![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Экономика, организация и планирование буровых и нефтегазодобывающих предприятий учебник
..pdfV. Выбор бурового оборудования, вышки, привышечных соору жений и котельной. Необходимость применения того или иного комплекта бурового оборудования, дополнительного оборудования, вышки и привышечных сооружений для строительства скважины по групповому проекту обосновывается способом и видом бурения, глубиной и конструкцией скважины, а также видом энергии. В раз деле приводится характеристика основного комплекта, дополнитель ного оборудования, конструктивных узлов вышки и привышечных сооружений, а также сведения о сборке или перетаскиванию вышек.
VI. Технологические условия бурения и крепления скважины. Соответственно данным геологического разреза предусматриваются технологические параметры режима бурения, приводятся расчеты потребного количества промывочной жидкости, долот по типам ix размерам. В этом же разделе дается обоснование конструкции скважины, расчет колонн на внутреннее и внешнее давление, высота подъема цемента за колонной, способ цементирования скважин, расход цемента, метод приготовления цементного раствора и т. д.
VII. Испытание скважины на продуктивность или освоение нагнетательной скважины. Этот раздел содержит сведения об оборудо вании, которое используется при испытании скважин, методах осуществления работ, приводится план испытания объектов на про дуктивность. При применении испытателей пластов указываются интервалы испытания.
VIII. Обоснование продолжительности строительства скважины. Продолжительность бурения скважин на старых площадях опреде ляется на основании плановой скорости, установленной на 1964 г., а на новых площадях — установленной в год ввода в бурение данной площади. Продолжительность других элементов цикла устанавли вается в соответствии с действующими в буровом предприятии
нормами времени.
IX. Перечень скважин, строящихся по данному техническому проекту, и их технико-экономические показатели. По каждой сква жине, включенной в перечень, указывается глубина, проектный горизонт, скорость бурения, продолжительность в сутках подготови тельных работ к бурению, бурения и испытания.
X. Механизация и автоматизация процессов бурения, техника безопасности, промышленная санитария и противопожарные меро приятия. В этом разделе дается перечень механизмов, которые должны быть использованы в процессе бурения, а также обоснование меро приятий по обеспечению безопасных методов труда, созданию сани тарных условий на буровой и по обеспечению пожарной безопасности.
XI. Дополнительные сведения. Здесь приводятся данные, необ ходимые для определения сметных затрат на строительство скважин по данному техническому проекту: категория скважины, площадь, среднегодовое число работающих буровых установок в бурении и испытании, мощность труборемонтного цеха, а также данные о ви дах используемого транспорта и расстояниях перевозки различных грузов и пробега специальных машин и агрегатов.
140
К техническому проекту прилагаются геолого-технический наряд
иописание транспортных связей с указанием подъездных путей. Геолого-технический наряд буровая бригада получает перед
началом бурения. Он отражает весь технологический процесс буре ния в соответствии с геологическим разрезом и состоит из общей, геологической и технической частей. В общей части приводятся сведения о скважине (цель бурения, проектная глубина, проектный горизонт), оборудовании и инструменте. В геологической части отражаются проектная глубина в масштабе, конструкция скважины, литологический разрез пород, предполагаемый угол падения пла стов, интервалы проходки с отбором керна и шлама, а также сведе ния о способе испытания, горизонтах, против которых производится перфорация колонны, числе отверстий перфорации, высоте подъема и количестве цемента и другие данные. В технической части геолого технического наряда указываются число долблений, тип и размер долот, механическая скорость проходки, частота вращения долота, нагрузка на долото, производительность насосов, оснастка талей, скорость подъема и число свечей, интервалы и скорости проработки скважины.
§ 2. Организация вышкомонтажных работ
Вышкомонтажные работы представляют собой ответственный этап в строительстве скважин. От их темпов и качества зависят своевременность подготовки рабочих мест для буровых бригад и эффективное использование ими календарного времени. Организа ция вышкомонтажных работ зависит прежде всего от типа буровой установки, ее технологической комплектности и вида привода, а также способа сооружения буровых и принятой схемы монтажа.
