Влияние цементирования нефтяных и газовых скважин на экономику.

Оценка экономических и экологических рисков – программное обеспечение CEM EXPERT

The influence of cementing oil and gas wells on the economy.
Assessment of economic and environmental risks – software CEM EXPERT

P. MAZUROK, «Wells Casing Services» the Group of companies

Глобальная роль цементирования скважин и ее влияние на экономическую и экологическую составляющие. Важность герметичности системы «обсадная колонна – цементное кольцо – горная порода» при пролонгации сроков эксплуатации. CEM EXPERT – инновационное программное обеспечение как эффективный инструмент оценки тампонажных систем и оценки рисков.

Global role of oil and gas wells cementing and its impact on the economic and environmental components. The importance of the system for leaks «Mudstone – Cement – Case» in the prolongation of terms of operation. CEM EXPERT – innovative software as an effective tool to assess the cementing systems and risk assessment.

Добыча углеводородной продукции сегодня является одной из основ энергообеспечения каждого производст­венного и жизненного цикла на глобальном уровне. Стоимость углеводородов в значительной степени регулируется рынком. Однако при формировании цены продукта прежде всего учитывается его себестоимость, т.е. затраты на его производство. В свою очередь цена на продукцию влияет на объем добычи, который также связан с процессом формирования себестоимости. Таким образом, процессы формирования рыночной цены и себестоимости добываемой продукции являются взаимозависимыми. Естественно, мировая структура энергопотребления в той или иной степени зависит от сбалансированности этих процессов.

Герметичность – категория глобальная

Важнейшим фактором балансировки, который в первую очередь влияет на себестоимость добычи, является эффективность самого затратного инвестиционного процесса – бурения скважин. Эффективность таких инвестиций определяется как соотношение цены на добываемую продукцию и объема добычи к сумме инвестиций в процессы бурения и добычи продукта.
Объем добычи углеводородов из каждой отдельной скважины зависит от трех базовых групп факторов:
• естественной геологии;
• технических характеристик скважины как объекта фактической реализации проекта на ее строительство;
• режимов и способов добычи, включая методы интенсификации.
И если первая группа факторов не поддается влиянию в силу их объективного характера, то вторая и третья являются результатом определенного выбора при составлении планов на строительство и эксплуатацию, а значит, они в определенной степени управляемы. Важным моментом является то, что вторая и третья группы факторов являются взаимозависимыми: технические характеристики скважины влияют на ее эксплуатационные характеристики. В свою очередь процесс эксплуатации влияет на техническое состояние скважины (в особенности это касается современных активных методов интенсификации, в первую очередь гидроразрывов).

Доля воды, которая замещает нефть

в пластах и в скважине по негерметичным каналам в конструкции, также значительна (по нашим оценкам, не менее 15 – 20%).

Одно из главных требований к техническим характеристикам скважины – обеспечение максимального уровня надежности, который зависит не только от оптимальных характеристик добычи с учетом геологического фактора сразу после ввода в эксплуатацию, но и способности скважины выдерживать нагрузки в процессе эксплуатации без критического ухудшения технических характеристик. Поскольку фактически скважина является гидротехническим сооружением, работающим с жидкостями и газами (рабочие жидкости и пластовые флюиды) в условиях очень больших перепадов давлений, одним из главных критериев надежности будет показатель герметичности как сразу после строительства, так и в процессе эксплуатации (рис. 1).
Потеря герметичности скважины не только один из факторов риска ухудшения эксплуатационных показателей, а значит, и снижения уровня ее рентабельности вплоть до критического, но и ее преждевременного выхода из состояния действующей. Если рассматривать не одну скважину, а несколько, или даже все скважины на месторождении с определенным набором типовых геологических условий, то, с точки зрения статистики, картина выглядит следующим образом: инвестиционные затраты на разработку месторождения, связанные в основном с затратами на строительство новых скважин, окупаются продажей суммарного объема добываемой продукции. Объем финансовой выручки определяется рыночной ценой единицы продукции, умноженной на суммарный объем добычи. В свою очередь суммарный объем добычи зависит от общего числа действующих скважин, а также от показателей добычи (дебитов, степени обводненности) каждой из них. Количество реально действующих скважин зависит от скорости бурения новых, а также сроков их эксплуатации. Срок жизни скважины во многом определяется степенью ее технической надежности. Подобным же образом показатели добычи на отдельно взятой скважине во многом зависят не только от геологии, режимов эксплуатации и методов интенсификации, но также от технического состояния скважины как конструкции.

