Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Добыча углеводородного сырья Астраханского региона 6
1.1 Некоторые сведения из истории рассматриваемого региона 6
1.2 История геологической изученности 9
1.3 Открытие нефтегазовых и газоконденсатных месторождений на территории Астраханской области 15
1.4 Геологическая изученность Каспийского моря 23
ГЛАВА 2 Транспорт 27
2.1 Астраханская область - транспортный узел 27
2.2 Строительство первого керосинопровода 33
2.3 Послевоенное развитие транспортного хозяйства 37
ГЛАВА 3 Переработка 41
3.1 Строительство газохимического гиганта Нижнего Поволжья 41
3.2 Добыча, сбор и транспорт продукции Астраханского газоконденсатного месторождения 56
3.3 Переработка газа и газового конденсата на Астраханском газоперерабатывающем заводе 57
3.3.1 Установка сепарации пластового газа высокого давления 60
3.3.2 Установка очистки природного газа от сероводорода и соединений окиси углерода 62
3.3.3 Установка осушки и отбензинивания очищенного газа 67
3.3.4 Установка получения серы 71
3.3.5 Установка очистки и компримирования газа 79
3.3.6 Установка стабилизации конденсата и обработки загрязненных технологических сточных вод 87
3.3.7 Установка обработки загрязненных сточных вод 92
3.3.8 Комбинированная установка 95
3.3.9 Установка гидроочистки 100
3.3.10 Установка риформинга 104
3.3.11 Установка фильтрации вод и сжигания промотходов 107
3.3.12 Факельное хозяйство 110
3.3.13 Установка приема, хранения и отгрузки жидкой серы 112
3.3.14 Комплексы грануляции серы 114
3.3.15 Транспорт газа и продуктов переработки газа 121
ГЛАВА 4 Перспективы развития Астраханского региона 124
4.1 Перспективы геологоразведочных работ 124
4.2 Добыча углеводородного сырья 125
4.3 Транспорт нефти 129
4.4 Транспорт газа 131
4.5 Переработка углеводородного сырья 133
4.5.1 Переработка газа и газового конденсата 135
4.5.2 Нефтепереработка 135
4.5.3 Производство полиэтилена 136
4.5.4 Рынки сбыта серы 137
ВЫВОДЫ 140
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 141
- Открытие нефтегазовых и газоконденсатных месторождений на территории Астраханской области
- Послевоенное развитие транспортного хозяйства
- Переработка газа и газового конденсата на Астраханском газоперерабатывающем заводе
Введение к работе
Актуальность темы. Значимость Астраханского региона была исторически очень велика. Каспий был и остается стратегически важным для мирового сообщества перекрестком. Географически - это Азия, Кавказ и Европа. Политически - это пять государств, окружающих Каспий. Это ислам и христианство. А экономически - это, в первую очередь, биоресурсы, потом - транспорт, затем нефть и особенно газ. Да, именно газ, в XXI век мы входим с большим газовым акцентом. Это не значит, что уже с первых пятилеток энергетический баланс претерпит революционные изменения, но в целом новый век, будет в большей степени газовым, чем нефтяным. В связи с этим углеводородные запасы Каспийского региона - нефти и, газа — приобретают особое, мировое значение.
О значительных запасах углеводородного сырья на Каспии советские геологи говорили еще в середине 80-х годов 20-го столетия. Правда, тогда так считали очень немногие специалисты. В начале 90-х убежденность в богатейших нефтегазовых перспективах региона разделяла уже достаточно большая группа профессионалов. А сейчас, в начале XXI века, этот тезис подтверждается практикой. Каспийский регион обладает даже более масштабными запасами углеводородного сырья, чем это заявлено нынешними «оптимистическими» прогнозными оценками. Но здесь требуется оговорка: речь следует вести не только об исключительно «шельфовых месторождениях», а об углеводородном потенциале всего региона, включающем и морские и материковые месторождения. Такое уточнение, на мой взгляд, крайне необходимо для того, чтобы более точно оценить ресурсный потенциал, экономический и политический вес Каспийского региона в новом столетии. Совершенно очевидно, что экономические возможности российского Прикаспия используются сейчас с колоссальным отставанием. Традиционные отрасли хозяйствования здесь - сельское хозяйство и рыболовство. Но ведь главный прирост рабочих мест, повышение экономической активности и социальный прогресс, принесут в регион не эти традиционные отрасли хозяйствования, а освоение природных кладовых Каспийского региона со всеми вытекающими отсюда последствиями: огромными капитальными вложениями в разработку месторождений углеводородного сырья (УВС) и строительство новых нефтехимических предприятий, колоссальным спросом на продукцию машиностроения, потребностью в развитии транспортного сообщения и т.д., и т. п.
