Процесс строительства нефтяных и газовых скважин

Длительность цикла определяется суммой продолжительнос­ти отдельных трудовых процессов. Она зависит от ряда факторов:

— природных условий (рельеф местности, глубина бурения скважин, характер разбуриваемых пород, толщина и число про­дуктивных гоизонтов;

— уровня технической оснащенности предприятий (характер и состояние применяемой техники при проведении различных операций, наличие средств контроля за процессом бурения);

— состояния организации ведения работ (организация обслу­живания, уровень квалификации работников, уровень руковод­ства работами).

Таблица 5. Структура производственного цикла строительства скважины

Сокращение продолжительности цикла строительства сква­жин имеет большое экономическое значение. Оно позволяет по­высить производительность труда работников бурового предпри­ятия, снизить себестоимость строительства (около 65% всех зат­рат на строительство скважин зависят от его продолжительнос­ти), улучшить степень использования оборудования. Все это в конечном счете обеспечивает рост прибыли предприятия и рен­табельности производства.

Процесс бурения (проводки скважины) включает в себя сле­дующие операции: механическое бурение (разрушение горной породы); спуско-подъемные операции, связанные со сменой изношенного долота; подготовительно-вспомогательные работы (наращивание инструмента, электрометрические исследования и т.д.); крепление ствола (спуск обсадных колонн и их цементи­рование); работы по ремонту оборудования, ликвидация ослож­нений, аварий, брака.

Все технические и организационные мероприятия в процессе механического бурения в первую очередь направлены на повы­шение скорости проходки и сооружения скважины в заданном направлении.

Повышение скорости бурения в значительной мере зависит от правильного выбора режима, к основным параметрам кото­рого относятся осевая нагрузка на долото, частота его враще­ния, количество и качество промывочной жидкости.

Спуско-подъемные операции относятся к наиболее трудоем­ким работам. На них приходится до 40% всего времени.

Механизация этих работ является наиболее эффективным средством ускорения и облегчения проведения.

Использование испытателей пластов в процессе бурения дает возможность отказаться от спуска обсадной колонны, если пласт оказывается «сухим».

Одной из основных черт рациональной организации произ-водственнного процесса является отсутствие в ходе его выпол­нения перерывов, не предусмотренных технологией производ­ства. Перерывы в процессе бурения скважин связаны с ремон­том бурового оборудования, ликвидацией осложнений и ава­рий, а также организационными неполадками.

Затраты времени на ремонт в общих затратах на бурение в среднем составляют 6%. Для его сокращения необходим своев­ременный профилактический осмотр оборудования, проведение ремонтов параллельно с другими работами (например, ремонт буровых насосов возможно проводить во время спуско-подъем-ных операций).

В процессе бурения возникают различного рода осложнения в основном, геологического характера (поглощение промывочной жидкости, осыпание пород, нефтегазопроявления и т.д.). Рабо­ты по их ликвидации занимают около 5—7% общих затрат вре­мени на бурение.

Могут происходить аварии по техническим причинам (слом бурильных труб, долот и т.д.) или по вине буровой бригады (прихват инструмента, разрушение долота в результате наруше­ния режима бурения и т.д.).

Затраты по ликвидации аварий занимают до 15—20% общих затрат времени. Основные мероприятия по снижению аварийно­сти — соблюдение заданной технологии, профилактика обору­дования и инструмента, обучение буровых бригад правилам бе­заварийной работы.

Большая доля в общих затратах на бурение скважины (около 15%) приходится на простои организационного характера. Осо­бенно они велики из-за отсутствия электроэнергии, воды, транс­порта, рабочих и т.д.

Для уменьшения простоев необходимо своевременное обуст­ройство районов разбуривания и создания систем энерго- и водо­снабжения, дорог, баз по ремонту оборудования, а также органи­зация планово-предупредительного ремонта и материально-тех­нического снабжения буровых предприятий и бурящихся скважин.

Частичные производственные процессы, связанные со стро­ительством скважины, делятся на основные и вспомогательные.

К основным относятся: вышкомонтажные работы, бурение и крепление ствола скважины, ее испытание.

