Производственно-технический нефтегазовый журнал
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru

Модель для определения оптимальной продолжительности рейсов долот

Цель предложенной вашему вниманию работы заключалась в сокращении затрат на бурение скважин за счет разработки и практического применения методики расчета оптимального момента извлечения отработанного долота из скважины.

Авторы указывают на то, что любое долото рано или поздно изнашивается, в результате чего снижается механическая скорость проходки (МСП). Последнее, в свою очередь, ухудшает экономику проекта за счет увеличения оплачиваемого времени эксплуатации бурового станка, работы бригады и т.д. С другой стороны, чем раньше долото извлекается для замены из скважины, тем выше стоимость его использования с точки зрения распределения стоимости долота по метрам проходки. Таким образом, задача авторов состояла в том, чтобы найти формулу оптимального баланса между этими и рядом других факторов, влияющих на экономику проекта бурения.

07.09.2015 Инженерная практика №09/2015
Общество инженеров нефтегазовой промышленности (SPE)
Долгопольский Александр Львович Главный редактор журнала «Инженерная практика»

Настоящая статья написана главным редактором журнала «Инженерная практика» Александром Долгопольским в качестве краткого обзора публикации SPE 173108-MS “Bit Trip Optimizer: Just in Time Bit Trip Decision Model”. Данную публикацию подготовили A. Kuesters и J. Wingate (BP) для Конференции по бурению Международной ассоциации буровых подрядчиков и Общества инженеров нефтегазовой промышленности (IADC/SPE), проведенной 17-19 марта 2015 года в г. Лондоне. Публикация не рецензировалась.

На первом этапе авторы определяют и описывают переменные, влияющие на стоимость строительства скважины применительно к выбору момента извлечения долота. В число таких переменных, в частности, входит время, затрачиваемое на спускоподъемную операцию (СПО) и монтаж/демонтаж КНБК. Так, например, продолжительность спускоподъемной операции (tt) авторы предлагают рассчитывать по следующей формуле:

tt = k(d0 + d1) + s,

где d0 и d1 – глубины по стволу на начало и конец операции соответственно, k – скорость подъема инструмента, а s – продолжительность монтажа/демонтажа КНБК. При этом последние две переменные определяются эмпирическим путем по усредненным данным соседних скважин.

Рис. 2.1
Рис. 2.1

Таким же образом в целях использования модели рассчитывается и механическая скорость проходки (МСП) для соответствующих участков ствола (рис. 2.1).

Далее, суммируя время, затрачиваемое на бурение интервала и СПО, и умножая эту сумму на суточную ставку буровой установки/бригады, авторы вычисляют стоимость рейса долота «при прочих равных» в общем виде, которая также включает стоимость долота как такового. И именно скорость бурения интервала (время бурения) авторы используют в качестве предмета оптимизации, поскольку решающей составляющей для экономики проекта оказывается суточная ставка. Помимо названных переменных, модель также учитывает затраты времени на ряд других операций, включая испытания противовыбросового оборудования (ПВО), очистку ствола, охлаждение КНБК после спуска на забой (в высокотемпературных скважинах) и т.п.

Как указывают авторы с точи зрения оптимизации выбора момента извлечения долота также важен ряд специфических факторов. В их число входят, прежде всего, проектные глубины начала и завершения интервала бурения, доступное количество долот и плановый период между испытаниями ПВО, а также ресурс опор шарошечных долот и др.

Авторы подчеркивают, что, в зависимости от задач и возможностей, в каждом конкретном случае можно изменять число и состав учитываемых моделью факторов, добиваясь разного уровня точности моделирования рейсов долот. Между тем ключевым фактором остается точность прогнозирования МСП. Естественно, точность прогнозирования будет тем выше, чем больше аналогичных соседних скважин принимаются в расчет. При этом прогнозную МСП следует привязывать к конкретным породам и соотносить со степенью износа долота на соответствующей глубине по истечении известного времени бурения.

Увязывая все перечисленное в единое целое, модель позволяет применительно к конкретному интервалу рассчитать оптимальное число долот, оптимальный с точки зрения МСП тип долот, оптимальные моменты извлечения долот и предпочтительность использования новых или извлеченных ранее долот. Кроме того, такая модель может служить хорошим средством оценки оптимальности текущей МСП в процессе бурения.

В работе разобран простой случай применения описанной модели на примере секции скважины, для которой показана динамика проходки относительно времени бурения (рис. 2.2). На рис. 2.2а обозначен первоначальный прогноз скорости проходки с рекомендацией извлечь и заменить долото в точке предполагаемого резкого уменьшения МСП. Рис. 2.2б уже включает информацию по фактической проходке (красная линия) и скорректированные данные по глубинам пород – в связи с полученными новыми данными модель предлагает извлечь долото несколько позже, а текущую проходку характеризует как хорошую. На рисунках 2.2в, г, д мы видим отклонение скорости проходки от прогнозной, поскольку, несмотря на последовательные рекомендации модели, долото фактически было заменено лишь на последних метрах интервала, да и то на уже использованное. Серыми линиями показаны профили скорости проходки, которые предположительно могли быть реализованы, в случае замены долота на соответствующих этапах. В итоге, если верить модели, фактическое время бурения секции оказалось существенно больше оптимального.

Рис. 2.2
Рис. 2.2

В заключение авторы говорят о том, что разработанная ими модель, безусловно, требует дальнейшего совершенствования в отношении алгоритмов прогнозирования МСП и износа долот в различных породах, но, тем не менее, может уже в текущем виде служить хорошим ориентиром для оптимизации применения долот.

Комментарии

Эту публикацию еще никто не прокомментировал. Станьте первым, поделитесь своим мнением.

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Гидромониторный метод повышает эффективность направленного бурения в очень слабо сцементированных породах и снижает риск пересечения стволов скважин
Перспективная инжиниринговая методика для предотвращения прихвата противопесочной системы заканчивания при спуске в скважины сложной 3D траектории
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №09/2018

Инженерная практика

Выпуск №09/2018

Арматура устьевая, фонтанная и трубопроводная.Промысловые трубопроводы
Развитие нормативной и аналитической базы в области испытания и применения арматурных изделийРазработка, производство и испытания новых видов арматурных изделийПроизводство и нанесение антикоррозионных покрытийВнутритрубная диагностика трубопроводов, внедрение камер запуска очистных устройств новых типовМеханизированная добыча, энергообеспечение, метеорологическое обеспечениеПрименение AR-технологий при проектировании и эксплуатации месторожденийПовышение технологической и энергетической эффективности систем ППД