Отдельная тема — перспективы Астраханской области. Так уж в мире сложилось, что если вовремя не задуматься, не побеспокоиться, то сырьевые территории, как ни стараются, отстают в социально-экономическом развитии от потребляющих энергетическое сырье территорий, сырьевая территория - обре-
5 чена на отставание в развитии от своих обделенных природными богатствами
соседей. Впрочем, такое положение дел не является фатально неизбежным. Если не плыть по течению, можно переломить ситуацию. Для этого нужно уже сейчас задаться целью комплексного развития экономики сравнительно новых сырьевых территорий и настойчиво добиваться реализации этих планов. В России это касается конкретно Астрахани. Россия в целом от топливного комплекса зависит значительно: здесь добывается всего лишь 2 тонны нефти на душу населения. Даже если приплюсовать газ, то все равно не так много получается. Астрахань сегодня добывает, если перевести на жидкие углеводороды, не менее 12 тонн на душу проживающего на территории области населения. Чтобы получить достойный, хотя бы по российским меркам, эффект от углеводородных ресурсов региона необходимо обозначить основные направления развития Астраханского Прикаспия.
Цель работы. Определение перспективных направлений развития Астраханского региона на основе анализа историко-технических аспектов создания, развития добычи, транспорта и переработки углеводородного сырья (на рассматриваемой территории).
Научная новизна. Впервые рассмотрены составы и запасы углеводородного сырья Астраханского Прикаспия с целью использования в нефтехимической промышленности.
Впервые проанализированы изменения качества добываемого сырья, направления его использования. Проведен анализ причин возникновения и этапов становления крупнейшего в России газохимического гиганта ОАО «Астрахань-газпром». Изучены мероприятия по реконструкции и модернизации технологического оборудования Астраханского газоперерабатывающего завода (АГПЗ), рассмотрен опыт использования отечественных катализаторов, позволивших расширить ассортимент выпускаемой продукции.
Впервые на основе проведенного анализа определены перспективные направления развития нефтегазохимической отрасли Астраханского региона с учетом развития собственной минерально-сырьевой базы и транспортировки продуктов переработки УВС.
Открытие нефтегазовых и газоконденсатных месторождений на территории Астраханской области
В 1907 - 1909 гг. А. Д. Архангельский разработал для востока Европейской России стратиграфию меловых отложений, а также третичных образований. Необходимо отметить работы П. А. Православлева, посвятившего многие годы, начиная с 1905 г., изучению геологического строения Прикаспийских степей. В частности, в результате проделанной работы, в четвертичных отложениях им выделены три яруса: хвалынский (арало-каспийский), хазарский (нижне-каспийский) и бакинский. Кроме того, автором в позднейших работах уделялось внимание природным газам Астраханской области, в смысле выяснения их генезиса.
Третий этап - охватывает период времени с 1917 года по 1945 год; характеризуется планомерным детальным изучением громадных пространств Северо-Западного Прикаспия, картировочным бурением и геофизическим исследованием. К этому же времени относится заложение глубоких разведочных скважин на Ергенинской возвышенности (Белая Глина, Шар-Булук, Элиста). Гравиметрическими исследованиями была выявлена аномалийная зона хорошо совпадающая с направлением погребенного вала Карпинского.
С 1925 г. по 1934 г. в районах Ергенской возвышенности и Низменной степи Северно-Западного Прикаспия комплексные исследования по изучению геологии и нефтегазоносности района проводил Ф. Ф. Голынец. В 1929 г. во время рекогносцировки в урочище Шар-Булук (желтый родник) в балке Ф. Ф. Голынец установил ряд небольших грязевых сопок, представляющих конусообразные возвышенности до 1 м высотой и диаметром 6 - 7 м в основании. Конуса сложены мелкозернистым илистым песком. В центре сопок находится «кратер», из которого вытекает темно-коричневая вода с выделяющимися пузырьками газа. В грунтовых водах наблюдались нефтяные пленки и слабое выделение азотно-метанового газа. Автором во многом уточнена стратиграфия района [54].
В результате изучения пород, пройденных скважинами в районе Белой Глины, г. Элисты, Шар-Булука, обнаружено наличие нефтяных битумов. Принимая во внимание данные о нефтеносности Эмбенского района, Ф. Ф. Голынец приходит к положительному выводу о нефтегазоносности мезо-кайнозойских отложений Калмыцко-Сальских степей.