Важнейшие виды вспомогательных процессов следующие:

выработка энергии различных видов; техническое обслуживание орудий труда (профилактические осмотры оборудования, теку­щий и капитальный ремонт, изготовление запасных частей и деталей); проведение геофизических исследований (замер кри­визны и азимута ствола), другие электрометрические исследова­ния; проведение заливочных работ (установка цементных мос­тов в скважине, цементирование обсадных колонн); прочие виды обслуживания (транспортировка грузов, лабораторные исследо­вания, хранение инструмента, материалов и др.).

Таблица 6. Формы организации работ по строительству скважин

Примечание. ПБ — бригада, проводящая подготовку к строительству; ВБ — вышкомонтажная бригада; РБ — ремонтная бригада; ПНБ — бри­гада, проводящая подготовительные работы к бурению (пуско-наладочная бригада); ББ — буровая бригада; БИ-бригада по ис­пытанию скважин.

В настоящее время применяются несколько форм организации работ по строительству скважин, которые являются разновиднос­тью двух основных — специализированной и комплексной.

При специализированной форме (табл. 6) отдельные элемен­ты цикла строительства скважины выполняют высококвалифи­цированные специализированные бригады. При этом обеспечи­вается быстрое и качественное проведение работ. Эта форма осо­бенно эффективна в условиях высокой концентрации буровых работ. Ее недостатком является невозможность закрепления бу­рового оборудования за отдельными буровыми бригадами, слож­ность координации работ специализированных бригад, участву­ющих в строительстве скважин.

При комплексной форме организации все работы (кроме под­готовительных работ к строительству) производит универсаль­ная буровая бригада, в состав которой вводится звено вышко-монтажников. Эта форма организации позволяет закрепить бу­ровое оборудование за бригадами, улучшить его использование, обеспечить полную загруженность бригады.

Процесс строительства скважин имеет ряд особенностей, от­личающих его от процессов других производств нефтяной и га­зовой промышленности.

Они значительно влияют на характер организации работ, про­изводственную структуру бурового предприятия и, следователь­но, на экономические результаты его деятельности.

— на обработку предмета труда значительное влияние оказы­вает природный фактор;

— проходка ствола осуществляется с поверхности земли на значительные глубины. Это обусловливает применение таких тех­нических средств, которые обеспечивали бы бурение скважины в точно заданном направлении, контроль за работой породоразрушающего инструмента, его доставку на забой и обратно. Буре­ние ведется без доступа человека к забою;

— различие состава разрушаемых пород, возможность появ­ления сложных для разбуривания пластов и горизонтов требует организации специальных служб, ведущих систематический кон­троль за процессом бурения;

— предмет труда территориально закреплен и обособлен. Ме­сто производства работ определяется в зависимости от наличия скоплений нефти и газа, что приводит к значительной разбро­санности производственных объектов и удаленности их от баз снабжения, ремонта, жилья. Это требует организации дополни­тельных участков, строительства дорог и т.д. Все это усложняет организацию производственного процесса;

— производство буровых работ предусматривает системати­ческое перемещение громоздкого бурового оборудования с од­ного объекта строительства на другой. Возникает необходимость организации очень сложного и трудоемкого процесса демонта­жа, перевозки и монтажа буровых установок. Для проведения работ создаются специальные службы (вышкомонтажные управ­ления или цехи);

— геологические особенности месторождений, выражающи­еся в наличии обваливающихся пород, зон поглощений промы­вочной жидкости, нефте-, газо- и водопроявляющих горизон­тов требует спуска в скважину и цементирования обсадных ко­лонн. Процесс цементирования осуществляют специальные служ­бы (тампонажное управление или цех);

— строительство скважин связано с вскрытием, опробованием и освоением продуктивных горизонтов (испытание скважин). Ха­рактер проведения процесса испытания скважин зависит от числа продуктивных горизонтов, их мощности, давления нефти и газа в пластах. Для проведения работ создаются специальные цехи;

— процесс бурения скважины (обработка предмета труда) является непрерывным и для контроля за его круглосуточным ходом создаются специальные инженерно-технологические служ­бы (центральные и районные);

— готовая продукция не требует доставки до потребителя, поэтому в составе буровых организаций отсутствуют сбытовые подразделения.

