Повышение энергоэффективности системы электроснабжения газоконденсатного месторождения Газпром добыча Ямбуг

Аннотация: Данная статья посвящена актуальности эффективного электроснабжения в нефтяной и газовой промышленности. Рассмотрены проблемы и риски в области электроэнергетики в нефтегазовой промышленности. В рамках исследования была рассмотрена постройка автономной электростанции для нефтегазового месторождения, как основной метод повышения эффективности энергоснабжения для данной категории предприятий.
Ключевые слова: электроэнергия, эффективность, месторождение, электростанция, нефтегазовое предприятие.
Высокая скорость освоения природного газа, суровые климатические и природные условия, в которых приходит эксплуатировать техническое оборудования, а также, буровые установки и электрические приборы, высокие требования к качеству добываемого газа и другие факторы ставят высокую планку в вопросе инженерной инфраструктуры газодобывающих предприятий. Особенно остро стоит вопрос о бесперебойной работе электроснабжения газодобывающих предприятии, так как в современных условиях перебои электроэнергии могут служить большими потерями для предприятия как в финансовом плане, так и с точки зрения рабочего процесса. Изучение методов повышения эффективности электроснабжения газодобывающего предприятия необходимо на примере конкретного предприятия, так как практические рекомендации, полученные в ходе исследования могут помочь компании в дальнейшем избежать возможных проблем.
Дочерняя компания ООО «Газпром добыча Ямбург» ПАО «Газпром» имеет богатую и интересную историю.Свой путь нефтегазоконденсатное месторождение начинает в марте 1958 года,когда в г. Салехарде была создана геологоразведочная экспедиция, под руководством В. Бованенко с целью доказать нефтезагазованность региона. В итоге, за почти 50 лет своего существования Ямбургское нефтегазоконденсатное месторождение «Газпром добыча Ямбург» превратилось в процветающее газопромысловое управление. Данная организация является одной из тех, которые специализируются на обустройстве и разработке не только газовых, нефтяных, но и газоконденсатных месторождений. Данное предприятие по состоянию на 2018 год обеспечивать около 40% общего объема добычи компании «Газпром», и примерно 34% всего газа, которое добывается Российскими компаниями.
Одной из возможностей, которую предоставляет современная экономическая ситуация в стране, позволяющая наладить процесс электрообеспечения газодобывающих предприятий, является развитие сети электростанций небольшой мощности, которые являются независимыми производителями электроэнергии. Данные станции можно строить за счёт бюджета потребителей этой услуги - газовых и нефтяных компаний. ПАО «Газпром» как и другие крупные нефтегазовые добывающие и транспортирующие углеводородное сырье компании в настоящее время активно применяет строительство газотурбинных электростанций.
Вторым вариантом повышения энергетической эффективности электроснабжения предприятий по добыче нефти и газа является использование низкопарного газа для электрообеспечения топливом станций, тем самым позволяя избежать экологических проблем, бережнее относиться к окружающей среде и энергоресурсами, запас которых в регионе ограничен. Также, это позволяет продлить жизнь месторождения.
Система электроснабжения нефтегазовых предприятий и в частности «Газпром добыча Ямбург» отличается высокой гибкостью, так как подача электроэнергии к источникам энергопотребителейдолжна происходить в непрерывном,стабильном режиме с поддержанием всех требуемых параметров, как было сказано ранее. Такая система должна отвечать определенным требованиям:
- быть максимально безопасной для персонала;
- обладать высокой надежностью электроснабжения;
-энергия, которая поставляется предприятию, должно отвечать требованиям ГОСТ 32144-2013;
-топливо должно быть экономичным;
-должна быть возможность для частых перестроек и модернизаций, так как технологии в данной сфере постоянно развиваются;
- минимизировать вред для окружающей среды.
На нефтегазоконденсатных месторождениях используются различного типа оборудования, которые потребляют электрическую энергию в больших количествах. Компрессоры с электроприводом и насосы предназначенные как для перекачки сырья так и для дальнейшей транспортировки нефти и газа. Согласно ГОСТу ВНТП 3-85 большинство из этих электроприемников приравниваются к I и II категориям по надежности электроснабжения.
