Реалии системного сбора информации по работе оборудования очистки буровых растворов

The realities of systematic collection of information on the operation of equipment for cleaning drilling fluids

E.V. BEMBAK,
A.S. KOZYREV,
A.V. MISHIN,
A.V. KHOKHLOV
«RN-Center for Expert Support and Technical Development» LLC
Tyumen, 625023,
Russian Federation

Специалистами ООО «РН-ЦЭПиТР» в рамках пилотного проекта был разработан и внедрен накопительный реестр по оценке эффективности системы очистки на трех проектах Западной Сибири. На основании накопленного опыта авторы продемонстрировали ключевые моменты, требующие особого внимания при планировании и сборе информации по работе системы очистки бурового раствора. Такими ключевыми факторами являются: культура ввода данных, адекватность расчета баланса твердой фазы, учет объемов поглощения (в случае если есть проблематика на проекте), учет дополнительных факторов для корректного сравнения в пределах одной секции. Системность, актуальность и достоверность информации – путь к повышению/улучшению технико-экономических показателей строительства скважин.

«RN-Center for Expert Support and Technical Development» specialists developed and implemented a cumulative register of solids removal efficiency equipment at three projects in Western Siberia. The authors demonstrated the key points that require special attention when planning and collecting information of the solids control equipment performance, based on the accumulated experience. These key factors are - data entry culture, the adequacy of drilling fluid solids calculation, losses volume influence, taking into account additional factors for correct comparison parameters within one section. Consistency, relevance and reliability of information is the way to improve the technical and economic well construction metrics.

Введение
Строительство скважин – ресурсоемкий процесс, в котором задействовано множество принципиально различных технологических направлений. При комплексной оценке технико-экономических показателей строительства скважин обязательно должен производиться расчет эффективности оборудования очистки. Соотнесение реальных значений эффективности системы очистки (ЭСО) с оптимальными значениями ЭСО [1, 2] важно для достижения наилучших конечных технико-экономических показателей (ТЭП). На текущий момент в большинстве случаев не практикуется перепроверка передаваемых со стороны сервисных компаний результатов ЭСО. Кроме того, разные сервисные компании используют различные методологии по оценке эффективности оборудования очистки [3, 4]. Полноценная аналитика по работе оборудования очистки и ее влияние на ТЭП строительства скважины невозможна без системного сбора информации. На сегодняшний день в отрасли практически отсутствуют устоявшиеся практики в отношении сбора информации по работе оборудования очистки.
Специалистами ООО «РН-ЦЭПиТР» и некоторых обществ группы ПАО «НК «РОСНЕФТЬ» в рамках пилотного проекта был разработан и внедрен накопительный реестр по оценке эффективности системы очистки на трех проектах Западной Сибири. На текущий момент собрано более 2000 записей по интервалам бурения под ЭК, ГС и ЗБС, охвачено более 140 буровых станков, а сопровождение буровых растворов осуществляет 6 крупных сервисных компаний России. По результатам анализа был выявлен перечень важных моментов, требующих проработки на этапе планирования и заполнения информации.

Культура заполнения
Низкая культура внесения данных является первоначальной проблемой, возникающей при проведении комплексного анализа по эффективности системы очистки. Наличие в реестре некорректных наименований, пропущенных значений и дублирование идентичных записей представляют собой самые распространенные ошибки сбора данных. В некоторых случаях возникающая погрешность исходных данных может нивелироваться большим объемом, однако в некоторых случаях это оказывает критическое влияние, например, в таких, как идентификация буровых станков. Группирование данных по инвентарному номеру бурового станка (рис. 1) позволяет оценить работу конкретного оборудования очистки бурового раствора в динамике, оперативно и системно выявлять проблематику при ее наличии.