В 1934 - 1937 гг. Н. Ю. Успенским и Ф. П. Пантелеевым уточнены некоторые выводы, сделанные Ф. Ф. Голынец. В их отчете на основании первых пробуренных скважин в районе Белой Глины и Шар-Булука дается более детальная стратиграфическая характеристика разреза вскрытых пород.
Первые геофизические исследования в Низменной степи западной части Прикаспийской впадины были проведены в 1930 -1931 гг. В результате вариометрической съемки, проведенной партий треста «Грознефть» под руководством А. Н. Степанова, и маятниковых наблюдений, произведенных Астрономическим институтом под руководством В. В. Нумеро-ва, были получены некоторые данные, указывающие на присутствие погребенного вала Карпинского по линии Донбасс - Мангышлак, перекрытого более молодыми породами мезозоя и кайнозоя и наличие локальных, аномалийных зон силы тяжести в районе с. Промысловое.
Маятниковой съемкой, проведенной в 1934 г. В. И. Арестом был выделен в области северо-западного Прикаспия крупный гравитационный максимум, охватывающий районы г. Астрахани и с. Промыслового. Другой максимум был установлен в Южных Ергенях.
На гравитационных картах, составленных Э. Э. Фотиади эти максимумы сливаются с полосой положительных гравитационных аномалий, протягивающихся от Донбасса, через северную часть Каспийского моря к южному обрамлению Эмбенской области и к полуостровам Бузачи и Мангышлак.
Четвертый этап - начавшийся после Великой Отечественной войны 1941 - 1945 гг. продолжается и до настоящего времени. Знаменателен он проведением детальных сейсмических исследований и началом глубокого разведочного бурения, в результате которого открыто в пределах сводовой части вала Карпинского первое газовое месторождение на Промысловской площади. В 1950 -1951 гг. детальными гравиметрическими исследованиями М. М. Зуркиной уточнены гравитационные карты Э. Э. Фотиади. Отмечено общее нарастание аномалий силы тяжести от р. Кумы к северу - до широты г. Астрахани. На широте с. Промысловского и в южной части территории намечается тенденция к образованию локальных аномалий силы тяжести.
С целью детализации выявленных локальных аномальных зон силы тяжести, партией, треста «Грознефтегеофизики» в 1951 - 1952 гг. под руководством А. М. Слесаревой проведены сейсмические исследования, охватившие частично Лиманский и Каспийский районы Астраханской области и Калмыцкой АССР.
Для подтверждения и уточнения Промысловского поднятия, выявленного сейсморазведкой, в 1952 - 1953 гг. трестом «Грознефегазразведка» пробурено 22 структурных скважины с глубинами до 1000 м. В целях изучения разреза тектоники и газонефтеносности пород, принимающих участие в строении Промысловской площади, в 1952 г. Астраханской конторой разведочного бурения начато глубокое поисковое бурение. В течение 1955 г. разведка Промысловской площади была, в основном, закончена.
Послевоенное развитие транспортного хозяйства
В связи с освоением и открытием промышленных нефтяных и газокон-денсатных месторождений в Астраханской области и Калмыкии в 1958 г. началось строительство магистрального газопровода «Промысловое — Астрахань» Ду-350 мм, протяженностью 127 км [152-158].
В 1958 году Астраханский Совет народного хозяйства издал распоряжение о создании Промысловского газового промысла в селе Яндыки Лиманского района. С этого времени было открыто финансирование, и начался этап строительно-монтажных работ на первом промысле региона.
Через станцию Зензели осуществлялась транспортировка фонтанной арматуры, газопроводных труб, средств связи, других видов оборудования, а затем производился монтаж его на разведанных месторождениях. Коллектив участка треста «Сталинграднефтегазстрой» (руководитель Гзелешвили А. В.) осуществил прокладку газового коллектора, газоразводящих коммуникаций, монтаж головной распределительной станции высокого давления; СМУ-2 треста «Астраханьпромстрой» (руководитель Чемерев В. И.) строительство жилого поселка для газовиков в с. Яндыки, СМУ-4 «Главгаза» (руководитель Апросов П. С.) проложил магистральный газопровод Яндыки - Астрахань (в с. Яндыки находились головные сооружения системы), протяженностью 127 км.