Перечисленные особенности процесса строительства скважин, продукции, масштабы (концентрация) производства, степень его специализации и кооперирования, разбросанность объек­тов, наличие коммуникаций и т.д. определяют производствен­ную структуру предприятия. С учетом этих факторов выделяются три типа (структуры) буровой организации (управления буро­вых работ — УБР или управления разведочного бурения — УРБ);

— глубоко специализированная (максимально возможное вы­деление из состава предприятия служб подсобно-вспомогатель­ного производства и концентрация его в рамках специализиро­ванных подразделений: транспорт, материально-техническое снабжение и т.д.). Такие структуры наиболее эффективны при значительной концентрации буровых работ в регионе (рис. 6);

— универсальная или комплексная (максимально возможное сохранение в составе предприятия подразделений вышкомон-тажного, тампонажного, вспомогательного производства). Такая структура эффектна в случае значительной разбросанности про­изводственных объектов, отдаленности от баз ремонта, снабже­ния и т.д., относительно незначительного объема работ в райо­не расположения предприятия;

— частично специализированная (выделение из ее состава только некоторых служб, например, транспортных).

В соответствии с делением производственных процессов на ос­новные и вспомогательные все цехи и хозяйства УБР также делят­ся на основные и вспомогательные. Деятельность основного и вспо­могательного производств координируют в целях выполнения опе­ративных суточных заданий по бурению — центральная инженер­но-технологическая служба (ЦИТС). К подразделениям основного производства относятся районные инженерно-технологические службы (РИТС), оперативно-объединяющие буровые бригады (ББ) и бригады по испытанию скважин (БИ). Районные инженерно-технологические службы осуществляют круглосуточный техноло­гический контроль за ходом производственных процессов.

Рис. 6. Производственная структура управления буровых работ (управления разведочного бурения)

Ряд служб подсобно-вспомогательного производства концен­трируется в рамках базы производственного обслуживания (БПО) со специализацией по технологическому признаку.

В ее состав входят:

• 1) прокатно-ремонтный цех бурового обрудования (ПРЦБО);
• 2) прокатно-ремонтный цех электрооборудования и электро­снабжения (ПРЦЭ и Э);
• 3) прокатно-ремонтный цех турбобуров и труб (ПРЦТТ);
• 4) инструментальная площадка (ИП).

Прокатно-ремонтные цехи базы производственного обслужи­вания обеспечивают буровые бригады исправным силовым и энергетическим оборудованием, инструментом, бурильными и обсадными трубами; осуществляет надзор за правильной их экс­плуатацией, обслуживанием, проводят их ремонт в планово-пре­дупредительном порядке.

Инструментальная площадка осуществляет бесперебойное снабжение буровых долотами, пусковым инструментом (эле­ваторами, ключами), материалами (тормозными колодками, талевыми канатами), обеспечивает бережное хранение материально-технических средств, организовывает сбор металло­лома на буровых.

Кроме БПО в состав управления буровых работ может вхо­дить ряд специализированных цехов и служб, вспомогательного производства, таких как пароводоцех (ПВЦ), цех промывочных жидкостей (буровых растворов) (ЦПЖ) и т.д.

При специализированном буровом производстве вышкомон-тажное, транспортное, тампонажное производства концентри­руются на уровне территориального производственного объеди­нения по добыче нефти и газа, действующего на правах акцио­нерного общества (АО). Вышкомонтажный цех (управление) ве­дет строительство наземных сооружений (прокладку и разборку водо- и пароводных труб, строительство подъездных путей), стро­ительство и разборку привышечных сооружений, монтаж и де­монтаж бурового оборудования.

Цех крепления скважин (тампонажное управление) произво­дит работы, связанные с цементированием промежуточных и эксплуатационных колонн скважин, зон поглощения промывоч­ной жидкости и т.д.

Цех опробования (испытания) и освоения скважин произво­дит работы по вызову притока нефти или газа из пластов, под­готовку к закачке в нефтяные залежи воды с целью поддержа­ния пластовового давления и т.д.

Цех пароводоснабжения занимается обслуживанием котель­ных и насосных, обеспечивающих буровые паром и водой.