Накопленный нами опыт строительства и эксплуатации скважин в самых разнообразных горно–геологических условиях позволяет создать базу для разработки точных критериев эффективности цементирования,

а также систематизировать процесс выбора оптимальных методов цементирования и тампонажных материалов в конкретных условиях строительства скважин.

Таким образом, следуя этой логике, можно заметить, что значительная часть финансовых рисков (особенно в условиях быстро меняющегося рынка с тенденцией к снижению) не только в пределах одной скважины, месторождения либо группы месторождений, но и в глобальном масштабе, прямо связана с риском негативного изменения технического состояния скважин, то есть показателем технической надежности скважины как конструкции. Надежность скважины определяется ее конструктивными особенностями, которые являются опциями при составлении проекта. Правильность такого выбора определяет дальнейшую судьбу скважины. Как уже указывалось, одним из основных критериев надежности является способность скважины сохранять максимальную степень герметичности во всех элементах конструкции на весь запланированный период эксплуатации. Почему этот критерий так важен и почему на нем необходимо акцентировать внимание всех специалистов, задействованных в процессе строительства и эксплуатации скважин, несмотря на техническую сложность этого вопроса? Потому что он в огромной мере определяет фактор риска обводнения скважины и месторождения в целом вследствие возникновения перетоков воды в негерметичных элементах конструкции.
По статистике в мире на одну тонну добываемой нефти добывается две тонны попутной воды, что, как мы видим, очень сильно снижает рентабельность инвестиций в строительство скважин. Значительная часть этой воды проникает в скважину вследствие естественного обводнения пластов по геологическим причинам, однако доля воды, которая замещает нефть в пластах и в скважине по негерметичным каналам в конструкции, также значительна (по нашим оценкам, не менее 15 – 20%). Почему реальные конструктивные особенности пробуренной и поступившей в эксплуатацию скважины так важны при оценке экономических перспектив окупаемости инвестпроекта по бурению? Потому что, как мы уже увидели, от этих особенностей напрямую зависят три важнейших параметра: суточный дебит продукции (с учетом процента обводнения), срок безаварийной эксплуатации, количество и эффективность ремонтов. При этом указанный фактор влияния усиливается при осложнении горно-геологических условий эксплуатации.
Кроме отмеченных экономических рисков существуют экологические риски, которые обусловлены двумя причинами:
1. Вероятностью утечек в экологические ниши опасных веществ — рабочих жидкостей и пластовых флюидов. Эта вероятность также напрямую зависит от конст­руктивных особенностей каждой скважины (рис. 2).
2. В случае снижения общего объема добычи по причине снижения эффективности эксплуатации скважин с целью поддержания объема на уровне потребностей количество бурящихся скважин увеличивается, что пропорционально увеличивает нагрузку на окружающую среду.
Таким образом, мы убедились в том, что технические риски несоответствия фактических параметров работы скважины оптимальным, которые изначально заложены в ее конструктивных особенностях, являются во многом основой глобальных экономических и экологических рисков.

Знание вооружает

Как же определить и конкретизировать закономерности развития следующей логической цепочки:
1. Изначальные технические характеристики скважины.
2. Технические риски нарушения плановых параметров эксплуатации.
3. Экономические и экологические риски.
Ключом к решению этой проблемы может послужить понимание того факта, что скважина является сооружением цементно-металлической конструкции. При этом, как уже упоминалось, основным требованием является обеспечение и сохранение максимальной степени герметичности во всех элементах сооружения на весь период эксплуатации, поскольку риск нарушения герметичности любого элемента является главным техническим риском, т.к. приводит к полной потере продуктивности скважины.
Соответственно, рассматривая эти риски в каждом из элементов, можно построить картину в целом и конкретизировать технический риск, выразив его в более точных числах вероятности негативного изменения параметров эксплуатации, и уже затем заложить эти цифры в основу оценки экономических рисков. При этом, поскольку в любой цементно-металлической конструкции важнейшим элементом является цемент или цементный камень, в частности в гидротехнических сооружениях, особое внимание необходимо уделять как выбору способов крепления и цементирования, так и выбору тампонажных материалов, используемых при этом.