В настоящее время бурение скважин в нашей стране осуще ствляется буровыми установками грузоподъемностью от 50 до 300 т с дизельным и электрическим приводом. Применение того или иного способа сооружения буровых в отдельных нефтяных районах зависит от природных и геологических условий, от наличия в этих районах
линий |
электропередач, железных дорог, промышленных объек |
тов и |
др. |
В буровых предприятиях используются в основном три способа сооружения буровых: поагрегатный, мелкоблочный, крупноблоч ный. В последнее время все более широкое распространение полу чает крупноблочный способ сооружения буровых. Так в 1970 г. 78% буровых были построены на крупноблочных основаниях.
Поагрегатный и мелкоблочный способы сооружения буровых применяют, как правило, в тех районах, где отмечается значительная концентрация линий электропередач, промышленных объектов, раз личных коммуникаций, где геологические условия бурения требуют использования дополнительных емкостей и противовыбросового оборудования.
При крупноблочном способе строительства и монтажа буровых буровую установку расчленяют на несколько (3—4) крупных блоков.
141
Блок — это несколько агрегатов, смонтированных на металличе ском основании. Вес и количество блочных оснований определяются рельефом местности, наличием дорог, средств передвижения, элек тролиний и т. д.
Процесс монтажа буровой при крупноблочном способе включает: затаскивание блоков, установку блоков на фундаменты, центрирорование блоков и соединение коммуникаций обвязки оборудования. Перемещение блоков осуществляется транспортными средствами на гусеничном ходу или волоком на полозьях.
Трудоемкость вышкомонтажных работ зависит не только от числа блоков, но и от используемых схем монтажа буровых. Схемы монтажа отличаются взаимным расположением блоков, расстояниями между отдельными блоками и агрегатами, а иногда и конструкцией отдельных узлов.
Единые схемы расположения оборудования впервые были раз работаны в Татарии, где был внедрен индустриальный крупноблоч ный монтаж. Для строительства крупноблочных оснований здесь создана механизированная база, которая производит заготовку узлов металлических оснований, сборку крупноблочных оснований, сборку буровых вышек и установку их на металлические основания, монтаж бурового оборудования на основаниях, строительство привышечных сооружений. Специальные бригады механизированной базы перевозят блоки на скважино-точку и осуществляют их монтаж. Блоки используют многократно. По окончании бурения одной сква жины их транспортируют к следующей.
При полном оснащении бурового предприятия крупноблочными буровыми механизированная база занимается ремонтом крупноблоч ных оснований и транспортных средств, изготовлением металло конструкций и отдельных блоков.
В настоящее время в УБР работы по строительству буровых осуществляют вышкомонтажные цехи, основными производствен ными звеньями которых являются вышкомонтажные участки. Число участков, как правило, равно числу РИТС, входящих в УБР. Каж дый участок имеет несколько специализированных или комплекс ных вышкомонтажных бригад, а также подготовительные бригады, осуществляющие работы по подготовке площадки под буровую, строительству подъездных путей, водоводов и т. д.
Вышкомонтажный цех имеет также участок металлоконструкций (механизированную базу), участок строймеханизмов, выполняющий при помощи механизмов все трудоемкие (земляные и др.) работы при сооружении буровых, плотнично-заготовительный цех и пило раму, которые изготовляют лесопиломатериалы для привышечных сооружений, маршевые лестницы, щиты, желобы и т. д.
Состав вышкомонтажных бригад зависит от принятых фор.м организации труда при выполнении строительно-монтажных работ. В последнее время при выполнении большого объема вышкомонтаж ных работ в управлении буровых работ создают так называемые комплексно-звеньевые бригады, состоящие из трех специализирован
142
ных звеньев: по демонтажу, по монтажу и по перетаскиванию блоков. При этом работы ведутся непрерывно: один блок демонти рует звено по демонтажу, звено по транспортировке перевозит его на новую точку, где звено монтажников приступает к его уста новке и т. д.
