Организация процесса цементирования скважин по методологии стандарта качества ISO 9001:2008

Process organizing of well cementing as per quality standard methodology ISO 9001:2008

Авторами представлен процессный подход к управлению качеством цементирования скважин по методологии международного стандарта качества ИСО 9001:2008.

The authors are presenting process approach to control over quality of well cementing as per methodology of international standard of quality ISO 9001:2008

С увеличением доли горизонтальных и наклоннонаправленных скважин, постоянным усложнением их траектории проблемы повышения качества цементирования становятся особенно актуальными. Наклонно-направленные и горизонтальные скважины характеризуются особенностями, оказывающими влияние на последующий процесс цементирования, в частности:

ствол скважины практически всегда осложнен желобными выработками вследствие движения колонны бурильных труб и их трения о стенку скважины. В большинстве случаев данный факт не учитывается;
искривление ствола скважины зачастую способствует повышенной осложненности кавернами, что затрудняет процесс очистки ствола скважины и снижает качество цементирования.

В большинстве случаев не делается поправка на эти особенности и работы ведутся по давно разработанным и опробованным планам. Однако с изменением условий строительства скважин такие «накатанные» планы работ теряют свою актуальность. Анализ качества цементирования скважин в Краснодарском филиале ООО «РН-Бурение» выявил негативные тенденции – ежегодное снижение качества цементирования и потерю контроля над управляемостью всего процесса крепления в целом.

С целью выявления наиболее значимых факторов, влияющих на показатели качества цементирования, управляемость всего процесса цементирования в целом и обнаружения недостатков существующей системы нами был применен процессный подход к управлению, на котором построены международные стандарты качества серии ISO 9000.

Эдвард Деминг – основатель современной науки о качестве – утверждал, что более 90% ошибок вызваны не действиями конкретного исполнителя, а недостатками системы в целом.

Для того чтобы понять, каким образом следует влиять на систему организации процесса цементирования, мы воспользовались тремя ключевыми теориями управления качеством.

1. Парадигма изменчивости Уолтера Шухарта, которая объясняет влияние системной (внутренней) изменчивости и внешней (специальной) изменчивости на конечный результат процесса в целом.

С точки зрения данной теории все мероприятия по повышению качества цементирования должны быть направлены на минимизацию изменчивости системы.

2. Постулат Эдварда Деминга, говорящий о том, что если старания и усердная работа направлены на неправильные дела или на нужные дела, но не так, как следует, получается результат хуже первоначального.

Любая система имеет свой процент ошибок, обусловленный наличием внутренней изменчивости, о которой говорилось выше. И если система находится в состоянии, когда ей присуща только внутренняя изменчивость, любое вмешательство извне будет увеличивать изменчивость системы и делать результат менее предсказуемым. Поэтому, прежде чем предпринимать какие-либо действия по «оптимизации» процесса, всегда необходимо определять его статистическую устойчивость. Для этого применены контрольные карты Шухарта (ГОСТ Р 50779.42 – 99 (ИСО 8258 – 91), о которых будет рассказано далее.

3. Правило «Плохо на входе – плохо и в результате», или иными словами: «Никакие изменения в самом процессе не способны улучшить итоговый результат, если входы в процесс не соответствуют установленным требованиям».

Рис. 1. Изменение показателя качества цементирования за 2010 – 2013 гг.

Это означает, что при плохих входных параметрах любое вмешательство в процесс в перспективе будет лишь усугублять ситуацию, поскольку добавляет внешнюю изменчивость в систему. Несмотря на это, сегодня ситуации, когда предпринимаются попытки исправить что-то по ходу процесса, – не редкость, а повсеместное явление.

Изложенные правила легли в основу реорганизации процесса цементирования скважин в Краснодарском филиале ООО «РН-Бурение». Мы будем использовать терминологию процессного подхода к управлению. В общем виде процесс цементирования можно представить так:

Рассмотрим организацию процесса цементирования скважины в нашем случае. Генеральный заказчик ООО «РН-Краснодарнефтегаз» обеспечивает поставку цемента и тампонажных материалов, хранение которых осуществляет подрядчик ООО «РН-Склад». Работы по цементированию выполняются силами буровой бригады КФ ООО «РН-Бурение» на спецтехнике субподрядной организации ООО «КНГ-Кубанское УТТ». Таким образом, вход в процесс составляют ресурсы четырех организаций:

Подобная схема организации процесса имеет ряд существенных недостатков:

не всегда понятно, кто отвечает за результат;
никто не владеет ситуацией в целом;
в ходе процесса слишком часто происходит передача ответственности, в результате отсутствует возможность определить, чьи действия оказали решающее значение на конечный результат;
недостаток точек контроля над процессом и входом;
информационное обеспечение неэффективно с позиции целостности, полноты и своевременности поступления.

