсам не мог не сказаться на качестве подготовки производства на расчётно-проектной стадии с точки зрения проектирования в условиях полного материального баланса. Правило материального баланса отмечено в данной работе неслучайно. В существующем представлении – это жёсткое условие отображения процессов превращений в веществе, движения материальных потоков, в частности. В производственной и проектной практике индустриальной экономики это правило не всегда выполнялось в полной мере. Например, в «Общей химической технологии» отмечается: "…Материальный баланс составляют по уравнению основной суммарной реакции с учётом параллельных и побочных реакций. Он может быть составлен для всех веществ, участвующих в процессе, или только для одного какого-либо вещества. Обычно учитываются не все протекающие реакции и получаемые побочные продукты, а лишь те, которые имеют существенное значение, т.е. материальный баланс носит приближенный характер. Материальный баланс составляют для процесса в целом или для отдельных его стадий. При этом учёт массы веществ производится отдельно для твёрдой, жидкой и газовой фаз. Поэтому в общем виде материальные балансы выражаются обычно в виде уравнения: В т + В ж + В г = В` т + В` ж + В` г , где В т, В ж, В г – масса твёрдых, жидких и газообразных веществ, поступающих в производство или на данную операцию в единицу времени; В`т, В` ж, В` г – масса получаемых продуктов. Иногда при проведении практических расчётов могут не приниматься во внимание отдельные фазы (твердая, жидкая или газообразная), либо в одной какой-либо фазе учитывается существование нескольких разных веществ, поэтому уравнение соответственно упрощается или усложняется. При проектировании обычно задаются массой целевого продукта; массу сырья и массу побочных продуктов определяют по уравнению материального баланса" [53]. Приведенный подход избирательного расчёта и извлечения компонентов сырья характерен для всех процессов обрабатывающих и добывающих отраслей времён индустриальной экономики. Безусловно, представленный избирательный подход оказывает крайне негативное воздействие на возможность использования инвариантных решений; способствует "засекречиванию" информации; препятствует инновационному развитию технологий, так как большая часть неиспользованного вещества под видом отходов производства практически не учитывается в аналитической плоскости.
Установленный критерий максимизации извлечения полезного вещества, безусловно, влиял на выбор технологического способа и, в конечном счёте, организации производства. Так внедрялись гидрометаллургические способы и т.д. — в целом внедряемые технологические способы можно охарактеризовать как монопродуктовые. На тот период времени все внедряемые технологические способы соответствовали установленным критериям и ресурсным ограничениям.
В изменившихся условиях ресурсных ограничений и сами технологические способы, и материализованные на их основе способы организации производства оказались неконкурентоспособными. В качестве примера можно привести способ производства глинозёма по методу Байера в РФ и мире. Энергоёмкость производства существующего глинозёмного производства в России в 2-3 раза выше аналогичных технологий в мире [6], существенно различаются и другие показатели качественного характера (таблица 1). Важно отметить, что строка 1.1 в представленной таблице показывает расход общей энергии (в МДж), как электрической, так и энергии тепловых процессов. Понятно, что при 2-3–кратном превышении энергозатрат эксплуатируемый способ, равно как и производство, не может быть конкурентоспособным.
Представление о структуре производственной сферы в современных условиях
Таким образом, мы полагаем, что существует возможность разработки некой конструкции, назовём её "прототехнологической моделью", которая опирается на существующие междисциплинарные знания и позволяет сформировать новый технологический срез описания процесса производства и экономического развития.
Более того, на основе использования такого рода прототехнологической модели возможно ставить задачу прогнозирования качественного изменения сферы производства.
Предстоит последовательно обозначить область функционирования модели, её структуру, связь с внешней средой и объект исследования.
Создание обобщающей прототехнологической модели накопления, хранения, пополнения и обращения технологических знаний в виде потенциально возможных технологических способов, имеющих свои индивидуальные количественные и экономические показатели, является логическим развитием эволюционного восприятия окружающего мира в контексте технологического подхода.
Агрегировать и обобщать существующие технологические знания для дальнейшего продуктивного использования является абсолютно логичным и правильным. На наш взгляд, это чрезвычайно актуальная задача.
