опыт ^
ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СНИЖЕНИЯ РИСКОВ И ЗАТРАТ В БУРЕНИИ
Т.Н. НЕСТЕРОВА
зам. генерального директора ОАО «ИМС»
С.Н. ЧЕБАНОВ
генеральный директор ЗАО НПК «Геоэлектроника сервис»
По различным данным непроизводительные затраты при проводке скважин составляют до 15 — 20% календарного времени строительства, а стоимость работ, связанных с ликвидацией осложнений и аварий, при неблагоприятном стечении обстоятельств может составить до 40% стоимости скважины. Очевидно, что снижение этих затрат является достаточно весомым фактором в общем направлении снижения себестоимости добываемого сырья.
Непроизводительные затраты при бурении связаны, главным образом, с ликвидацией возникающих осложнений и аварий, а также с несоблюдением положений и требований проекта и регламентов работ. Да и сами проекты зачастую не являются идеальными, что также приводит к неоправданным затратам и вызывает необходимость оперативной корректировки проекта по фактическим данным проводки скважины.
Снижение производственного риска в бурении возможно при условии непрерывного контроля и анализа объективной оперативной информации об операциях и технологических процессах, проходящих в скважине. Единственным источником такой информации сегодня и в обозримом будущем есть и останутся станции геолого-технологических исследований, обеспеченные средствами измерения, расчета и регистрации геолого- технологической информации, полученной в процессе строительства скважин. [1].
Существует технология выделения опасных аномалий и оценки ситуаций на базе рекурсивных алгоритмов, которая лежит в основе методов раннего обнаружения и предупреждения осложнений и аварий. Она содержится в методических руководствах по геолого-технологическим исследованиям и базируется на теоретическом обосновании и практическом опыте поведения контролируемых параметров при различных отклоне-
ниях от штатного режима проводки скважины [2-3].
Как подсказывает логика и доказывает практика, ни одно серьезное осложнение, ни одна авария не возникают столь внезапно, что невозможно произвести никаких упреждающих действий. Как правило, в распоряжении буровой бригады всегда есть некий запас времени от момента возникновения отклонений параметров до того, как ситуация станет критической и в итоге неуправляемой. Задача в том, чтобы эту ситуацию как можно раньше распознать и спрогнозировать развитие событий в условиях достаточно быстротекущего процесса. Отсюда вытекает еще одно требование к современной станции ГТИ — она должна обеспечивать высокую частоту опроса и регистрации измеряемых и вычисляемых параметров. Исходя из теории протекания технологических процессов и практического опыта, частота регистрации технологических параметров должна быть не ниже, чем 1 раз в секунду. Это не означает, что решения по предупреждению предаварийной ситуации должны приниматься мгновенно, но такая частота обеспечивает однознач-
ную оценку того, что происходит в скважине.
Ниже представлены описания типичных ситуаций, складывающихся при бурении, на примере информации, полученной со станций геолого-технологических исследований СИРИУС («Разрез-2») из разных регионов РФ.
Пример возникновения преда-варийной ситуации и последующей аварии на одной из скважин на глубине 3265 м представлен на рис. 1. Инструмент спущен для бурения, общий вес колонны — 109110 т, давление циркуляции — 77 атм. В 03:46 бурильщик быстро опускает инструмент, «нащупывая» забой. Произошла разгрузка до 49 т, т.е. нагрузка на долото — 60 т, что намного превышает вес УБТ. Перемещение тальблока составили 18,94 — 12,77 = 6,17 м, при этом до забоя оставалось 2 м. Следует учесть, что данные записаны с усреднением в 5 сек., следовательно, мгновенная нагрузка на низ инструмента могла составить полный вес. К сожалению, данная ситуация не была должным образом оценена ни оператором станции, ни бурильщиком. Кроме того, в 04:15 с забоя вышли две большие пачки газа, отмеченные по суммарному газоанализа-
аш Рис. 1.
Удар и обрыв инструмента
опыт
Рис. 2. Недолив раствора при подъеме инструмента
тору и хроматографу, что отвлекло внимание от предыдущей ситуации. Выход газа сопровождался ростом потока на выходе, локальным снижением давления, ростом объема и снижением температуры раствора, когда газированный раствор достигал рабочей емкости. Начинается бурение и продолжается в течение 4,5 часов при нагрузке 15 — 16 т. Пробурено 3,7 м. В 09:55 при очередном отрыве от забоя нет полного веса, разница составляет 11 т, одновременно снижается давление на 8 атм. Ситуация очевидна — обрыв инструмента. На забое оставлены 81 м труб. Причина обрыва — трещи-
на, образовавшаяся в момент удара, и последующее бурение.
Ликвидация данной аварии длилась более месяца и затраты составили около миллиона долларов. Такова цена 3,7 м проходки.
