Файл: Строительство наклоннонаправленной эксплуатационной скважины 12 на площади СевероПрибрежная.rtf

Для получения геолого-технологической информации применяются программно-аппаратные комплексы обеспечения бурения, состоящие из набора датчиков, концентрирующей аппаратуры и компьютера с регистрирующим и обрабатывающим программным обеспечением - автоматизированными рабочими местами (АРМ) оператора, бурового мастера и технолога. В рамках данной работы проведен анализ четырех отечественных и одной иностранной системы: АМТ-121 (ЗАО «АМТ»), Геотест-5 (НПФ Геофизика), Промгеосервис (ООО НПП Промгеосервис), КУБ-01 (ТФ ООО «СГК»), REGSITE (Sperry-Sun Halliburton). Анализ проведен на основании информации, предоставленной производителями. Рассмотрим основные выводы, построенные на основе представленных данных.

По количеству видов датчиков, измеряемых параметров и расчётных характеристик представленные отечественные системы можно разделить на две группы. К первой группе необходимо отнести системы АМТ-121 и КУБ-01, ко второй ГЕОТЕСТ-5 и систему производства ООО НПП Промгеосервис. В первой группе количество видов датчиков, регистрируемых и расчётных параметров разнообразно и достаточно для обеспечения контроля работы буровой (при этом по количеству датчиков преимущество имеет система АМТ-121). Во второй группе количество видов датчиков, снимаемых параметров и расчётных характеристик недостаточно для полноценного контроля работы. Концентрирующая аппаратура систем имеет примерно равные по параметрам характеристики, но при этом следует отметить отсутствие возможности программирования контролера у системы производства ООО НПП Промгеосервис.

По программному обеспечению АРМ оператора станции ГТИ эти системы так же можно разделить на две группы с тем же составом (AMT-121 и КУБ-01 в первой, ГЕОТЕСТ-5 и система ООО НПП Промгеосервис во второй). У систем первой группы, кроме ПО сбора информации с датчиков, существует и ПО для решения задач технологического и геологического характера, есть возможность программного управления исполнительными механизмами, реализовано комплексирование с данными систем инклинометрии. Также эти системы предоставляют достаточное количество форм и видов отчётности. ПО для систем из второй группы предоставляет только функции регистрации данных.

Система RIGSITE фирмы Sperry-Sun содержит все необходимые датчики (по заявлению фирмы), более 600 регистрируемых и расчётных параметров, более чем достаточные показатели по другим параметрам. Основными минусами этой системы является отсутствие управления исполнительными механизмами, отсутствие сервисных услуг и очень высокая стоимость самой системы, ее установки и эксплуатации.

---

Таким образом, на сегодняшний день существуют аппаратные комплексы обеспечения бурения, предоставляющие достаточное количество информации для решения типовых задач обеспечения бурения. Рассмотрим подробнее программное обеспечение комплексов АМТ-121 и КУБ-01.

АРМ оператора комплекса АМТ-121 «Контур-2» предназначено для оперативного контроля процесса бурения нефтяных и газовых скважин и для информационного обеспечения бурового персонала данными технологических параметров. ПО комплекса содержит сетевую базу данных, что позволяет обрабатывать регистрируемые параметры в псевдореальном времени с нескольких рабочих мест. Помимо регистрации параметров бурения и проверки выполнения технологических порогов параметров (предупреждения аварийных ситуаций), программа позволяет выполнять следующие задачи:

определение общего объема раствора в емкостях

расчет нагрузки на долото

определение мгновенной скорости проходки

определение механической скорости бурения

определение детально-механического каротажа (ДМК) - скорости проходки некоторой фиксированной глубины

определение основных технологических режимов бурения

определение основных технологических этапов бурения

Программа "Рабочее место технолога" (далее РМТ) КУБ-01 предназначена для автоматизированного контроля процесса бурения скважин в составе комплекса наземного и спускаемого оборудования - (КУБ и забойной телеметрической системы ЗИС).

На рисунке 3.1 приведена функциональная схема системы контроля и управления буровым оборудованием и технологическими процессами строительства скважин.
Рисунок 3.1 - Функицональная схема системы контроля и управления буровым оборудованием
СКРОБУ- система контроля за режимами работы оборудования буровой установки;

СКСС

---

- система контроля технологическими процессами строительства скважины;

СУБО- система управления буровым оборудованием;

БО- буровое оборудование.

Система контроля за режимами работы бурового оборудования (СКРОБУ) решает задачи бесперебойного и безаварийного функционирования агрегатов буровой установки, учёта времени и других ресурсных параметров, выдаёт рекомендации на проведение плановых ремонтов и профилактических мероприятий. Особенностью системы является то, что её параметры жёстко задаются изготовителем и он же эпизодически или постоянно может контролировать их соблюдение в процессе эксплуатации системы.

