Характеристика газовой отрасли РФ

Содержание

Введение

Природный газ в качестве источника энергии является наиболее экологически чистым, в природе имеются значительные его запасы, что позволяет назвать природный газ топливом 21 века. В ближайшее десятилетие ожидается рост спроса на газ, превосходящий рост спроса на другие источники энергии. Это не может не радовать Россию,

Газовая промышленность является важнейшей бюджетоформирующей отраслью экономики России. Самая молодая и динамично развивающаяся отрасль топливно-энергетического комплекса  осуществляет добычу, транспортировку, хранение и распределение природного газа, переработку попутного газа нефтяных месторождений, а так же производство искусственного газа из угля и сланцев обеспечивая более 50 % внутреннего энергопотребления.

На природный газ возлагаются большие надежды, как на наиболее дешевое высокоэкологичное топливо в период подготовки к переходу на более широкое использование альтернативных нетрадиционных видов электроэнергии (ветра, солнца, приливной, внутреннего тепла земли). Кроме того, на территории России имеются огромнейшие запасы этого вида топлива, что сделать газ главным энергетическим экспортным козырем, а так же мощным рычагом в международной политике.

Именно поэтому необходим тщательный анализ газовой промышленности, как одной из самых важных отраслей для экономики России.

Цель работы состоит в выявлении структуры особенностей размещения и развития газовой отрасли России.

Для достижения этих целей в курсовой работе поставлены следующие задачи:

• рассмотреть этапы газовой промышленности;
• изучить географическое размещение центров газовой промышленности России;
• разобрать организационную структуру российской нефтегазовой отрасли;
• выявить основные проблемы развития газовой отрасли России;
• рассмотреть дальнейшие перспективы развития газовой промышленности.

Период исследования 1970-2012 годы.

Глава 1 Характеристика и структура газовой отрасли

1.1  Состав и  классификация горючих газов

Благодаря высоким потребительским свойствам, низким издержкам добычи и транспортировки, широкой гамме применения во многих сферах человеческой деятельности, природный газ занимает особое место в топливно-энергетической и сырьевой базе. В этой связи наращивание его запасов и потребления идет высокими темпами.

Природный газ – один из наиболее высокоэкономичных источников топливно-энергетических ресурсов. Он обладает высокой естественной производительностью труда, что способствует широкому использованию его во многих отраслях народного хозяйства. Благоприятные естественные предпосылки природного газа и высокий уровень научно-технического прогресса в его транспортировке во многом обеспечивает ускоренное развитие газодобывающей промышленности.

Газы нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений состоят в основном из углеводородов. В небольшом количестве содержат также азот, углекислый газ, сероводород, редкие газы – аргон и гелий. 

Горючие газы разделяются на 2 группы: газы, встречающиеся в природе и газы, полученные искусственным путем.

Газы, встречающиеся в природе, можно разделить на следующие категории:

• природный газ, который добывается из естественных его скоплений, из газовых и газоконденсатных месторождений;
• нефтяной (попутный) газ, который встречается в свободном состоянии в виде скопления над нефтяной залежью (“газовая шапка") или в растворенном виде в нефти, добывается вместе с нефтью и выделяется при ее разгазировании. Углеводородные газы, залегающие в пластах, не содержащих нефть, называют природными (свободными), а месторождения — чисто газовыми; углеводородные газы, растворенные в нефти и выделяющиеся из нее в процессе добычи, называются нефтяными, или попутными;
• растворенный газ в пластовых водах в недрах земной коры, который в промышленных масштабах в настоящее время практически, кроме Японии и Китая, не добывается, но обсуждается проблема его добычи из водяных пластов, имеющих высокое давление, а также из обводненных газовых залежей после их основного периода разработки, путем совместной добычи газа и воды.
• гидраты, которые представляют собой физико-химические соединения, состоящие из углеводородов и воды. Основная трудность разработки гидратных залежей природного газа состоит в необходимости перевода гидратов в газообразное состояние, что требует больших энергетических затрат. Имеются различные предложения добычи газа из гидратов, в том числе и из придонного слоя морей и океанов. Примером газогидратного месторождения является Мессояхское месторождение под г. Норильском.