Важность задач качественного развития промышленного производства неоднократно отмечалась Президентом РФ. Проблемы разработки соответствующего этим задачам инструментария становятся чрезвычайно актуальными. Вместе с тем, до разработки инструментария представляется крайне важным проанализировать существующую схему производства. Может ли новый инструментарий разрабатываться в рамках существующей отраслевой структуры производства, либо есть необходимость формирования некоторого нового аналитического пространства? Представляется крайне важным в настоящее время отработать понятную и адаптированную к действительности общую экономико-технологическую «архитектуру» организации общественного производства. Модернизация отечественного производства за счёт импорта технологического оборудования не изменит качество технологической среды. Без изменения идеологической конструкции модели реально существует вариант модернизации сырьевой экономики при глобальном отраслевом разделении военного и гражданского производства. При этом уровень технологического разрыва с развитыми странами ещё более возрастёт.
Сфера производства в современной классификации представлена тремя группами классификатора ОКВЭД [66]. Вводя дополнительные возможности международной интеграции ОКВЭД, вместе с тем, через переходные ключи сохраняет связь с ОКОНХ. По характеру воздействия на предмет отрасли делятся на две группы: добывающие и обрабатывающие.
Добывающие отрасли обеспечивают получение природных ресурсов минерального и растительного происхождения, а обрабатывающие отрасли обеспечивают переработку исходного сырья, полученного в добывающей промышленности, а также в сельском хозяйстве.
В основу классификации отраслей промышленности положены следующие принципы [66]:
a) экономическое назначение производимой продукции;
b) характер функционирования продукции в процессе производства;
c) однородность применяемого сырья, общность технологических процессов и технологической базы производства;
d) характер воздействия на предмет труда и др.
Как и любую сложную систему, классифицировать общественное производство можно по различным признакам. В данном случае принятая классификация обеспечивает для целей статистики возможность экономических измерений на макроуровне и уровне международных сопоставлений. Можно сказать, что используемая система классификаций формирует некоторое статистическое пространство, использование которого вполне отвечает целям и задачам органов государственной статистики. Однако нельзя не отметить, что структура сформированного статистического пространства не способна обеспечить возможность решения задач качественного роста, в том числе формирования некоего аналитического пространства сопровождения отечественного производства. В западноевропейских странах сложилось устойчивое мнение о низком качественном уровне организации статистических систем в развивающихся странах. Так, например, это отмечено в Рекомендациях по сбору и анализу данных по инновациям (Руководство Осло) [73]. В данном издании констатируется, что статистическое сопровождение экономик развивающихся стран находится на низком качественном уровне. Этот уровень не в состоянии обеспечить развитие и поддержание современной инновационной системы – необходимой составляющей качественного роста. Учитывая существующий уровень технологического развития общества, а также тот факт, что большинство производственных мощностей добывающей и обрабатывающей промышленности, спроектированных по монопродуктовой технологии, функционируют до настоящего времени, возникла необходимость проанализировать существующую структуру производства не с точки зрения объёмов выпуска продукции, а с точки зрения качества организации технологических способов, в прототехнологическом аспекте (см. схему 4).
Дополнительные возможности сформированного прототехнологического пространства
Прямое (Forward Engineering) и обратное проектирование (Reverse Engineering) [35] эффективных схем использования первичных ресурсов в целях наиболее полного удовлетворения потребительских потребностей является дополнительной особенностью (возможностью) использования спроектированного прототехнологического пространства (см. Схема 13 Пример позиционирования процесса превращений в веществе на аналитической области "предмет – продукт").
На достигнутом в настоящее время уровне развития научно-технического прогресса, организационно-технологическая схема современного производства принимает межотраслевой и междисциплинарный характер. Речь идёт уже не об отдельных проектах, а о качественно новой ресурсообеспеченной управляемой "технологической цепочке", ориентированной на новые рынки сбыта. Возникает новый термин - междисциплинарные и межотраслевые сетевые проекты (ММСП) - по сути, это новая проектируемая (на уровне dissembled technology) прототехнологическая ресурсообеспеченная модель с ориентиром не на существующие, а на прогнозируемые рынки сбыта.
Это амбициозное прогрессивное направление (ММСП) с учётом российских особенностей может быть проработано на уровне отечественного внутреннего рынка продукции обрабатывающих и перерабатывающих производств с дальнейшим тиражированием и развитием на экспорт технологий. Предлагаемая конструкция аналитического прототехнологического пространства, а также задействованная на его базе система развития и сопровождения производства позволяет обеспечить продуктивное сопровождение и развитие данных направлений в современном информационном формате.
