Отвод газа - Gas venting
_Conventional_Deposits.svg)
Отвод газа , более известный как отвод природного газа или отвод метана , представляет собой преднамеренный и контролируемый выброс газов, содержащих алкановые углеводороды, преимущественно метан, в земную атмосферу. Это широко используемый метод удаления нежелательных газов, образующихся при добыче угля и сырой нефти . Такие газы могут не иметь ценности, если они не подлежат переработке в производственном процессе, не имеют экспортных маршрутов на потребительские рынки или являются излишками для удовлетворения краткосрочного спроса. В случаях, когда газы имеют ценность для производителя, значительные количества также могут выпускаться из оборудования, используемого для сбора, транспортировки и распределения газа .
Отвод газа в значительной степени способствует изменению климата . Тем не менее, многие отдельные случаи достаточно малы и рассредоточены, чтобы считаться «безопасными» с точки зрения непосредственной опасности для здоровья. Крупные и концентрированные выбросы обычно сокращаются с помощью газовых факелов, чтобы произвести относительно менее вредный газообразный диоксид углерода . Отвод газа и сжигание в факелах, которые выполняются в обычном порядке, особенно расточительны и могут быть исключены во многих современных промышленных предприятиях, где доступны другие недорогие варианты использования газа.
Отвод газа не следует путать с аналогичными типами выпуска газа, например, от:
- аварийный сброс давления как крайний метод предотвращения повреждения оборудования и сохранения жизни, или
- летучие выбросы газа, которые представляют собой непреднамеренные утечки газа, которые происходят при операциях с углем, нефтью и газом, например, из бесхозных скважин
Отвод газа также не следует путать с «утечкой газа» из земли или океанов - естественным путем или в результате деятельности человека.
Практика на нефтяных месторождениях в отношении нежелательного газа
.jpg)
Добыча нефти из нефтяных скважин , где добыча сырой нефти является основной, а иногда и единственной финансовой целью, обычно сопровождается добычей значительных объемов так называемого попутного нефтяного газа (то есть формы сырого природного газа ). Глобальная статистика за 2012 год показывает, что большая часть (58%) этого газа была закачана повторно для хранения и поддержания давления в скважине, 27% было отправлено на потребительские рынки, а оставшиеся 15% были сброшены или сожжены на факеле вблизи буровой площадки. .
100 миллионов тонн сброшенного попутного газа было сожжено на факелах во всем мире, что составляет около 3-4% всего газа, добытого из нефтяных и газовых скважин. В результате сжигания газа было произведено около 350 миллионов тонн выбросов парниковых газов , эквивалентных CO 2 , что составляет около 1% от 33 миллиардов тонн диоксида углерода (CO 2 ), выделяемого при сжигании всех ископаемых видов топлива . Системы улавливания факельного газа (FGRS) все чаще внедряются как более экономически продуктивная альтернатива сжиганию на факеле.
Предпочтительно, чтобы весь нежелательный газ, по крайней мере, подавлялся в газовых факелах, но на практике это не было достигнуто. Например, сбрасываемые объемы из отдельных скважин иногда слишком малы и непостоянны и могут представлять другие трудности (например, высокие концентрации загрязняющих веществ ), которые делают сжигание на факеле более технически и экономически затруднительным. Кроме того, газ будет продолжать выделяться из сырой нефти в течение некоторого времени после того, как он будет перемещен в резервуары для хранения на буровой площадке и транспортирован в другое место. Этот газ также может быть направлен в факельную трубу, использован или спроектирован таким образом, чтобы улетучиваться без смягчения последствий через вентиляционные отверстия или регуляторы давления .
Оценки глобального отслеживания, проведенные Международным энергетическим агентством (МЭА) в течение 2019 года, показывают, что дополнительно 32 миллиона тонн метана было выброшено без снижения выбросов в результате всей добычи нефти; включая наземную добычу традиционной нефти , морскую нефть , нетрадиционную нефть и нефтеперерабатывающую деятельность. С учетом количества, выпущенного в результате неполных газовых факелов и летучих выбросов, общая оценка составляет около 37 миллионов тонн.
Добыча угля и добыча метана из угольных пластов
Значительные количества газа, богатого метаном, улавливаются и адсорбируются в угольных пластах и неизбежно десорбируются при добыче угля . В некоторых случаях подземных горных работ пласт пронизывают скважинами до и / или во время проведения работ по добыче, а так называемые газы рудничного газа выпускаются в качестве меры безопасности. Также во время работы метан попадает в систему вентиляции в концентрациях до 1% и обычно беспрепятственно выводится из шахты. Такой метан в вентиляционном воздухе (VAM) является крупнейшим источником метана из всех действующих и выведенных из эксплуатации угольных шахт по всему миру. Значительное количество метана также продолжает десорбироваться из угля, помещенного в хранилище, и из заброшенных шахт.
В Агентство по охране окружающей среды США проекты , которые к 2020 году глобальные выбросы метана из угольных шахт по всему миру превысит 35 млн тонн , или 800 миллионов тонн CO 2 -эквивалентных выбросов, а также счет на 9% всех мировых выбросов метана. На долю Китая приходится более 50% от общего количества, за ним следуют США (10%) и Россия (7%), а затем Австралия, Украина, Казахстан и Индия (по 3-4%). К 2015 году около 200 шахт в самых разных странах внедрили технологии, позволяющие улавливать около 3 миллионов тонн метана; либо для экономичного использования, либо для борьбы с выбросами в газовых факелах или термических окислителях .
