Научно-прикладные основы совершенствования технологии бурения скважин на суше и континентальном шельфе

Пятый раздел содержит материалы по обобщению и аналитической оценке результатов реализации системного подхода к совершенствованию и развитию комплекса технологий бурения и заканчивания скважин в сложных природно-климатических и термодинамических условиях разведки и разработки нефтегазовых месторождений.

Большое внимание уделено идеологии научного подхода к развитию и совершенствованию технологии буровых работ на системных принципах. Проанализированы основные различия между идеологией применяемых в производстве традиционных технологий строительства скважин (технология репрессионного бурения) и идеологией системных разработок по совершенствованию технологических процессов бурения скважин за счет повышения уровня информатизации, организации производственных процессов и управления ими. Раскрыта роль и значение идеологии как научно-прикладной основы по конкретной реализации инновационных разработок в области строительства скважин.

Таблица 9 - Показатели технологии струйной кольматации призабойной зоны в процессе вскрытия продуктивных отложений терригенного и карбонатного типов

Отмечено, что идеология репрессионной технологии бурения предопределяет низкий уровень организации технологических процессов и управления ими, а также конечных показателей буровых работ и отличается бессистемностью развития научно-технических разработок. Все это приводит к заключению об углубляющемся разрыве между теорией, экспериментом и практикой в области строительства скважин - главных составляющих эволюционного развития материальных систем. Представлено описание комплекса системных разработок, их функциональное назначение, технологические особенности и способы реализации внутрисистемных эффектов (управление механизмами взаимодействия) при решении как частных промысловых задач, так и в целом проблемы повышения качества и эффективности строительства разведочных и эксплуатационных нефтегазовых скважин.

В таблицах 9, 10 приведены сводные показатели результатов внедрения разработок в производство и области их эффективного применения.

Таблица 10 - Качественные и технико-экономические показатели заканчивания скважин комплексом системных технологий на нефтяных залежах Ромашкинского месторождения в НГДУ «Азнакаевскнефть»

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Широко применяемые в теории и практике бурения скважин традиционные научно-технические подходы и технологические решения отличает низкий уровень их развития, не отвечающий современным требованиям производства. Отсутствие системности в научных исследованиях, слабая теоретическая база в области гидравлики и гидродинамики нестационарных буровых процессов и несовершенность методов их организации являются основными факторами, препятствующими дальнейшему развитию технологии буровых работ, повышению качества, эффективности и экологической безопасности строительства нефтяных и газовых скважин.

2. Установлена виброволновая природа движения жидкости в скважине и ее превалирующее влияние на нестационарность технологических процессов бурения. Показано, что амплитудно-частотные характеристики и пульсирующее течение жидкости в гидравлически связанной системе «скважина - массив горных пород» предопределяют нестационарность гидромеханического состояния ствола и гидродинамического поведения скважины при бурении, промывке, цементировании, СПО, изоляционных работах, отмечено их негативное влияние на показатели эффективности и качество буровых работ.

3. На основе системных принципов и решений получили дальнейшее развитие современная идеология и научно-технические подходы к технологии бурения с регулируемыми дифференциальными давлениями на ствол и забой скважин. Показано, что переход от традиционных технологий бурения к идеологии системной организации процессов бурения (ее основные составляющие - информатизация, организация и управление) обеспечивает переход на более высокий уровень развития технологий, а значит, достижение нелинейного роста промежуточных и конечных показателей качества и эффективности строительства скважин.

4. Аналитическая оценка состояния теории в технологии буровых работ показывает, что уровень развития математического аппарата и моделирования отличает большой разрыв между экспериментом и промысловой практикой. Объяснено, что попытки по созданию математических, физических моделей и на их основе расчетных методов, адекватно отражающих геолого-физические условия и технологические процессы бурения скважин на современном этапе, следует признать безнадежными, поскольку основаны они на использовании линейных математических и физических стационарных моделей, характерных для установившихся состояний различных систем.

