USD 73.7663

0

EUR 86.8451

0

BRENT 73.44

0

AИ-92 45.72

+0.01

AИ-95 49.61

+0.03

AИ-98 56.37

+0.02

ДТ 49.75

0

6 мин
148
0

Дифференцированный подход к выбору бурового оборудования

Дифференцированный подход к выбору бурового оборудования

Увеличение объемов эксплуатационного и разведочного бурения за последние годы в России, а также рост капитальных вложений в бурение нефтяных и газовых скважин требует необходимости обновления парка буровых установок.

К основным причинам приобретения новых установок буровыми компаниями следует отнести [1]:

- участие буровых компаний в новых проектах – разбуривание перспективных нефтяных и газовых месторождений;

- изменение условий бурения скважин (увеличение глубин скважин, выход на неосвоенные территории, бурение в сложных арктических условиях);

- реализация современных технологий проходки скважин;

- снижение затрат на бурение скважин;

- увеличение в добыче доли трудноизвлекаемой нефти.

Реализация современных технологических направлений, таких как: безамбарное бурение, бурение на депрессии (с управлением давления), управляемое шпиндельное бурение (управление противодавлением на поверхности), бурение с одновременной обсадкой, и т.д. требует применения соответствующих технических средств: закрытой циркуляционной системы, специализированной системы верхнего привода, азотных установок, специализированной оснастки для наращивания, удержания на устье и передачи вращения на обсадные трубы (при бурение на обсадных трубах).

В результате буровая установка как средство для реализации технологических решений, должна быть оснащена сложным комплексом оборудования, к которому предъявляются повышенные требования в соответствии с правилами промышленной и экологической безопасности, и с повышенными требованиями к энергосбережению и энергетической эффективности [2].

Анализ выпускаемого в последнее время оборудования показывает, что современной тенденцией является расширение доли буровых установок с частотно-регулируемым приводом переменного тока – серия VFD – variable frequency drive. Например, буровые установки Lewco AC (USA), ZJ-70 DBS (China) буровой компании «Евразия». Дальнейшим развитием предусматривается исключение тормозных резисторов и возможность рекуперации мощности [3].

Буровые установки Промышленной группы «Генерация» (Россия) имеют оригинальную конструкцию циркуляционной системы с дистанционными задвижками к емкостям, оснащенную четырехступенчатой системой очистки бурового раствора с функцией «Теплый пол», что позволяет работать с полимерными растворами, не перегревая их в емкости. Контейнерный вариант изготовления в отличие от блочно-модульного позволяет сократить на 15-20 суток непроизводительное время при мобилизации буровых установок [4].

В настоящее время производители бурового оборудования (БО) стремятся максимально удовлетворить требования покупателей по повышению эффективности процесса бурения нефтяных скважин. Отсюда стремление производителей к выпуску полностью комплектных универсальных многоцелевых и многофункциональных БУ с широкими технологическими возможностями и ориентированных на производство сложных буровых работ.

Для оценки эффективности применения буровой установки с различными функциональными возможностями предлагается использовать показатель К, который помимо количественной оценки определенного технологического параметра (например скорости спуско-подъемных операций) учитывает и экологическую безопасность при производстве буровых работ.

Таким образом, расчетная модель эффективности применения выбранной функциональной структуры буровой установки может быть представлена в виде выражения

рис 1.jpg

Необходимость введения в расчетную модель экологического критерия продиктована тем, что твердые и жидкие отходы производства, выбросы взвешенных веществ, газовые ингредиенты и т.д. являются серьезными загрязнителями биосферы[5].

рис 1.jpg

В международной практике существуют три так называемых метода разработки нефтяных месторождений [6]:

 - первичный, при котором потенциал агента, вытесняющего нефть, реализуется за счет использования естественной энергии месторождения;

 - вторичные методы, направлены на поддержание пластовой энергии путем закачки воды и газа;

 - третичные - вытеснение нефти теплоносителями, воздействие с помощью внутрипластовых реакций (газовые, химические, микробиологические методы и т.д.)