Выходы на поверхность, швы или образования вблизи поверхности также иногда пронизаны скважинами для извлечения и улавливания метана, и в этом случае он классифицируется как форма нетрадиционного газа . Такое улавливание метана угольных пластов может уменьшить объем просачивания газа, который в противном случае произошел бы естественным путем; в свою очередь, добавляя выбросы диоксида углерода, когда топливо используется в другом месте.
Оценки глобального отслеживания от МЭА в течение 2019 года показывают, что около 40 миллионов тонн метана было выброшено в результате всех видов деятельности, связанных с добычей угля. Эта общая сумма включает все сбросные, неорганизованные и просачивающиеся выбросы.
Газовые месторождения и газопроводы
На газовых месторождениях приобретение непопутного нефтяного газа (т. Е. Другой формы сырого природного газа) является основной финансовой задачей, и очень мало нежелательных по сравнению с газом, добываемым на нефтяных месторождениях или угольных шахтах. Вместо этого большая часть выбросов в атмосферу происходит во время транспортировки по трубопроводу к торговым и распределительным центрам , нефтеперерабатывающим заводам и потребительским рынкам.
Департамент энергетики США сообщает , что большинство вентилирования в газовой промышленности США в 2017 году произошло на компрессорных станциях и с пневматическим управлением контроллеров и регуляторов . Существуют или разрабатываются усовершенствованные стратегии технического обслуживания и передовые технологии оборудования для уменьшения такой вентиляции.
Оценки глобального отслеживания от МЭА в течение 2019 года также показывают, что около 23 миллионов тонн метана было выброшено из всех сегментов газовой промышленности, включая наземный традиционный газ , морской газ , нетрадиционный газ и добычу газа . С учетом количества неорганизованных выбросов, общая оценка оценивается примерно в 43 миллиона тонн.
Исторический контекст
Попутный нефтяной газ и газы, добываемые при добыче угля, иногда считались неприятными, опасными и малоценными: «бесплатный» побочный продукт, связанный с более прибыльным с финансовой точки зрения добычей угля или жидких углеводородов, с которым приходилось иметь дело. Рост международных газовых рынков, инфраструктуры и цепочек поставок во многом изменил эту ситуацию. Также становится все более стандартной практикой:
- улавливание и использование попутного газа для обеспечения местной энергии, а также для
- повторно закачать повторно сжатый газ для поддержания пластового давления нефти , вторичного извлечения и возможного последующего сброса давления из пласта после того, как извлечение жидких углеводородов будет максимальным, и будет создана инфраструктура для экспорта газа и создан доступ на рынок.
Сегодня финансово целесообразно разрабатывать даже относительно небольшие залежи углеводородов, содержащие не попутный газ (то есть с небольшим количеством нефти или без нее), недалеко от рынка или экспортного маршрута, а также крупных удаленных скоплений.
Ископаемый газ недавно продвигался некоторыми защитниками отрасли и политиками в качестве «промежуточного топлива», которое могло бы привести к наименьшим отходам и, следовательно, к экологическому ущербу и сопутствующим экономическим потерям при переходе от ограниченных запасов ископаемого топлива к более устойчивым источникам. Однако фактические объемы метана, кумулятивно высвобождаемые по цепочке поставок, оказывают краткосрочное воздействие на потепление климата, которое уже соперничает и может превысить влияние использования угля и нефти.
Воздействие на окружающую среду
Сброс и другие выбросы газообразных углеводородов неуклонно увеличивались на протяжении всей индустриальной эпохи наряду с быстрым ростом производства и потребления ископаемого топлива. По оценкам Международного энергетического агентства, общие годовые выбросы метана только в нефтегазовой отрасли выросли с 63 до 82 миллионов тонн за период с 2000 по 2019 год; средний рост около 1,4% в год. В глобальном масштабе, по оценкам МЭА, геологическая добыча угля, сырой нефти и природного газа является причиной 20% всех выбросов метана. Другие исследователи обнаружили доказательства того, что их вклад может быть значительно выше; 30% или больше.
Концентрация метана в атмосфере почти удвоилась за последнее столетие и уже в 2,5 раза больше, чем когда-либо за последние 800 000 лет. Метан - мощный согревающий газ, несмотря на его меньшее содержание по сравнению с атмосферным углекислым газом. Атмосферный метан ответственен как минимум за четверть и до одной трети изменений в радиационном воздействии, которые вызывают краткосрочное потепление климата .
В этан , пропан и бутан компоненты природного газа имеют гораздо более короткие сроки службы (атмосферные в диапазоне от около 1 недели до 2 месяцев) по сравнению с метаном (1-2 десятилетия) и диоксида углерода (1-2 вв). Следовательно, они плохо смешиваются с атмосферой и имеют гораздо меньшее содержание в атмосфере. Тем не менее, их окисление в конечном итоге приводит к образованию более долгоживущих углеродных соединений, которые также нарушают атмосферу и планетарный углеродный цикл различными сложными путями.