Больше всего времени уходит при строительстве скважины на строительные работы

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.

Опережающее бурение для сокращения сроков строительства нефтяных скважин

В данной статье рассматривается вариант решения актуальной на сегодняшний день задачи — сокращения капиталовложений в строительство скважины за счет применения технологии опережающего бурения скважин под обсадную колонну «направление». Произведен анализ актуальности данного вопроса, рассмотрен стандартный цикл строительства скважины, предложено два альтернативных подхода к этапам строительства скважины, произведены расчеты экономической эффективности данных предложений и сравнение капиталовложений при использовании рассматриваемых методик.

В настоящее время в нефтегазовой отрасли, как и во всех отраслях экономики, происходит активная оптимизация затрат и эффективного использования ресурсов.
При строительстве и разработке месторождений основными составляющими капиталовложений являются (рис. 1) [1]:
• затраты на геологоразведочные работы (порядка 15 % от общих вложений);
• вложения в фонд строительства скважин (примерно 60 % от всех капиталовложений);
• затраты на нефтедобывающее оборудование (около 15 %);
• инвестиции на реконструкцию скважин (до 10 %).

Чаще всего заказчики требуют выполнения работ по принципу «минимальные затраты — максимальный результат», что делает сектор затрат на строительство скважин актуальным в плане оптимизации расходов.
Исходя из всего вышеперечисленного были поставлены задачи:

• анализ традиционного подхода к последовательности этапов бурения, а именно интервала под обсадную колонну (ОК) «направление» (далее ОК «направление»);
• рассмотрение метода оптимизации временных затрат на бурение ОК «направление» путем привлечения сторонней компании;
• рассмотрение способа применения оптимизации затрат, используя дополнительную бригаду капитального ремонта скважин (КРС) внутри компании;
• выявление самого оптимального из предложенных методов.

Общий принцип альтернативных подходов и их сравнение с традиционным методом строительства скважины.
Для снижения затрат на строительство скважин предлагается заранее маломощным буровым станком, до приезда стационарной буровой установки, подготовить первую секцию скважины ОК «направление», что даст сокращение времени строительства скважины и как конечный
результат позволит снизить капиталовложения в строительство скважины в целом.
Выбор интервала именно под ОК «направление» связан с тем, что на территории
Западно-Погребняковского месторождения глубина спуска ОК «направление» составляет
порядка 30 м, диаметр спускаемых труб составляет 324 мм, что позволяет станкам
типа УБР-3М3А и их аналогами производить данный цикл работ. Более глубокое бурение этим оборудованием не удовлетворит условиям и режимам бурения под ОК «кондуктор», так как его глубина значительно больше технических возможностей станков данного класса [2, 3].

На территории Удмуртской Республики бурение новых скважин в 90 % случаев представлено кустовым способом: от 3 до 12 скважин на кусте. Опережающее бурение ОК «направление» предлагается применять только при кустовом бурении, при этом использовать схему движения основной (традиционной) буровой установки с конца куста на начало, исключив тем самым проблему одновременной постановки двух станков для бурения.
Рассмотрим последовательность действий при данном технологическом цикле строительства скважины [4]:

• определение фонда скважин на календарный год для планирования работы буровой бригады опережающего бурения;
• выбор исполнительного органа работы по строительству ОК «направление» станком малой мощности;
• назначение конкретной бригады на строительство фонда скважин и начало работы на месторождении;
• после выполнения работы по строительству под ОК «направление» бригада переезжает на новую точку, а уже из-под обсаженного ОК «направление» интервала — дальнейшее углубление под ОК «кондуктор» и далее продолжается традиционными станками типа «БУ-2500», «БУ-3000ЭУК» и т.п., согласно проектной документации.

Данный технологический цикл уже применялся на территориях Крайнего Севера, где секцию под ОК «направление» спускают в специальных термоизоляционных обсадных трубах, которые позволяют предотвратить растепление многолетних мерзлых пород [5], что требует больших капиталовложений в отсыпку кустовой площадки. В Республике Татарстан на скважинах меньшего диаметра тоже прибегали к данному подходу, где бурение под направление производила компания по бурению на воду.
Рассмотрим временные и финансовые затраты на строительство под ОК «направление» тремя способами (рис. 2, 3):

• одна бригада — одна скважина;
• аутсорсинг — в данном случае — привлечение сторонней организации с целью оказания сервисных услуг;
• делегирование задач внутри компании по подразделениям.