В целом предлагаемая структура организации производства позволяет воздействовать на его развитие "сверху – вниз" – от конечных потребностей к способам использования природных ресурсов. Проектируется новый способ предложения потребления (инновация); форма удовлетворения – способ организации (маршрут) необходимых технологических эффектов; проекция каждого узла схемы на технологическую среду является началом "технологической цепочки" с заданными параметрами, от потребностей через функциональные эффекты к заданным физико-химическим эффектам; задача обеспечения необходимого физико-химического эффекта в каждом узле схемы формирует спрос на его техническое обеспечение (оборудование), новые конструкционные материалы с заданными физико-химическими свойствами, следовательно, и способы их получения.
Можно сказать, что моделирование новых способов получения технологических эффектов для удовлетворения конечных потребностей ориентировано на быструю динамику смены предложений продукции, постоянное обновление средств производства при стабильном росте уровня качества организации технологической среды [27,28,29].
Выводы по главе 2. Преимущества сформированного прототехнологического пространства состоят в следующем.
1) Позволяет на современном уровне осуществлять подготовку решений стратегических задач развития новых производительных сил, инновационной деятельности и бизнеса компании.
2) Совмещает в себе возможности прямого и обратного проектирования продуктовых, процессных, маркетинговых и организационных инноваций.
3) Позволяет обеспечить сопровождение качественных изменений технологической системы на макро-, мезо- и микроуровнях. Глава 3. Возможности выявления инновационных зон в перерабатывающих производствах В рамках предлагаемого подхода осуществляется попытка решения ресурсных задач, связанных с потенциально возможной рекомбинацией технологий производства алюминия; рассматривается консервативная технологическая схема использования нефти. При этом отдельный локальный участок схемы (вариант использования тяжелых углеводородов) позиционируется к актуальным потребностям на внутреннем рынке. Предлагаемый вариант рекомбинации технологий рассматривается с точки зрения будущей реформированной инновационной системы. Вопрос качественного изменения самой системы разработки и управления инновациями -это практически вопрос структурно-технологического обновления экономики, нового качества развития бизнеса компаний, отрасли в целом [34].
Консервативная технологическая схема использования нефти. Противоречия и неиспользованные возможности
Исторически, под воздействием индустриального характера развития организационно-производственной модели добычи, переработки и использования нефти сложилась ситуация, при которой смежные переделы добычи и переработки нефти не связаны общим качественным фактором – качеством продукции. Развитию такой ситуации способствует организационная модель: задачи бурения, эксплуатации месторождений и транспорта нефти к НПЗ выполняются подрядными организациями, при этом количественный фактор в организации работ этих компаний является определяющим.
В процессе выполнения названных работ применяются локальные технологические способы, которые, с одной стороны, увеличивают объем производства (количество метров проходки), с другой стороны, либо наносят ущерб качеству строительства скважины, либо не полностью используют потенциальные возможности продуктивного пласта.
Следует отметить следующие важные моменты:
а) на переделе "бурение скважин" задачи перехода на "безамбарное бурение" до настоящего времени далеко не освоены (значительный экологический ущерб);
б) на переделе "эксплуатации месторождения" при подготовке скважинной продукции часть вещества добываемой продукции не используется, либо используется непроизводительно (нефтяной газ), часть вещества обрабатывается нерационально (диспергация пластовой воды); технологический эффект заложенный способом деэмульгирования нефтяной эмульсии практически ухудшает качественные показатели нефти, но способствует скорости выдачи готовой продукции передела (водонефтяной смеси);
в) на переделе "нефтепереработка" заложенный в предыдущем переделе отрицательный эффект от "деэмульгирования" заставляет вводить дополнительные процессы "обессоливания нефти" (установки ЭЛОУ), предопределяет сверхвысокое потребление пресной воды на НПЗ, вменяет значительные экономические затраты на осуществление ряда процессов.
г) сложившаяся прототехнологическая модель по критерию адаптации к топливному рынку имеет жёсткую конструкцию. которая не позволяет гибко диверсифицировать продукцию под эволюционно изменяющиеся запросы рынка, модели предложения потребления в целом; д) при существующем качестве прототехнологической модели выбранные стратегические цели, направленные на увеличение глубины переработки (ориентируясь на значения коэффициента Нельсона) из некачественно подготовленной нефти ведут к высоким (в том числе, инвестиционным) затратам и в конечном счёте, в тупик.
Далее, на основе прототехнологического анализа на мезо- и микроуровне будут даны пояснения сказанного применительно к каждому переделу.
