подъемности с непрерывной загрузкой, осреднительных уста­ новок, комплекса автоматизированного и блочного оборудова­ ния) позволит в значительной степени уменьшить количество применяемой техники, упростить проведение процесса и повы­ сить качество цементирования скважин.

7.5. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА КРЕПИ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

Вразличных отраслях народного хозяйства в рамках КС УКП широко применяется комплексная оценка качества про­ дукции на стадиях ее разработки, изготовления и эксплуата­ ции. Однако в нефтяной промышленности качество строитель­ ства скважин до настоящего времени оценивается только по трем единичным показателям назначения: степени герметич­ ности обсадных колонн, высоте подъема тампонажного раствора за ними и сочетанию контакта цементного камня в заколонном пространстве с ограничивающими связями.

Очевидно, что эти показатели не отражают весь комплекс свойств качественной крепи скважин, т.е. обеспечивающей герметичность обсадной колонны и отсутствие сообщения меж­ ду пластами, пластами и дневной поверхностью или зоной пер­ форации колонны. Это затрудняет оценку и анализ влияния технических средств, технологических приемов и различных материалов ца процесс формирования качества крепи скважин.

Крепь скважины - основная ее несущая часть - представля­ ет собой обсадную колонну и сформированный вокруг нее там­ понажный камень.

Взависимости от глубины скважины и времени эксплуата­ ции (15-25 лет) крепь подвергается нагрузкам различной ин­ тенсивности, Крепь относится к продукции, расходующей свой

Группа показателей назначения должна характеризовать важнейшие свойства крепи, обеспечивающие ее функциониро­ вание по назначению и определяющие область и условия экс­ плуатации. Поэтому составляющие эту группу подгрупповые показатели - классификационные, функциональные и техниче­ ской эффективности, конструктивные, состава и структуры - играют основную роль в оценке качества крепи и используются как критерии оптимизации при проектировании и сооружении скважин. Единичные показатели перечисленных подгрупп ха­ рактеризуют такие основные свойства крепи, как сопротивляе­ мость действующим знакопеременным нагрузкам и ее техниче­ ское совершенство для конкретных геолого-технических усло­ вий.

Исключительно важны для комплексной оценки качества и технического уровня сформированной крепи показатели на­ дежности.

Исследования в области надежности крепи скважин начаты сравнительно недавно, однако к настоящему времени накоплен определенный опыт и созданы методические основы для оценки этого важного свойства (РД 39-2-839-82, РД 39-1-1112-84). Подгрупповые, а затем и единичные показатели надежности крепи выбраны в соответствии с РД 39-1-1112-84. Исходя из того, что крепь - восстанавливаемое изделие с непрерывным режимом эксплуатации (последствия отказа приводят к значи­ тельному ущербу, эксплуатация прекращается в связи с вы­ полнением крепью своего назначения или достижением пре­ дельного состояния), ее надежность должна характеризоваться показателями безотказности, долговечности, ремонтопригод­ ности и сохраняемости.

Особое значение имеет тот факт, что, используя теорию на­ дежности, можно выделить отказы скважин, вызванные бра­ ком, допущенным исполнителем. Расчетное время, в течение которого происходят такие отказы, определяется периодом приработки и должно быть принято за контрольный срок экс­ плуатации скважины, в течение которого отказы устраняются подрядчиком. Это позволит избежать субъективного подхода при назначении указанного срока и получить еще один важный показатель для объективной оценки качества крепи.

Оценка качества крепи должна отражать не только соответ­ ствие отдельных показателей заданным значениям, но и сте­ пень оптимальности распределения затрат материалов, труда, времени и средств при реализации процесса крепления сква­ жин, т.е. технологичность.