Процесс строительства и монтажа буровых почти во всех нефтя ных районах прерывный, т. е. осуществляется в одну смену, что увеличивает календарную продолжительность работы. Такая прак тика осуществления вышкомонтажных работ сложилась уже давно и в настоящее время стала тормозить развитие буровых работ вслед ствие нарушения ритмичности работы буровых бригад. Поэтому в отдельных нефтяных районах стал внедряться процесс непрерыв ного сооружения буровых в течение семи дней недели, в одну смену со скользящим графиком работы членов вышкомонтажных бригад. При такой организации сооружения буровых весь комплекс работ — подготовительно-заключительные работы, демонтаж, перетаскивание вышек и блоков, строительство и монтаж — осуществляет укруп ненная комплексно-звеньевая вышкомонтажная бригада. Бригада состоит из трех звеньев, квалификационный и численный состав которых определяется исходя из состава работ по разрядам. Сред няя численность бригады 30—32 человека. На строительной пло щадке ежедневно работают два звена, у третьего — выходной день. За укрупненной вышкомонтажной бригадой постоянно закреплены два трактора, бульдозер, краны, сварочные агрегаты, а также ком плект инструментов и приспособлений, необходимых бригаде. Непо средственным организатором работ при сооружении буровых является прораб-вышкостроитель.
Окончание вышкомонтажных работ оформляется специальным актом. Качество их проверяется при приемке готового объекта от вышкомонтажной бригады буровым мастером с бригадой.
§ 3. Организация процесса бурения скважин
После окончания строительно-монтажных работ на буровой осуществляют подготовительные работы к проходке ствола сква жины, которые включают оснастку талевой системы, подвеску клю чей, регулирование индикатора веса, установку и проверку работы объектов малой механизации, бурение и крепление шурфа, уста новку механизмов для спуско-подъемных операций, размещение инструмента и средств, обеспечивающих безопасность труда и неко торые другие работы. В зависимости от принятой организации труда в конкретном буровом предприятии эти работы выполняет буровая бригада или специализированная подготовительная бригада.
Бурение скважины может быть начато только после окончатель ной приемки буровой специальной комиссией бурового предприятия и с разрешения представителя горно-технической инспекции.
Бурение ствола скважины осуществляет буровая бригада, кото рую возглавляет буровой мастер. Количественный состав буровой
143
бригады определен с учетом необходимости обеспечения непрерыв ности процесса бурения. Буровая бригада состоит из трех основных вахт (смен) и одной дополнительной. При восьмичасовой вахте после четырех дней работы каждая вахта два дня отдыхает. При электри фицированном силовом приводе вахта состоит из четырех человек: бурильщика и трех помощников бурильщика. При силовом приводе с двигателями внутреннего сгорания в состав вахты дополнительно вводится один — два (в зависимости от числа двигателей) дизелиста. При бурении скважины электробуром в состав вахты включается один электромонтер.
Кроме персонала сменных вахт буровую установку обслуживает несменный персонал. Так, при всех способах бурения и различных типах силового привода буровую установку обслуживает слесарь по ремонту оборудования, а при использовании электропривода, кроме того, и электромонтер; при бурении скважин с помощью дизельного привода бесперебойную работу силового привода обеспе чивает дизель-машинист.
Квалификационный состав буровой вахты установлен с учетом обеспечения выполнения технологического процесса бурения в соот ветствии с требованиями геолого-технического наряда на производ ство буровых работ.
Старшим в вахте является бурильщик V или VI разряда в зави симости от категории скважины. Первый помощник бурильщика имеет IV разряд, второй и третий помощники — III разряд. Разряды помощников бурильщика могут быть увеличены при бурении сква жин глубиной свыше 4000 м в особо сложных геологических усло виях.
Перед началом бурения скважины проводят пусковую конферен цию, где, кроме членов буровой бригады и бурового мастера, при сутствуют главный инженер, главный механик, геолог, инженер по технике безопасности, работники технического, технологического, планового отдела, отдела труда и заработной платы. Буровая бригада получает геолого-технический наряд, наряд на производство буро вых работ и инструктивно-технологическую карту. Члены буровой бригады во время пусковой конференции знакомятся с геолого-техни ческим нарядом, с особенностями геологического разреза, изучают запроектированный режим бурения, получают инструктаж по тех нологии проходки скважин, эксплуатации бурового оборудования и безопасным методам работы. Особо изучаются намеченные меро приятия по ускорению процесса бурения.
Сооружение скважины состоит из разнородных в технологиче ском отношении процессов: процесса разрушения горной породы (механическое бурение); спуско-подъемных операций, связанных со сменой долота, наращиванием бурильной колонны, сменой турбо бура и утяжеленных бурильных труб; крепления скважин обсад ными трубами; различных вспомогательных процессов (промывка скважин, подготовка к геофизическим исследованиям, смена или перетяжка талевого каната и др.).