5. Разработаны и опробованы рецептуры гидрофобизированных растворов для бурения неустойчивых, склонных к набуханию и обвалообразованию горных пород, а также для вскрытия продуктивных горизонтов, обеспечивающие сохранность их коллекторских свойств.

6. Для повышения качества разобщения пластов при креплении скважин с низкими положительными и отрицательными температурами (от минус 5 єС до +20 єС) эффективны тампонажные растворы на основе безгипсового вяжущего. По результатам экспериментальных исследований разработана рецептура низкотемпературного, седиментационноустойчивого, безусадочного тампонажного раствора. Дано объяснение механизма твердения.

7. Разработаны научно-методические подходы и технологические решения по комплексу проблем охраны недр и окружающей среды при строительстве скважин. Они основаны на реализации ресурсосберегающих, безотходных и малоотходных технологий по предупреждению поглощений, газонефтеводопроявлений, выбросов и фонтанов, гидроразрывов, межпластовых и заколонных перетоков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

а) монографиях и научно-технических информационных обзорах

1. Овчинников П.В. Специальные тампонажные материалы для низкотемпературных скважин: Монография / П.В. Овчинников, В.Г. Кузнецов, В.И. Урманчеев. - М.: Недра, 2002. - 116 с.

2. Овчинников В.П. Безгипсовые тампонажные материалы для низкотемпературных скважин / В.П. Овчинников, В.И. Урманчеев, А.А. Клюсов // Обзорная информ. Сер. бурение газовых и газоконденсатных скважин. - М., 1990. - 40 с.

3. Полозков А.В. Оборудование и методы контроля для строительства скважин Севера / А.В. Полозков, А.С. Гуменюк, В.И. Урманчеев // Обзорная информ. Сер. бурение газовых и газоконденсатных скважин. - М., 1989. - 32 с.

б) научных статьях и тезисах докладов

4. Галабурда В.К. Перспективы и проблемы развития буровых работ на Арктическом шельфе / В.К. Галабурда, В.Я. Коростин, В.В. Штрассер, В.И. Урманчеев // Проблемы освоения шельфа Арктических морей: Тез. докл. Всесоюз. науч.-практ. конф. - Мурманск, 1984. - С. 54-56.

5. Разработка рекомендаций по технологии бурения, крепления и освоения морских скважин на нефть и газ и технологических решений по улучшению показателей буровых работ: Отчет о НИР (заключительный) / Фонды ПО «Арктикморнефтегазразведка»; В.К. Галабурда, Р.П. Прокопчук, В.И. Урманчеев; № ГР 1/82-30/3 КШ. - Мурманск, 1985. - С. 99-145; 176-181; 193-196.

6. Страшкевич Д.С. Прогрессивные способы бурения и отработка породоразрушающего инструмента / Д.С. Страшкевич, В.В. Штрассер, В.И. Урманчеев // Сб. науч. тр. ВНИИморгео. - Рига, 1985. - С. 15-17.

7. Совершенствование конструкций технических средств, разработка технологии подготовки стволов скважин к спуску обсадных колонн при производстве буровых работ с буровых судов на разведочных площадях треста АМНГР: Отчет о НИР (заключительный) / Уфимский нефтяной институт (УНИ); Руководитель М.Р. Мавлютов; М.Р. Мавлютов, Ю.С. Кузнецов, В.И. Урманчеев; № ГР 01840010304. - Уфа, 1985. - 91 с.

8. Иогансен К.В. Состояние и пути повышения качества крепления морских скважин на площадях треста «Арктикморнефтегазразведка» / К.В. Иогансен, В.И. Урманчеев // Комплексное освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР: Тез. докл. Первой всесоюз. конф. - М., 1986. - С. 5-6.