Если в предыдущем примере речь шла о качественном контроле, то следующий пример демонстрирует количественную оценку складывающейся ситуации. При спуско-подъемных операциях, когда отсутствует гидравлическая связь со скважиной, распознать начинающееся проявление или поглощение можно только путем контроля объемов металла спущенных/поднятых труб и объемом вытесненного из скважины или долитого в скважину раствора. Естественно, что все емкости должны быть снабжены уровнемерами.
На рис. 2 отображается процесс подъема инструмента из скважины. Наблюдается периодический, каждые 10 — 12 свечей, долив в скважину из доливочной емкости. Подсчет баланса, т.е. разница между объемом поднятых труб и объемом долитого раствора для каждой свечи, производится автоматически программным комплексом станции ГТИ. Из примера видно, что баланс растет, пока не производится долив в 02:55, 03:20 и 03:50. В 03:53 происходит заполнение доливочной емкости из рабочих емкостей 1 и 2. Поскольку долив в скважину и заполнение емкости происходит при остановке подъема, баланс составляет величину 5,84 м3, но уже после подъема очередной свечи корректируется на величину долива в скважину и составляет 2,62 м3. Из
этого можно сделать вывод, что недолив в скважину имеется и составляет в среднем от 2 до 6 м3. При запланированной плотности раствора 1,8 г/см3 гидростатическое давление на забой при глубине 3000 м составит 540 атм. Объем недолива в 6 м3 соответствует примерно 200 м ствола скважины, следовательно, фактическое давление на забой будет равно 504 атм, что эквивалентно плотности раствора 1,68 г/см3. Таким образом, имеет место снижение давления в скважине почти на 10% относительно проектного. При бурении в условиях угрозы выброса такое снижение давления на забой является недопустимым нарушением проекта и может оказаться критическим.
Как видно из приведенных примеров, геолого-технологическая информация позволяет выявить опасные отклонения параметров на самой ранней стадии и однозначно оценить ситуацию, сложившуюся в скважине. Но, после того, как оценка сделана, требуется оперативное вмешательство, чтобы ситуация не стала критической. Т.е. речь идет о принятии решений на базе этой информации. Решение может принять буровая бригада в лице мастера, дежурный технолог на буровой или представитель супервайзеровской службы. Оператор станции ГТИ обеспечивает достоверность получаемой информации, достаточно хорошо ориентируется в ней, умеет читать и понимать данные, но зачастую не владеет технологией проводки скважины и, главное, не имеет права принимать решение. С другой стороны, специалист, облаченный правами и ответственностью, не владеет приемами и способами получения и обработки данной информации — она ему представляется как факт.
Отсюда следует не совсем оригинальный, но вполне логичный вывод — только взаимодействие оператора станции ГТИ и буровой бригады позволит оперативно использовать данные геолого-технологических исследований с целью снижения риска возникновения аварий.
Что касается контроля затрат при проводке скважины — это задача супервайзеровской службы недропользователя. Такая служба создается практически в каждой нефтегазодобывающей компании с целью контроля исполнения
40
10/ 2003
опыт Ж
подрядчиками буровых и всех других видов работ требований проекта на строительство скважины, оценки качества работ и контроля объемов и оправданности текущих и предполагаемых затрат. Супервайзер может решать поставленные перед ним задачи только при наличии и доступности всего комплекса информации, получаемой в процессе строительства скважины, причем информации абсолютно объективной и формируемой независимо от подрядчиков работ. В этом случае именно данные ГТИ являются информационной основой функционирования супервайзинга.
Геолого-технологическая информация позволяет абсолютно однозначно идентифицировать и последовательно описать все работы и технологические операции, проводимые на буровой. Основные операции, такие как «бурение», «наращивание», «проработка», «промывка», «спуск», «подъем» распознаются автоматически, по всем другим операциям и работам предоставляется информация и возможность уточнения вида операции, например, «ликвидация аварии, ловильные работы, спуск инструмента с ШМУ». Соответственно, по каждому виду работ и проводимой операции фиксируется фактический интервал времени (и глубины, если идут работы по проходке или проработке ствола), включая данные по компоновке инструмента, параметры процесса в цифровом виде и характеристики процесса в виде комментария. При этом происходит автоматическое сравнение величин регламентируемых параметров с фактическими регистрируемыми величинами, и фиксируются отклонения от проекта, ГТН и РТК. К операциям и работам привязывается визуально фиксируемый расход средств и материалов. Таким образом, формируется полная картина фактического процесса строительства скважины с регистрацией отклонений от проекта и текущих затрат. Формирование происходит практически в реальном времени проводки скважины, что значительно повышает достоверность информации. Объективность, достоверность и подтверждаемость информации обеспечивается автоматической регистрацией измеряемых и вычисляемых данных, которые доступны в любой момент
времени всем заинтересован
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.