Прогрессивные технологии в бурении нефтяных и газовых скважин

В средней части рамы агрегата находится барабан с колонной гибких труб, на нем смонтирован укладчик трубы. В кормовой части агрегата установлен гидроприводной манипулятор, предусмотрено место для перевозки транспортера, превентора и инструментов. Рядом с ними располагается катушка с гибкими трубопроводами, служащими для соединения транспортера с агрегатом.

Агрегат, обеспечивающий нагрев и закачивание технологической жидкости, показан на рис.2. Его оборудование смонтировано на специализированном автошасси с формулой "6  4", конструкция кабины управления которого аналогична применяемой в агрегате для работы с колонной гибких труб. И так же за кабиной водителя расположен двигатель. Кабина для обслуживающего персонала здесь отсутствует, а управление узлами агрегата осуществляется со специального пульта, расположенного в средней части установки. На агрегате имеется печь для нагрева технологической жидкости, насос для закачивания ее в колонну гибких труб, емкость для хранения, топливные баки и контрольно-измерительная аппаратура.

Нагретая жидкость подается от насоса к агрегату с КГТ по металлическому трубопроводу, снабженному быстроразборными соединениями.

Необходимо отметить, что кабины управления транспортными базами не только описанного оборудования, но и всех других импортных агрегатов хорошо спроектированы. Они удобны при управлении машинами в дорожных условиях и обеспечивают достаточный обзор в рабочем положении при установке их на скважинах.

Для полноты обзора конструкций агрегатов следует отметить, что существуют различные варианты размещения комп­лекса оборудования на транспортном средстве и его прицепе, один из которых представлен на рис.3. Они интересны тем, что кабина оператора располагается в кормовой части за барабаном. При этом оператор имеет хороший обзор устьевого оборудования, однако наблюдение за процессом намотки трубы на барабан затруднено.

ГЛАВА 2. ОЦЕНКА СРАВНИТЕЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И КОНКУРЕНТНОСПОСОБНОСТИ КОЛТЮБИНГОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

2.1. Основные технико-экономические показатели бурения нефтяных и газовых скважин.

Для сравнения и оценки эффективности применения различных буровых установок, уровня технологии, режимов бурения, соответствия конструкции скважин условиям бурения, работы отдельных бригад, управлений, планирования, нормирования, проектирования бурения  используются различные технические и экономические показатели.

 Технические  показатели темпов бурения и строительства скважин в целом  оцениваются по цикловой, коммерческой, технической, рейсовой  и механической скоростям связанных с продолжительностью цикла строительства скважин и продолжительностью отдельных операций.

Продолжительность цикла строительства Тцс  складывается  из затрат времени Тпс  на подготовительные работы к строительству вышки, привышечных сооружений, затрат времени  Тмс  на монтаж оборудования, затрат времени Тпб  на подготовительные работы к бурению, затрат Тбк  на бурение и крепление скважины, затрат  Тис  на испытание ее и затрат  Тдм   на демонтаж оборудования (в часах):

Тцс  =  Тпс  +  Тмс  +  Тпб  +  Тбк  +  Тис  +  Тдм                      (1)

Отношение длины  Lс   ствола скважины ( в метрах) к продолжительности цикла строительства, выраженной в календарных месяцах (продолжительность календарного месяца равна 720  ч), называется цикловой скоростью бурения (м/ст.-мес):

Vц   =  720 *Lс / Тцс                                            (2)

Цикловая скорость характеризует общий уровень техники, технологии и организации производственного процесса в буровом предприятии, взаимодействия последнего с субподрядными организациями (геофизическая служба, тампонажная контора, строительные подразделения, транспортное предприятия и др.), использование буровых установок, являющихся основными фондами. Она позволяет определить, сколько буровых установок необходимо иметь управлению для выполнения планового объема бурения.

Затраты времени на все виды работ, совершаемых в период от начала первого рейса  долота до завершения крепления скважины эксплуатационной колонной и ее опрессовки, составляют баланс календарного времени бурения. Баланс календарного времени бурения  Тбк  составляют четыре группы затрат:

  1.  Производительное время  Тпр, в которое включают затраты времени на механическое бурение  Тм, на спускоподъемные операции и наращивание бурильной колонны  Тсп, на крепление скважины  Ткр  и на подготовительно-вспомогательные работы (смена долот, проверка и смена забойных двигателей, приготовление и утяжеление промывочной жидкости, измерительные работы и т.п.)  Твсп.

2. Время на ремонтные работы  Тр  в период бурения и крепления.

3. Время на ликвидацию осложнений  Тос, возникших по геологическим причинам.

4. Непроизводительное время  Тнп, расходуемое на ликвидацию аварий, на простои по организационно-техническим причинам:

Тбк  =  Тпр  +  Тр  +  Тос  +  Тип                                          (3)

Отношение длины скважины к календарному времени бурения, выраженному в календарных месяцах, называют коммерческой скоростью ( в м/ст.-мес):

Vком   =  720 *Lс / Тбк                                   (4)

Коммерческая скорость характеризует общий темп бурения и крепления скважины и зависит от природных условий, технической вооруженности  буровой бригады, состояния технологии бурения, уровня организации труда, квалификации и дисциплины членов буровой бригады, а также в немалой степени – от  уровня организации  производственного процесса в буровом предприятии и взаимодействия его с такими субподрядными организациями, как транспортное предприятие, тампонажная контора и геофизическая служба.             

