Преимущества полимерных труб в нефтегазовой отрасли

Полимерные трубы включая полиэтиленовые (ПЭ), полипропиленовые (ПП), стеклопластиковые (GRP/GRE), гибкие полимерно-армированные (RTP) и другие композитные материалы, всё активнее применяются в нефтегазовой отрасли Казахстана как альтернатива традиционным стальным трубам. Это связано с уникальными условиями казахстанских месторождений таких как Тенгиз, Кашаган, Карачаганак, где нефть и газ часто содержат высокие концентрации сероводорода (H₂S), углекислого газа (CO₂), солей и воды, вызывающих интенсивную коррозию металла. В данной статье приведён детальный анализ преимуществ, подкреплённый исследованиями из отрасли, с учётом локального контекста. Высокая коррозионная стойкость полимерных труб является ключевым преимуществом в агрессивной среде. Стальные трубопроводы в нефтегазовой отрасли Казахстана подвержены быстрой коррозии: до 70 % отказов металлических труб вызвано именно коррозией, особенно в сероводородсодержащих средах таких как H₂S-коррозия, сульфидное растрескивание и т. д. Полимерные материалы (ПЭ, ПП, стеклопластик, PVDF) полностью инертны к сероводороду, углекислому газу, солям и кислотам. Они не требуют ингибиторов коррозии или дорогих антикоррозионных покрытий.

Например, на месторождении Кашаган, одном из самых сероводородных в мире, недавно завершён проект 42 км трубопровода из высокомодульного полипропилена для закачки перегретого пара под давлением 16 МПа. Тепловая эффективность составляет 98 % против 89 % у изолированной стали. Стеклопластиковые трубы увеличивают срок службы трубопроводов в 5–8 раз по сравнению со сталью, особенно в системах нагнетания воды и сбора нефти.

Учитывая экономическую эффективность и снижение затрат для проектов необходимо упомянуть, что гибкие полимерно-армированные трубы позволяют снизить затраты на 30 % по сравнению со стальными (за счёт лёгкости, быстрого монтажа и отсутствия сварки. Лёгкий вес полимерных труб, который в 4–8 раз легче стали, уменьшает транспортные расходы и упрощает прокладку в сложном рельефе Казахстана, состоящим в основном из степей, болота и сейсмоактивных зон. Срок службы данного вида труб составляет 50 лет без ремонта, против 10–20 лет у стали в агрессивных условиях является явным признаком долговечности.

Для перспективы развития рынка полимерных труб и обрабатывающей промышленности, правительство Республики Казахстан активно стимулирует локализацию производства, импортозамещение и новые мощности, такие как внутрипромысловые трубопроводы, системы поддержания пластового давления, нагнетания и сбора сточных вод. Проекты по полиэтиленовым заводам увеличат доступность сырья. Ожидается рост рынка полимерных труб за счет модернизации инфраструктуры и фокуса на экологичности.

Во многом государство видит потенциал в таких проектах как Тенгиз, Кашаган и Карачаганак. Так, в 2025 году в Мангистауской области был открыт цех по производству гибких полимерно-армированных труб с мощностью производства 300 км/год. Инвестиции в производство составили 3,5 млрд тенге — первое изолированное локальное производство в РК для нефтегазовой отрасли. Кроме этого, были открыты заводы в таких городах как Актобе, Мангистау, Алматы, Шымкенте по производству ПЭ-труб для газа и воды, а также расширяют производственные мощности для нефтегазовой отрасли, где диаметр труб составляет порядка 630 мм. Посредством косвенного внедрения через локальное производство и диверсификацию в 2003 году компания Chevron (основной акционер Тенгизшевроил) запустила Атырауский завод полиэтиленовых труб, как часть обязательств по диверсификации экономики Казахстана. Это первое в РК производство полимерных (HDPE) труб, ориентированное на нужды нефтегазовой отрасли, включая Тенгиз. Завод производит трубы для водоснабжения, закачки и вспомогательных систем. Полимерные трубы с Тенгиза используются для переработки сырья в полипропилен и полиэтилен на новых нефтехимических проектах (например, заводы в СЭЗ Карабатан).

Это не прямой внутрипромысловый трубопровод, но вклад в инфраструктуру Тенгиза: снижение зависимости от импортных стальных труб и переход на коррозионностойкие полимерные для неагрессивных сред (вода, стоки). В соответствии с прогнозом до 2030 года рост рынка полимерных труб в Казахстане значительно увеличится за счёт инфраструктуры. Дальнейшее импортозамещение и локализация сырья пока сделают их ещё доступнее.

Рассматривая технические и эксплуатационные преимущества полимерных труб, необходимо остановиться на их гидравлической эффективности. Гладкая внутренняя поверхность (шероховатость ~0,01 мм против 0,5 мм у стали) снижает гидравлическое сопротивление, уменьшает отложения парафина и асфальто-смоло-парафиновые отложения. Гибкость и упрощенный монтаж RTP труб позволяют их использовать в бухтах. Монтаж такого вида труб не требуют сварки, идеальны для реверсивных систем и обустройства месторождений. Современные марки полимерных труб (PP-HM, PA11/12, HDPE) выдерживают до 180 атмосфер и температуры от -60°C до +95°C, с теплоизоляцией или электроподогревом. С точки зрения экологичности полимерные трубы не имеют утечек из-за коррозии, и как результат снижается риск аварий и загрязнения, что является актуальным для Каспийского региона Казахстана. В проектах расширения Future Growth Project, завершённый в 2025 году, и управления устьевым давлением акцент на снижение коррозии привёл к тестированию и внедрению неметаллических решений в вспомогательных системах (водоводы, пожаротушение, низконапорные линии).