В октябре 1960 г. Государственной комиссией были приняты в эксплуатацию Промысловский газовый комплекс и магистральный газопровод Яндыки - Астрахань. Первое «голубое топливо» из астраханских недр поступило в областной центр. Смонтированная на Промысловской газораспределительной станции (Ш PC) в 1965 г. диэтилен-гликолевая установка осушки газа позволила снизить влажность газа, транспортируемого в г. Астрахань до требуемой величины [14-20].
В 1960 году на основании приказа Мингазпрома для обслуживания построенного газопровода, снабжающего природным газом населенные пункты Астраханской области и г. Астрахани, было создано Астраханское районное управление магистральных газопроводов (АУМГ), которое подчинялось Грозненскому управлению магистральных газопроводов.
В 1962 г. закончено строительство нефтеналивной эстакады на ветке Северо-Кавказской железной дороги Грозный — Астрахань. Первый железнодорожный состав, отправленный с 6-го разъезда Северо-Кавказской железной дороги на Грозненский нефтеперерабатывающий завод 19 апреля 1963 г., состоял из 48 вагонов-цистерн, на одной из которых белой краской было написано: «Получай, Родина Астраханскую нефть!». Транспорт нефти потребителям осуществлялся железнодорожным транспортом не только на Грозный, но и Туапсе, Новороссийск, Волгоград (в настоящее время).
В 1968 году был построен газопровод Ики-Бурул - Элиста Ду-530 мм для снабжения газом населенных пунктов Калмыкии и г. Элисты АУМГ было передано на баланс Волгоградскому управлению магистральных газопроводов. В том же 68-м была открыта газоконденсатная залежь промышленного значения под Ермолинском за Улан-Холом, откуда затем параллельно промысловской пролегла вторая трасса на Астрахань длиной 179 км. Отбираемый из пластового сырья конденсат перекачивался на переработку в Саратовскую область и Волгоград.
До 1976 года в качестве основной сырьевой базы использовались месторождения Астраханского НГДУ: Северная группа — Промысловое, Олейников-ское, Тенгутинское, Цубукское, Бургутское; Южная группа месторождений -Ермолинское, Восточно-Камышанское, Северо-Камышанское, Улан-Хольское.
В связи с истощением вышеназванных месторождений в 1976 году был построен и введен в эксплуатацию газопровод Русский Хутор - Ермолинское Ду-500 мм, по которому газ подавался с Нефтекумского ГПЗ (Ставропольский край) и Моздокской КС (Северо-Осетинская АССР). С освоением АГКМ и строительством газоперерабатывающего завода был построен и введен в эксплуатацию газопровод «АГПЗ - Камыш-Бурун» Ду - 1000-800 мм длиной 349 км с коммуникациями и объектами, по которым газ в настоящее время подается с АГПЗ в населенные пункты Астраханской области, Калмыкии и на Северный Кавказ.
В 1986 году согласно приказу Мнгазпрома № 491 от 19.12.86 г. Астраханское линейное производственное управление магистральных газопроводов было реорганизовано в Астраханское управление магистральных газопроводов и продуктопроводов (рисунок 7 — современное состояние трубопроводной системы Астраханской области).
В 1992 г. построен и введен в эксплуатацию конденсатопровод от АГПЗ-2 до нефтепровода Тенгиз — Грозный Ду-300 мм длиной 36,8 км (в настоящее время законсервирован) [152-158].
Переработка газа и газового конденсата на Астраханском газоперерабатывающем заводе
Астраханский газоперерабатывающий завод (рисунок 9) предназначен для подготовки и переработки пластового газа с получением товарных продуктов, в состав которого входят [11-13, 22-46]:
установки сепарации пластового газа высокого давления (1-4 У-171, 1-2 У-271);
установки сероочистки газа раствором диэтаноламина (1-4 У-172, 1-2 У-272);
установки осушки и отбензинивания очищенного газа (У-174, 274);
установок по производству и хранению серы и доочистки отходящих газов (1-4У-151, 1-2У251);
установки очистки и компримирования газов выветривания конденсата (У-141,241);
установки стабилизации конденсата и обработки пластовой воды (У-120, 220);
комбинированная установка, включающая установку атмосферной перегонки (АТ-3) мощностью 3 млн. тонн в год, газофракционирующую установку (1,8 млн. тонн в год) и установку очистки пропан-бутановой фракции по методу «Мерокс» (250 тыс. тонн);
установка гидроочистки мощностью 2 млн. тонн/год;
установка каталитического риформинга мощностью 1 млн. тонн/год;
установка сжигания производственных отходов (У-165, 265);
факельное хозяйство;
объекты складской зоны, включающие:
склад светлых нефтепродуктов (16 резервуаров по 10000 м3);
склад сжиженных газов (40 буллитов по 200 м3);
три наливные эстакады светлых нефтепродуктов на 150 стояков;
установка автоматического налива жидкой серы (производительностью 1200 т/час);
установка механизированной погрузки твердой серы - 600 т/час;
установки грануляции серы;
подземные хранилища нестабильного конденсата и нефтепродуктов;
объекты вспомогательного производственного и обслуживающего назначения;
предзаводская зона;
азотно-кислородная станция, цех наполнения и хранения кислородных баллонов, склады химреагентов и масел, склад оборудования, ремонтно-механический цех, центральная заводская лаборатория, инженерно-лабораторный корпус, заводоуправление, пожарное депо, база военизированной службы, противофонтанной и газовой безопасности, административно бытовые корпуса, столовая, объекты энерговодоснабжения с водозабором на р. Бузан, внешние и внутренние железнодорожные и автомобильные дороги с сооружениями на них, причал на реке Бузан, объекты связи и канализации и др.