Последние два тезиса можно продемонстрировать, спроектировав вход в рассматриваемый процесс при помощи причинно-следственной диаграммы Исикавы (рис. 2). Как видно, на качество цементирования в той или иной мере оказывает влияние большое количество факторов, каждый из которых должен контролироваться. Логично предположить, что должна функционировать эффективная система обмена информацией между предприятиями, участвующими в процессе цементирования, – начиная от стадии подготовки плана работ на спуск обсадной колонны и заканчивая проведением комплекса ГИС после ОЗЦ.

Рис. 2. Причинно-следственная диаграмма Исикавы применительно к процессу цементирования скважин

Рис. 3. Статистический анализ качества цементирования обсадных колонн в 2013 г.

Для анализа состояния процесса цементирования была проведена его проверка на статистическую устойчивость. Этот этап необходим, чтобы понять, приведут ли преобразования к улучшению показателя качества цементирования или же наоборот – внесут внешнюю изменчивость в систему. С помощью построения контрольной карты Шухарта были определены допустимые границы, в рамках которых процесс является управляемым. В течение 2013 г. показатель качества цементирования 5 раз (45% – на момент написания настоящей статьи) оказывался ниже минимально допустимого значения. Физический смысл этой величины заключается в следующем: когда система не в состоянии справиться с воздействием внешних факторов, результат всегда будет ниже минимально допустимого значения. Таким образом, почти в каждом втором процессе цементирования система оказывалась не в состоянии обеспечивать необходимый результат.

После оценки процесса на статистическую устойчивость, в зависимости от полученных результатов, возможен один из трех вариантов по управлению процессом:

Коррекция не требуется, если все целевые показатели не опускаются ниже минимально допустимого уровня.
Необходима коррекция, если один или более из целевых показателей ниже минимально допустимого предела. При этом анализируются отдельно операции, результаты которых ниже допустимого значения. Далее выясняются причины отклонений и учитываются в будущем.
Необходим полный реинжиниринг процесса в том случае, когда пунктов для коррекции слишком много, либо их количество постоянно растет.

В Краснодарском филиале ООО «РН-Бурение» отмечалось ежегодное увеличение цементажей, при которых достигнутый коэффициент качества оказывался ниже допустимого значения, т.е. необходим полный реинжиниринг процесса цементирования скважин.

Необходимость в пересмотре существующего подхода к организации процесса цементирования была очевидной. С каждым годом система становилась менее устойчивой к внешним факторам и уже не могла гарантировать достижения высоких показателей качества крепления скважин.

Специалистами филиала были проанализированы причины, оказывающие негативное влияние на показатель качества цементирования, и выявлены недостатки существующей системы. В соответствии с правилом Парето, согласно которому 20% факторов обеспечивают 80% результата, были отобраны наиболее значимые аспекты, над которыми необходимо работать:

Снижение компетентности персонала субподрядчика как следствие организационных преобразований в ООО «КНГ-Кубанское УТТ».
Высокая изменчивость системы, связанная с необходимостью самостоятельного приготовления цементной смеси в полевых условиях (вместо приобретения готовых смесей, обладающих заданными свойствами и имеющих гарантию завода-изготовителя).
Неспособность обеспечить качественное разделение цементного и бурового растворов.
Проблемы с передачей информации на разных точках контроля процесса и его входов.
Отсутствие единого центра ответственности за результаты процесса.

Табл. Основные показатели качества цементирования за 2010 – 2013 гг.

Следует отметить, что применение правила Парето на данном этапе является обязательным условием для успешного реинжиниринга процесса. Слепое следование стереотипам может привести к существенным материальным затратам без получения значительного эффекта. Так, например, в результате анализа данных АКЦ по скважинам на месторождениях Краснодарского края не выявлено корреляции между центрированием колонны и полученным коэффициентом качества цементирования. Такое возможно ввиду того, что существуют причины, оказывающие большее влияние на результаты цементирования колонн. И эти причины опять-таки обусловлены недостатками системы организации процесса. Используя правило Парето, факторы, негативно влияющие на качество процесса цементирования, были идентифицированы.