Система контроля за строительством скважины (СКСС), обеспечивает проведение буровых работ в соответствии с проектом и геолого-технологическим нарядом. Особенностью системы является то, что она является перенастраиваемой, для обеспечения различных технологических режимов.

Обе эти системы для решения своих задач могут использовать одни и те же элементы контроля.

Система управления (СУБО), обеспечивает приём управляющих воздействий от СКРОБУ и СКСС, выдачу их на исполнительные механизмы бурового оборудования (БО). Эта система должна обеспечивать возможность реализации автоматического управления (от программного комплекса), полуавтоматического (с пультов) и ручного (там, где это необходимо и возможно), а так же экстренный переход (в аварийных случаях) от автоматического и полуавтоматического режимов к ручному.

Программа производит запись параметров бурения, а также данных инклинометрии в файлы истории, предназначенные для дальнейшей обработки. Помимо регистрации показаний датчиков и предупреждения аварийных ситуаций, эта программа позволяет проводить:

расчет нагрузки на долото;

определение детально-механического каротажа (ДМК);

увязку данных забойной инклинометрии с данными бурения;

определение основных технологических операций;

---

ведение фискального журнала действий оператора.

Следует отметить, что основными задачами рассмотренных программ являются достоверная и устойчивая регистрация параметров, определение основных расчетных параметров, а также их визуализация и прогноз аварийных ситуаций (проверка выполнения “технологических ворот”). Комплексное решение сложных геолого-технологических задач стало актуальным в последнее время в связи с необходимостью улучшения качества и снижения стоимости проведения буровых работ. Поэтому в существующих российских системах решение таких задач не реализовано или реализовано слабо. В АРМ комплекса фирмы Sperry-Sun включены программы оптимизации параметров работы бурового долота и моделирования гидравлических процессов в затрубном пространстве, программы расчета оптимальных скоростей спуска колонны. Основными недостатками этого комплекса являются: проблемы совместимости с российским буровым оборудованием, высокая стоимость приобретения и использования, практическое отсутствие сервисных услуг, необходимость дорогостоящего обучения операторов.

Cовместно с комплексами контроля бурения используются забойные телеметрические системы, предназначенные для оперативного контроля траектории скважины. Рассмотрим далее современное состояния этих систем.
3.3 Системы регистрации и обработки данных инклинометрии
Задачей инклинометрических исследований скважин является контроль пространственного положения оси ствола скважины. В результате проведения инклинометрических исследований должны быть получены данные о положении каждой точки ствола скважины в пространстве, об отклонениях фактического профиля от проектного, о положении конечного забоя и о попадании его в круг допуска.

Инклинометрические исследования можно разделить на две категории - исследования в процессе бурения, и инклинометрические замеры. Исследования в процессе бурения проводятся забойными инклинометрическими системами, включенными в состав бурильной колонны, и предназначены для оперативного контроля траектории ствола скважины. Инклинометрические замеры производятся геофизическими партиями при поднятой бурильной колонне.

---

Важнейшим преимуществом инклинометрических исследований в процессе бурения является их оперативность, которая позволяет радикально увеличить точность проводки ствола и уменьшить время и стоимость строительства скважины. Основными недостатками исследований в процессе бурения является их меньшая точность, которая обуславливается большей технологической сложностью получения и передачи данных, а также сложность применения при бурении горизонтальных скважин.

В рамках данной работы проведен сравнительный анализ систем БТС-172 (ООО НПП «Промгеосервис»), СИБ-1М (ТФ ООО СГК), а также систем иностранного производства Sperry-Sun (Halliburton) и MPR (Baker Hughes). Обе системы российского производства созданы на базе разработки ЗИС-4 и имеют сходные общие характеристики по измеряемым параметрам, способу передачи данных, условиям эксплуатации и диапазону глубины измерения. Различие составляют конструктивные особенности приборов, набор расчётных параметров, надёжность системы.

Системы иностранного производства отличаются от российских способом передачи данных, системой питания скважинного прибора и высокой стоимостью. Основным недостатком данных систем является способ питания приборов от батареи с ограниченным временем непрерывной работы в режиме измерения, который составляет 60 часов (по технологии бурения горизонтального ствола скважин требуется не менее 80 часов). При этом батареи требуют замены после окончания срока эксплуатации (те же 60 часов), что существенно повышает стоимость обслуживания систем, особенно в российских условиях.

Программное обеспечение российских забойных инклинометрических систем предназначено для регистрации параметров инклинометрии, первичной обработки и визуализации. Так, широко распространенная программа «Радиус» содержит следующие функции:

Прием и первичная обработка данных инклинометрии от забойных телесистем;

Расчёт данных инклинометрии по четырём различным методам (тангенциальный, усреднения углов, ускорения, по радиусу кривизны);

---