Энергоэффективность в условиях падающей добычи

Анализ показателей удельного энергопотребления ООО «Газпром добыча Ноябрьск» позволил сделать заключение об их росте за последние семь лет. При этом объемы добычи с каждым годом неуклонно снижаются. Это объясняется тем, что месторождения «Газпром добыча Ноябрьск», как и большинство месторождений Западной Сибири, на долю которых приходится более 90 % добычи ПАО «Газпром», вступило в стадию падающей добычи газа. Стоимость топливного газа в последнее время растёт из-за постоянной индексации ставки НДПИ, что сказывается на увеличении доли энергетических затрат в себестоимости газа. В связи с этим возрастает актуальность решения задач снижения затрат на энергетическую составляющую при добыче газа.

РИС. 1. Динамика изменений объемов добычи и удельного расхода топливно-энергетических ресурсов на единицу объема добычи ООО «Газпром добыча Ноябрьск» в период 2011-2017 гг.

Стадия падающей добычи является самой энергозатратной и характеризуется обводнением скважин и выбытием добывающих скважин из эксплуатационного фонда по этой причине, необходимостью проведения затратных капитальных и подземных ремонтов скважин, увеличением потерь давления в системах промыслового сбора газа, снижением пластового давления и давления на входе в ДКС. Также стоит отметить моральное старение технологического оборудования.

ТАБЛИЦА 1. Характеристика различных этапов жизненного цикла месторождений

Классификационный признак	Этапы жизненного цикла
	начальный	постоянная добыча	«падающая» добыча
Характер изменения объёмов добычи	увеличиваются	не изменяются	снижаются
Характер изменения пластового давления	снижается
Наличие компрессорных мощностей	Бескомпрессорный период	Компрессорный период
Ввод или вывод компрессорных мощностей в эксплуатацию
		ввод мощностей	ввод мощностей	вывод мощностей, применение МКУ
Характер изменения потребления топливного газа	возрастает		снижается
Характер изменения удельных показателей	возрастает		условно постоянен	возрастает

ТАБЛИЦА 2. Статьи расхода газа на технологические потери на разных этапах разработки месторождения

Этапы жизненного цикла месторождения
Обустройство месторождения	Нарастающая добыча	Постоянная добыча	«Падающая» добыча	Завершающая стадия разработки
Геологические потери (продувка скважин)
очистка ствола после бурения	очистка ствола после бурения
		ликвидация жидкостных пробок	ликвидация жидкостных пробок	ликвидация жидкостных пробок
		очистка ствола после КРС	очистка ствола после КРС	очистка ствола после КРС
			очистка ствола после ПРС	очистка ствола после ПРС
	проведение исследований	проведение исследований	проведение исследований	проведение исследований
Эксплуатационные потери (ГСС, УППГ, УКПГ, ДКС)
	ликвидация гидратных пробок		ликвидация жидкостных пробок	ликвидация жидкостных пробок
	ремонтные работы	ремонтные работы	ремонтные работы	ремонтные работы

Для сокращения расхода газа при добыче и поддержания энергетической эффективности объектов добычи необходимо использование дорогостоящих технологий и разработка новых технических инновационных решений, что чаще всего экономически необоснованно для месторождений с падающей добычей. Кроме того, действующей Концепцией энергосбережения и повышения энергетической эффективности ПАО «Газпром» установлен минимальный необходимый уровень ежегодного снижения удельного расхода газа на собственные нужды на 1,2 % по сравнению с предыдущим периодом, что на этапе падающей добычи невыполнимо. На основании сложившейся ситуации и в отсутствие возможности выполнять поставленную Концепцией цель, Обществом был установлен основной принцип повышения энергоэффективности – сдерживание темпов роста удельных показателей энергопотребления. В условиях падающей добычи зачастую отсутствует возможность обновления основного оборудования, внедрения дорогостоящих инновационных проектных решений, поэтому применяемые методы направлены на усиление контроля за энергоэффективностью и рациональным использованием энергоресурсов.

Действующим инструментом для осуществления контроля рационального использования энергоресурсов в «Газпром добыча Ноябрьск» стала система энергетического менеджмента. В ООО «Газпром добыча Ноябрьск» создан единый центр ответственности, на который возложены все функции в рамках работ по энергосбережению и повышению энергетической эффективности – это Отдел энергосбережения Инженерно-технического центра, ответственный за внедрение и функционирование СЭнМ.

Система энергетического менеджмента предполагает выделение значимых энергетических аспектов, т.е. самых затратных расходных статей, которые способны повлиять на энергопотребление в целом по Обществу. Энергетический аспект является значимым, если на него приходится значительная доля общего энергопотребления и с ним связан потенциал для более эффективного использования энергии. Основным расходным ресурсом для газодобывающего общества является природный газ. Расход природного газа состоит из технологических потерь и газа, расходуемого на собственные нужды производства. Как видно из диаграмм, на продувки скважин в структуре технологических потерь приходится от 70 до 85 %. На топливный газ ГПА – до 99 % в структуре газа собственных нужд. Таким образом, выделенные направления являются приоритетными.

