XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

В данной работе рассмотрены целевые показатели эффективности при бурении скважин на Самотлорском месторождении. Проанализированы новые методы сокращения времени на бурение скважины, а также предложен детальный контроль над процессами на буровой дающий информацию для оптимизации параметров бурения, что в свою очередь позволит увеличить скорость проходки.

Нефтегазовая отрасль это одна из основных составляющих промышленного комплекса России. Высокая конкуренция и передовые технологии на рынке влечёт за собой необходимость реформирования отрасли, что в свою очередь связано с обеспечением высокой конкурентоспособности предприятий. В связи с чем в практику управления предприятиями следует внедрять новые подходы в менеджменте, одним из таких подходов является применение системы KPI. Из этого следует что вопросы разработки и использования системы ключевых показателей эффективности для предприятий нефтегазовой отрасли являются актуальными.

Целью данной работы является определение целевых показателей эффективности бурения Самотлорского месторождения и применение их в деятельности предприятий нефтегазовой отрасли. Для этого в работе были изучены различные подходы к определению ключевых показателей, изучена специфика предприятий нефтегазовой отрасли на примере нескольких российских и зарубежных предприятий, обобщён концептуальный механизм разработки системы КПЭ для нефтегазовой отрасли.

Целевые показатели эффективности (англ. KeyPerformanceIndicators, KPI) — показатели деятельности подразделения (предприятия), которые помогают организации в достижении стратегических и тактических (операционных) целей. Использование ключевых показателей эффективности даёт организации возможность оценить своё состояние и помочь в оценке реализации стратегии.

К процессу разработки системы KPI необходимо приступать после завершения нескольких обязательных подготовительных этапов, а именно:

 выработка стратегического видения;

 определение функциональных целей, т.е. построение стратегической карты;

 определение ключевых показателей эффективности (KPI).

Правильное определение целевых показателей эффективности при бурении скважин на Самотлорском месторождении в свою очередь принесёт не только оптимизацию строительства скважин, но и увеличит скорость проходки что в свою очередь положительно повлияет на экономическую прибыль. При этом скважины, которые бурятся и эксплуатируются, должны быть конкурентными по стоимости и представлять больший интерес в плане потребительской ценности, чем большинство скважин конкурентов.

Одним из таких показателей является так называемый Technical Limit (Технический предел). Основой метода «Технический предел» является вовлечение рядовых сотрудников в процессы планирования, выбора и оптимизации технических решений.

В настоящее время метод «Технический предел» активно применяется крупнейшими мировыми нефтегазовыми компаниями, такими как British Petroleum, ConocoPhillips, Exxon, Газпромнефть и др.

Мировая практика показывает, что внедрение этого метода позволяет повысить показатели бурения на 50 % и более. Согласно данному методу процесс строительства скважин был разделен на четыре этапа (рис. 1).

Рис. 1. Схема процесса строительства скважин при реализации метода «Технический предел»

Планирование. На данном этапе определяется лучшая «композитная скважина», для чего анализируется время бурения скважин одной категории и выбирается лучшее время из однотипных операций.

Подготовка. На основе анализа времени бурения композитной скважины выделяется скрытое непроизводительное время, подбираются оптимальные доступные технологии строительства скважин.

Реализация. Перед началом работ проводятся специализированные технические сессии, на которых детально разбирается план бурения скважины. Задачей сессии являются выявление слабых мест и поиск скрытых резервов. К обсуждению привлекают всех участников процесса строительства скважины: геологов, всех сервисных подрядчиков и другой персонал, предоставляющий услуги по бурению рассматриваемой скважины. Итогом сессии является оптимальный план строительства скважины, в соответствии с которым выполняются работы. В процессе бурения постоянно сопоставляются фактические и плановые сроки.

Извлеченные уроки. По окончании строительства скважины проводится сессия с детальным обсуждением выполненных работ и причин несоответствия фактических и плановых результатов, если таковое имело место, формируются предложения, предотвращающие их повторение в дальнейшем.

Как невозможно представить в 21 веке человека, который никак не связан с IT-технологиями, так и невозможно представить нефтегазовую отрасль без их применения. Кампания Shell предлагает применять компьютерные технологии при выполнении тяжелых механических и гидравлических буровых работ, которые в свою очередь позволят исключить присутствие людей в опасных зонах. Инженеры-буровики смогут сосредоточиться на совершенствовании и калибровке алгоритмов, в основе которых лежат передовые методы работы, что повысит производительность работ. Кроме того, эксплуатация буровых установок, оснащенных автоматизированными системами управления, снижает необходимость присутствия квалифицированного бурового персонала на местах. Именно поэтому специалисты «Шелл» разработали свою революционную систему управления SCADAdrill, которая в настоящее время используется на различных объектах в разных странах и обеспечивает автономное управление бурением и контроль над траекторией ствола скважины. Система рассчитана на использование стандартного бурового инструмента от поставщиков со средним ценовым диапазоном.