Ужесточение требований к охране природы также должно

где показатель с'Геп*Йи п вычисляют (задавая некоторому зна­ чению показателе 9 значение d) по формуле

где коэффициенты а и Ьвычисляют (задавая для двух значений показателя дх и 9* значения желательностей d, и dj) по форму­ лам

Для оценки параметров д, а и 6 моделей (7.34) и (7.36) необ­ ходимо, чтобы показатели, регламентируемые нормативно­ технической документацией, соответствовали нормативам уровня качества в безразмерной шкале: 0,2 - плохо; 0,37 - удовлетворительно; 0,63 - хорошо; 0,8 - отлично.

Для показателей, не регламентируемых в настоящее время нормативно-техническими документами, уровни качества ус­ танавливались группой специалистов в области крепления неф­ тяных и газовых скважин по результатам анализа функций распределения F(qL и *). Эмпирическую функцию распределе­ ния F(qt ид) показателя качества qt и к аппроксимировали теоре­ тической кривой F{qkj k).

С этой целью задавали долю скважин h*, крепь которых, по мнению специалистов, относится к одному из принятых уровней качества, вычисляли соответствующее значение qu и к и ставили ему в соответствие отметку по шкале желательности (рис. 7.25). Полученные таким образом зависимости (7.34) и (7.36) позволяют дать количественную оценку уровня пред­ ставленных на схеме показателей качества в новой безразмер­ ной шкале, характеризующей предпочтительность значения параметра.

Численные значения единичных п оказателей качества кре-

Рис. 7.25. Графики эмпи­ рического и теоретичес­ кого распределения пока­ зателя qljk

пи скважин в безразмерной шкале могут использоваться для построения подгрупповых, групповых и интегрального показа­ телей. Подгрупповые показатели Di } задаются как средние гео­ метрические единичных показателей:

(7.39)

где т - число единичных показателей.

Групповые показатели Д задаются как средние геометриче­ ские подгрупповых показателей:

(7.40)

гдер - число подгрупповых показателей.

Интегральный показатель D задается как среднее геометри­ ческое групповых показателей:

(7.41)

где I - число групповых показателей.

Применение изложенного выше подхода было проверено при оценке качества крепи двух скважин, строительство которых осуществлялось в одинаковых геологических условиях, но при этом отмечались различия в параметрах технологического про­ цесса крепления и используемых технических средств.

Для упорядочения расчетов применялась специально разра­ ботанная форма (табл. 7.5). Для единичных показателей, при­ веденных в графе 1, на основании требований нормативно­ технической документации и анализа функций распределения

Форма для расчета комплексной оценки качества крепи нефтяных и газовых скважин

этих показателей были установлены уровни качества и ограни­ чения (графы 2-7). Численные значения единичных показате­ лей всех подгрупп и групп от 1.1.1 до 4.4 в натуральных раз­ мерностях для скв. Л и Б приведены в графах 8 -9, а в графах 10-11 - численные значения единичных, подгрупповых, групповых и интегрального показателей в безразмерной шкале, полученные в результате рассмотренных выше расчетов.

Полученные численные значения групповых показателей позволили оценить уровень таких свойств крепи скважин, как надежность, технологичность и др., а также качество крепи в целом.

Значение интегрального показателя качества крепи скв. А (D = 0,69), с помощью которого можно оценить ее качество на уровне “хорошо” , значительно выше, чем у скв. Б (D = 0,36), качество которой оценивается ниже уровня “удовлетвори­ тельно” . Такой вывод закономерен, так как желательность большинства единичных показателей, в том числе традиционно применяемых для оценки качества крепи, у скв. Б значительно ниже, чем у скв. А. Важно, что степень различия выражена ко­ личественно, что облегчает сопоставление.

Данный подход позволяет по совокупности наблюдений в процессе строительства скважин проводить количественный анализ влияния геологических и технологических условий бу­ рения на качество крепи и вырабатывать управляющие воздей­ ствия для повышения его уровня. Кроме того, предлагаемая методика создает реальную основу для аттестации выходящих из бурения скважин по категориям качества, что должно по­ служить мощным стимулом для дальнейшего совершенствова­ ния буровых работ на всех этапах, способствовать внедрению прогрессивных технических решений и улучшению технико­

экономических показателей процесса сооружения крепи сква­ жин.