Взаимосвязь между установками заводами в процессе получения товарных продуктов.
Для переработки на АГПЗ поступает пластовая смесь, представляющая собой углеводороды предельного ряда Бутлерова (газообразные и жидкообраз-ные). Кроме того, в этой смеси содержатся неорганические газы, основным представителем, которые являются H2S, СОг и в меньших концентрациях N2, Н2, Аг, Не. В пластовую смесь входят также сероорганические соединения COS, CS2, RSH (жидкие и газообразные), сульфиды, дисульфиды, тиофаны, тиофены, а также углеводороды пиридинового ряда и в небольших количествах кислородсодержащие нафтеновые кислоты и пластовая вода с растворимыми в ней соединениями.
Первой установкой завода является установка сепарации пластового газа У-171/271, где пластовая смесь разделяется на:
- отсепарированный газ;
- нестабильный конденсат;
- пластовую воду;
а) Отсепарированный газ на установке сероочистки У-172/272 проходит очистку от кислых компонентов (H2S, СОг), где получают обессеренный и кислый газы. Обессеренный газ направляется на осушку и отбензинивание (У-174/274), откуда выходит как товарный газ потребителю по ГОСТ 5542 - 87; b) Нестабильный конденсат с У-171/271 поступает на стабилизацию на установку стабилизации конденсата У-121/221, откуда уходит как стабильный конденсат на комбинированную установку У-1.731 для получения нефтепродуктов;
c) Пластовая вода с установки сепарации направляется на установку нейтрализации пластовых вод У-122/222, откуда откачивается на полигон для закачки в пласт;
d) Кислые газы с установки У-172/272, У-141/241, У-1.731 направляются на установку производства серы (У-151/251), где получают серу техническую жидкую и комовую по ГОСТ 127-93. Далее жидкая сера поступает на установку грануляции серы, на которой получают серу газовую гранулированную по ТУ 51-31323949-41-98;
e) Газы среднего давления (газ стабилизации У-120/220 и газы расширения амина У-172/272) поступают на предварительную очистку установки У-141/241, где получают углеводородный обессеренный газ, который направляется на У-172/272 на дополнительную очистку.
f) Из стабильного конденсата на установках У-731, У-732 и У-734 получают нефтепродукты и сжиженные газы:
бензины автомобильные А-76 и с присадкой N — метиланилин АИ — 92, 93, 95 по ГОСТ 2084-77.
дизельные топлива марок Л - 02 - 62, Л - 05 - 62, Л — 05 — 40 по ГОСТ 305-82;
котельные топлива - мазут марки 40 и марки 100 по ГОСТ 10585 — 76;
бутан технический по ГОСТ 20448-90;
смесь пропана - бутана технических по ГОСТ 20448 - 90.
На У-1.731 получают промежуточную фракцию НК-350 и на блоке AT -товарное топливо - мазут.
Фракция НК-350 с блока AT (У-1.731) направляется на гидроочистку У-1.732 от S-, N2-, Ог-содержащих соединений и возвращается на блок ВТ У-1.731. На блоке ВТ из гидроочищенной фр. НК-350 получают товарное дизельное топливо, промежуточные фракции (НК-62, 62-180).
НК-62 на блоке вторичной перегонки проходит аминовую очистку и используется как компонент автомобильного бензина, а фр. 62-180 направляется на установку риформинга У-1.734 для получения высокооктанового компонента автомобильного бензина.
