Леонова О.В., Строкин С.В., Булатов В.А.
АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВ ПРИМЕНЕНИЯ МОБИЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ПОДГОТОВКИ ГАЗА НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ С НИЗКОЙ РЕНТАБЕЛЬНОСТЬЮ *
Аннотация:
рассматриваются перспективы развития мобильных комплексов для подготовки и транспорта углеводородов в условиях современного регулирования разработки проектной документации. Представлен анализ основных документов, регулирующих разработку проектной документации, описано влияние нормативных документов на внедрение инноваций в строительстве мобильных комплексов. Рассмотрены будущие перспективы раскрытия потенциала мобильного оборудования для опасных производственных объектов при принятии нового проекта технического регламента безопасности зданий и сооружений, кратко описан инструмент обоснования безопасности инновационных решений
Ключевые слова:
добыча нефти газа, мобильное оборудование, опасный производственный объект, промышленная безопасность
УДК 622.279.8
Леонова О.В.
руководитель сектора перспективных технологий подготовки и перекачки газа
ООО «Прикладной инженерный и учебный центр «Сапфир»
(г. Санкт-Петербург, Россия)
Строкин С.В.
главный специалист сектора перспективных
технологий подготовки и перекачки газа
ООО «Прикладной инженерный и учебный центр «Сапфир»
(г. Санкт-Петербург, Россия)
Булатов В.А.
главный инженер
ООО «Прикладной инженерный и учебный центр «Сапфир»
(г. Санкт-Петербург, Россия)
АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВ ПРИМЕНЕНИЯ
МОБИЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ПОДГОТОВКИ ГАЗА
НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ С НИЗКОЙ РЕНТАБЕЛЬНОСТЬЮ
Аннотация: рассматриваются перспективы развития мобильных комплексов для подготовки и транспорта углеводородов в условиях современного регулирования разработки проектной документации. Представлен анализ основных документов, регулирующих разработку проектной документации, описано влияние нормативных документов на внедрение инноваций в строительстве мобильных комплексов. Рассмотрены будущие перспективы раскрытия потенциала мобильного оборудования для опасных производственных объектов при принятии нового проекта технического регламента безопасности зданий и сооружений, кратко описан инструмент обоснования безопасности инновационных решений.
Ключевые слова: добыча нефти газа, мобильное оборудование, опасный производственный объект, промышленная безопасность.
Введение. Эффекты от внедрения мобильных комплексов и задачи развития
В условиях отдаления месторождений от транспортной и энергетической инфраструктуры, повышения доли активов с неопределенными или малыми геологическими запасами и снижения рентабельности разработки и добычи в нефтегазовой отрасли уже длительное время развивается тенденция к разработке и внедрению мобильных модульных решений. Согласно отраслевым отчетам, инвестиции в некапитальную инфраструктуру нефтегазовых месторождений неуклонно растут в течение последних нескольких лет. Ожидается, что мировой рынок мобильной инфраструктуры в нефтегазовой отрасли будет расти в среднем на 5,7% в год с 2023 по 2028 год. Широко известно, что применение мобильных установок позволяет улучшить показатели рентабельности проектов добычи углеводородов. Среди их преимуществ основные следующие:
Таким образом, достигнутые эффекты от внедрения мобильных комплексов для добычи, подготовки и транспорта углеводородов уже позволяют судить о преимуществе мобильного обустройства перед капитальным.
Тем не менее, полный потенциал от внедрения мобильных установок по-прежнему остается раскрытым не до конца. В частности, существуют следующие направления развития мобильных комплексов:
Во-первых, повышение уровня автоматизации и автономизации технологических установок. Для снижения рисков аварийных остановок, поддержания устойчивого технологического процесса и повышения надежности и долговечности оборудования постоянно разрабатываются инновационные решения в области изготовления оборудования, улучшения технологических процессов, совершенствования средств КИП и автоматики, связи, превентивной аналитики данных. Безусловно, новые решения активно внедряют и в проектирование и изготовление мобильного оборудования. Совершенствование мобильных блоков, входящих в состав опасных производственных объектов, в перспективе позволит уменьшить количество персонала, присутствующего на месторождении нефти и газа. В условиях, когда месторождения отдаляются от транспортной инфраструктуры (в том числе зависят от сезонных автомобильных дорог) и смещаются в регионы с холодным климатом, решение об уменьшении количества персонала позволит значительно снизить операционные затраты на фонд оплаты труда и капитальные инвестиции в строительство вахтового поселка. Не менее важно отметить, что уменьшение персонала позволяет снизить риски травматизма и смертности, которые присущи особо опасным производственным объектам. Особенно актуально уменьшение присутствия персонала для таких регионов, как, например, полуостров Ямал. Полуостров Ямал в России является регионом, где предъявляются высокие требования к автономии в нефтегазовых проектах из-за его удаленности и сложного климата. В нескольких текущих и перспективных проектах на полуострове Ямал реализованы инновационные решения для обеспечения автономной работы. К ним относятся передовые системы автоматизации и удаленного мониторинга, использование возобновляемых источников энергии и внедрение интеллектуальных технологий для эффективного управления ресурсами.