Горючие газы, производимые человеком, в зависимости от способа их производства и состава разделяются на следующие категории:

• сжиженный природный газ получают путем сжижения природного (СПГ) или нефтяного газа (СНГ). Для сжижения метана необходима температура минус 161,3 °С при атмосферном давлении. В последнее время СПГ находит все большее применение при морском транспорте природного газа с помощью метановозов. К 1994 г. объем перевозок СПГ между континентами достиг 24 % от общего транспорта природного газа;
• твердый природный газ (ТПГ) получают из жидкого метана при дальнейшем понижении температуры до минус 182,5 °С и атмосферном давлении. ТПГ, по мнению авторов, принадлежит большое будущее при его использовании, транспорте и хранении;
• широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ), которая в основном состоит из пропан-бутановых фракций, находящихся при обычных условиях в переходном состоянии от пара к жидкости, получается при переработке газоконденсат-ного или нефтяного газа, или нестабильного конденсата и нефти. ШФЛУ является хорошим сырьем для химической промышленности;
• биогаз получают из биомассы с помощью бактерий и ферментов. Сырьем для его производства служат морские водоросли, растительные и другие органические отходы;
• искусственный газ получают путем газификации твердого топлива (уголь, торф, сланцы и др.) при неполном сгорании, а также переработки жидких топлив (нефти, мазута, конденсата и др.). По теплотворной способности он почти в два раза ниже природного газа и имеет сложный химический состав;
• синтетический газ (метан и синтин - синтетический бензин) получают из искусственного газа путем его переработки по технологиям, обеспечивающим теплотворную способность, приближающуюся к природному газу.

1.2 Добыча газа

Газовые и газоконденсатные месторождения залегают в осадочном чехле и фундаменте земной коры на различных глубинах: от 250 до 10 000 м и более.

Поисковые работы на нефть и газ начинаются с геологической съемки, по результатам которой составляются геологические карты, показывающее строение участков верхней части земной коры.

В ходе полевых работ геологи изучают пласты горных пород, выходящие на поверхность Земли, их состав, происхождение, возраст и формы залегания. На топографическую карту наносятся границы распространения этих пород, намечаются участки возможных месторождений полезных ископаемых. На этих участках ведутся последующие детальные поисковые и разведочные работы, затем дается первичная оценка полезных ископаемых. Для исследования недр применяются гравитационный, магнитный и сейсмический методы. Однако единственный способ достоверно выяснить, содержится ли в ловушке промышленное количество газа или нефти, — пробурить скважину. В среднем только каждый третий разбуренный объект оказывается месторождением.

После проведения геологоразведочных работ, когда установлено, где именно находятся залежи, начинается процесс добычи газа, то есть его извлечения из недр.

Газ извлекается из недр при помощи специально пробуренных скважин, которые называются добывающими или эксплуатационными. Природный газ поднимается на поверхность за счет естественной энергии — стремления в зону с наименьшим давлением. С целью повышения эффективности разработки месторождения используют методы поддержания пластового давления (заводнение, закачка газа в газовую шапку пласта), повышающие проницаемость пласта и призабойной зоны (солянокислотные обработки призабойной зоны пласта, гидроразрыв пласта и др.), а также методы повышения газоотдачи пластов.

Газ, полученный из скважины , содержит множество примесей, его сначала отправляют на обработку. Недалеко от некоторых месторождений строятся установки комплексной подготовки газа, в некоторых случаях газ из скважин сразу попадает на газоперерабатывающий завод.

Качество природного газа оценивают по содержанию в нем: влаги, сероводорода, механических примесей, кислорода, диоксида углерода. В соответствии со стандартами содержание вредных примесей в газе, предназначенного для газоснабжения городов, не должно превышать: сероводорода — 0,02 г/м, органической серы — 30—50 мг, механических примесей — 0,001 г/м, диоксида углерода — не более 2%, кислорода — не более 1 % по объему. Отклонение теплоты сгорания от номинального значения не должно быть более ±5%. Принятая технология обработки природного газа включает очистку от механических примесей (твердых включений, к которым относятся окиси алюминия, соединения кремния, железа, кальция, магния, серы), сероводорода и диоксида углерода, осушку и одоризацию. Существует сухая и мокрая очистка газа от механических примесей. К аппаратам сухой очистки относятся гравитационные сепараторы, циклонные (мультициклонные) пылеуловители. В них под действием силы тяжести и изменения направления и скорости движения потока механические примеси отделяются от газа.

Искусственный газ производят в процессе газификации каменного или бурого угля, а так же термической обработкой горючих сланцев.

1.3. Транспортировка газа

В настоящее время основным видом транспорта является трубопроводный. Газ под давлением 75 атм прокачивается по трубам диаметром до 1,4 м. По мере продвижения газа по трубопроводу он теряет потенциальную энергию, преодолевая силы трения как между газом и стенкой трубы, так и между слоями газа, которая рассеивается в виде тепла. Поэтому через определённые промежутки необходимо сооружать компрессорные станции (КС), на которых газ обычно дожимается до давления от 55 до 120 атм и затем охлаждается. Сооружение и обслуживание трубопровода весьма дорогостоящи, но тем не менее — это наиболее дешёвый с точки зрения начальных вложений и организации способ транспортировки газа на небольшие и средние расстояния.