Все вышесказанное говорит о том, что прекращение процесса поступления электроэнергии грозить компании не только прекращением добычи углеводородного сырья с вытекающими обстоятельствами в области экологической политики, но и большими денежными потерями для предприятия в связи со штрафами за недовыпуск углеводородного сырья по договору

. Поэтому, отличительной особенностью электростанций, которые обеспечивают электроэнергией нефтегазовые предприятия, должны обладать способностью обеспечить предприятия необходимым электроснабжением с учетом послеаварийного режима работы.
Устойчивость системы электроснабжения — способность системы сохранять текущее состояние, параметры и характеристики при влиянии различных внешних факторов воздействия. Если текущее состояние при этом не сохраняется, то такое состояние называется неустойчивым.
Статическая устойчивость, по сути, является способностью энергосистемы своими силами восстановить исходный режим, если возмущения происходили медленно и имели малый эффект. Примером можно считать постепенное увеличение или уменьшение нагрузки на незначительную величину.
Динамической устойчивостью является способностью энергосистемы сохранить синхронность при резких и внезапных изменениях параметров режима, либо если произошла аварийная ситуация в системе. После восстановления всех нарушений в энергосистеме формируется переходный процесс, после которого в системе снова должна сформироваться установившийся послеаварийный режим работы с соблюдением всех условий для потребителя в нефтегазоконденсатном месторождении.
Отклонения, аварийные ситуации, имеющие тяжелые последствия для электросистемы, которые необходимо учитывать:
- короткое замыкание, приводящее к отключению элементов энергосети;
- появление в сети небаланса активной мощности из-за различных причин;
- отключение элемента сети или генератора, которые вследствии ремонта одного из выключателей приводят к отключению другого элемента сети или генератора, подключенных к тому же распределительному устройству.
Одной из основных задач для решения проблем бесперебойного электроснабжения промышленных предприятий являются минимизация количества и длительности этих нарушений. Однако этот путь не гарантирует устойчивости нагрузки, потому, что даже кратковременные перерывы в электроснабжении для многих непрерывных производств могут привести к частичному или полному расстройству технологического процесса, непроизводительному расходу энергоресурсов, и как следствие, возникновению значительных материальных убытков, и возможно, чрезвычайным ситуациям - взрывам, пожарам, экологическим катастрофам широкого масштаба с огромным причинением вреда окружающей природе.
Сейчас компании сами обеспечивают свои объекты электроэнергией, с помощью электростанций собственных нужд. При рассмотрении Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения основной причиной обеспечения электроснабжением промысла газотурбинными электростанциями является его отдаленное территориальное расположение от ближайших источников электроснабжения.Нужно отметить то, что положительной чертой данного решения является техническая и финансовая независимость от сторонних организаций, но есть и недостатки. Наиболее существенным, является малый объем резерва при аварийных ситуациях. Неожиданная аварийная ситуация может привести к нарушению всего технологического процесса. В случае с нефтегазовой промышленностью, перебои подачиэлектроэнергии на промыслы останавливаютвесь процесс добычи и транспортировки углеводорода. Для противодействия этой ситуации необходимо обеспечить самозапуск двигателей. Но в этом же и заключается трудность т. к. при процессе самозапуска из сети потребляется ток в 4-5 раз выше номинального, что очень сильно нагружает систему электроснабжения. И при недостатке необходимого резерва процесс самозапуска становится неуспешен. Наличие дополнительной нагрузки в виде реактивной мощности не улучшает ситуацию. Еще одним немаловажным фактором считаются установленные частотные преобразователи для управления двигателями. Частотные преобразователи позволяют контролировать запуск и работу двигателей, тем самым экономя ресурсы на незагруженных установках.
Список источников
Дейк, Л.П. Основы разработки нефтяных и газовых месторождений / Л.П. Дейк. - М.: Премиум Инжиниринг, 2017