Несмотря на такие перспективы развития мобильного обустройства, существуют юридические ограничения, не позволяющие реализовать их в полной мере. Так, согласно ч. 1 ст. 9 116-ФЗ, организация, эксплуатирующая опасный производственный объект, обязана обеспечивать укомплектованность штата работников опасного производственного объекта в соответствии с установленными требованиями [7]. При этом в зависимости от вида, типа опасного производственного объекта, применяемых технических устройств, сферы деятельности, характеристики производства, соответствующей специальности и квалификации работников и других критериев, действующее законодательство РФ определяет соответствующие требования к укомплектованности штата работников таких организаций. ОПО добычи нефти и газа, согласно статье 48 п.1 Градостроительного кодекса РФ [7] относится к особо опасным производственным объектам. В то же время, статьи 8,9 Федерального закона [7] гласят, что укомплектование персонала определяется штатным расписанием (локальный норматив организации, эксплуатирующей ОПО) и обоснованием численности персонала в проектной документации. При проектировании ОПО преимущественно руководствуются методическими указаниями для расчета численности персонала, которые после развития средств автоматизации и повышения надежности оборудования не пересматривались. Таким образом, хотя и не существует однозначного ограничения минимальной численности персонала для эксплуатации ОПО, принятая практика не позволяет полностью отказаться от присутствия людей на месторождениях нефти и газа или существенно сократить присутствие человека. Тем не менее, на морских платформах, где вследствие малой площади и низкой транспортной доступности присутствует ограниченное количество персонала, существует опыт внедрения автономных решений. Речь идет о подводном оборудовании – газовых компрессорах, подводных установках комплексной подготовки газа, доступ к которым может осуществляться только посредством применения специальной техники. Операторы технологических установок имеют доступ только к показателям приборов, поскольку регулярный визуальный осмотр погружного оборудования затруднен. Тем не менее, высокие показатели надежности позволяют обосновывать и внедрять автономное технически сложное оборудование без постоянного присутствия персонала в непосредственной близости от технологических установок.
Другим важным направлением, в котором развиваются мобильные комплексы, является снижение габаритов и площади застройки. Увеличение площади застройки в условиях нестабильных грунтов или вечной мерзлоты влечет за собой привлечение больших средств в начальный период строительства. Помимо этого, большие расстояния между блоками технологической установки влекут за собой наращивание металлоемкости за счет привлечения большего объема межблочных инженерных сетей. Таким образом, дисконтированные инвестиции в проект растут и уменьшают экономическую эффективность. В связи с этим повышение компактности, то есть увеличение количества оборудования, расположенного в пределах одного блока-контейнера, а также уменьшение расстояния между разными блоками вплоть до расположения блоков встык – еще одно направление развития мобильных модульных установок.
В настоящее время минимальное расстояние между технологическими блоками регламентируется приказом Ростехнадзора [6]. Принятые минимальные расстояния призваны обеспечить своевременную локализацию аварий, выдержку безопасных расстояний между блоками в случае аварии оборудования. Требуемые минимальные расстояния между блоками – например, сосудами под давлением и газотурбинными двигателями (приводами компрессоров) – могут достигать 30-ти метров. Вследствие таких ограничений, по опыту ПИУЦ «Сапфир» площадь застройки, требуемая, например, для компрессорной станции с одним газоперекачивающим агрегатом для сбора газа из кустов скважин достигает 10 000 м2.