144
Основные затраты времени буровой бригады приходятся на процесс механического бурения и спуско-подъемных операций. Общий темп углубления и сроки вскрытия продуктивного пласта прежде всего зависят от эффективности работы долота на забое, которую характеризуют два показателя: механическая скорость и проходка на долото. Большая роль в повышении эффективности работы долота на забое принадлежит, кроме конструкции и качества долот, режиму бурения. Поэтому все организационные мероприя тия в процессе механического бурения направлены на обеспечение оптимального режима бурения.
Показатели работы долот могут значительно улучшиться не только благодаря совершенствованию режимов бурения, но и за счет правильного и тщательного подбора долот в зависимости от буримости пород. Расширение гаммы породоразрушающего инстру мента, создание новых, более эффективных конструкций долот, внедрение алмазных и специальных долот для бурения на больших глубинах даст возможность увеличить проходку на одно долото, повысить общую скорость бурения скважин.
Спуско-подъемные операции — наиболее трудоемкие в процессе бурения скважин. На них затрачивается значительно больше вре мени, чем на непосредственное разрушение пород. При спуске и подъеме бурильных труб половина времени затрачивается на руч ные и машинно-ручные работы. При организации процесса спуска и подъема инструмента проблема их облегчения и ускорения должна решаться на основе оснащения буровой элементами механизации и автоматизации, освоения каждым рабочим буровой рациональных приемов труда, четкого распределения функций между рабочими и согласованного их выполнения, правильного расположения инстру ментов на рабочем месте, содержания рабочего места в чистоте. Во внедрении более рациональных приемов и методов выполнения спуско-подъемных операций большое значение имеет производствен ный инструктаж вахт непосредственно на рабочем месте. Его осу ществляет буровой мастер или специальные инструкторские вахты, кроме того, составляют специальные инструктивные карты передо вых приемов работы при спуско-подъемных операциях. Практика показывает, что инструктаж дает возможность повысить производи тельность труда на этих операциях на 8—30%.
Процесс крепления скважин предусматривает проведение целого комплекса работ, основными из которых являются спуск обсадных труб и цементирование скважины. Спуск обсадных колонн выполняет буровая бригада, причем состав вахты увеличивается на 2—4 че ловека в зависимости от диаметра спускаемых колонн. При спуске обсадных колонн со стыкосварными соединениями в зависимости от вида сварки (ручная или автоматическая) в состав вахты вводится необходимое число электросварщиков.
Для выполнения работ по цементированию скважины заблаго временно должны быть заготовлены в нужном количестве тампонаж ный цемент, жидкое стекло, негашеная известь и другие материалы
10 Заказ 547 |
145 |
в соответствии с принятой технологией цементирования; подготов лены цементировочные агрегаты, цементно-смесительные машины и прочее оборудование. Работы по цементированию выполняют спе
циализированные бригады. В состав бригады |
входят машинисты |
и мотористы-водители, один — два оператора |
по цементированию |
и шофер цементовоза. Работами по цементированию руководит инже нер по заливкам.
Кроме основных рабочих процессов, при строительстве скважины
осуществляются различные вспомогательные процессы, |
которые |
в настоящее время занимают в общем балансе времени |
бурения |
более 20%. К вспомогательным процессам относятся промывка скважины, измерительные работы, смена турбобуров и долот, под готовительные и заключительные работы во время спуско-подъем ных операций и др.
Промывка скважин включает регулирование качества и коли чества промывочной жидкости, закачиваемой в скважину в единицу времени, с учетом литологических особенностей разбуриваемых пород, а также приготовление, химическую обработку, утяжеление промывочной жидкости. Для контроля за изменением параметров промывочной жидкости в процессе бурения организуется переносная лаборатория.
Электрометрические работы в процессе проходки скважины выполняет промыслово-геофизическая служба.
Для рациональной организации производственного процесса характерно отсутствие в ходе его выполнения перерывов, не преду смотренных технологией производства. Перерывы в производствен ном процессе сооружения скважин связаны с ремонтом бурового, оборудования, ликвидацией осложнений и аварий, а также с органи зационными неполадками. Осложнения при бурении скважин обу словлены геологическими особенностями разбуриваемых пород. Затраты времени на ликвидацию осложнений зависят от эффектив ности выбранного метода ликвидации, а также действенности мер по профилактике осложнений.