Преимущества трубопроводного транспорта — это:

• дальность перекачки, высокая ритмичность, практически бесперебойная работа в течение всего года с различной пропускной способностью и минимальными потерями;
• возможность перекачки нефти и нефтепродуктов с вязкостью в довольно широких пределах;
• возможность работы в различных климатических условиях;
• возможность прокладки трубопроводов на большие расстояния и в любых регионах;
• высокий уровень механизации строительно-монтажных работ при строительстве трубопроводов;
• возможность внедрения автоматизированных систем управления всеми основными технологическими процессами.

Трубопроводы диаметром более 1000 мм занимают ведущее место, средняя дальность перекачки нефти и газа превышает 1000 км, длина отдельных трубопроводов достигает 4000…5000 км.

Газовая промышленность так же является непрерывной частью единой энергетической системы. В настоящее время создана единая автоматизированная система газоснабжения страны, в которой определяющее место занимает создание и внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами на магистральных газопроводах, нефтепроводах, продуктопроводах.

Недостатком трубопроводного транспорта является все же высокая стоимость строительства трубопроводов (соединительные детали трубопровода, переходы, трубы, запорная арматура), сложности прокладки в труднопроходимых районах, экологическая опасность, особенно при эксплуатации подводных переходов (дюкеров).

Кроме трубопроводного транспорта широко используют специальные танкеры — газовозы. Это специальные суда, на которых газ перевозится в сжиженном состоянии в специализированных изотермических емкостях при температуре от −160 до −150 °С. Для сжижения газ охлаждают при повышенном давлении. При этом степень сжатия достигает 600 раз в зависимости от потребностей. Таким образом, для транспортировки газа этим способом, необходимо протянуть газопровод от месторождения до ближайшего морского побережья, построить на берегу терминал, который значительно дешевле обычного порта, для сжижения газа и закачки его на танкеры, и сами танкеры. Обычная вместимость современных танкеров составляет от 150 000 до 250 000 м³. Такой метод транспортировки является значительно более экономичным, чем трубопроводный, начиная с расстояний до потребителя сжиженного газа более 2000—3000 км, так как основную стоимость составляет не транспортировка, а погрузочно — разгрузочные работы, но требует более высоких начальных вложений в инфраструктуру, чем трубопроводный. К его достоинствам относится также тот факт, что сжиженный газ куда более безопасен при перевозке и хранении, чем сжатый.

Также есть и другие технологии транспортировки газа, например с помощью железнодорожных цистерн.

Были так же проекты использования дирижаблей или в газогидратном состоянии, но эти разработки не нашли применения в силу различных причин.

Трубопроводный транспорт в нашей стране получил интенсивное развитие во второй половине 20 столетия и в настоящее время по удельному весу и объему грузопотоков неуклонно вытесняет водный и железнодорожный транспорт. Такие системы надо эксплуатировать с полной нагрузкой. В противном случае себестоимость перекачки газа заметно возрастет. Потребление же газа отличается значительной неравномерностью. Неравномерность потребления газа для крупных городов исчисляется сотнями миллионов и даже миллиардами кубометров. Соответствующий объем должны иметь и «аккумуляторы» газа.

Сезонные колебания спроса на газ покрываются применением специальных хранилищ, создаваемых вблизи от потребителей на базе истощенных газовых пластов.

Подземные хранилища газа менее опасны, чем наземные, а стоимость из намного ниже.

Там, где нет пористых пластов пригодных для газохранилищ, но есть достаточно мощные и однородные отложения соли, газ можно хранить в полостях, вымываемых в этой формации. В таких емкостях удобно хранить жидкие углеводороды – пропан, бутан, ацетилен и др.

Подземные хранилища газа в пористой среде представляют собой искусственную газовую залежь, эксплуатируемую циклически ( основные показатели ее работы, изменяются в течении года, остаются постоянными в средних значениях на протяжении ряда лет).

1.4. Сферы использования горючих газов

Использование газа в народном хозяйстве осуществляется по следующим основным направлениям:

-технологическое использование  газа, при котором энергия его  при сжигании непосредственно  передается нагреваемому объекту  или продукту;

-энергетическое использование  газа как котельного топлива;

-переработка газа с целью  производства серы, метанола, ацетилена, аммиака и др.

