04 ноября 2017г.
В процессе бурения осуществляется постоянное углубление скважины. Под началом бурения скважины понимается момент первой сборки бурильной колонны для углубления скважины, в свою очередь, окончание бурения – момент окончания выброса бурильных труб на мостки после промывки сква- жины и испытания колонны на герметичность.
Для определения продолжительности наиболее трудоемкого этапа – бурения скважины составляется баланс календарного времени, который включает в себя следующие элементы [4]:
1. Производительное время бурения Tпв рассчитывается следующим образом:
𝑇пв = 𝑡м + 𝑡спо + 𝑡пвр + 𝑡кр,
где tм – время на проходку (механическое бурение);
tспо – время на спускоподъемные работы;
tпвр – время на подготовительно-вспомогательные работы (смена долота, приготовление раствора и т.д.);
tкр – время на крепление скважины (спуск обсадной колонны и ее цементирование).
Работы по проходке включают время работы долот по углублению основного ствола скважины, в т.ч. расширку ствола скважины в процессе углубления.
Работы по проведению СПО включают время спуска, подъема и наращивания бурильного инструмента в процессе нормального хода бурения, в том числе время спуска и подъёма керноотборочного снаряда, долив скважины.
Вспомогательные работы при бурении скважины включают:
1) все виды промыслово-геофизических работ и измерение кривизны скважины, проводимые в процессе бурения;
2) ориентирование инструмента при бурении наклонно-направленных скважин;
3) подготовительно-заключительные работы к смене, сборке и разборке бурового инструмента;
4) смена (сборка и разборка) бурового инструмента, долота, его опрессовка и дефектоскопия;
5) смена, опробование забойных двигателей, выброс бурильных труб на мостки;
6) смена и перетяжка талевых канатов, переоснастка талевой системы, смена тормозных колодок, машинных ключей;
7) приготовление, смена бурового раствора (в пределах нормативного времени);
8) оборудование устья скважины противовыбросовым оборудованием и проверка его в процессе бурения;
9) промывка и проработка скважины в процессе бурения;
10) химическая обработка и утяжеление/облегчение бурового раствора (в пределах нормативного времени);
11) расширка ствола скважины после отбора керна;
12) спускоподъемные операции при проработке и расширении ствола, связанные с выполнением в скважине исследований и вспомогательных работ, предусмотренных техническим проектом;
13) подготовительно-заключительные работы перед и после спуска и подъема инструмента и др.
Время вспомогательных работ – это время, затраченное на вспомогательные работы только в процессе нормального хода бурения, без простоев и ремонтных работ, имевших место в период проведения вспомогательных работ.
Работы по креплению ствола скважины включают:
1) проработку, промывку, обработку раствора, шаблонирование ствола скважины перед спуском обсадных колонн, выброску бурильного инструмента на мостки;
2) подготовительные работы перед спуском обсадных колонн (укладка, замер, опрессовка, шаблонирование труб, подготовка бурового оборудования и др.);
3) спуск колонны обсадных труб и «обварка» резьбовых соединений;
4) подготовительные работы к цементированию колонны, обработку цементного раствора химреагентами, цементирование, ожидание затвердения цемента, заключительные работы после цементирования;
5) подготовительные работы для разбуривания цементного стакана в колонне и разбуривание цементного стакана, опрессовку цементного кольца;
6) все работы, связанные с оборудованием устья эксплуатационных и промежуточных колонн (кроме установки противовыбросового оборудования);
7) подготовительные работы к опрессовке колонны на герметичность и испытание колонны на герметичность;
8) в случае спуска хвостовика: его подвеску и герметизацию головы хвостовика, свинчивание и отвинчивание левого переводника, спуск - подъем бурильных труб, разборку и выброс левого переводника и др.
Время крепления скважины включает в т. ч. время, затраченное на все виды основных и вспомогательных работ, связанных с креплением скважин.
1. Непроизводительное время Tнпв рассчитывается следующим образом:
𝑇нпв = 𝑡аиб + 𝑡осл + 𝑡нпр + 𝑡пр + 𝑡рем,
где tаиб – время на ликвидацию аварий, инцидентов и брака;
tосл – время на ликвидацию осложнений в стволе скважины по геологическим причинам;
tнпр – потери времени из-за повторных непроизводительных работ по технологическим, организационным и техническим причинам;
tпр.рем – потери времени из-за простоев;
tрем – время на ремонтные работы (проведение профилактики оборудования, устранение неисправностей, возникающих в период бурения и крепления скважины).
Непроизводительным называется время, связанное с отказами в работе оборудования, нарушением технологии, организации производственного процесса и режима работы персонала, а также внешними факторами. Выделяют следующие виды НПВ:
1) авария – разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрыв и (или) выброс опасных веществ;
2) инцидент – отказ или повреждение технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, отклонение от установленного технологического процесса;
3) брак – получение результата, отличающегося от предусмотренного проектной документацией на строительство скважины вследствие её нарушения и требующего дополнительных исправительных работ;
4) осложнение при строительстве скважины – отклонение от нормального процесса бурения скважины, вызванное нарушением состояния скважины и бурового инструмента по причинам геологического или технологического характера, не предусмотренных проектом и требующих иных дополнительных работ;
5) непроизводительные повторные работы (НПР) – время, затраченное на выполнение технологических операций, не имеющих практического значения в процессе нормального хода бурения;
6) ремонтное время – время, затраченное на все виды ремонтных работ, как в процессе нормального хода бурения, так и в процессе ликвидации другого НПВ;
7) простой – временная приостановка процесса строительства скважины вследствие недостатков в организации производства (ожидание оборудования, материалов, спецтехники) и по другим причинам (метеоусловия, бездорожье и т.д.).