CEM EXPERT – это программное обеспечение, позволяющее оценить тампонажные материалы и их комбинации в составе технологического комплекса цементирования по степени эффективности.

Как показывают практика и многолетний опыт нашей компании, а также мировая статистика, основными элементами скважины, где происходит нарушение герметичности, являются цементный камень, а также зоны его контакта с другими элементами. Соответственно, главным критерием эффективности в процессе выбора способов цементирования и тампонажных материалов является степень риска нарушения герметичности в указанных зонах в конкретных условиях эксплуатации. Накопленный нами опыт строительства и эксплуатации скважин в самых разнообразных горно-геологических условиях позволяет создать базу для разработки точных критериев эффективности цементирования, а также систематизировать процесс выбора оптимальных методов цементирования и тампонажных материалов в конкретных условиях строительства скважин.
CEM EXPERT – это программное обеспечение, позволяющее оценить тампонажные материалы и их комбинации в составе технологического комплекса цементирования по степени эффективности (рис. 3). ГК «СКС» владеет эксклюзивным правом на использование данной программы. С помощью ПО CEM EXPERT появляется возможность расчета экономических и экологических рисков, связанных с цементированием скважин.
Для этого необходимо выделить горно-геологические факторы какой-либо скважины или месторождения, а также нагрузки, возникающие при освоении и эксплуатации скважины, которые вызывают нарушение герметичности конструкции. Затем технологические параметры, влияющие на создание изоляции для противодействия негативному воздействию горно-геологических факторов и нагрузок, возникающих при освоении и эксплуатации скважины. Оценив параметры относительно факторов, можно получить интегральную оценку технологического комплекса цементирования для конкретных условий скважины. Такую методику оценки можно применить для расчета рисков.
В формуле расчета рисков: риск равен вероятности его наступления, умноженной на убыток. Данные об убытках могут быть получены из статистики эксплуатации подобных скважин. Вероятность наступления рисков может быть вычислена с помощью сопоставления оценки эффективности технологического комплекса (ПО CEM EXPERT) с уровнем сложности объекта (определяется горно-геологическими факторами и показателями нагрузок). При наличии алгоритма автоматической корректировки числовых значений, используемых для расчета оценки применительно к статистическим данным цементирования, можно получить механизм постоянного развития методов создания герметичных, надежно работающих скважин. При этом, естественно, необходимо тщательно взвешивать соотношение эффективности как уровня эксплуатационного риска и затрат на цементирование при разных технологических вариантах. Наша компания накопила огромный объем опытной статистики результатов цементирования скважин в самых различных горно-геологических условиях, в том числе и с максимальной степенью сложности, с использованием практически всех существующих технологий и комбинаций материалов. Результаты при этом в первую очередь оцениваются с учетом параметров эксплуатации.
Эта база данных составляет основу системы принятия эффективных технологических решений ГК «СКС».

При наличии алгоритма автоматической корректировки числовых значений, используемых для расчета оценки применительно к статистическим данным цементирования, можно получить механизм постоянного развития методов создания герметичных, надежно работающих скважин.

Для выработки четких алгоритмов принятия таких решений с максимальной степенью надежности, обработка и обобщение этой статистики нуждаются в системном подходе с использованием формализированных алгоритмических процедур. Существующая в настоящее время в мире система обобщенных стандартов не учитывает индивидуальные особенности объекта и поэтому не позволяет вырабатывать технологические решения с максимальной степенью эффективности. Дополнив существующую базу стандартов по цементированию системой принятия технологических решений, мы смогли реализовать эффективный механизм создания герметичных, надежно работающих скважин. Кроме того, с целью повышения экономической эффективности принятия решений ГК «СКС» разработан надежный алгоритм оценки технических рисков с последующей интерпретацией этой оценки в оценку экономических рисков при проектировании конкретных объектов в текущей экономической ситуации.

Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей


    Авторизация


    регистрация

    Мазурок П.С.

    Мазурок П.С.

    член совета директоров

    Группа компаний «Сервис Крепления Скважин»

    Просмотров статьи: 3262

    Рейтинг@Mail.ru

    admin@burneft.ru