Доступ к нефтяному пласту для создания вышеназванных условий извлечения нефти осуществляется путем бурения (строительства) скважин. Нефть из пласта в скважину поступает под действием перепада давления между пластом и забоем скважины (гидравлическая система «пласт-скважина»). От состояния призабойной зоны пласта, вскрытого нефтяной скважиной, существенно зависят эффективность разработки месторождения, дебиты и величина пластовой энергии, которая может быть использована на подъем жидкости в скважине.

С позиции системного подхода, как комплекса взаимосвязанных элементов, в целом процесс добычи углеводородов можно представить как систему взаимосвязанных элементов «буровая установка – скважина - нефтяной пласт».

Между выделенными элементами существуют определенные зависимости, установление которыми позволит подойти к проблеме управления эффективностью применения технических средств на этапах производства буровых работ в системе «буровая установка – скважина».

Одной из методик системного анализа является функционально-стоимостное моделирование исследуемой системы [7].

Особенностью функционально-стоимостного анализа (ФСА) является установление целесообразности (достаточности или избыточности) функций, которые должен выполнять объект (буровая установка) в конкретных условиях.

 Исследование функциональных связей

В таблице 1 представлена взаимосвязь основных технологических операций , комплекса необходимых основных  и вспомогательных  функций буровой установки при формировании ствола скважины.

где n, i, j – порядковый номер технологических операций, основных и вспомогательных функций соответственно.

Совокупностью вспомогательных функций , реализуемых отдельными функциональными блоками , обеспечивается выполнение основных функций .

Например, технологическая операция  - Углубление скважины обеспечивается путем «Осевой подачи бурового инструмента и его удлинения», для чего буровая установка должна выполнять грузовую функцию , которая в свою очередь реализуется посредством 4-х вспомогательных: - спуск инструмента; - подъем инструмента; - удержание инструмента; - компоновка инструмента.

 рис 1.jpg

На рис. 1 и 2 представлена графическая интерпретация результатов функционального анализа в виде укрупненной функциональной модели работы буровой установки.

рис 1.jpg

рис 1.jpg

В таблице 2 представлена общая компоновка буровой установки, реализующая механический вращательный способ разрушения горных пород. Следует отметить, что декомпозицию буровой установки на функциональные блоки определяет заказчик бурового оборудования.

Таким образом, применение функционально-стоимостного анализа позволяет определить относительную стоимость функциональных блоков при минимуме затрат на строительство скважины. Базовая стоимость каждого блока определяется исходя из его функционального назначения в общей структуре буровой установки, с учетом адаптации к условиям эксплуатации (температура, влажность, взрыво- и коррозионно-опасная среда и т.д.) на данном нефтяном месторождении. 

Литература:

1) Карпов Ю. А. Текущие тенденции на рынке бурового оборудования. // Бурение и нефть. – 2012. - №1. – С.12-14.

2) Буровые комплексы. Современные технологии и оборудование. – Екатеринбург: УГГГА, 2002. – 592 с.

3) Эпштейн В. Е. Основные тенденции развития бурового оборудования и технологий // Бурение и нефть. – 2012. - №6. – С. 4-7.

4) Витковский А. А. Современные буровые установки ПГ «Генерация» как ключ к экономической эффективности // Нефть и Капитал. – 2013. - №6. – С.23-25.

5) Сердобинцев Ю. П. Обеспечение эффективности управления эксплуатационными свойствами трибосопряжений технологического оборудования в процессе жизненного цикла: монография / Волгоград.гос. техн. ун-т; Ю. П. Сердобинцев, О. В. Бурлаченко. – Волгоград, 2005. – 353 с.

6) Козловский Е. Увеличение отдачи нефтяных месторождений как стратегия оптимального воспроизводства нефтедобычи // Е. Козловский, А. Боксерман. – Промышленные ведомости. – 2005. – №11. – С. 23-30.

7) Окулесский В. А. Функциональное моделирование – методологическая основа реализации процессного подхода / В.А. Окулесский. – М.: НИЦ CALS-технологий, 2001. – 156.с. 



Статья «Дифференцированный подход к выбору бурового оборудования» опубликована в журнале «Neftegaz.RU» (№3-4, Март 2014)

Авторы:
Читайте также