Рис. 2. Пульт управления системой SCADAdrill

Компьютерная система SCADAdrill подключается к имеющимся приборам и средствам управления буровой установки и, отслеживая все параметры бурового процесса, управляет ее оборудованием на принципах обратной связи. Таким образом, в процессе бурения осуществляется непрерывный контроль ориентации ствола скважины. Это помогает обеспечить эффективность бурения и достижение проектной глубины.

Система SCADAdrill может работать полностью автономно, без какого-либо участия человека. Использование этой системы позволяет инженерам осуществлять дистанционный мониторинг буровой установки. При необходимости человек может взять управление на себя. Таким образом, специалисты центров оптимизации технологических процессов, находясь на расстоянии в сотни километров от скважины, могут проводить внутрискважинные работы. Автоматизированная система бурения SCADAdrill обеспечивает значительно более устойчивые характеристики, чем система, управляемая человеком вручную, поскольку человек подвержен действию различных отвлекающих факторов.

Также в целях оказания помощи сотрудникам, принимающим решения на местах, «Шелл» в реальном масштабе времени предоставляет консультации специалистов, которые работают под эгидой центров оптимизации качества работ, действующих по всему миру. Помимо этого, центры обеспечивают распространение опыта, приобретенного в результате анализа принятых мер, что способствует непрерывному совершенствованию производственных процессов.

Центры «Шелл» оснащены программными инструментами и средствами спутниковой связи, позволяющими вести удаленный мониторинг скважинных работ и предлагать технические решения в реальном времени. Например, проектирование и выбор траекторий скважин проводятся при помощи новейших программ для трехмерного моделирования недр. Центры оптимизации работ обеспечивают очень быстрое распространение информации, принятие компетентных решений, а также полезные консультации со специалистами в критические моменты бурения или заканчивания скважин.

Рис. 3. Центр оптимизации качества работ

В свою очередь, чтобы уменьшить время бурения скважин стоит отказаться от строительства телескопических скважин. В 2004 году концерн «Шелл» пробурил первую в мире скважину монодиаметра – с единым фиксированным внутренним диаметром от забоя до устья. Тем самым было доказано, что можно отойти от столь неудобной, сужающейся к низу геометрии скважин обычной конструкции. На этом начальном этапе технология строительства скважин монодиаметра требовала использования сложного бурового снаряда и не менее сложных рабочих процедур для установки расширяемой обсадной колонны. Однако в 2011 году специалисты «Шелл» предложили более простой метод расширения буровой колонны – систему «верхний якорь с протяжкой» (Top Anchor and Pull, TAaP).

Упрощенный скважинный снаряд доказал работоспособность в процессе испытаний и в настоящее время проходит апробацию на месторождениях Северной Америки – как морских, так и на суше. Скважина монодиаметра обладает многочисленными преимуществами, поскольку требует меньше стали, бурового раствора и цемента. В результате снижается воздействие скважины на окружающую среду и ее стоимость. С точки зрения производства работ, скважины данного типа позволяют обеспечить высокий уровень стандартизации, а также использовать сравнительно небольшие специализированные буровые установки. Кроме того, данная технология позволяет увеличить отход от вертикали имеющихся скважин на частично истощенных месторождениях. Благодаря этому последнему преимуществу появляется возможность достичь труднодоступных запасов за счет спуска теоретически неограниченного числа звеньев обсадной колонны/ хвостовика.

 

Рис. 4. Обсадная колонна диаметром “9 5/8” с расширительным конусом демонстрирует метод, благодаря которому стенки обсадной колонны можно «выдавливать» наружу, чтобы обеспечить их плотное прилегание к стволу скважины

Рис. 5. Процесс спуска обсадной колонны

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цели, поставленные в работе выполнены. В частности, рассмотрены целевые показатели эффективности при бурении скважин, проанализированы новые методы сокращения времени на бурение и оптимизацию строительства скважины. Применение предложенных показателей эффективности позволит ускорить процесс строительства скважин, избегать аварий анализируя каждую из пробуренных скважин чтобы не повторить ранее допущенные ошибки, а, следовательно, получить экономическую выгоду.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

“Система единых показателей оценки эффективности деятельности вертикально-интегрированных нефтяных компаний” Бурёнина И.В., Варакина В.А. Издательство интернет-журнал “Науковедение” 2014 г.

“Технический предел — проект повышения эффективности бурения”С.В. Погадаев, А.О. Соболев, В.А. Карсаков, К.В. Кулаков. Издательство “Нефтяное хозяйство” 2016 г.

“Применение системы ключевых показателей эффективности для предприятий нефтегазовой отрасли” О. Ю. Тюпишева Издательство “Национальный технический университет Харьковский политехнический институт” – 2010 г.

https://www.shell.com.ru/content/dam/shell-new/local/country/rus/downloads/pdf/wpc/new-oil/wells_rus.pdf

http://sis.slb.ru/upload/iblock/594/techlog_drilling.pdf

Научный руководитель – Савельева Н.Н.,кандидат педагогических наук, доцент, зав. кафедрой нефтегазовое дело.

Код для цитирования: Скопировать