В то же время, вновь в противоречие вышесказанному существует опыт эксплуатации морских нефтегазопромысловых сооружений, где все технологические операции по бурению, добыче, подготовке и хранению углеводородов выполняются на ограниченном пространстве плавучих и стационарных платформ. Допустимость разночтений в обустройстве морских и наземных объектов нефтегазодобычи обусловлена Федеральным законом "О соглашениях о разделе продукции" от 30.12.1995 N 225-ФЗ, который устанавливает правовые основы отношений, возникающих в процессе осуществления российских и иностранных инвестиций в поиски, разведку и добычу минерального сырья на территории Российской Федерации, а также на континентальном шельфе и (или) в пределах исключительной экономической зоны Российской Федерации на условиях соглашений о разделе продукции и, фактически, допускает использование общепризнанных международных и зарубежных норм и стандартов (ISO, API, ASME, NFPA, lEC и др.).
Из вышеперечисленного следует, что устаревшая по структуре и принципу формирования, не соответствующая в полной мере современному уровню развития инноваций нормативная база создает неоправданные административные и технические барьеры для всех участников инвестиционно-строительного цикла, препятствует оперативному внедрению в практику строительства новых материалов и технологий, снижает уровень их экономической эффективности. Однако существующие отдельные практики внедрения инновационных решений позволяют судить о том, что нормативная база может быть обновлена и при этом обоснована успешным опытом.
Совершенствование законодательства
Одним из способов отступления от существующих ограничений является разработка специальных технических условий (СТУ) для объекта строительства – мобильного комплекса (часть 6 статьи 15 [8]). Такой документ разрабатывается в случае отсутствия требований к проектированию и строительству, установленных национальными стандартами и сводами правил, недостаточности таких требований, а также в случае вынужденного отступления от установленных требований, дополнения существующих стандартов. В техническом задании на проектирование и в самих СТУ приводится детальное обоснование необходимости разработки СТУ. Обязательно согласование СТУ с Министерством строительства и ЖКХ РФ. Представленный механизм разработки СТУ не гарантирует, что внедрение решений по улучшению компоновки оборудования и по автономизации технологий будет успешно, поскольку разработчик вынужден предоставить убедительные объяснения для отступления от законодательства. Особенно вызывают сомнения в применимости СТУ к исключению из ОПО избыточных на данный момент технических решений. Тем не менее, в текущий год появилась возможность значительно усовершенствовать регулирование в области проектирования ОПО.
В марте 2023 года Правительством РФ был вынесен на рассмотрение в Государственную Думу Законопроект № 322233-8 «О внесении изменений в Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений" (далее - Технический регламент). [4] Законопроект создает основу для качественных изменений в области технического регулирования, предусматривая переход от предписывающего метода нормирования к параметрическому методу нормирования, обеспечивающему максимально быстрое внедрение инноваций при гарантированном соблюдении безопасности технических решений.
Для этого законопроектом предусматривается создание единого перечня нормативных документов добровольного применения (национальных стандартов и сводов правил), которые будут применяться в дополнение к обязательным требованиям к безопасности зданий и сооружений установленным непосредственно в Техническом регламенте. Применение таких требований на добровольной основе подразумевает, что лицо, осуществляющее подготовку проектной документации, вправе руководствоваться добровольными к применению требованиями либо иным образом обосновать соответствие проектных решений требованиям Технического регламента.
В целях регламентации таких альтернативных способов обоснования законопроект предусматривает расширение доказательной базы технического регламента за счет стандартов организаций, зарегистрированных в установленном порядке в Федеральном информационном фонде стандартов, а также иных документов в области технического регулирования Китайской Народной Республики и других стран в установленном Правительством РФ порядке.
В случае, если при подготовке проектной документации требуется отступление от требований документов по стандартизации, или если такие требования отсутствуют, обоснование соответствия проектных решений базовым требованиям Технического регламента может быть произведено в результате проведения исследований, расчетов и (или) испытаний, моделирования сценариев возникновения опасных природных процессов и явлений и (или) техногенных воздействий, а также оценки риска возникновения таких процессов и явлений.
По сути, предлагается применять методический подход к управлению рисками при проектировании наземных сооружений на примере морских платформ, путем установления численных критериев допустимого риска для достижения приемлемого баланса между уровнем защиты и социально-экономической эффективностью защитных мероприятий.
Принятие предлагаемых изменений позволит:
Понимание процесса управления рисками при внедрении инноваций
Говоря об управлении рисками при создании проектной документации необходимо определять, каким образом проектные решения влияют как на экономические показатели, так и на риски нанесения вреда окружающей среде, здоровью и жизни человека. Довольно сложна проблема понятия «приемлемый риск», поскольку оно связано с социальным, экономическим, нравственным аспектами. Практически невозможно создать систему с "абсолютной" безопасностью, или "нулевым" риском. Таким образом, одним из возможных способов определения соответствия показателям безопасности модифицированных мобильных комплексов – это последовательное определение рисков исходного, базового решения, моделирование и расчет рисков модифицированного решения (отступающего от требований законодательства), сравнение показателей и определение приемлемости риска.