Второй, по мнению авторов, проблемной позицией является выбор ситовых панелей в одном интервале. К примеру, из-за изменений в расходе промывочной жидкости, типа пород, раствора и механической скорости бурения в секциях под эксплуатационные колонны Западно-Сибирского региона должны использоваться несколько наборов ситовых панелей, с большей точкой отсечки в начале интервала бурения с переходом к меньшей в конце. Своевременная замена ситовых панелей на «мелкий» типоразмер является важным инструментом по повышению ЭСО. Реалии учета используемых типоразмеров ситовых панелей и времени их использования в цикле строительства секции демонстрируют тот факт, что инженерный персонал вносит данные только по ситовым панелям, используемым на конец секции с временем работы равным циклу строительства секции.
На объектах с поглощениями бурового раствора встречаются такие логические противоречия, как превышение объема поглощения над объемами перевода и приготовления.
Сравнительно распространенной проблемой является внесение ЭСО в диапазоне 50–80 % на основании субъективного восприятия работы оборудования, без осуществления расчетов. На рис. 2 показаны данные по эффективности оборудования очистки от сервисной компании по буровым растворам в течение года работы на объектах одного из операторов Западной Сибири. Также на этом графике приведены данные по ЭСО, пересчитанные в соответствии с методологией АНИ/ИСО. Скважины отсортированы по возрастанию расчетного ЭСО.
Можно отметить, что передаваемые данные по ЭСО и пересчитанные имеют мало близких значений. Наглядно это видно на графике, где расчетная ЭСО находится в диапазоне 45-60 % (левая часть графика), в то время как передаваемые значения/данные СБР – 70-80 %. Безусловно, различия в ЭСО могут быть отчасти связаны с иными подходами к оценке ЭСО. Однако при использовании альтернативных методик высокое конечное содержание выбуренной породы и большие объемы приготовления за секцию также приведут к низким ЭСО вне зависимости от метода оценки. Стоит отметить, что сервисные компании могут искусственно занижать/завышать фактический объем приготовления бурового раствора по ряду причин, что в конечном итоге увеличивает погрешность расчета значений ЭСО. Для исключения наличия перечисленных ошибок ввода информации требуются предопределенные наименования (выпадающие листы), алгоритмы проверки противоречий и конечная проверка информации от технических специалистов сервисных компаний.


Баланс твердой фазы и расчет выбуренной породы
Для расчета ЭСО по АНИ/ИСО необходимо знать объемную долю выбуренной породы в БР. Из-за вариаций значений входных параметров бурового раствора расчетное значение выбуренной породы может иметь погрешность измерения ±2% [3]. Усугубляет этот факт использование реторт по 10 и 25 мл, погрешность измерения которых выше, чем у 50 мл. На рис. 3 приведен пример калибровочного ретортного анализа воды на 10мл приборе. Как видно, при выпаривании 10 мл воды продемонстрировано ~12-16 мл конденсата. Поэтому использование ретортных комплектов с объемом менее 50 мл естественным образом будет нести определенную погрешность при расчете выбуренной породы в БР.
Более того, отмечаются случаи, когда расчетная выбуренная порода равна или больше всей твердой фазы низкой плотности (LGS) при отсутствии барита и соли.
На рис. 4 представлен пример определения материального баланса одной из ведущих сервисных компаний по буровым растворам. По предоставленным данным, расчетное значение выбуренной породы в большинстве случаев совпадает, а в некоторых и превышает значения твердой фазы низкой плотностью (LGS). Все эти факты указывают на неоднозначное понимание важности корректного расчета выбуренной породы для расчета ЭСО.
В случае использования объема бурового раствора, переходящего с предыдущей секции/скважины, необходимо фиксировать значение содержания выбуренной породы и учитывать данную величину при расчете ЭСО.

передаваемые данные по ЭСО и пересчитанные имеют мало близких значений. Наглядно это видно на графике, где расчетная ЭСО находится в диапазоне 45–60 % (левая часть графика), в то время как передаваемые значения/данные СБР– 70–80 %.