Отношение длины скважины  к производительному времени  называется  технической скоростью бурения ( в м/ст.-мес):

Vтех   =  720 *Lс / Тпр                                                              (5)

Техническая скорость (в м/ ст.-мес) зависит от  природных условий, технических и технологических возможностей  буровых установок, способов и режимов бурения, квалификации  буровой бригады.

Общий уровень организации буровых и  строительно-монтажных работ особенно четко проясняется при сравнении цикловой, коммерческой и технической скоростей бурения. Чем лучше организация строительно-монтажных работ, тем ближе  Vц   и  Vком; чем совершеннее технология бурения, меньше аварий и осложнений по вине бригады, ИТР, тем  Vком  ближе к  Vтех.

Различают три понятия коммерческой скорости бурения – плановая, нормативная и фактическая. Плановую скорость утверждают буровому предприятию в зависимости от фактически достигнутой в базисном году и с учетом сокращения непроизводительных затрат времени за счет использования более совершенных техники и технологии, улучшения организации производственного процесса, дисциплины и квалификации персонала. При расчете нормативной коммерческой скорости учитывают сумму производительных затрат времени по действующим нормам и затрат времени на проведение ремонта оборудования в период бурения и крепления. Фактическую коммерческую скорость рассчитывают с учетом действительной длины скважины и действительного баланса времени бурения.

Также различают два понятия технической скорости – нормативная и фактическая. Нормативную техническую скорость бурения определяют с учетом производительных затрат времени по действующим нормам.

Очевидно, что плановая коммерческая скорость всегда меньше нормативной, а последняя – меньше нормативной технической скорости.

Фактическую техническую скорость рассчитывают с учетом действительной длины скважины и действительного баланса времени бурения.

Фактическая коммерческая скорость всегда меньше технической скорости.

Рейсовая скорость

Vр   =  Hд  /  ( Тм  +  Тсп )                                         (6)

где  Hд - проходка на долото, м; Тм  - продолжительность работы долота на забое, ч;  - продолжительность спуска и подъема долота, наращивания инструмента, Тсп,ч.

Проходка на долото  Hд  - очень важный показатель, определяющий расход долот на бурение скважины и потребность в них по площади и  УБР в целом, число СПО,   изнашивание подъемного оборудования, трудоемкость бурения, возможность некоторых осложнений. Проходка на долото в большей мере зависит от абразивности пород, стойкости долот, правильности их подбора,  режимов бурения  и отработки

Рейсовая скорость определяет темп углубления скважины, она показывает, что темп проходки ствола зависит не только от отработки долота, но и от объема и скорости выполнения СПО. Если долго работать изношенным долотом или поднимать долото преждевременно, то Vр  снижается. Долото, поднятое при достижении максимума рейсовой скорости, обеспечивает наиболее быструю проходку ствола.

Средняя  рейсовая скорость по скважине  выражается через:

 Vр   =  Lс /  (  Тм  +  Тсп  )                                     (7)

Механическая скорость:

 Vм   =  Hд  /  Тм                                      (8)

где Hд  - проходка, м; Тм  - продолжительность механического разрушения горных пород на забое или время проходки интервалов, ч.

Таким образом, Vм - средняя скорость углубления забоя. Она может быть определена по отдельному долоту, отдельному интервалу, всей скважине: 

Vм   =  Lс / Тм                                                         (9)

по УБР  и т.д.

Выделяют текущую ( мгновенную ) механическую скорость:

Vм  =  dh  /  dt                                                                  (10)

При известных свойствах горных пород (средняя) механическая скорость характеризует эффективность разрушения их, правильность подбора и отработки долот, способа бурения и режимных параметров, величину подведенной на забой мощности и ее использование. Если в одинаковых породах и интервалах  одной скважины скорость ниже, чем  в  другой, надо улучшать режим. Изменение текущей механической скорости связано с изнашиванием долота, чередованием пород по твердости, изменением режимных параметров в процессе отработки долота, свидетельствует о целесообразности подъема  долота.

Основными экономическими показателями являются себестоимость строительства скважины, себестоимость 1 м проходки и прибыль.

Себестоимость строительства скважины есть сумма денежных затрат бурового предприятия на строительство и испытание скважины, а также на подготовку к сдаче заказчику. Она включает стоимость материалов, израсходованных при строительстве скважины; стоимость топлива и энергии, полученных со стороны; заработную плату персонала с различного рода надбавками; амортизационные отчисления, связанные с износом бурового оборудования; стоимость износа бурильных колонн и забойных двигателей и ряд других затрат.

Все затраты на строительство делят делят на две на две группы: а) прямые (сюда входят затраты на материалы, энергию, зарплата, амортизационные отчисления и т.п.) и б) накладные (содержание управленческого аппарата, затраты на подготовку кадров, охрану труда и др.) Прямые затраты составляют основную часть стоимости строительства.

Себестоимость 1 м проходки есть частное от деления себестоимости строительства на длину ствола скважины.

Прибыль от строительства скважины – это разность  между сметной стоимостью строительства (с учетом компенсационных доплат заказчика сверх сметной стоимости в связи повышением цен на некоторые материалы и энергию) и его фактической себестоимостью.

Важнейшие резервы снижения себестоимости строительства – сокращение непроизводительных затрат времени и повышение скоростей бурения.

2.2. Сравнительные данные по эффективности применения колтюбинга при различных технологических операциях.

В таблицах ниже приведена оценка эффективности применения колтюбинга на различных технологических операциях:

Таблица 1. Сравнительные данные по эффективности применения колтюбинга на различных технологических операциях