Баланс календарного времени и его отдельные элементы служат основой определения различных скоростей бурения, определяющих темпы строительства скважины [1, 5].
Техническая скорость бурения определяется объемом бурения, пробуренным одной бригадой (буровой установкой) за месяц с учетом времени, затраченного на чистое бурение, СПО и вспомогательные операции, крепление и цементирование, все виды скважинных исследований, планово-предупредительные ремонты и т. д. Показатель технической скорости используется для сравнительной оценки эффективности новой техники, различных способов бурения. Техническая скорость бурения рассчитывается следующим образом:
где Hп – проходка за время Tпв.
Коммерческая скорость Vк бурения определяется проходкой за 1 месяц работы буровой установки с учетом всех видов работ и простоев. Коммерческая скорость отличается от технической тем, что она учитывает все затраты времени, включая непроизводительные, рассчитывается следующим образом:
На величину коммерческой скорости влияют факторы технико-технологического и организационного характера. Повышение Vк требует сокращения и ликвидации непроизводительного време- ни, уменьшения абсолютных затрат производительного времени путем ускорения проведения операций. Это может быть достигнуто посредством совершенствования буровой техники и технологии, механизации трудоемких операций, улучшения организации производства.
Коммерческая скорость бурения является обобщающим показателем, характеризующим эффективность всего процесса буровых работ. Этот показатель широко используют в практике планирования, анализа и финансирования работ на буровых предприятиях.
Коммерческую скорость бурения планируют с учетом внедрения достижений научно-технического прогресса, достигнутых темпов изменения затрат времени на бурение скважин, предстоящих изменений в условиях производства и размещения буровых работ.
Цикловая скорость строительства скважины определяется проходкой за время всего цикла сооружения скважины. Цикловая скорость используется при планировании геологоразведочных работ, а ее сравнение с коммерческой, показывает долю затрат времени на подготовительные, строительно-монтажные и работы по испытанию/освоению скважин.
Цикловая скорость характеризует технический и организационный уровни буровых работ, отражает эффективность совместного действия бригад, участвующих в цикле сооружения скважины (выш- комонтажных, буровых и бригад по испытанию скважин).
Среди факторов, влияющих на показатель коммерческой скорости бурения, можно выделить: глубину залегания продуктивных горизонтов, тип скважины (поисковая, разведочная, эксплуатационная и др.), крепость разбуриваемых пород, наличие зон несовместимых условий бурения и общий уровень организации работ, выражающийся в количестве допускаемого непроизводительного времени. Климатические условия, рельеф местности, степень разбросанности производственных объектов, удаленность их от баз снабжения также влияют на скорости бурения.
В настоящее время для изучения свойств сложных систем, в том числе и при экспериментальных исследованиях, широко используется подход, основанный на анализе сигналов, произведенных системой. Это особенно актуально в тех случаях, когда математически описать изучаемый процесс практически невозможно, но в нашем распоряжении имеется некоторая характерная наблюдаемая величина. Поэтому анализ систем, особенно при экспериментальных исследованиях, часто реализуется посредством обработки регистрируемых сигналов.
В практику нефтегазодобывающих компаний широко внедряются информационные технологии, математическое и компьютерное моделирование, что позволяет на высоком уровне производить диагностику всего комплекса оборудования для бурения, замеры параметров и расчеты характеристик скважины непосредственно в процессе бурения [2, 3].
Современные компьютерные системы дают возможность сбора большого объема данных технологических параметров бурения. На буровых используются автоматические станции, которые снимают показания датчиков в реальном времени, производят обработку замеров и передачу обработанных данных. Программные модули производят непрерывный контроль и управление полным технологическим циклом строительства скважины.
В то же время на результаты измерений, проводимых в процессе бурения, влияют различные случайные воздействия, которые изменяют реальную картину работы оборудования в процессе измерений. В результате существенно осложняется прогнозирование коммерческой скорости бурения скважин.
Проблема определения необходимых и достаточных параметров для оценки состояния скважины и процесса бурения оказывает влияние на возможность достоверного прогноза различных характеристик, в том числе, скорости и сроков бурения.
В связи с этим, показатели бурения следует рассматривать как случайные отклонения, а процессы – как случайные функции, при этом, первичная обработка опытных данных, полученных в процессе бурения должна базироваться на вероятностных представлениях.
Список литературы
1. Булатов А.И. Контроль процессов бурения нефтяных и газовых скважин / А.И. Булатов, В.И. Демихов, П.П. Макаренко. – М.: ОАО Издательство «Недра», 1998. – 345 с.
2. Власенко А.В. Некоторые аспекты прогнозирования скорости бурения нефтяных и газовых скважин / Власенко А.В., Жданов А.А. // Актуальные научные исследования в современном мире. – 2017. – № 5-4 (25). – С. 36-40.
3. Власенко А.В. Особенности прогнозирования скорости бурения нефтяных и газовых скважин / Власенко А.В., Жданов А.А. // Электронный сетевой политематический журнал «Научные труды КубГТУ». № 3, 2017 год.
4. Об утверждении инструкции по заполнению формы федерального государственного статистического наблюдения за строительством скважин на нефть и газ. URL: http://lawru.info/dok/1999/06/11/n407497.htm (дата обращения 23.09.2017).
5. Общие сведения о бурении скважин и оборудовании, применяемом для осуществления этого процесса. URL: http://www.scriru.com/7/25/83413513111.php (дата обращения 20.09.2017).