Термин "приемлемый риск" несмотря на достаточно широкое применение, не имеет однозначной формулировки вследствие различной его трактовки и сложности установления. Наиболее удачным, по мнению, представленному в работе [1], следует принять понятие приемлемости риска в следующей редакции: риск, вносимый при применении новой техники, может считаться социально приемлемым, если одним из конечных полезных эффектов использования новой техники будет снижение суммарного риска, которому подвергаются люди. Если окажется, что дополнительный риск, вносимый новой техникой, не компенсируется дополнительным снижением других рисков, и суммарный риск в итоге возрастает, разумно считать его социально неприемлемым и ввести дополнительные меры безопасности или отказаться от широкого применения новшества. Достаточно хорошо иллюстрирует данный принцип график на рис. 1. Очевидно, если внедрение инновации в обустройство ОПО снизит социально-экономический риск, но по результатам моделирования нескомпенсированно увеличит технический риск, следует пересмотреть проектные решения.
Рис. 1. Характер изменения риска в зависимости
от затрат на обеспечение безопасности [1]
Основой для обоснования количественных значений критериев приемлемого риска являются нормативно-правовые требования в области промышленной безопасности, имеющийся опыт работ в исследуемой сфере деятельности и статистические сведения о возникновении, развитии и последствиях аварийных событий на аналогичных объектах.
Сооружения нефтегазодобычи в соответствии с Законом РФ «О промышленной безопасности» относятся к опасным производственным объектам (ОПО). Установлено, что при анализе риска ОПО обычно используются следующие показатели опасности:
В России единственным нормативным документом, устанавливающим критерии приемлемости риска опасных производственных объектов, является Государственный стандарт ГОСТ Р 12.3.047-2012 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля» [2]. Данный критерий приемлемости устанавливается только в отношении пожаров и взрывов, и не распространяется на другие виды опасностей. На основании данного документа пожарная безопасность технологических процессов считается безусловно выполненной, если:
- индивидуальный риск меньше 10-8;
- социальный риск меньше 10-7.
Заключение
Развитие мобильного обустройства месторождений в компаниях, работающих на территории Российской Федерации, в ближайшее время имеет все шансы получить дополнительный толчок благодаря совершенствованию законодательства в области регулирования проектирования опасных производственных объектов. Несмотря на то, что еще однозначно не зафиксирован порядок обоснования внедрения инновационных решений в проектную документацию, существующий опыт строительства малогабаритного оборудования на морских платформах, эксплуатации автономных установок в условиях шельфа и на материке (п-ов Ямал), а также предпосылки к расчету допустимых рисков в национальном стандарте могут поспособствовать быстрому тиражированию лучших практик на мобильное оборудование.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Leonova O.V.
Chief of the Department of gas transportation and treatment innovative technologies
Applied engineering and training center “Sapphire”
(St Petersburg, Russia)
Strokin S.V.
Leading specialist of the Department of gas transportation and treatment innovative technologies
Applied engineering and training center “Sapphire”
(St Petersburg, Russia)
Bulatov V.A.
Chief engineer
Applied engineering and training center “Sapphire”
(St Petersburg, Russia)
ANALYSIS OF MOBILE MODULAR
TECHNOLOGIES PERSPECTIVES FOR GAS TREATMENT
AT LOW-PROFITABLE GAS FIELDS
Abstract: the potential of mobile modular units for transportation and treatment of hydrocarbons development in the conditions of law restrictions is discussed. Regulation documents for industrial projects and their influence on innovative project development are observed. Future perspectives of mobile modular complexes development connected with industrial safety law modification are predicted. A way of industrial safety justification for innovative solutions is described shortly.
Keywords: oil and gas production, mobile modular units, hazardous production facility, industrial safety.
Номер журнала Вестник науки №8 (65) том 4
Ссылка для цитирования:
Леонова О.В., Строкин С.В., Булатов В.А. АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВ ПРИМЕНЕНИЯ МОБИЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ПОДГОТОВКИ ГАЗА НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ С НИЗКОЙ РЕНТАБЕЛЬНОСТЬЮ // Вестник науки №8 (65) том 4. С. 333 - 346. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/9864 (дата обращения: 19.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+