Передел «Бурение скважин».
Проблемы образования нефтешламов в амбарах, либо шламонакопителях – это проблема исключительно низкой культуры производства подрядных организаций. Практически в настоящее время при бурении на 1 куб. м. выбуренной породы приходится 4–5 кубов сброшенного в амбар "отработанного" бурового раствора. Понятие "безамбарное бурение" чётко предопределяет высокую технологическую культуру производства: "… подразумевает систему с высокой степенью очистки буровых растворов, которая удовлетворяет экологическим требованиям благодаря избеганию сбросов жидких и твёрдых отходов в окружающую среду. Система безамбарного бурения снижает общие расходы на бурение, оказывая следующее положительное влияние: увеличение скорости проходки; уменьшение стоимости раствора; увеличение срока службы долота; сокращение времени бурения скважины; снижение затрат на обслуживание и ремонт оборудования; повышение точности показаний контрольно измерительной аппаратуры; снижение риска прихвата бурильного инструмента; уменьшение повреждения пластов; минимизацию проблем при цементировании; уменьшение наработки раствора и затрат на утилизацию отходов.... и далее..." [12]. Основные установки, которые применяются в процессах безамбарного бурения: а) рециклинг оборотной воды (замкнутая система водообращения); б) рециклинг бурового раствора; в) натурализация выбуренной породы (твёрдого грунта); г) обязательное условие - высокая технологическая культура производства. (Рассмотрение экологических проблем и способов их устранения выходит за рамки настоящей работы). Технологический интерес представляют твёрдые буровые отходы. Их приблизительный объем нетрудно подсчитать применительно к наиболее распространённой конструкции скважин: кондуктор диаметром 245 мм опускается на глубину 700 м. Эксплуатационная колонна (пусть 3000 м) бурится долотом 215,9 мм. - суммарный выход буровых отходов (с учётом коэффициента размола, равного 4) составит порядка 500-600 куб.м. 120 В настоящее время буровые отходы после обработки применяются (в лучшем случае) для отсыпки дорог и буровой площадки. Предлагается переработка полученного объёма твёрдых пород в готовую продукцию - сорбент (микросферы); организация складирования для дальнейшего использования на стадии эксплуатации месторождения (см. передел добыча). Передел Добыча. Нефть – сложная коллоидная система. Особенности отечественных месторождений нефти – это высокая степень обводнённости и наличие сопутствующего нефтяного газа. Сочетание этих особенностей в теле товарной нефти при существующей эксплуатационной прототехнологической модели вызывает технические (и экономические) противоречия. Процесс поиска вариантов устранения этих противоречий. с точки зрения качества развития технологической системы, формируется в рамках стратегических инновационных направлений. Попутный нефтяной газ. Нефтяной газ – сопутствующий компонент нефти. В данном случае не имеет значения природа его происхождения: либо он насыщает нефть в пласте (при высоком давлении) и находится в свободном состоянии; либо его появление связано с отрывом метильных групп при реструктуризации углеводородных соединений в результате резкого снижения давления при добыче.
Фактом является наличие в добываемой нефти нефтяного газа. Нельзя не отметить, что объем нефтяного газа значителен - порядка 30% плюс минус в большую или меньшую сторону.
Размер содержания нефтяного газа измеряется таким показателем, как Фактор газонефтяной (gas oil ratio, GOF) [15,65] - число кубических метров растворённого газа, приходящееся на 1 куб.м нефти, добываемой из скважины, при нормальных условиях. Или: отношение полученного из месторождения через скважину количества (объёма) газа (в куб.м), приведенного к атмосферному давлению и температуре 20С, к количеству (массе или объёму) добытой за это же время нефти (в т или куб. м ) при тех же условиях.
Удаление нефтяного газа из тела нефти на месторождении обеспечивается в процессе сепарации [80,81], который осуществляется непосредственно на буровой площадке.
В соответствии с действующими нормативами [70] "использование извлечённого количества газа экономически оправдано с народнохозяйственных позиций, если коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (Экв) на осуществление мероприятий по подготовке, сбору, транспорту и переработке этого газа в пределах предприятий нефтяной промышленности не ниже 0,1".
Следовательно, в существующих нормативах существует некая оценочная размерность (критерии), предопределяющая выбор решения на промышленное использование попутного газа. Возможно, это решение справедливо, с точки зрения сложившихся затрат на выделение отдельного газотранспортного продуктового потока.