В нашей жизни без природного газа никуда, он используется в качестве горючего практически в каждом жилом доме. На немо готовят пищу, разогревают воду, отапливают помещения, в общем как видите без газа сейчас ни куда. А также благодаря достижениям ученых, такой газ стало возможно использовать в качестве топлива для машин.

Метан используют в качестве исходного сырья в химической промышленности для того чтобы извлечь из него разнообразные органические вещества. Газовые лампы можно заправлять, используя природный газ и после этого использовать их для освещения помещений. Природный газ используется для производства ацетилена, метанола, цианистого водорода и так далее. Кроме того метан является основой для изготовления аммиака, а аммиак в свою очередь используется при создании различных азотных удобрений.

В химической промышленности природный газ используют не только для того чтобы при помощи него производить различные пластмассы, но и также для создания каучука, спирта и других органических кислот. Именно после того как в химической промышленности начали использовать природный газ, стало возможно создавать различные химические вещества, которых до этого не существовало даже в природе. Например, таким способом был создан полиэтилен и другие подобные виды сырья.

Сжиженный природный газ используется в качестве энергоносителя для тех же целей, что и обычный природный газ. Основные области применения СПГ это производство тепла и электричества, использование в качестве топлива для машин и оборудования и в бытовых нуждах. Ниже представлен более широкий список:

1. Газификация коммунальных и промышленных объектов, удаленных от магистральных или распределительных трубопроводов

2. Создание топливного резерва у потребителя для покрытия нагрузок в пиковый период

3. Применение СПГ на различных видах транспорта в качестве моторного топлива

4. Получение тепловой и электроэнергии, а также промышленного холода

5. СПГ как сырье для использования в химической промышленности

         Значительное количество  газа используется в химической  промышленности, металлургии, строительной  индустрии, машиностроении и др. отраслях, в результате чего преобразуются  технологические процессы с получением  высокого экономического эффекта. Ведётся комплексное использование  газа и переработка его на  крупных заводах для получения  ценных продуктов — сжиженных  газов, элементарной серы и пр.

1.5. История газовой  отрасти России

История развития газовой отрасли насчитывает уже не одну сотню лет. Так, в 1811 году, в нашей стране, можно было услышать о первых газовых установках, когда Петр Соболевский создал и испытал первую установку для получения искусственного газа - "термоламп".

В дальнейшем стали строить заводы по производству газа, развивать газовое освещение. В 1906 году было обнаружено первое месторождение углеродного сырья в 40 км к северу от поселка Дергачи. Через пять лет, в 1911 году была создана первая российская компания по добыче природного газа и использованию природного газа «Ставропольское товарищество для исследования и эксплуатации недр земли». В дальнейшем стали появляться все новые заводы, развиваться газовая добыча и находились все новые области его применения.

Международная история российского газа начинается в 1960-70 -х годах, когда было подписано соглашение "газ-трубы".

В 1989 году Министерство газовой промышленности СССР было преобразовано в газовый концерн "Газпром", тогда еще государственный а в 1992 году. После распада СССР в 1992 году Президент России Борис Ельцин подписал Указ о преобразовании государственного концерна «Газпром» в Российское акционерное общество «Газпром». Когда приватизация завершилась, под контролем государства оставалось 41% компании, остальная часть была продана. В 2005 году президент России Владимир Путин, занимавший на тот момент пост президента России, распорядился вернуть государству контроль над компанией.

Сейчас государство владеет 50,002% «Газпрома». Росимуществу принадлежит 38,373%, «Роснефтегазу» — 10,74% и 0,889% принадлежит «Росгазификации». Около 7% акций компании принадлежит структурам самого «Газпрома», и около 43% находятся в свободном обращении.

В 2003 году введен в экспуатация газопровод между Россией и Турцией «Голубо́й пото́к»  проложенный по дну Чёрного моря. В 2006 был построен газопровод Ямал-Европа для экспорта газа а Западную Европу. В 2011 году заработала первая нить «Северного потока» - газопровода между Россией и Германией , а в 2012 его вторая нить.

В настоящее время, Россия в мире занимает первое место по добыче, запасам и ресурсам голубого топлива. Наша страна обеспечивает более 21% мирового производства газа. Следует отметить, что четверть международных поставок газа принадлежит именно России. 

Глава 2. Распределение, размещение и развитие газовой промышленности России

2.1.Распределение запасов природного газа по территории России.