9. Погиев В.Е. Проблемы крепления глубоких разведочных скважин в условиях северных морей / В.Е. Погиев, В.К. Галабурда, В.И. Урманчеев // Организация и экономика работ по разведке и освоению морских месторождений: Сб. науч. тр. ВНИИморгео. - Рига, 1987. - С. 49-52.

10. Урманчеев В.И. Литологическое расчленение пород разрезов скважин по данным технологического каротажа / В.И. Урманчеев, И.А. Негода, О.А. Заливчий // Изучение геологического разреза и прогнозирование АВПД: Сб. науч. тр. - Л.: ВНИГРИ, 1987. - С. 113-120.

11. Урманчеев В.И. Определение градиента поглощения пород под башмаком обсадной колонны / В.И. Урманчеев, И.А. Негода, К.В. Иогансен // Бурение морских инженерно-геологических и глубоких разведочных и эксплуатационных скважин на нефть и газ: Сб. науч. тр. - Рига: ВНИИморгео, 1987. - С. 81-84.

12. Урманчеев В.И. Опыт применения специального стыковочного узла для обеспечения герметичности обсадной колонны после отрезания ее незацементированной верхней части / В.И. Урманчеев, В.В. Штрассер // Новые технические средства поиска и освоения нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР: Сб. науч. тр. МИНГ им. И. М. Губкина. - М., 1987. - С. 123-128.

13. Урманчеев В.И. Проблемы крепления скважин и вскрытия продуктивных горизонтов в районах залегания многолетнемерзлых пород / В.И. Урманчеев, О.Л. Островский, В.П. Овчинников // Вскрытие нефтегазовых пластов и освоение скважин: Тез. докл. Второй Всесоюз. науч.-техн. конф. - М., 1988. - С. 124-125.

14. Урманчеев В.И. Применение цементно-вермикулитового тампонажного раствора на площадях ПО «Арктикморнефтегазразведка» / В.И. Урманчеев, В.Е. Погиев // Вермикулит (производство и применение): Сб. науч. тр. НИИстромпроект. - Челябинск, 1988. - С. 137-141.

Островский О.Л. Гидратация и структурообразование тампонажного безгипсового портландцемента / О.Л. Островский, В.И. Урманчеев, Я.М. Захарко // Тр. ВНИИцемент. - 1988. - Вып. 95. - С. 59.

15. Аронсон В.Е. Результаты оценки АВПД при бурении скважин на Мурманской разведочной площади / В.Е. Аронсон, В.И. Славин, В.И. Урманчеев // Методы прогнозирования АВПД при поисках и разведке месторождений нефти и газа: Тез. докл. Всесоюз. науч.-практ. конф. - Мурманск, 1988. - С. 28.

16. Бурнос В.Д. Оценка пластовых давлений и давлений начала поглощения пород по данным геолого-технологических и геофизических исследований скважин на Песчаноозерском месторождении / В.Д. Бурнос, С.Ю. Островерхов, В.И. Урманчеев, И.А. Негода // Там же. - С. 30.

17. Урманчеев В.И. Опыт определения давлений начала поглощения и гидроразрыва пород на Песчаноозерском месторождении / В.И. Урманчеев, С.Ю. Островерхов // Тез. докл. науч.-практ. конф. молодых ученых и специалистов по проблемам освоения шельфа. - Мурманск, 1988. - С. 13.

18. Урманчеев В.И. Регламент на первичную постановку, снятие и возвращение СПБУ на точку бурения для продолжения работ при строительстве скважин на площадях ПО «Арктикморнефтегазразведка» / В.И. Урманчеев, Р.П. Прокопчук, А.Е. Сарафанов, Ш.Н. Абдуллин. - 25 с.: Деп. - М., 1988. - № 9. - С. 114

19. Овчинников В.П. Облегченный седиментационноустойчивый тампонажный материал для относительно низких положительных и отрицательных температур / В.П. Овчинников, В.М. Шенбергер, В.И. Урманчеев // Нефть и газ Западной Сибири: Тез. докл. II Всесоюз. науч. конф. - Тюмень, 1989. - Т. 1. - С. 142-143.