Поглощения БР
В случае поглощений бурового раствора на большинстве объектов приготавливается дополнительный объем бурового раствора, который снижает содержание выбуренной породы, что будет влиять на расчетные значения ЭСО. Расчет эффективности оборудования очистки по общему объему приготовления бурового раствора за секцию из-за поглощения может демонстрировать отрицательные значения. Очевидно, что такая метрика не несет физического смысла и не может быть использована для какого-либо анализа. В таких случаях существует несколько подходов для более объективной оценки ЭСО. При обзорных аналитических работах с большим объемом информации наиболее простой путь– исключить скважины с поглощениями и производить оценку ЭСО по объектам без поглощений. Однако такая возможность существует не на всех проектах, поэтому часто используется понятие скорректированного объема приготовления, равного разности между общим объемом приготовления бурового раствора и объемом поглощения. Формула расчета эффективности оборудования очистки при таком подходе примет следующий вид:



ЭСО, рассчитанная по приведенной формуле, будет выше, чем истинная ЭСО, из-за описанного ранее разбавления бурового раствора во время поглощений. В случае если на рассматриваемых объектах ЭСО по скорректированному объему демонстрирует приемлемые значения, это не будет являться свидетельством корректной работы оборудования. Однако когда ЭСО, рассчитанное таким образом, меньше ожидаемых значений, это свидетельствует о проблемах с оборудованием, так как истинное ЭСО еще меньше ожидаемых значений. На рис. 5 представлено сравнение ЭСО в секции эксплуатационной колонны (220.7 мм) одного из операторов Западной Сибири. Расчет ЭСО по скорректированному объему приготовления демонстрирует более корректные значения по сравнению с ЭСО, рассчитанному по общему объему приготовления.


Альтернативным подходом к оценке ЭСО является фиксирование объема приготовления и расчетного содержания выбуренной породы до начала поглощения. Такой метод будет более приемлемым, если интервал поглощения БР будет залегать в конце секции строительства, и большая часть выбуренной породы поступила на оборудование очистки, и такая метрика будет иметь сравнимые значения с истинной ЭСО за секцию.

Дополнительные факторы для корректного сравнения в пределах одной секции
В рамках проведения аналитических работ, сравнения объектов по средним/медианным значениям ЭСО, объемам приготовления и достигнутым значениям выбуренной породы целесообразно учитывать следующие факторы:
• Геологическая цель
• Тип используемой системы бурового раствора
• Конструкция скважины


Скважины, пробуренные на различные геологические цели, будут иметь отличия в конструкции секции, и чем больше разница в глубине залегания по вертикали между целями и глубиной башмака предыдущей колонны, тем больше различия в длине секции, и, как следствие, в объеме выбуренной породы, поступающей на оборудование очистки. В табл. приведен пример усредненных показателей работы оборудования очистки для секции эксплуатационной колонны (220.7 мм), пробуренной на различные группы пластов одного месторождения ХМАО (ориентировочные TVD целевых пластов № 1 и № 2 составляют 1366 м и 2308 м соответственно). В рассматриваемом случае можно отметить, что скважины, пробуренные на первый тип геологической цели по сравнению со скважинами, пробуренными на другую геологическую цель, имеют очень близкие значения ЭСО, однако отличается конечное содержание выбуренной породы. Вычисление среднего значения выбуренной породы по всем секциям ЭК было бы не совсем корректно.
Тип используемой системы бурового раствора также следует учитывать при анализе показателей. Различные типы систем могут предусматривать различные стратегии по контролю содержания выбуренной породы. Усреднение показателей на таких скважинах может отобразить искаженную картину происходящего. Высокоингибированная система бурового раствора с несколькими механизмами ингибирования глин и более простая хлоркалиевая система буровых растворов могут иметь идентичное название (хлоркалиевая система).