РИС. 2. Структура расхода природного газа на газовых промыслах ООО «Газпром добыча Ноябрьск»

В части регулирования и оперативного контроля за значимым процессом «Компримирование» Обществом совместно с ООО «Газпром ВНИИГАЗ» разработана Методика оценки энергоэффективности газодобывающих организаций. Энергоэффективность оценивается при приведении к сопоставимым условиям предыдущего периода. Оценивается влияние как нерегулируемых факторов (снижение пластового давления, изменение температуры окружающей среды), так и влияние изменения КПД ГПА, режима работы ДКС.

РИС. 3. Удельный расход природного газа на нужды ДКС Общества в 2017 году при приведении к сопоставимым условиям 2016 года

РИС. 4. Критерий энергоэффективности компримирования газа ДКС в 2017 году

Анализ графиков (рисунки 3, 4), построенных по приведенным методикам, показывает, что в сравнении с 2016 годом фактический удельный расход топливного газа ДКС увеличился с 17,8 до 19,6 м³/тыс. м³. Но при приведении к сопоставимым условиям 2016 года удельный расход ТГ ДКС в 2017 году составил 20,2 м³/тыс. м³. Таким образом, энергоэффективность в целом по Обществу улучшилась по сравнению с 2016 годом. Помесячный анализ указывает на то, что в первые два месяца 2017 года энергоэффективность Общества ухудшалась в сравнении с 2016 годом. С марта 2017-го (когда критерий становится положительным) отмечается повышение энергоэффективности.

Наряду с ретроспективным анализом энергетической эффективности метод позволяет оперативно определять тенденции изменения показателей энергоэффективности ДКС, оценивать корректность данных, поступающих в адаптивную базу данных информационно-управляющей системы (ИУС), принимать решение о целесообразности изменения рабочих режимов ДКС (перераспределение отборов газа между ГП, перераспределение отношения давлений между ступенями сжатия). Кроме того, это позволяет выявить технологические ограничения, приводящие к повышенному расходу газа, т.е. выявить потенциал для повышения энергоэффективности, а также снизить влияние человеческого фактора при регулировании.

РИС. 5. Критерии оперативного определения потенциала энергосбережения

С целью поддержания падающей энергоэффективности на старом фонде скважин актуальным решением на сегодняшний день остаётся оперативный контроль за разработкой газовых месторождений.

Стандартные промыслово-геофизические исследования (ПГИ), которые выполняются подрядными организациями, недостаточно эффективны для старого фонда скважин. Они охватывают не весь фонд скважин, к тому же это весьма затратный вид работ. Специалистами ООО «Газпром добыча Ноябрьск» для решения данной проблемы разработан и опробован на месторождениях Общества новый метод контроля изменения положения газоводяного контакта (ГВК) в эксплуатационных скважинах, не вскрывающих флюидальный контакт. Метод позволяет осуществлять гибкий контроль выработки запасов на месторождениях, вступающих в этап падающей добычи газа без привлечения дополнительных инвестиций (в зону повышенного внимания попадают скважины с признаками изменения ГВК, полученными на основе данного метода).

Контроль за обводнением и оптимизация режимов работы скважин приводит:

• к снижению скорости локального подъёма ГВК;

• к увеличению срока безводного периода работы скважин, а в некоторых случаях даже к сокращению количества ремонтов скважин, а также к сокращению продувок скважин и газосборной системы (ГСС) с целью ликвидации жидкостных пробок;

• равномерной выработке запасов;

• к увеличению конечного коэффициента газоотдачи и дополнительной добыче газа.

Менее значимые энергетические аспекты контролируются благодаря проведению ежеквартального энергетического анализа, который включает в себя анализ фактического потребления ТЭР (природного газа, электроэнергии, теплоэнергии) по каждой расходной статье в сравнении с предыдущим периодом и с установленной энергетической базовой линией, а также позволяет отслеживать тенденции изменения удельных показателей и выявлять причины несоответствий.

Кроме того, в рамках функционирования данной системы ежегодно реализуются Программы энергосбережения, разрабатывается энергетическая базовая линия и цели в области СЭнМ, проводятся внутренние аудиты, действует рабочая группа по энергосбережению, проводится работа по популяризации идеи энергосбережения среди сотрудников, что в целом положительно сказывается на энергоэффективности Общества.

Авторы:

Нурдинова Снежанна Александровна, начальник Отдела энергосбережения Инженерно-технического центра

Коваленко Игорь Александрович, заместитель начальника Отдела энергосбережения Инженерно-технического центра

Степаненко Анатолий Анатольевич, ведущий инженер Отдела энергосбережения Инженерно-технического центра

Гулак Мария Константиновна, инженер 2-й категории Отдела энергосбережения Инженерно-технического центра

ООО «Газпром добыча Ноябрьск»