Для минимизации негативного воздействия выявленных факторов на показатель качества цементирования скважин необходимо выполнить ряд организационно-технических преобразований, включая:

Построение вертикали ответственности (рис. 4).
Привлечение дополнительного (специализированного) сервиса, персонал которого обладает достаточной компетентностью в области цементирования скважин и подбора рецептур тампонажных растворов (учитывающих фактические горно-геологические условия разреза).
Делегирование вновь привлеченному специализированному сервису обязанности по обеспечению необходимыми материалами для цементирования, в т.ч.:
а) подбор и поставка буферных жидкостей для предотвращения смешивания бурового и тампонажного растворов и обеспечения лучшей очистки ствола скважины;
б) приобретение у завода-изготовителя и поставка готовых цементных смесей, обладающих заданными свойствами, для уменьшения изменчивости системы и получения стабильного (прогнозируемого) результата.

Рис. 4. Вертикаль ответственности

Данные мероприятия позволяют:

Освободить организации, участвующие в процессе цементирования, от непрофильной деятельности и более эффективно использовать их ключевые компетенции.
Минимизировать эффект размывания ответственности за конечный результат процесса цементирования.
Уменьшить изменчивость системы процесса цементирования и, как следствие, сделать процесс более стабильным и устойчивым к воздействию внешних факторов.
Обеспечить более качественную подготовку ствола скважины к цементированию обсадной колонны благодаря использованию специальных добавок, исключающих образование «седиментационных пробок» при смешивании тампонажного и бурового растворов и обеспечивающих смыв рыхлой части глинистой корки со стенок скважины и обсадных труб.
Повысить средний показатель качества цементирования наклонно-направленных и горизонтальных скважин на месторождениях Краснодарского края.

В результате проведенных исследований предлагается следующий алгоритм организации процесса цементирования (рис. 5), основанный на цикле PDCA – ключевом приеме управления качеством.

В рамках такой структуры процесса Краснодарский филиал ООО «РН-Бурение» и ООО «КНГ-Кубанское УТТ» фактически принимают роль сторонних помощников, которые обеспечивают специализированную организацию необходимыми ресурсами, соответствующими их специализации. Специализированная сервисная организация на основе информации о состоянии ствола скважины и горно-геологических условиях проводит расчет технологических рисков и подбирает оптимальные рецептуры тампонажных растворов, в соответствии с которыми самостоятельно обеспечивает поставку всех тампонирующих и сопутствующих материалов, рассчитывает необходимое количество спецтехники и делает заявку в ООО «КНГ-Кубанское УТТ». Процессом цементирования руководит специализированная сервисная организация, общее руководство работами осуществляет заказчик – ООО «РН-Краснодарнефтегаз». После ОЗЦ ОАО «Краснодарнефтегеофизика» вновь проводит исследования и предоставляет информацию о результатах цементирования. Полученные данные анализируются, и разрабатываются рекомендации по дальнейшему улучшению результатов.

Подводя итог, представим итоговый алгоритм по оптимизации процесса цементирования скважин по методологии процессного подхода международных стандартов качества:

Оценка процесса на статистическую устойчивость при помощи контрольных карт Шухарта.
Оценка необходимости частичной коррекции или реинжиниринга процесса.
Построение причинно-следственной диаграммы Исикавы.
Выявление факторов, оказывающих негативное влияние на результат.
Анализ силы воздействия выявленных факторов, построение диаграммы Парето.
Поиск альтернативного способа организации процесса при проведении реинжиниринга.
Построение новой модели процесса, содержащей цикл PDCA, и ее запуск в работу.

Рис. 5. Организация процесса цементирования

В заключение хочется еще раз отметить, что процесс цементирования необходимо рассматривать как систему взаимосвязанных процессов, управлять которыми следует с одинаковой долей внимания. При этом важно понимать, что повышения качества цементирования нельзя добиться разовым действием. Необходимо вести постоянную работу по улучшению каждого подпроцесса и анализу результативности предпринятых попыток.

Комментарии посетителей сайта