20. Овчинников В.П. Тампонажный материал для цементирования скважин с низкими положительными и отрицательными температурами / В.П. Овчинников, В.К. Смыслов, В.И. Урманчеев // Там же. - С. 146-147.

21. Агзамов Ф.А. Исследование коррозионной стойкости тампонажных материалов в условиях сероводородной агрессии / Ф.А. Агзамов, В.И. Урманчеев, Т.В. Чезлова, Ф.А. Ибрагимов // Комплексное освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР (Итоги геолого-разведочных работ на нефть и газ в Баренцевом и Карском морях за 1979-1989 гг.): Сб. тез. докл. II Всесоюз. науч.-практ. конф. - Мурманск, 1989. - С. 155-156.

22. Овчинников В.П. Обеспечение качества крепления кондукторов и промежуточных колонн на скважинах ПО «Арктикморнефтегазразведка» / В.П. Овчинников, В.И. Урманчеев, В.Г. Кузнецов, В.Н. Попов // Комплексное освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР (Итоги геолого-разведочных работ на нефть и газ в Баренцевом и Карском морях за 1979-1989 гг.): Сб. тез. докл. II Всесоюз. науч.-практ. конф. - Мурманск, 1989. - 165-167.

23. Овчинников В.П. Тампонажные материалы, применяемые при креплении скважин в многолетнемерзлых породах на площадях ПО «Арктикморнефтегазразведка» / В.П. Овчинников, О.Л. Островский, В.И. Урманчеев, В.Е. Погиев // Там же. - С. 172-173.

24. Туманов В.Л. Оперативная оценка пластового давления в процессе бурения по фактической и равновесной d-экспоненте в условиях шельфа Баренцева моря / В.Л. Туманов, Е.А. Серебрянская, И.А. Негода, В.И. Урманчеев // Там же. - С. 197.

25. Клюсов А.А. Суперпластификаторы тампонажных растворов / А.А. Клюсов, А.В. Мнацаканов, Ю.Т. Ивченко, В.И. Урманчеев // Газовая промышленность. - 1989. - № 8. - С. 50-52.

26. Овчинников В.П. Тампонажный материал для цементирования обсадных колонн в интервалах низких положительных и отрицательных температур / В.П. Овчинников, В.И. Урманчеев, Ю.С. Кузнецов, О.Л. Островский // Проблемы освоения и развития Западно-Сибирского нефтегазодобывающего комплекса: Сб. науч. тр. ТюменьНИИГипрогаз. - Тюмень, 1989. - С. 50-54.

27. Урманчеев В.И. Совершенствование технологии крепления и разработка безгипсового тампонажного портландцемента для цементирования обсадных колонн в интервалах низких положительных и отрицательных температур: Дис. … канд. техн. наук. - Тюмень: Тюменский индустриальный ин-т, 1989. - 225 с.

Урманчеев В.И. Совершенствование технологии крепления и разработка безгипсового тампонажного портландцемента для цементирования обсадных колонн в интервалах низких положительных и отрицательных температур: Автореф. дис. … канд. техн. наук. - Тюмень: Тюменский индустриальный ин-т, 1989. - 24 с.

28. РД 39-010-90. Методика исследования мерзлого разреза на льдистость с использованием термометрии по результатам геофизических исследований / А.В. Полозков, В.В. Спиридонов, В.И. Урманчеев. - М., 1990. - 48 с.

29. Негода И.А. Опыт и результаты определения барических условий геологического разреза скважин по данным ПМ ВСП и АК на примере Песчаноозерского месторождения / И.А. Негода, В.Д. Бурнос, В.И. Урманчеев // Комплексное освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР: Тез. докл. II Всесоюз. конф. - М., 1990. - Ч. 1. - С. 94-95.

30. Урманчеев В.И. Состояние и пути совершенствования прогноза зон АВПД на шельфе Северных морей / В.И. Урманчеев, В.Д. Бурнос, И.А. Негода // Там же. - Ч. 1. - С. 163-164.

31. Урманчеев В.И. Крепление обсадных колонн в условиях субмаринной криолитозоны на шельфе Арктики / В.И. Урманчеев, В.Е. Погиев, В.П. Овчинников // Там же. - Ч. 2. - С. 18-19.

32. Клюсов А.А. Модифицированные тампонажные растворы пониженной плотности / А.А. Клюсов, Ю.Т. Ивченко, А.А. Рябоконь, В.И. Урманчеев // Научно-технические достижения и передовой опыт, рекомендуемые для внедрения в нефтяной промышленности: Информац. сб. - М.: ВНИИОЭНГ, 1990. - № 11. - С. 22-24.

33. Туманов В.Л. Разработка и опыт применения методики «Дельта d-экспоненты» для оперативной оценки пластовых давлений / В.Л. Туманов, Е.А. Серебрянская, И.А. Негода, В. И. Урманчеев // Аномально высокие пластовые давления и нефтегазоносность недр: Тез. докл. Первой Всесоюз. науч.-практ. конф. - Л.: ВНИИГРИ, 1990. - С. 64.

34. Урманчеев В.И. Опыт, результаты и совершенствование прогноза зон АВПД / В.И. Урманчеев, В.Д. Бурнос, И.А. Негода // Там же. - С. 65-66.

35. Урманчеев В.И. Опыт бурения разведочных скважин на Арктическом шельфе России / В.И. Урманчеев, О.С. Мнацаканян // Освоение шельфа Арктических морей России. 5-я Междунар. конф.: Сб. тр. - СПб., 2001. - С. 95-100.

36. Агзамов Ф.А. Применение дезинтеграторной технологии в буровых процессах при строительстве скважин / Ф.А. Агзамов, Н.Х. Каримов, О.С. Мнацаканян, В.И. Урманчеев // Там же. - С. 138-142.

37. Мнацаканян О.С. Проблемы крепления скважин, пробуренных с ПБУ ФГУП АМИГР на месторождениях Арктики / О.С. Мнацаканян, Ф.А. Агзамов, В.И. Урманчеев // Нефть и газ Арктического шельфа - 2002: Тез. докл. 6-й Междунар. конф. - Мурманск, 2002.

38. Овчинников В.П. Применение биополимерных промывочных жидкостей для вскрытия продуктивных горизонтов / В.П. Овчинников, Н.В. Овчинникова, В.И. Урманчеев // Там же.

39. Мулюков Р.А. Разработка промывочных жидкостей для проводки скважин в осложненных условиях на месторождениях Арктики / Р.А. Мулюков, О.С. Мнацаканян, В.И. Урманчеев // Там же.

40. Акчурин Х.И. Применение гелеобразующих композиций при капитальном ремонте скважин / Х.И. Акчурин, Ф.А. Агзамов, В.И. Урманчеев // Там же.

41. Мнацаканян О.С., Каримов Н.Х., Урманчеев В.И. Дезинтеграторная технология восстановления свойств тампонажных материалов и промывочных жидкостей / О.С. Мнацаканян, Н.Х. Каримов, В.И. Урманчеев // Там же.

42. Мнацаканян О.С. Применение безгипсовых тампонажных материалов для крепления скважин при низких положительных и отрицательных температурах / О.С. Мнацаканян, Н.Х. Каримов, В.И. Урманчеев // Там же.

43. Урманчеев В.И. Применение струйных насосов в малодебитных скважинах Центрального участка месторождения Дракон / В.И. Урманчеев, Н.Т. Кханг, К.С. Керимов, М.М. Велиев // Нефтяное хозяйство. - 2005. - № 9. - С. 193-195.

44. Серебренникова Э.В. Технологические свойства кремнийорганичес-ких реагентов для буровых растворов / Э.В. Серебренникова, В.И. Урманчеев, Н.А. Ченикова // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2006. - № 10. - С. 26-29.

45. Миненко В.М. Гидрофобизирующий раствор «СИЛИК» для бурения скважин и вскрытия продуктивных пластов / В.М. Миненков, В.Н. Кошелев, В.И. Урманчеев // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2006. - № 11. - С. 28-32.

46. Серебренникова Э.В. Экологические аспекты при выборе технологии химической обработки буровых растворов / Э.В. Серебренникова, В.Л. Заворотный, В.И. Урманчеев // Наукоемкие технологии XXI века: Тез. докл. Всерос. науч.-техн. конф. - Владимир, 2006.

47. РД СП 84-06. Технология регулирования состава и свойств буровых растворов при бурении скважин на южном шельфе Вьетнама / Ю. Ю. Воронов, В.М. Миненков, В.И. Урманчеев. - Вунг Тау, 2006. - 112 с.

48. Урманчеев В.И. Некоторые аспекты диагностики и классификации водопроявлений для планирования технологий их ограничений при бурении скважин // Нефтяное хозяйство. - 2006. - № 8. - С. 122-124.

49. Урманчеев В.И. Идеология и научно-прикладные основы традиционных технологий строительства скважин (в порядке обсуждения) // Нефтяное хозяйство. - 2007. - № 3. - С. 32-33.

50. Поляков В.Н. Промысловая оценка гидравлических условий бурения скважин / В.Н. Поляков, В.И. Урманчеев // Нефтяное хозяйство. - 2007. - № 4. - С. 112-114.

51. Коротаев Ю.А. Опытно-промысловые испытания винтовых забойных двигателей диаметром 240 мм на шельфе Вьетнама / Ю.А. Коротаев, В.В. Ветошкин, В.И. Урманчеев // Нефтяное хозяйство. - 2007. - № 8. - С. 29-31.

52. Оганов Г.С. Новые принципы проектирования профилей наклонно-направленных скважин / Г.С. Оганов, В. А. Пинскер, С.А. Ширин-Заде, В.И. Урманчеев // Нефтяное хозяйство. - 2007. - № 12. - С. 22-25.

53. Урманчеев В.И. Проблемы освоения континентального шельфа России и предложения по их решению // Освоение ресурсов нефти и газа Российской Арктики и континентального шельфа СНГ. 8-я Междунар. конф.: Сб. тр. - СПб., 2007. - С. 213.

в) авторских свидетельствах и патентах

54. А.с. 1555465 СССР. Тампонажный раствор для низкотемпературных скважин / В.И. Урманчеев, О.Л. Островский, В.П. Овчинников (СССР). - Заявлено 12.10.87; Опубл. 08.12.89, Бюл. № 13.

55. А.с. 1507954 СССР. Облегченная тампонажная смесь / А.А. Клюсов, Ивченко Ю.Т., Урманчеев В.И. (СССР). - Заявлено 14.09.87; Опубл. 15.09.89, Бюл. № 34.

56. Пат. 1670097 РФ. Пластификатор тампонажных растворов / А.А. Клюсов, Ю.Т. Ивченко, В.И. Урманчеев (Россия). - Заявлено 17.03.89; Опубл. 15.08.91, Бюл. № 30.

57. Пат. 2270907 РФ. Способ проводки направленной скважины по плавной траектории / Барский И. Л., Оганов Г. С., Повалихин А. С., Урманчеев В. И. - Заявлено 26.07.04; Опубл. 27.02.06. - Бюл. № 6.

58. Пат. 2298575 РФ. Буровой раствор (варианты) / В.М. Миненков, Э.В. Серебренникова, В.И. Урманчеев (Россия). - Заявлено 31.10.05; Опубл. 10.05.07, Бюл. № 13.

Размещено на Allbest.ru