Аналогично Кашагану, где полимерные трубы является стандартом для высокосернистых сред, на Тенгизе RTP и GRE применяются в пилотных проектах для напорного трубопровода и топливопровода высокого давления. Однако основные магистрали остаются стальными с ингибиторами из-за сверхвысокого давления и температуры.

Несмотря на преимущества, полимерные трубы пока не доминируют в магистральных высокодавленческих линиях, например, таком, как Каспийский Трубопроводный консорциум, где преобладает сталь. Однако для внутрипромысловых сетей их доля растет. В качестве примера предлагаем рассмотреть кейс внедрения полимерных труб на месторождении Тенгиз. Месторождение Тенгиз, оператором которого является ТОО «Тенгизшевройл», является одно из крупнейших в мире месторождений с высокой сернистостью (содержание H₂S до 20–25 %, CO₂, солёная вода), что делает коррозию стальных трубопроводов критической проблемой. Полимерные и композитные трубы здесь применяются для систем закачки воды, сбора продукции, утилизации стоков и вспомогательных линий. Однако публично документированных крупномасштабных кейсов внедрения полимерных трубопроводов на Тенгизе относительно немного по сравнению с месторождением Кашаган.

Таблица 1

Как было упомянуто ранее, полимерные трубы обладают рядом ключевых преимуществ по сравнению со стальными трубами. В нижеприведенной таблице приведены сравнительные обобщенные данные полимерных труб со стальными трубами.

Таблица 2

В заключение хотелось бы еще раз отметить, что полимерные трубы — стратегическое решение для нефтегазовой отрасли Казахстана, где агрессивные среды и логистические вызовы делают сталь устаревшей. Их внедрение повышает надёжность, снижает затраты и поддерживает экологическую безопасность, особенно на гигантских месторождениях вроде Кашагана и Тенгиза. Дальнейшее развитие производства в РК усилит эти преимущества.

В качестве преимуществ, реализованных на Тенгизском месторождении, является снижение коррозии: в сернистых условиях сталь требует частой замены, а полимеры — нет. Со стороны экономических показателей — лёгкий монтаж, снижение OPEX расходов на ингибиторы и ремонт, трубы из местного производства снижают затраты на транспорт и логистику. С экологической точки зрения уменьшилось количество утечек, что актуально для прикаспийского региона.

В перспективе на 2025–2030 годы из-за завершения FGP (увеличение добычи нефти и газа до ~1 млн барр/сут) и фокусом на импортозамещение, ожидается рост использования труб типа RTP/GRE на Тенгизе, особенно в системах поддержания пластового давления и утилизации. Локальные заводы, включая Атырауский завод, расширяют ассортимент для нефтегазовой отрасли.

В целом, прямой «флагманский» кейс как на Кашагане отсутствует в открытых источниках, но полимерные трубы уже интегрированы в инфраструктуру Тенгиза через локальное производство и вспомогательные системы, с потенциалом роста. Это стратегический шаг проекта Тенгиз Шевроил по повышению надёжности в агрессивных условиях.

В 2024–2025 годах наблюдалось активное сотрудничество с российскими производителями такими как ЗСТ, СКТ-СЕРВИС, Полипластик и различными международными поставщиками. По прогнозам, к 2030 году доля полимеров в сетях водоснабжения и водоотведения и газовых сетях достигнет 90 %, с потенциалом в нефтегазовой отрасли.

Использование полимерных труб в нефтяной и газовой промышленности Казахстана — это шаг к повышению эффективности, снижению затрат и продлению срока службы инфраструктуры. Хотя стальные трубы остаются основой для высокодавленческих магистралей, полимеры уже доказали свою ценность в коррозионно-агрессивных условиях. Дальнейшее развитие зависит от инвестиций в локальное производство и нормативную базу, что позволит отрасли перейти к более современным и устойчивым решениям.

Литература:

1. Стратегия «Казахстан-2050": новый политический курс состоявшегося государства, https://adilet.zan.kz/rus/docs/K1200002050.

2. Проблемы применения полимерно-армированных труб на объектах промысловых нефтегазопроводов. https://cyberleninka.ru/article/n/problemy-primeneniya-polimerno-armirovannyh-trub-na-obektah-promyslovyh-neftegazoprovodov?ysclid=mibmzhfuct159754702.

3. Ягафаров А. В. Сравнительный анализ материалов труб нефтегазовой промышленности//Форум молодых ученых. 2020. № 2 (42). С. 426–430.

4. Экспериментальное исследование прочности армированных труб для транспорта газа. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/eksperimentalnoe-issledovanie-prochnosti-armirovannyh-trub-dlya-transporta-gaza.

5. Увеличение потребления полимерных труб поможет развитию нефтегазохимии URL: https://plastinfo.ru/information/articles/730/?ysclid=mid1e9kihy153980307.

6. Концепция развития нефтеперерабатывающей отрасли Республики Казахстан на 2025–2040 годы, https://adilet.zan.kz/rus/docs/P2500000549.

7. Полимерные армированные трубы — материал будущего? https://nprom.online/technology/polimernye-armirovannye-truby-material budushhego/?ysclid=mid33oxyfo622735230.

8. Гибкие полимерно-армированные трубы — новое слово в оснащении нефтегазовых объектов https://marketing.rbc.ru/articles/12573/?ysclid=mid3iekzq6902843353.

9. Транспортировка нефти https://ar2020.kmg.kz/ru/strategic-report/operating/oil-transportation?ysclid=mid3oytxzb577232216.

10. Национальный инфраструктурный план Республики Казахстан до 2029 года утвержденный Постановление Правительства Республики Казахстан от 25 июля 2024 года № 606.