Основные запасы природного газа (около 80%) размещены в Западно-Сибрском экономическом районе, где выделяют три крупные газоносные области: Тазовско-Пурпейская (основные месторождения – Уренгойское, Ямбургское, Надымское, Медвежье, Тазовское); Березовская (месторождения – Пахромское, Игримское, Пунгирское); Васюганская (месторождения – Лугинецкое, Мыльджинское, Усть-Сильгинское). На втором месте – Уральский экономический район (Оренбургское месторождение) около 10%. На третьем – Северный район (Вуктыл, Войвож, Василковское) – более 5-6%. Эксплуатируются и старые месторождения природного газа на Северном Кавказе (Ставропольское, Березанское, Ленинградское, Калужское), в Поволжском районе (Арчединское, Степновское, Саратовское, Астраханское). В Восточно-Сибирском районе запасы газа сосредоточены в Красноярском крае – Тамырское, Мессохоянское месторождения и в Иркутской области – Братское месторождение, а на Дальнем Востоке в Якутии – Усть-Вилюйское и на Сахалине – Оха и Тунгорское месторождения.

Региональное распределение газодобывающей промышленности представлено на рисунке 1 и в таблице 1.

Рис. 1. Распределение объемов добычи природного газа по регионам Российской Федерации в 2008 году, % от всего добытого газа за 2008 год.

Таблица 1.

Добыча естественного газа (млн. куб.м.)

Таким образом, набольшими запасами природного газа обладает Уральский федеральный округ (около 90%) , за ним следует Приволжский (3,6%) и Южный (2,7%) федеральные округа.

2.1.1. Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция

В пределах Западно-Сибирской низменности открыты 300 нефтяных и газовых месторождений. На территории Западной Сибири расположены основные запасы природного газа страны. Из них более половины находится на Тюменском Севере, преимущественно в трех газоносных областях. Наиболее крупные газовые месторождения - Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Медвежье, Надымское, Тазовское - открыты в Тазово-Пурпейской газоносной области на севере Тюменской области в Ямало-Ненецком автономном округе. Весьма перспективны Ямбургское и Иванковское месторождения природного газа. Месторождения имеют значительные размеры газоносных площадей и высокую концентрацию запасов. Так запасы по промышленным категориям Уренгойского месторождения оцениваются в 4,4 трлн. куб. м, Ямбурского - 5,4 трлн. куб. м, Заполярного - 2,0 и Медвежьего - 1,6 трлн. куб. м.

Важное значение придается освоению месторождений газа полуострова Ямал (Ямало-Ненецкий автономный округ). Запасы природного газа здесь оцениваются в 9 трлн. куб.м.

2.1.2. Волго-Уральская нефтегазоносная провинция

Волго-Уральская нефтегазоносная провинция занимает обширную территорию между Волгой и Уралом и включает территорию Татарстана и Башкортостана, Удмуртской Республики, а также Саратовскую, Волгоградскую, Самарскую, Астраханскую, Пермскую области и южную часть Оренбургской.

Велики запасы природного газа на Урале. В Оренбургской области в промышленную разработку введено Оренбургское газоконденсатное месторождение с переработкой 45 млрд. куб. м. Благоприятное географическое положение месторождения вблизи крупных промышленных центров страны на Урале и в Поволжье способствовало созданию на его базе промышленного комплекса. Осваивается крупное газоконденсатное месторождение в Астраханской области. В Поволжском районе также эксплуатируются Арчединское, Степновское, Саратовское месторождения.

Запасы Оренбургского газоконденсата оцениваются в 1,8 трлн. куб. м. Астраханское месторождение с запасами, превышающими 2 трлн. куб. м, отличается от Оренбургского повышенным содержанием серы.

2.1.3. Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция

Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция занимает обширную территорию Республики Коми и Ненецкого автономного округа Архангельской области. Большая часть разведанных и прогнозных запасов этой провинции размещена в относительно неглубоких и хорошо изученных геологических комплексах. Здесь открыто более 70 нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. Запасы газа находятся в основном на территории Республики Коми. Крупные месторождения газа - Вуктылское, Василковское, Вой-Вожское, Джеболское. Ведутся усиленные геолого-разведочные работы в акватории Баренцева моря. Европейский Север относится к перспективным районам, располагающим запасами топливных ресурсов, которые приурочены к Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции и шельфовой зоне морей Северного Ледовитого океана. Природный газ и газоконденсат содержат 94% метана и другие ценные компоненты. В настоящее время уделяется внимание освоению Штокмановского месторождения шельфовой зоны Баренцева моря с запасами, превышающими 3 трлн. куб.м. и Ардалинского месторождения Архангельской области.