Аварии в бурении все еще отнимают значительное количество полезного времени буровых бригад. Большая часть аварий происхо дит в результате нарушения членами буровой бригады технологии бурения, трудовой дисциплины, слабого контроля за состоянием рабочего инструмента. Для снижения потерь времени из-за аварий необходимы профилактические меры по предотвращению аварий. К основным из них относятся систематическое повышение квалифи кации и сработанности членов буровых вахт, а также контроль со стороны мастера за соблюдением технологической дисциплины и своевременным обеспечением бригады высококачественным и ком плектным инструментом и материалами.
Ремонтные работы в процессе бурения выполняют специализи рованные ремонтные бригады, входящие в состав цеха по прокату и ремонту оборудования.
Важную роль в организации буровых работ играют центральные
146
(ЦИТС) и районные (РИТС) технологические службы. РИТС осу ществляет контроль за ходом технологического процесса бурения скважин, обеспечивает выполнение сменных заданий каждой брига дой, ведет непрерывный инженерный контроль за строительством скважин и за своевременным и комплектным снабжением, органи зует перемещение буровиков и рабочих ремонтных и других бригад, контролирует соблюдение техники безопасности, организует работы по ликвидации осложнений и аварий, а также обеспечивает своевре менное предоставление центральной инженерно-технологической службе ежесуточной информации о результатах выполнения заданий по проходке и освоению скважин.
§ 4. Организация работ при испытании скважин
Испытание скважин на продуктивность — завершающий этап цикла строительства скважин, кторый определяет результаты и эф фективность производства всех предшествующих работ. В процесс испытания скважин на продуктивность входят: монтаж и демонтаж установок для испытания, оборудование устья скважин, спуск насосно-компрессорных труб, перфорация, вызов притока и исследо вание продуктивного горизонта, ремонтно-изоляционные работы по перекрытию пластовых вод, работы по интенсификации притока.
Организация процесса испытания скважин зависит прежде всего от уровня техники и технологии. В настоящее время для испытания скважин повсеместно используют передвижные специализированные агрегаты (А-40, «Бакинец» и др.). Если процесс испытания скважин на продуктивность занимает незначительное время, используют буровую установку.
Наиболее распространенный способ вызова притока нефти — компрессорный, при котором в затрубное пространство закачивают газ, вследствие чего резко падает давление в скважине. При освое нии скважин с низким пластовым давлением используют метод свабирования. После вызова притока нефти скважину исследуют (т. е. замеряют дебит, отбирают пробы, замеряют статическое давле ние) и сдают в эксплуатацию.
Организационные формы осуществления работ по испытанию скважин в отдельных нефтяных районах неодинаковы. Испытание скважин на продуктивность осуществляют как буровые бригады, так и специализированные бригады по испытанию. Перфорацией скважины занимаются геофизические партии.
В последнее время все шире распространяется специализация работ по испытанию, для чего в буровых предприятиях создают специализированные цехи. Среднесписочная численность бригады по испытанию скважин 16—18 человек, работы осуществляют, как правило, в две смены. Для увеличения загруженности бригад пре дусматривается работа одной бригады одновременно на двух сква жинах в связи со значительными технологическими остановками
10* |
147 |
в процессе испытания. На некоторых предприятиях создают специ альную бригаду для производства ремонтно-изоляционных работ.
Вуправлениях буровых работ, где достаточно велик объем раз ведочного бурения, организуют конторы опробования скважин.
Вотдельных нефтяных районах испытание скважин на продук тивность осуществляется совместно с буровым и нефтегазодобыва ющим предприятием. В этом случае буровое предприятие проводит перфорацию колонны, спуск труб с фильтром и промывку скважины до чистой воды, исследовательские работы (ГК и НГК), а также монтаж и опрессовку фонтанной арматуры на устье скважины. Нефтегазодобывающее предприятие монтирует емкости, трапы, под ключает скважину к промысловому коллектору и вызывает приток
нефти компрессором.