Выводы
На основании накопленного опыта авторами были продемонстрированы ключевые моменты, требующие особого внимания при планировании и сборе информации по работе системы очистки бурового раствора:
• Культура ввода данных:
P Недопустимы пропуски значений; исключение дублированных записей по единым объектам; исключение некорректных наименований (месторождений, кустовых площадок, скважин, инвентарных номеров буровых установок, наименования сервисных компаний, типа применяемых систем БР, геологических целей).
P Необходим корректный учет времени и размеров ситовых панелей, применяемых при бурении секции.
P Проверка передаваемой первичной информации с объектов производства техническими специалистами.
• Адекватность расчета баланса твердой фазы:
P Исключить из использования 10 и 25 мл реторты. Рекомендуется применение 50 мл реторты.
P Проводить проверку корректности расчетного значения выбуренной породы (по сравнению с общей твердой фазой низкой плотности и общим материальным балансом).
P Учитывать объем переходящего БР и содержания в нем выбуренной породы.
• Поглощения (в случае если есть проблематика на проекте):
P Определить стратегию оценки ЭСО по скорректированному объему или провести сбор данных до возникновения поглощений.
• Дополнительные факторы для корректного сравнения в пределах одной секции (опционально):
P Учет типа используемых систем БР.
P Учет геологической цели в случае нескольких продуктивных горизонтов; учет различий в конструкции скважин.
Все обозначенные факторы при сборе исходных данных могут увеличивать временные и экономические затраты компании до момента выявления проблемных «звеньев»/зависимостей и их устранению/решению. Например, буровые станки, демонстрирующие системно низкие ЭСО, сервисное сопровождение по буровым растворам или системы очистки, с участием которого достигаются худшие показатели и т.п. Системность, актуальность и достоверность информации – путь к повышению/улучшению технико-экономических показателей строительства скважин.

Литература

1. IADC drilling handbook: Drilling fluid processing (chapter 11) 12th Edition, 2015.
2. «Equipment Solids Removal Efficiency for Minimum Volume of Drilling Fluid to Dilute Drilled Solids» – Leon Robinson and Mark Morgan, Derrick Equipment, «American Association of Drilling Engineers», 2006.
3. Бембак Е.В., Козырев А.С., Мишин А.В. Актуальные подходы и состояние отраслевых документов в вопросах оценки эффективности оборудования очистки // Бурение и нефть. 2021. № 9. С. 34–40.
4. Фролов М.П., Войтенко Д.Н., Шепелев В.И., Прошин А.О., Хохлов А.В. Оценка методов расчета объема бурового раствора при проектировании нефтяных и газовых скважин // Бурение и нефть. 2020. № 11. С. 19–24.

References

1. IADC drilling handbook. Drilling fluid processing (chapter 11) 12th Edition, 2015. (In English).
2. «Equipment Solids Removal Efficiency for Minimum Volume of Drilling Fluid to Dilute Drilled Solids» – Leon Robinson and Mark Morgan, Derrick Equipment, «American Association of Drilling Engineers», 2006. (In English).
3. Bembak E.V., Kozyrev A.S., Mishin A.V. Aktual'nyye podkhody i sostoyaniye otraslevykh dokumentov v voprosakh otsenki effektivnosti oborudovaniya ochistki [Actual approaches and the state of industry documents in the assessment of the effectiveness of cleaning equipment]. Bureniye i neft' [Drilling and oil], 2021, no. 9, pp. 34–40. (In Russian).
4. Frolov M.P., Voytenko D.N., Shepelev V.I., Proshin A.O., Khokhlov A.V. Otsenka metodov rascheta ob"yema burovogo rastvora pri proyektirovanii neftyanykh i gazovykh skvazhin [Evaluation of methods for calculating the volume of drilling fluid in the design of oil and gas wells]. Bureniye i neft' [Drilling and oil], 2020, no. 11, pp. 19–24. (In Russian).

Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей

    Авторизация


    регистрация

    Бембак Е.В.

    Бембак Е.В.

    начальник отдела технологий инжиниринга строительства скважин управления технологий и инжиниринга строительства скважин

    ООО «РН-ЦЭПиТР»

    Козырев А.С.

    Козырев А.С.

    старший менеджер отдела технологий и инжиниринга строительства скважин управления технологий и инжиниринга строительства скважин

    ООО «РН-ЦЭПиТР»

    Мишин А.В.

    Мишин А.В.

    менеджер отдела технологий и инжиниринга строительства скважин управления технологий и инжиниринга строительства скважин

    ООО «РН-ЦЭПиТР» (Роснефть–Центр экспертной поддержки и технического развития) г. Тюмень, 625023, РФ

    Хохлов А.В.

    Хохлов А.В.

    менеджер отдела технологий и инжиниринга строительства скважин

    ООО «РН-ЦЭПиТР»

    Просмотров статьи: 3828

    Рейтинг@Mail.ru

    admin@burneft.ru