Цех промывочных жидкостей осуществляет работы по при­готовлению промывочного раствора определенного качества, перекачку его на буровые, подвозку сухой глины к буровым (при индивидуальном приготовлении раствора буровыми бри­гадами).

К основным направлениям повышения эффективности про­цесса строительства скважин относятся:

• — сокращение продолжительности цикла;
• — обеспечение заданных параметров скважин, их высокого качества, особенно заканчивания (испытания).

Это обеспечивает снижение стоимости буровых работ, по­вышение их прибыльности и рентабельности, получение до­полнительного эффекта в нефтегазодобыче за счет увеличе­ния дебита скважин в результате оптимального заканчива­ния скважин.

Сокращение продолжительности цикла строительства сква­жины достигается за счет применения новой техники, совер­шенствования технологии и организации работ.

Так, продолжительность вышкомонтажных работ может быть снижена путем создания и применения портативных, транспор­табельных, монтажеспособных буровых установок, специальных транспортных средств для перевозки оборудования (специаль­ных тяжеловозов), изменения организации ведения работ за счет перехода от односменного к круглосуточному графику, подго­товки специальных кадров вышкомонтажников и т.д.

Снижение продолжительности бурения и крепления скважи­ны (рост скорости) может быть достигнуто в результате приме­нения новых типов долот, забойных двигателей, буровых насо­сов, оптимизации режимов бурения, что приводит к сокраще­нию продолжительности и разрушения горной породы, объема наиболее трудоемких спуско-подъемных и подсобно-вспомога­тельных операций за счет роста проходки на долото, следова­тельно, снижению числа рейсов инструмента.

Повышение темпов ведения этих операций обеспечивается использованием буровых лебедок новых конструкций, средств механизации.

Уменьшение продолжительности крепления скважин обеспе­чивается упрощением и облегчением ее конструкции за счет при­менения долот малого диаметра, отказа от спуска ряда проме­жуточных колонн или уменьшения их длины и диаметра, при­менением испытателей пласта, использования мощной техники при заливке скважин.

Уменьшение затрат времени на проведение ремонтов, лик­видацию осложнений, аварий и простоев достигается улучше­нием организации труда буровых бригад, использованием более надежной техники и инструмента, их профилактикой, своевре­менным материально-техническим обслуживанием производ­ственных объектов.

Совершенствование производственной структуры достига­ется дальнейшей концентрацией отдельных видов производств, выделением их из состава бурового предприятия, например, передача проведения основных ремонтных работ специализи­рованным предприятиям-заводам, концентрированием выш-комонтажного, тампонажного производств и транспортного об­служивания в рамках обособленных подразделений (филиалов), входящих в состав производственных нефтегазодобывающих объединений.

Повышение эффективности процесса строительства скважи­ны обеспечивается рядом мероприятий, связанных с переходом к рыночным отношениям участников освоения месторождений нефти и газа.

В состав договорной цены включаются затраты на строитель­ство скважины и плановая прибыль, размер которой может быть различным, определяя в условиях конкуренции возможность получения буровой организацией объема подрядных работ.

При оценке качества строительства скважин договорную цену, позволяющую оценить повышение качества вскрытия продук­тивных горизонтов, улучшение параметров скважин, надежнос­ти, безотказной работы крепи в течение гарантируемого буро­виками периода и другие показатели, характеризующие улучше­ние потребительных свойств скважин, определяют в виде суммы базисной цены скважины, рассчитанной на основе стоимости и надбавки к ней.

Важнейшим показателем качества заканчивания скважины является обеспечение (превышение) суточного базисного деби­та в начальный период ее эксплуатации.

За базисный дебит по договору с заказчиком может быть при­нят суточный проектный (расчетный) дебит или дебит, полу­ченный по ранее пробуренной скважине — представительнице на участке (площади) с аналогичными условиями.

В этом случае в основу формирования договорной цены закладываются фактические расходы на строительство сква­жины-представительницы и прибыль буровой организации, скорректированная на конечный результат (дебит).

Чем больше фактический дебит по сравнению с расчетным, тем выше цена скважины и прибыль бурового предприятия.