На каждую скважину составляется план работ по испытанию, причем интервал перфорации и глубину спуска насосно-компрессор ных труб устанавливает главный геолог НГДУ. Представитель НГДУ присутствует также при определении герметичности эксплуа тационной колонны. После окончания работ на скважине составляют акт, где подробно описывают все проведенные работы.
В последние годы широко используют испытатель пластов в про цессе бурения скважины или сразу же после окончания бурения в необсаженном стволе. С их помощью определяют характер пласта (сухой или насыщенный нефтью и газом). Если пласт оказывается сухим, отпадает необходимость спуска эксплуатационной колонны и испытания скважины на продуктивность. Применение испытателей пластов ускоряет процесс испытания скважин и значительно снижает его стоимость.
§ 5. Организация добычи нефти и газа
Организационные формы добычи нефти и газа определяются многими факторами. В значительной степени они зависят от природ ных условий нефтяных месторождений: размера залежи, мощности пласта, его режима, физических свойств коллекторов, глубины скважин, давления на контуре питания и др.
Природно-геологические условия предопределяют выбор системы разработки залежи, т. е. число и размещение скважин на нефтенос ной площади, порядок ввода их в эксплуатацию, регулирование режима работы скважин и баланса пластовой энергии и т. д.
В настоящее время все крупные нефтяные месторождения раз рабатывают с применением процессов поддержания пластовых давле ний методами законтурного и внутриконтурного заводнения. Это обеспечивает высокую нефтеотдачу при минимальном числе сква жин. Добыча нефти из пластов, разрабатываемых с поддержанием пластового давления, составляет в настоящее время около 70% всей добычи. Директивами ХХІУ съезда КПСС предусматривается к концу текущего пятилетия довести удельный вес добычи нефти
148
с применением методов искусственного воздействия на пласт не* менее чем до 75%.
Работы по заводнению осуществляет цех поддержания пластового давления НГДУ. Организационная структура цеха включает, как правило, несколько участков закачки воды, бригады по освоению нагнетательных скважин, бригаду электриков, исследовательскую группу, ремонтно-механическую бригаду. В цехе организуется диспетчерский пункт для сбора и передачи информации и аварийного обслуживания автоматизированных объектов.
Организация работ по эксплуатации нефтяных скважин во многом зависит от способов подъема нефти из пласта на поверхность и систем сбора нефти и нефтяного газа. Нефтяные месторождения эксплуатируются фонтанным и механизированным (компрессорным или насосным) способами. Из насосных установок подавляющая часть приходится на глубинные штанговые насосы, хотя в последнее время все более широко применяют центробежные электронасосы для эксплуатации высокодебитных скважин.
Система сбора нефти и попутного газа в зависимости от условий может быть двухтрубной или однотрубной. При двухтрубной схеме сепарация газа от нефти осуществляется на индивидуальных при скважинных трапных установках или на групповых трапно-замер ных установках. После сепарации по самостоятельным нефтесбор ным и газосборным коллекторам нефть подается на нефтесборные пункты, а газ — на прием компрессорных станций.
При однотрубном сборе продукция скважин самотеком или насосом подается сразу на нефтесборные пункты, где и осущест вляется полная сепарация газа от нефти. Нефть поступает на уста новки подготовки нефти, газ — к компрессорным станциям.
Центром по оперативному руководству всеми работами по осу ществлению процесса добычи нефти является районная инженерно технологическая служба (РИТС). Их число зависит от территори ального расположения объектов эксплуатации и объемов добычи.
РИТС объединяет и руководит работой групп по добыче нефти и групп по исследованию скважин. Группы по добыче нефти ведут профилактический ремонт наземного оборудования скважин, под держивают заданные параметры технологического режима работы скважин. Группа по добыче нефти, возглавляемая мастером по добыче, состоит из 18—25 операторов III—V разрядов. Группа по исследованию, выполняющая необходимые исследовательские ра боты по скважинам, включает операторов по исследованию скважин, замерщиков дебита скважин и лаборанта по проведению анализов нефти.
Численный состав групп по добыче нефти, а также исследователь ских групп изменяется в зависимости от числа закрепленных за ними скважин, расстояния между скважинами, а также от степени автоматизации и телемеханизации обслуживания скважин.
Одним из основных технологических процессов является ком плексная подготовка сырой нефти, хранение и сдача ее товарно
149