Во всех расчетах затраты на приготовление буровых растворов для бурения под направление входят в суточную стоимость работ буровой установки.

Одна бригада — одна скважина

Строительство скважин по принципу «одна бригада — одна скважина» является традиционным подходом к строительству скважин и подразумевает весь цикл строительства скважины одним буровым станком. На сегодняшний день суточная стоимость работ стационарной буровой установки на месторождениях Удмуртской Республики составляет примерно 650 тыс. рублей в сутки, сроки бурения под ОК «направление» данным способом — в среднем 28 часов, что составляет порядка 758 тыс. рублей.
От данных финансовых затрат будет производиться расчет экономической эффективности альтернативных подходов, так как данный метод является повсеместно применяемым на практике.

Привлечение сторонней организации

На сегодняшний день принцип «привлечение сторонней организации» распространен во всех отраслях мира и нефтяная отрасль не исключение. В данном случае рассматривается сервисное привлечение сторонней компании для выполнения поставленной задачи.
В статье в качестве опорной организации рассмотрена ООО «Удмуртская геологоразведочная партия», которая, по примерным расчетам, выполнит данную операцию за 72 часа, а стоимость составит 350 тыс. рублей.
При привлечении сторонней организации могут возникнуть дополнительные сложности и внутренние несогласования на уровне исполнителя и заказчика, в связи с технологическими особенностями и требованиями к нефтяным скважинам, что может негативно сказаться на качестве выполнения работы и ее экономической целесообразности.

Делегирование задач внутри компании по подразделениям

Как правило, когда все работы цикла строительства скважины выполняются подразделениями компании, достигается лучшее качество, сокращение сроков строительства за счет минимизации непроизводительного времени и, соответственно, сокращение затрат на строительство скважины в целом. Исключается привлечение сторонних коммерческих организаций, которые зачастую не могут гарантировать безупречных результатов выполненных работ.
Помимо всего прочего, в данном случае для еще более эффективного строительства скважин предлагается применить технологию опережающего бурения под ОК «направление», для чего необходимо привлечь бригаду капитального ремонта скважин. Суточная стоимость работ бригады КРС ЗАО «Удмуртнефть-Бурение» составляет 110 тыс. рублей, а средний срок выполнения данного вида работ равен 61 часу, что составит 280 тыс. рублей.
Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что делегирование внутри периметра компании обойдется в 2,7 раза дешевле традиционного метода и в 1,25 раза дешевле привлечения сторонней организации.
Наиболее экономически выгодным способом будет внутреннее делегирование, при котором экономическая эффективность на 1 скважину, в сравнении с традиционным способом «одна бригада – одна скважина», составит 478 тыс. рублей. Данный подход уже показал свою экономическую эффективность при строительстве скважин на месторождениях Республики Татарстан.
Расчеты экономической эффективности данной технологии были произведены на примере месторождений
ОАО «Удмуртнефть» (рис. 4). Планируемый фонд на 2021 г. составил 47 скважин.

При масштабировании затрат на работы становится еще более явным преимущество делегирования строительства под ОК «направление». Для вычисления примерной прибыли от применения данной технологии брался расчет разницы стоимости буровых работ при сравнении каждого из альтернативных методов с традиционным методом.
В ходе вычислений предполагаемой прибыли получены следующие данные: 18,71 млн рублей по итогам всех выполненных работ при использовании сторонней компании и 22 млн рублей при делегировании строительства под ОК «направление» внутри компании.
Для наглядности на рисунке 5 представлены данные по вычисленной прибыли при применении альтернативных подходов.

Определение фонда скважин на календарный год для планирования работы буровой бригады опережающего бурения. Выбор исполнительного органа работы по строительству ОК «направление» станком малой мощности.
Назначение конкретной бригады для строительства фонда скважин и начало работы на месторождении. Практическая реализация — после выполнения строительных работ под
ОК «направление» бригада переезжает на новую точку, а уже из-под обсаженного
ОК «направление» интервала дальнейшее углубление под ОК «кондуктор».

нефтяные месторождения, строительство скважин, бурение скважин, опережающее бурение

Кузьмин В.Н., Дё А.Д., Дорофеев Н.П., Седов Н.В., Барданова О.Н., Юхнин И.С., Алешкин С.В. Опережающее бурение для сокращения сроков строительства нефтяных скважин // Экспозиция Нефть Газ. 2022. № 2. С. 53–56. DOI: 10.24412/2076-6785-2022-2-53-56

УДК 552.2
DOI: 10.24412/2076-6785-2022-2-53-56

© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК