авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 |

Иванович обеспечение результативности и эффективности бурения нефтяных и газовых скважин на основе системного подхода с пециальность

-- [ Страница 1 ] --
РОС С ИЙС КИЙ ГОС У ДАРС ТВЕННЫЙ У НИВЕРС ИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА имени И.М. ГУ БКИНА

На правах рукописи

БАЛАБА Влад имир Иванович ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ БУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН НА ОСНОВЕ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА С пециальность 25.00.15. – Технология бурения и освоения скважин

АВТОРЕФЕРАТ

д иссертации на соискание ученой степени д октора технических наук

Москва - 2010 1

Работа выполнена в Российском госуд арственном университете нефти и газа имени И.М. Губкина.

Официальные оппоненты: д октор технических наук, профессор, Гусман Александ р Михайлович, ОАО «Буровая техника» - ВНИИБТ;

д октор технических наук, Повалихин Александ р С тепанович, ООО «Интеллект Дриллинг С ервисиз»;

д октор технических наук, профессор С тепин Юрий Петрович, РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина.

Вед ущая организация: Общество с ограниченной ответственностью «Газпром бурение».

Защита состоится 12 октября 2010 г. в 15.00 часов в ауд. 731 на засед а нии д иссертационного совета Д.212.200.08 по защите д иссертаций на соискание ученой степени д октора технических наук при РГУ нефти и газа имени И.М. Губ кина по ад ресу: Ленинский пр-т, 65, Москва, В-296, ГС П-1, 119991.

С д иссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ нефти и газа име ни И.М. Губкина.

Автореферат разослан «» _ 2010 г.

У ченый секретарь д иссертационного совета д.т.н., профессор Б.Е. С омов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В структуре еж егодных капиталовлож е ний в нефтегазодобычу затраты на строительство и реконструкц ию скваж ин по разным оц енкам составляют от 30 до 50 %. При э том доля дефектных законченных строительством скваж ин достигает десятков проц ентов. Поэ тому в большинстве случаев потребность в их ремонте возникает уж е после нескольких лет э ксплуатац ии и расходы на под держ ание технического состояния скваж ин достигают 20 % еж егодных суммарных издерж ек добывающ их предприятий. Отсюда следует, что улучшение качества скваж ин и, как следствие, сокращ ение издерж ек на поддерж ание их технического состояния - э то важ ный резерв повыше ния прибыльности нефтегазовых компаний.

Переход на рыночные отношения в России привел к реорганиза ц ии производственной деятельности в бурении путем выделения из нефтегазовых компаний буровых предприятий и образования рынка бу ровых подрядчиков. Приобретя статус самостоятельных хозяйствующ их субъектов, они стали перед выбором - обанкротиться или повысить уро вень конкурентоспособности: улучшать качество работ, совершенство вать технологии, сниж ать издерж ки и т.д. Кроме того, значительно расширился круг субъектов, с которыми буровое предприятие связано договорными и иными обязательственными отношениями (субподрядчи ки, поставщ ики, инвесторы, страховщ ики, акц ионеры и т.д.). Каж дый из них, стремясь снизить свой риск, выбирает делового партнера, ориенти руясь на его конкурентоспособность, которая определяется, главным образом, результативностью и э ффективностью его деятельности.

Теория и практика бурения оказались не достаточно подготовлен ными к таким изменениям. Особое отставание при э том проявляется в области методологии (терминология, структура, логическая организа ц ия, методы и средства) обеспечения результативности (степень реали зац ии запланированной деятельности и достиж ения запланированных результатов) и э ффективности (связь меж ду достигнутым результатом и использованными ресурсами) бурения скваж ин. Таким образом, сущ ест вует практическая потребность в решении крупной научной проблемы, имеющ ей важ ное хозяйственное значение, - совершенствовании мето дологических основ повышения результативности и э ффективности бу рения скваж ин в соответствии с изменившимися условиями производст венной деятельности в бурении.

Актуальность исследований подтверж дается такж е тем, что они осущ ествлялись в соответствии с государственными планами научно исследовательских работ (1987-1999 г.г.), решением секц ии «Бурение и строительство скваж ин» Научно-технического совета ОАО «Газпром» (ноябрь, 2006), инновац ионной образовательной программой «Развитие инновац ионных профессиональных компетенц ий в новой среде обуче ния – виртуальной среде профессиональной деятельности» приоритет ного нац ионального проекта «Образование» (2005-2008 г.г.).

Степень разработанности проблемы. Для структурирования ис следуемой проблемы и выявления задач, подлеж ащ их решению в при оритетном порядке, в диссертац ии проанализированы работы, авторами которых являются: Аветисов А.Г., Аветов Р.В., Агзамов Ф.А., Ангелопуло О.К., Ашрафьян М.О., Байдюк Б.В., Басарыrин Ю.М., Бастриков С.Н., Бело русов В.О., Близнюков В.Ю., Буглов Н.А., Будников В.Ф., Будько А.В., Була тов А.И., Вартумян Г.Т., Василенко И.Р., Гасумов Р.А., Гноевых А.Н., Горо нович С.Н., Григулец кий В.Г., Гусман А.М., Евсеев В.Д., Ж иваева В.В., Зо зуля В.П., Зозуля Г.П., Ипполитов В.В., Исмаков Р.А., Кашкаров Н.Г., Коно валов Е.А., Кочетков Л.М., Кошелев В.Н., Крылов В.И., Крысин Н.И., Куксов А.К., Кулиев К.Н., Куликов В.В., Кульчиц кий В.В., Курбанов Я.М., Курумов Л.С., Леонов Е.Г., Лихушин А.М., Лушпеева О.А., Мавлютов М.Р., Мирзад ж анзаде А.Х., Мнац аканов В.А., Никитин Б.А., Нифантов В.И., Новиков В.С., Овчинников В.П., Овчинников П.В., Оганов А.С., Оганов Г.С., Пень ков А.И., Повалихин А.С., Подгорнов В.М., Поляков В.Н., Потапов А.Г., Пу ля Ю.А., Рябоконь С.А., Рябченко В.И., Сеид-Рза М.К., Сердюк Н.И., Симо нянц С.Л., Спивак А.И., Третьяк А.Я., Уляшева Н.М., Урманчеев В.И., Усы нин А.Ф., Федоров В.Н., Хузина Л.Б., Чубик П.С., Шарипов А.У., Ширин Заде С.А., Штоль В.Ф. и др. Зарубеж ными авторами, труды которых со ставили теоретическую базу исследования, являются: Алдрид У., Алим ж анов М.Т., Борк Ж., Войтенко В.С., Гадж иев М.А., Зарубин Ю.О., Егер Д.О., Карабалин У.С., Коц кулич Я.С., Мыслюк М.А., Тернер Л., Тюдор Ф., Ханмамедов М.А., Яремийчук Р.С., Ясов В.Г. и др.



В результате анализа научных публикац ий и опыта бурения сква ж ин выявлены два аспекта состояния проблемы. Во-первых, установле но, что теория не полностью соответствует потребностям практики бу рения скваж ин, так как технологические проц ессы и операц ии рассмат риваются автономно, а не в виде ц елостной системы, результатом функ ц ионирования которой является законченная строительством скваж ина.

Во-вторых, в результате анализа и обобщ ения теоретической базы ис следования выявлены новые и нерешенные, методологически мало изу ченные аспекты проблемы, относящ иеся, преж де всего, к системному обеспечению качества скваж ин и э ффективности бурения, промывке скваж ин, техническому регулированию строительства скваж ин. Проти воречия меж ду практикой бурения и ее теоретическим осмыслением, меж ду разными объяснениями, интерпретац иями практики бурения со ставляют сущ ность сформулированной нами проблемы, заключающ ейся в несовершенстве методологических основ повышения результативно сти и э ффективности бурения скваж ин.

Цель исследования. Повышение результативности и э ффектив ности бурения скваж ин путем системного совершенствования его мето дологических основ.

Основные задачи исследования. Для достиж ения поставленной ц ели в диссертац ионной работе были поставлены следующ ие основные задачи.

1. Выполнить анализ и обобщ ение состояния проблемы обеспечения результативности и э ффективности бурения скваж ин.

2. Разработать методологические основы управления качеством в бу рении.

3. Теоретически и э кспериментально обосновать пути повышения ре зультативности и э ффективности бурения скваж ин путем совершенст вования проц есса промывки скваж ин.

4. Развить научные и методологические основы технического регули рования э кологических аспектов обеспечения результативности и э ффективности бурения скваж ин.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования являет ся бурение скваж ин, предметом – методологические и технологические основы повышения результативности и э ффективности бурения сква ж ин.

Методологическая, теоретическая и эмпирическая база иссле дования. Методологической базой исследования являются подходы, ме тоды, использованные в диссертац ионном исследовании. Для решения поставленных задач применялись: методы системного анализа, методы аналитических исследований и научных обобщ ений, статистическая об работка и анализ фактических промысловых данных;

спец иально разра ботанные методики исследований и э кспериментальные установки;

стендовые и промысловые исследования. Кроме того, использовались ме тоды микроскопического, химического, рентгеноструктурного и термо графического анализов. Изучение свойств буровых технологических ж идкостей и технологических отходов бурения осущ ествлялось стан дартизованными и апробированными в исследовательской практике ме тодами. Достоверность э кспериментальных исследований обеспечена как путем использования принятых в исследовательской практике мето дик планирования э кспериментов и математической обработки их ре зультатов, так и как путем сопоставления промысловых и э ксперимен тальных данных.

Теоретической базой исследования являются теоретические рабо ты отечественных и зарубеж ных ученых и спец иалистов в изучаемой области.

Эмпирическая база исследования — изученная выборочная сово купность свойств объекта исследования: результативность и э ффектив ность бурения скваж ин.

Научные результаты, выносимые на защиту. 1. Структурно функц иональная модель буровой технологической системы (БТС), кото рую предлож ено использовать в качестве объекта управления резуль тативностью и э ффективностью бурения скваж ин.

2. Методологические основы оц енки соответствия в бурении, бази рующ иеся на выделении двух основных объектов (технологических про ц ессов бурения и законченной строительством скваж ины), что позволя ет авторизовать ответственность за результаты деятельности и обеспе чить последовательное устранение несоответствий.

3. Обоснование ж изненного ц икла скваж ины на основе представ лений о скваж ине как горнотехническом сооруж ении и горнотехниче ской системе.

4. Использование в качестве описательной модели БТС рабочего проекта на строительство скваж ины, дополненного разделами «Закан чивание скваж ины», «Анализ и оц енка технологического риска» и «Оц енка соответствия».

5. Методика оц енки физико-химического разупрочнения глинистых пород дисперсионной средой промывочной ж идкости, основанная на определении скорости пропитки и скорости набухания образц ов пород в фильтрате промывочной ж идкости, позволяющ ая повысить результа тивность и э ффективность бурения скваж ин.

6. Принц ипы оц енки э кологической безопасности БТС, учитываю щ ие изменение состава и свойств вещ еств, обращ ающ ихся в технологи ческих проц ессах бурения скваж ин.

7. Научное обоснование и методическое обеспечение профессио нальной подготовки буровых супервайзеров, направленное на повыше ние результативности и э ффективности бурения скваж ин.

Диссертац ия представляет собой научно-квалификац ионную ра боту, в которой излож ены научно обоснованные технические, э кономи ческие и технологические решения, внедрение которых вносит значи тельный вклад в развитие э кономики страны. В диссертац ии системати зированы, обобщ ены и развиты научные исследования, выполненные автором в течение 1978-2009 годов.

Научная новизна результатов исследования заключается в разработке и развитии методологических основ повышения результа тивности и э ффективности бурения скваж ин, что представлено сово купностью следующ их полож ений:

1. Разработана методология повышения результативности и э ф фективности бурения скваж ин, основанная на использовании в качестве объекта управления буровой технологической системы (БТС), представ ляющ ей собой совокупность функц ионально взаимосвязанных средств технологического оснащ ения, предметов производства и исполнителей для выполнения в регламентированных условиях производства техноло гических проц ессов и операц ий по бурению скваж ины. Разработана структурно-функц иональная модель БТС.

2. Разработаны методологические основы оц енки результативно сти и э ффективности бурения скваж ин, особенностью которых является выделение в качестве объектов оц енки технологических проц ессов бу рения и законченной строительством скваж ины. Это позволяет автори зовать ответственность участников бурения скваж ины за результаты деятельности и обеспечить последовательное устранение несоответст вий.

3. Разработана методика оц енки разупрочняющ ей способности буровых технологических ж идкостей (БТЖ ), которая, в отличие от из вестных, позволяет учесть раздельно влияние скорости пропитки и на бухания дисперсионной среды БТЖ на проц есс разупрочнения глини стых пород в стенке скваж ины. Использование э тих показателей позво ляет повысить результативность и э ффективность технологических ре шений по сохранению деформац ионной устойчивости ствола скваж ины.

4. Экспериментально установлено и теоретически обосновано, что в условиях отсутствия достоверной информац ии о свойствах глинистых пород в стенке скваж ины сущ ественно повысить результативность инги бирования их разупрочнения мож но путем введения в промывочную ж идкость микрополидобавок, представляющ их собой смесь ингибиторов разупрочнения различной природы. Новизна созданных рец ептур реа гентов и БТЖ подтверж дена авторскими свидетельствами и патентами на изобретения.

5. Установлено и теоретически обосновано, что при оц енке э коло гической безопасности БТС необходимо учитывать отходы не только промывочной, но и других технологических ж идкостей, а оц енка э коло гичности вещ еств, обращ ающ ихся в технологических проц ессах долж на осущ ествляться с учетом изменения состава и свойств БТЖ в проц ессе ц иркуляц ии через скваж ину.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретиче ская значимость работы заключается в том, что методологическое обес печение повышения результативности и э ффективности бурения сква ж ин в науке слабо разработано, имеются противоречивые подходы.

Разработка э той темы дополняет представления по ряду теоретических вопросов, открываются новые перспективы для прикладных исследова ний.

Практическая потребность в методологическом обеспечении по вышения результативности и э ффективности бурения скваж ин доста точно выраж ена. Решение э той проблемы полож ительно скаж ется на различных сторонах практики. Практическая значимость работы опре деляется следующ ими полож ениями:

- разработаны научное и методологическое обеспечение и модель системы управления качеством строительства скваж ин, удовлетворяю щ ие требованиям меж дународных стандартов серии ИСО 9000;

- предлож ена методика оц енки ингибирующ ей способности БТЖ, позволяющ ая упростить проц едуру выбора их состава и свойств за счет использования менее трудоемких для определения показателей - скоро стей пропитки и набухания.

- разработаны в соавторстве на уровне изобретений: составы и способы приготовления буровых промывочных ж идкостей, реагентов и материалов для их приготовления и кондиц ионирования, микрополидо бавок (авторские свидетельства №: 1114691, 1266851, 1454822, 1536806, 1623180, 1781281;

патенты №: 1745750, 1752752, 1776270, 1788962, 1814652, 1838363, 1838365, 2003658, 2026876, 2051944, 2055089, 2055855, 2064570, 2087513, 2088627, 2177492, 2234598, 2234598), способ очистки горизонтального участка ствола скваж ины от шлама путем обратной промывки (патент № 2166061), способ ликвида ц ии подземной соляной камеры, содерж ащ ей опасные ж идкие отходы, с использованием гидроизолирующ его состава на основе нефелинсодер ж ащ его сырья (патент № 2221148);

- научное и методическое обеспечение технологического надзора (супервайзинга) в бурении реализовано в виде Государственных требо ваний к минимуму содерж ания и уровню требований к спец иалистам по дополнительной профессиональной образовательной программе для по лучения дополнительной квалификац ии «Спец иалист технологического надзора при строительстве скваж ин (супервайзер)», утверж денных Ми нобрнауки России (регистрац ионный номер ГТПАК 40/03 от 10.05.2006) и учебных пособий «Безопасность технологических проц ессов бурения скваж ин» (РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2007), «Безопасность технологических проц ессов добычи нефти и газа» (ООО «Недра Бизнесц ентр», 2008, соавторы Дунюшкин И.И. и Павленко В.П.) и «Управление качеством в бурении» (ООО «Недра-Бизнесц ентр», 2008), получивших гриф Учебно-методического объединения вузов РФ по неф тегазовому образованию.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности.

Решение научных и технических проблем спец иальности 25.00.15 «Тех нология бурения и освоения скваж ин» направлено на разработку тех нологий и технических средств для повышения качества и сниж ения стоимости строительства скваж ин. Поэ тому ц ель диссертац ии, заклю чающ аяся в повышении результативности и э ффективности бурения скваж ин путем системного совершенствования его методологических основ, полностью соответствует формуле спец иальности.

Область диссертац ионного исследования включает разработку ме тодологических основ повышения результативности и э ффективности бурения скваж ин, моделирование проц ессов бурения, предупреж дение ослож нений, предупреж дение загрязнения недр, обеспечение охраны окруж ающ ей среды, разработку научных основ обоснования и оптими зац ии рец ептур технологических ж идкостей, химических реагентов и материалов для строительства скваж ин. Поэ тому область диссертац ион ного исследования соответствует формуле спец иальности, а именно:

пункту 3 «Физико-химические проц ессы в горных породах, буровых и ц ементных растворах с ц елью разработки научных основ обоснования и оптимизац ии рец ептур технологических ж идкостей, химических реа гентов и материалов для строительства скваж ин», пункту 4 «Тепломас сообменные проц ессы при бурении скваж ин с ц елью разработки техно логии и технических средств по улучшению коллекторских свойств при забойной зоны пласта, интенсификац ии притока пластового флюида, предупреж дения загрязнения недр, обеспечения охраны окруж ающ ей среды» и пункту 5 «Моделирование и автоматизац ия проц ессов бурения и освоения скваж ин при углублении ствола, вскрытии и разобщ ении пластов, освоении продуктивных горизонтов, ремонтно восстановительных работах, предупреж дении и ликвидац ии ослож не ний».

Апробация результатов исследования. Основные научные, ме тодические и прикладные результаты, полученные в работе, обсуж да лись на меж дународных и отечественных конференц иях, семинарах и совещ аниях:

техническом совещ ании в ПГО «Енисейнефтегазгеология» (Крас ноярск, 1982);

Московской городской научно-практической конферен ц ии МУиС по проблемам освоения нефтяных и газовых месторож дений Западной Сибири (1983), где работа была удостоена Почетной грамоты Московского правления НТО им. И.М. Губкина;

Всесоюзной конференц ии МУиС «Проблемы комплексного освоения нефтяных и газовых месторож дений» (Учкекен, 1984);

научно-технической конференц ии «Ускорение научно-технического прогресса при поисках и разработке нефтяных и газовых месторож дений» (Пермь, 1987);

I (1987) и II (1988) Московских конференц иях «Молодеж ь - научно-техническому прогрессу в нефтяной и газовой промышленности»;

техническом совещ ании в НПО «Недра» (Ярославль, 1991);

2-м, 3-м и 5-м Меж дународных семинарах «Горизон тальные скваж ины» (Москва, 1997, 2000, 2008);

3-й научно-технической конференц ии «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазо вого комплекса России» (Москва, 1999);





секц ии «Техника и технология бурения скваж ин» НТС ОАО «Газпром» (Тюмень, 1999);

Меж дународной конференц ии стран СНГ «Молодые ученые - науке, технологиям и про фессиональному образованию для устойчивого развития: проблемы и новые решения» (Москва, 1999);

Меж дународном семинаре «Охрана водных биоресурсов в условиях интенсивного освоения нефтегазовых месторож дений на шельфе и внутренних водных объектах Российской Федерац ии» (Москва, 2000), Научно-техническом семинаре «Деклари рование и э кспертиза промышленной безопасности» (Оренбург, 2000), Научно-техническом семинаре ООО «Подземгазпром» (Москва, 2000), 1 й Меж дународной конференц ии «Нефтеотдача–2003» (Москва, 2003), секц ии «Бурение и строительство скваж ин» Научно-технического сове та ОАО «Газпром» (Тюмень, 2005);

Меж дународной научно-технической конференц ии «Повышение качества строительства скваж ин» (Уфа, 2005);

Научно-практическом семинаре «Техническое регулирование, промышленная безопасность, стандартизац ия, менедж мент и конкурен тоспособность в нефтегазовом комплексе и смеж ных сферах э кономики России» (Москва, 2007);

7-й Всероссийской научно-технической конфе ренц ии «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (Москва, 2007);

Всероссийской научно-методической конференц ии «Управление качеством образовательного проц есса в ус ловиях модернизац ии российского образования» (Ухта, 2008), секц ии «Строительство скваж ин» НТС ОАО «Газпром» (Москва, 2009), XVIII Губ кинских чтениях «Инновац ионное развитие нефтяной и газовой про мышленности России: наука и образование» (Москва, 2009).

Реализация результатов исследования. Основные полож ения диссертац ии использованы в рабочих проектах, технологической доку ментац ии и реализованы при бурении скваж ин в Восточной Сибири (скваж ины № 5 Ванаварсквая и № 6 Ниж не-Тунгусская), сверхглубоких скваж ин в Прикаспийском регионе (Кузнец овская СГ, Карачаганакская СГ, Коскульская СГ, Деркульская СГ и Утвинская СГ).

Технология очистки горизонтального участка ствола скваж ины (Патент № 2166061 на изобретение «Способ очистки ствола скваж ины») внедрена в Степновском УБР. Интерактивная база данных «Промывка скваж ин» применена в АО «Сибирская технологическая компания» (г.

Ниж невартовск).

Результаты исследований использованы, в частности, при выполне нии автором работ по аудиту промышленной и э кологической безопас ности (Российско-американская компания «BaiTex», Бугуруслан, 1998), консультированию по оц енке воздействия на окруж ающ ую среду (ОВОС) строительства поисково-разведочной скваж ины Юж но Долгинская в Печорском море (компания «Газфлот» ОАО «Газпром», Мо сква, 1999), разработке технологической части ОВОС строительства группы скваж ин на Ванкорском месторож дении (компания «Енисей нефть», Красноярск, 1999), э кспертизе промышленной безопасности вещ еств и материалов для бурения и э ксплуатац ии скваж ин (компания «Халлибуртон интернэ шнл инк», Москва, 2000), консультировании соз дания рекомендац ий ОАО «Газпром» «Качество скваж ины. Оц енка соот ветствия при строительстве скваж ин» (ОАО «СевКавНИПИгаз», 2009 2010).

Для учебно-методического обеспечения подготовки и повышения квалификац ии кадров нефтегазовой отрасли разработаны 28 учебно методических документов. В необходимых случаях э ти документы согла сованы с Госгортехнадзором России (в н.в. Ростехнадзор). Учебно методические документы используются:

• в учебном проц ессе РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина (ка федра бурения нефтяных и газовых скваж ин, Учебно-исследовательский ц ентр по проблемам повышения квалификац ии, Тренаж ерный ц ентр по управлению скваж иной);

• при обучении и повышении квалификац ии персонала (руководи телей, спец иалистов и рабочих) в ОАО «Газпром»;

• для подготовки э кспертов по промышленной безопасности в об ласти строительства скваж ин в Нац иональном институте нефти и газа.

Публикации. Результаты научных исследований автора опублико ваны в 144 работах. По теме диссертац ии опубликована 131 работа, в том числе: 3 монографии, 9 учебных пособий, 74 статьи (37 из них в из даниях, входящ их в перечень ВАК), 19 тезисов докладов, 26 описаний изобретений.

Структура диссертации. Диссертац ионная работа состоит из вве дения, 5 разделов (1. Состояние проблемы, ц ель и задачи исследования;

2. Системный анализ проц есса бурения скваж ин;

3. Научные и методо логические основы управления качеством в бурении;

4. Совершенство вание проц есса промывки как средство повышения результативности и э ффективности бурения скваж ин;

5. Научные и методологические осно вы технического регулирования э кологических аспектов обеспечения результативности и э ффективности бурения скваж ин), основных выво дов и рекомендац ий. Она излож ена на 308 страниц ах машинописного текста, включает 65 рисунков, 66 таблиц, список использованной лите ратуры - 581 наименование.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлена краткая характеристика диссертац ии, обоснована актуальность темы, сформулирована ц ель, определены ос новные задачи исследований, показана научная и практическая значи мость полученных результатов.

Первый раздел посвящ ен анализу состояния проблемы и обосно ванию ц елей и задач исследования.

Резко возросшие требования к качеству скваж ин, увеличение глу бины и нарастание масштабности проблем в проц ессе бурения скваж ин при ограничении сроков и ресурсов, отводимых на их решение, — все э то значимые факторы, которые предопределяют необходимость сис темного подхода к решению технологических проблем бурения сква ж ин. Несмотря на э то системные исследования в области строительства скваж ин носят фрагментарный характер. Зачастую системный подход отож дествляется с комплексным. Меж ду тем, актуальным является реше ние не только частных технологических проблем бурения, в том числе комплексное и системное, но, преж де всего, системное обеспечение ка чества скваж ин, сроков выполнения работ и их стоимости. Для структу рирования э той проблемы и выявления задач, подлеж ащ их решению в приоритетном порядке, в диссертац ии в хронологическом порядке про анализированы работы в области методологии обеспечения результа тивности и э ффективности бурения скваж ин, оц енки и управления ка чеством в бурении, авторами которых, в частности, являются: Ахмедов К.С, Бадовский Н.А., Бронзов А.С., Комм Э.Л., Королько Е.И., Морозов С.Г., Пейсиков Ю.В., Синиц ын В.А., Федорова Н.Г., Фрумберг В.А., Щ епилло Ю.Н., Юсупов И.Г.

На основе системного подхода и анализа работ предшественников была идентифиц ирована проблема, сформулированы излож енные выше ц ель и задачи исследования, обоснован и разработан алгоритм решения проблемы.

Во втором разделе диссертации приводятся результаты систем ного анализа проц есса бурения скваж ин.

Системный анализ основывается на множ естве принц ипов, главен ствующ им из которых является принц ип конечной ц ели, заключающ ийся в абсолютном приоритете глобальной, системообразующ ей ц ели систе мы над частными ц елями ее подсистем. Производственный проц есс бу рения осущ ествляется с ц елью получения законченной строительством скваж ины, качество которой соответствует установленным требованиям.

Эффективность проц есса определяется затратами ресурсов для дости ж ения э того результата. Исходя из э того, автором предлож ено рас сматривать в качестве объекта управления буровую технологическую систему (БТС), представляющ ую собой совокупность функц ионально взаимосвязанных средств технологического оснащ ения, предметов про изводства и исполнителей для выполнения в регламентированных усло виях производства технологических проц ессов бурения скваж ины. Раз работана структурно-функц иональная модель БТС в виде взаимосвязан ных и взаимодействующ их проц ессов – объектов управления, каж дый из которых выполняет функц ию, так или иначе связанную с ее ц елевой функц ией (рис. 1).

Вход С ре дства Исполните ли Пре дме т те х нологиче ск ого (пе рсонал буровой производства оснащ е ния бригады) (ск важина) Технологические процессы Углубле - Кре пле - Тампони- Зак анчи- Промывк а ние ск ва- ние рование вание ск важины жины ск важины ск важины ск важины обсадной Технологические операции Д ействие Выход Рис. 1. Структурно-функц иональная модель БТС Функц иональный анализ БТС позволил определить ее основные свойства и критерии оц енки, а структурный – соответствие э лементов системы достиж ению конечной ц ели. Для управления подсистемами БТС сформулированы ц ели их функц ионирования, обоснованы показатели достиж ения ц елей и разработаны средства для определения э тих пока зателей. В связи с э тим подчеркнем, что принц ипиальным является вы деление проц есса, как совокупности последовательных действий для достиж ения какого-либо результата и собственно результата проц есса – продукц ии. Это необходимо, преж де всего, потому, что для оц енки проц есса и продукц ии используются разные показатели. Продукц ия ха рактеризуется показателями качества, а проц есс – результативностью и э ффективностью.

Автором обосновано выделение 5 технологических проц ессов бу рения, каж дый из которых предлож ено описывать спец ифической сово купностью показателей реж има осущ ествления проц есса и свойств его результата (выхода) при бурении под каж дую из обсадных колонн сква ж ины (табл. 1).

Таблиц а Структура технологических проц ессов бурения скваж ины Технологиче- Функц иональ- Результат Примеры характе ский проц есс ное назначение проц есса ристик проц есса и проц есса его результата Основные проц ессы Углубление Формирование Ствол скваж и- Нагрузка на доло ствола скваж и- ствола скваж и- ны то, длина и диа ны ны метр ствола сква ж ины Крепление Размещ ение в Обсадная ко- Скорость спуска ствола скваж и- стволе скваж и- лонна (ОК) ОК, длина и диа ны обсадной ны обсадной ко- метр ОК колонной лонны Тампонирова- Создание гер- Оболочка из Скорость потока ние заколонно- метичной обо- тампонаж ного тампонаж ной ж ид го пространст- лочки из тампо- камня меж ду кости в заколонном ва скваж ины наж ного камня стенкой сква- пространстве, дав меж ду стенкой ж ины и ОК ление опрессовки скваж ины и ОК оболочки из тампо наж ного камня ме ж ду стенкой сква ж ины и ОК Заканчивание Формирование Система «сква- Скорость механи скваж ины системы «сква- ж ина - про- ческого бурения ж ина - продук- дуктивный при первичном тивный пласт» пласт» вскрытии пласта, коэ ффиц иент гид родинамического совершенства, от ношение реальной продуктивности к потенц иальной Вспомогательный проц есс Промывка Создание усло- Условия буре- Плотность промы скваж ины вий для бурения ния скваж ины вочной ж идкости, скваж ины (уг- (углубление, конц ентрац ия кол лубление, креп- крепление, лоидной фазы, ление, тампо- тампонирова- производитель нирование и за- ние и закан- ность буровых на канчивание) чивание) сосов Отметим, что конечный продукт мож ет иметь различную природу (материальный объект или некоторые функц ии преобразования). На пример, проц есс ц иркуляц ии промывочной ж идкости, являясь вспомога тельным, не создает новый материальный объект, его результатом яв ляются функц ии преобразования: гидротранспорт бурового шлама, соз дание давления на стенку скваж ины и т.д.

В первом, грубом приближ ении в качестве описательной модели БТС мож но рассматривать рабочий проект на строительство скваж ины.

Однако действующ ий макет рабочего проекта (РД 39-0148052-537-87) уж е давно не соответствуют современным требованиям, и не мож ет ис пользоваться с указанной ц елью. Поэ тому его предлож ено дополнить разделами «Заканчивание скваж ины», «Анализ и оц енка технологиче ского риска» и «Оц енка соответствия». В частности, необходимость со средоточения проектных решений по всему комплексу работ, выполняе мых в продуктивном пласте, в разделе «Заканчивание скваж ины» обу словлена потребностями использования системного подхода к заключи тельному и наиболее ответственному э тапу создания скваж ины. Под раздел 10 «Испытание скваж ины» действующ его макета рабочего про екта в совокупности с проектными решениями по заканчиванию скваж и ны, излагаемыми в других его подразделах, не дают ц елостного пред ставления о формировании системы «скваж ина - продуктивный пласт».

Меж ду тем, бурение горизонтальных и многоствольных скваж ин, количе ство которых постоянно возрастает, сопровож дается, в частности, уве личением продолж ительности техногенного воздействия на продуктив ный пласт. Это обуславливает потребность в системном решении задач заключительной стадии создания скваж ины.

В бурении, в отличие от других видов деятельности, строгое сле дование проектной документац ии практически невозмож но - управле ние проц ессом бурения осущ ествляется, главным образом, на основе оперативной информац ии. Поэ тому в диссертац ии обоснован тезис, что в современных условиях наряду с рабочим проектом на строительство скваж ины, который необходим как юридический документ, долж ен раз рабатываться виртуальный аналог БТС, позволяющ ий визуализировать ее состояние в динамике, осущ ествлять имитац ионное моделирование различных ситуац ий. Это сущ ественно облегчит взаимодействие и взаи мопонимание меж ду всеми заинтересованными сторонами, участвующ и ми в строительстве скваж ины. Подчеркнем, что речь идет о виртуальном аналоге конкретной БТС, а не об автоматизированном рабочем месте спец иалиста, оснащ енном типовыми программными продуктами.

Классические подходы к управлению проц ессами основаны на предполож ении об их детерминированности (обусловленности, предо пределенности). Спец ифика бурения заключается в том, что вместо точного вида математической модели объекта лиц у, принимающ ему решение, как правило, доступна только априорная информац ия о со стояниях объекта управления, управляющ их воздействиях на него и ре зультатах воздействий. Поэ тому автором управление БТС идентифиц и ровано как адаптивное, основанное на принятии управленческих реше ний на основе корпоративных знаний, в том числе, собственного про фессионального опыта, по аналогии, когда для решения текущ ей про блемы используется ее решение в схож ей ситуац ии - прец едент. Для то го, чтобы оно было результативным, лиц а, принимающ ие решения, долж ны делать э то не интуитивно, а научно обоснованно. Поэ тому обоснована необходимость сопряж ения виртуального аналога БТС с мультидисц иплинарной системой компьютерной поддерж ки принятия управленческих решений, включающ ей помимо традиц ионных э лемен тов, в том числе, базу данных прец едентов.

В качестве первого шага по созданию виртуального аналога БТС предлож ено использовать ее структурно-функц иональную модель (см.

рис. 1). Следующ ий шаг – анализ э той модели с ц елью выделения для каж дого иерархического уровня БТС: объекта управления, объектов и средств воздействия, параметров управления и контроля (обратной свя зи), характеристик объектов и средств воздействия, передаточных функц ий, отраж ающ их взаимодействие структурных единиц анализи руемой подсистемы или ее функц иональные связи с другими подсисте мами. Методологически выверено такой анализ выполнен А.З. Левиц ким (1992). Возмож но такж е использование современных программных средств, декомпозиц ии и графического представления проц ессов, на пример, на основе известной методологии IDEF, в которой производст венный проц есс в ц елях анализа представляют состоящ им из совокупно сти функц иональных блоков более низкого уровня иерархии с соответ ствующ ими связями, входами и выходами.

Производственный проц есс строительства скваж ины в ц елях его моделирования автором предлож ено структурировать следующ им обра зом:

1. Строительно-монтаж ные и подготовительные работы к бурению скваж ины (землеустроительные работы, сооруж ение оснований и фун даментов, монтаж буровой установки, строительство вспомогательных сооруж ений и монтаж инж енерных коммуникац ий, подготовительные работы к бурению скваж ины).

2. Бурение скваж ины (углубление, промывка и крепление скваж ины обсадной колонной, тампонирование заколонного пространства).

З. Заканчивание скваж ины (первичное вскрытие продуктивного пласта, оборудование призабойной зоны скваж ины, вторичное вскрытие продуктивного пласта, испытание и освоение скваж ины, спец иальные работы в скваж ине).

4. Заключительные работы по окончании бурения и заканчивания скваж ины (демонтаж буровой установки, вспомогательных сооруж ений и инж енерных коммуникац ий, утилизац ия и захоронение производст венных отходов, рекультивац ия земельного участка).

На стадии строительно-монтаж ных и подготовительных работ к бурению скваж ины идет создание БТС, на стадии бурения и заканчива ния скваж ины – ее э ксплуатац ия, а на стадии выполнения заключитель ных работ - расформирование БТС.

С использованием методологии системного анализа и проц ессного подхода научно обосновано, что система проц ессов БТС не мож ет быть построена произвольным образом, а долж на осущ ествляться с учетом следующ их правил:

1. Система проц ессов долж на включать в себя всю деятельность по формированию выходов БТС. Каж дый проц есс долж ен добавлять ц ен ность выходу по отношению к входу, то есть не долж ен совпадать с входом. Количество проц ессов долж но быть необходимым и достаточ ным для формирования выходов системы. Выделение избыточного коли чества проц ессов затрудняет управление системой.

2. Проц есс долж ен иметь как минимум по одному входу и выходу.

Вход проц есса долж ен быть выходом другого проц есса. Нарушение э то го правила приводит к выделению проц есса, который либо формирует выход «из ничего», либо не имеет потребителя (является безрезультат ным).

3. Для каж дого выхода долж на сущ ествовать последовательность действий внутри проц есса, формирующ ая э тот выход из одного или не скольких входов.

4. Проц есс не мож ет иметь выхода, совпадающ его с выходом дру гого проц есса, и не мож ет содерж ать виды деятельности, включенные в другой проц есс, принадлеж ащ ий данной системе проц ессов.

5. Не менее одной пары входа и выхода долж ны иметь одинаковую природу, так как нематериальный вход невозмож но преобразовать в материальный выход и наоборот - материальный вход в нематериальный выход.

Поскольку результаты реализац ии отдельных проц ессов долж ны быть направлены на достиж ение ц ели функц ионирования БТС, то воз никает необходимость в конкретизац ии понятий скваж ины и производ ственного проц есса ее строительства. Автором обоснована ц елесооб разность рассмотрения скваж ины в двух аспектах: как горнотехническо го сооруж ения и горнотехнической системы. В производственной систе ме недропользователя скваж ина является сооруж ением и выполняет функц ии основного средства производства. Бурение относится к горным работам, поэ тому скваж ину предлож ено рассматривать как горнотех ническое сооруж ение (сооруж ение в недрах), ж изненный ц икл которого включает э тапы проектирования, строительства, э ксплуатац ии и ликви дац ии. При э том обоснован тезис, что технологические решения в ра бочем проекте на строительство скваж ины долж ны оц ениваться с точки зрения их последствий на протяж ении всего ее ж изненного ц икла (рис.

2).

Прое к тирование Эк сплуатация С троите льство Капитальный ре монт Износ Лик видация Ре к онструк ция Те х ниче ск ое пе ре вооруже ние Рис. 2. Ж изненный ц икл скваж и ны Моде рнизация В геолого-технической системе добычи природных углеводородов скваж ина рассматривается в совокупности с окруж ающ им ее горным массивом (в частном случае с продуктивным пластом), то есть представ ляет собой горнотехническую систему. По характеру строения э та сис тема относится к слож ным, поскольку характеризуется разветвленной структурой и значительным числом взаимосвязанных и взаимодействую щ их э лементов, выполняющ их слож ные функц ии, стохастичностью по ведения, изменчивостью во времени. Следует подчеркнуть, что скваж и на рассматривается нами как горнотехническая система в ц елом, а не только в пределах продуктивного пласта, как в известной системе «пласт-скваж ина».

К технической подсистеме горнотехнической системы относится подземное и наземное оснащ ение, являющ ееся собственностью недро пользователя. Основным ее э лементом является крепь скваж ины, после довательно формируемая в проц ессе бурения.

К горной подсистеме горнотехнической системы относится массив пород вокруг ствола скваж ины, свойства которого в результате бурения изменились по сравнению с исходными (техногенный массив). Подход к определению границ ы э той части горного массива зависит от конкрет ной ситуац ии на заданном участке недр. В соответствии с методологией системного анализа горная подсистема скваж ины последовательно де композируется на структурные э лементы более низкого иерархического уровня, каж дый из которых в ц елях детального изучения такж е рас сматриваться как отдельная система.

В третьем разделе диссертации излож ены научные и методоло гические основы управления качеством в бурении.

В теории и практике управления качеством выделяют два основ ных направления: квалиметрию продукц ии и собственно управление качеством (менедж мент качества). При э том управлять качеством мож но только зная квалиметрические показатели продукц ии, так как они являются параметрами объекта управления. Поэ тому в третьем разделе диссертац ии рассмотрены две проблемы: квалиметрия скваж ин и управ ление качеством в бурении.

Обычно потребителя интересует не проц есс производства, а его конечный результат – продукц ия соответствующ его качества. В буре нии, в отличие от других видов деятельности, технологические проц ес сы большей частью недетерминированы, то есть их результат является не заданным, а лишь предполагаемым. Следовательно, неукоснительное соблюдение рабочего проекта не обязательно приводит к тому, что ка чество законченной строительством скваж ины будет соответствовать проектному. В э том случае претензии к буровому подрядчику по качест ву законченной строительством скваж ины являются неправомерными, так как ее дефекты могут быть обусловлены, например, низким качест вом проекта или недостоверной информац ией в задании на проектиро вание, разработанном недропользователем. Таким образом, сущ ествует практическая потребность в разграничении ответственности участни ков строительства скваж ины путем использования в различных проц еду рах (тендер, менедж мент качества, оц енка соответствия) оц енки ре зультативности и э ффективности их деятельности (рис. 3).

Показател и резул ьтативности и эф ф ективности Ак т Система Тендер прие мк и-сдачи менедж мента качества Рабочий Проце сс соответствия прое к т на Оценка Да строите льст во ск важины Продук ция Нет Ре гламе нт оце нк и соотве тствия • Устране ние Договор подря- не соотве тствия да: • Пре те нзионная С трах ование рис • к аче ство работа к ов • срок Рис. 3. Использование квалиметрии в бурении Поэ тому одно из принц ипиальных полож ений разработанной ме тодологии управления качеством в бурении заключается в выделении проц есса бурения и законченной строительством скваж ины как само стоятельных объектов оц енки соответствия. Следовательно, перечень показателей, критериев и методик их оц енивания и комплексирования для э тих объектов оц енки соответствия такж е долж ны быть разными, учитывающ ими их спец ифику.

Внедрение буровыми подрядчиками системы управления качеством сдерж ивается, по нашему мнению, именно отсутствием теории квали метрии в бурении. Как следствие, многочисленные предлож ения по оц енке качества в бурении, анализ которых представлен в первом раз деле диссертац ии, недостаточно научно обоснованы и носят фрагмен тарный характер. Недостатки показателей качества в бурении, пред лож енных различными авторами, обусловлены следующ ими основными методологическими упущ ениями:

1. Проц есс строительства скваж ины и его результат – скваж ина не выделены в качестве самостоятельных объектов анализа. Как следствие, нет четкого разделения показателей, характеризующ их скваж ину (по казатели качества) и проц есс (показатели результативности и э ффек тивности).

2. В качестве квалиметрических используются неизмеряемые пока затели.

3. Предлож ения по оц енке качества скваж ин ограничиваются слож ными показателями, которые: во-первых, не развернуты до простых единичных, непосредственно измеряемых;

во-вторых, не учитывается, что количественная характеристика (мера) одного и того ж е свойства мож ет быть разной.

4. Понятие показателя качества как количественной характери стики одного или нескольких свойств продукц ии, зачастую, используется произвольно.

Скваж ина создается путем последовательного осущ ествления тех нологических проц ессов, ц икличность которых соответствует количест ву обсадных колонн. Поэ тому и оц енку соответствия проц есса бурения установленным требованиям предлож ено осущ ествлять поэ тапно, при бурении под очередную обсадную колонну, рассматривая последова тельно каж дый технологический проц есс (см. табл. 1). Теоретически, чем больше показателей используются в качестве характеристик про ц есса, тем точнее его мож но описать. Однако при формировании пе речня показателей для оц енки соответствия технологических проц ессов ц елесообразно придерж иваться принц ипа разумной достаточности количество показателей долж но быть необходимым и достаточным для адекватного описания проц есса с учетом того, что значение показате лей мож ет быть фиксированным, изменяющ имся по глубине скваж ины, изменяющ имся во времени. При разработке перечня показателей оц ен ки соответствия проц есса бурения необходимо исключить их дублиро вание с показателями оц енки качества законченной строительством скваж ины. Поскольку качество проц есса бурения оц енивается с точки зрения влияния на него, преж де всего бурового подрядчика, то в пере чень включаются только те показатели, величина которых зависит от бурового подрядчика. При э том показатели долж ны быть: а) количест венными;

б) простыми, то есть непосредственно измеряемыми;

в) доку ментируемыми.

Проц ессы бурения скваж ины – э то, как правило, спец иальные про ц ессы в терминологии ГОСТ Р ИСО 9000-2008, то есть такие, подтвер ж дение соответствия результата (продукц ии) которых затруднено или э кономически нец елесообразно. Идентификац ия спец иальных проц ес сов – э то обязательный э лемент проц ессного подхода в бурении, по скольку обычный и спец иальный проц есс организуются различным обра зом. Результативность обычного проц есса оц енивается соответствием результата заданным требованиям, а спец иального – соответствием действий, выполненных в рамках проц есса, установленной технологии.

Поэ тому для обычного проц есса достаточно регламентировать его вы ход путем измерения результата, для организац ии спец иального про ц есса необходимо регламентировать оц енку его соответствия проект ной технологии. Отсюда следует, что оц енивать результативность про ц есса строительства скваж ины только по результатам ее квалиметрии неправильно, долж ны быть валидированы все проц ессы в БТС, результа ты которых не могут быть верифиц ированы последующ им мониторингом или измерениями. Валидац ия (подтверж дение посредством представле ния объективных свидетельств) долж на продемонстрировать способ ность э тих проц ессов достигать запланированных результатов, в том числе там, где э то применимо (ГОСТ Р ИСО 9001-2008): определенные критерии для анализа и утверж дения проц ессов;

утверж дение соответ ствующ его оборудования и квалификац ии персонала;

применение кон кретных методов и проц едур;

требования к записям;

повторная валида ц ия.

Обобщ ить известные показатели качества скваж ин вследствие из лож енных выше методологических упущ ений не представляется воз мож ным. Поскольку скваж ина как слож ная система мож ет быть охарак теризована как минимум десятками показателей, то первоначально ц е лесообразно создать грубую, упрощ енную модель, которой присущ и не многие, но сущ ественные свойства. Причем она мож ет создаваться как по принц ипу «от общ его к частному», так и по принц ипу «от частного к общ ему». В дальнейшем за счет развертывания (в случае использования принц ипа «от общ его к частному») или свертывания (в случае использо вания принц ипа «от частного к общ ему») показателей модель совер шенствуется.

Обобщ ение (комплексирование) единичных показателей для полу чения итоговой оц енки соответствия проц есса бурения или закончен ной строительством скваж ины сопряж ено со значительными трудностя ми, обусловленными, преж де всего, большим количеством используемых единичных показателей соответствия. В известной методике ТатНИПИ нефти итоговая оц енка качества скваж ины рассчитывается как среднее арифметическое показателей качества. В э том случае мож но использо вать большое количество показателей, которые рассматриваются как равнозначимые. При э том низкие значения одних единичных показате лей могут компенсироваться высокими значениями других, что делает конечный результат зависимым от преобладающ его вида показателей в э том недостаток методики. Выходом из э той ситуац ии является введе ние для каж дого показателя качества коэ ффиц иента весомости (значи мости). Для ответа на вопрос, во сколько раз или насколько один пока затель важ нее другого, используют э кспертные и аналитические мето ды. В бурении единственно приемлемым является метод э кспертных оц енок, хотя весомость показателей мож ет назначить директивно и не дропользователь, в том числе, сообразуясь с результатами анализа тех нического состояния фонда скваж ин на месторож дении. Отметим, что в силу спец ифики бурения скваж ин проц едура определения коэ ффиц и ентов весомости в значительной степени является субъективной, тем более, в случае замены метода э кспертных оц енок э кспертным опросом членов приемочной комиссии (СевКавНИПИгаз, 2009).

Поскольку сумма коэ ффиц иентов значимости долж на быть равна 1, то увеличение весомости одного показателя мож ет происходить только за счет уменьшения весомости других. Увеличение количества показа телей ведет к нивелированию различий меж ду ними. Например, при ис пользовании, как в методике ТатНИПИнефти, 21 показателя, среднее значение коэ ффиц иента значимости составляет 0,0625 (6,25 %). По нятно, что э кспертам оц енить и ранж ировать с такой точностью значи мость показателей, по крайней мере, очень трудно. Значительно прощ е решить указанную задачу путем иерархического структурирования по казателей качества. С э той ц елью автором создана модель качества скваж ины, представленная на основе теории графов в виде дерева ка чества, состоящ его из трех уровней: нулевого (соответствует инте гральной оц енке), первого (соответствует комплексному показателю) и второго (соответствует единичным показателям). При оц енке соответст вия проц есса бурения на втором уровне такого иерархического дерева предлож ено рассматривать ветви: углубление и крепление ствола сква ж ины, тампонирование заколонного пространства, промывку и заканчи вание скваж ины, при оц енке качества законченной строительством скваж ины – э тапы ее создания: направление, кондуктор, промеж уточ ные и э ксплуатац ионная колонны, а такж е систему «скваж ина - пласт».

Таким образом, количество ветвей на втором уровне мож но свести к 5- при общ ем количестве показателей 25-30. Это сущ ественно облегчает э кспертную оц енку коэ ффиц иентов значимости каж дого показателя.

Обобщ ение показателей качества с использованием коэ ффиц иен тов значимости ц елесообразно при оц енке соответствия законченной строительством скваж ины. В э том случае мож но и нуж но учитывать вклад э лементов конструкц ии скваж ины в ее качество как сооруж ения, предназначенного для долговременной э ксплуатац ии. При э том, как уж е отмечалось, ещ е при проектировании долж ны быть учтены все воз действия на скваж ину на последующ их э тапах ее ж изненного ц икла (в проц ессе ремонта, реконструкц ии, проведения работ по увеличению нефтеотдачи пластов и т.д.). Четкое регламентирование условий э кс плуатац ии скваж ины в проектных документах позволит, в частности, ис ключить возникающ ие в промысловой практике спорные вопросы, свя занные с ее ускоренной амортизац ией.

При оц енке соответствия проц ессов бурения вместо определения коэ ффиц иентов весомости единичных показателей предлож ено исполь зовать известную в квалиметрии дискретную трехуровневую шкалу. В э том случае после оц енивания единичных показателей качества им присваивают методом э кспертных оц енок уровень: высокий – В (1,0), средний – С (0,5) и низкий – Н (0,0).

В диссертац ии обосновано полож ение, что в отличие от показате лей качества законченной строительством скваж ины допущ ение о рав нозначимости показателей проц есса бурения является правомерным.

Поэ тому количество применяемых показателей не ограничивается.

Важ но подчеркнуть, что допущ ение о равнозначимости показателей долж но применяться отдельно для показателей, характеризующ их про ц есс (показатели второго уровня), то есть внутри проц есса, и отдельно для обобщ енных показателей проц ессов (показатели первого уровня).

При необходимости показатели первого уровня могут быть обобщ ены с использованием коэ ффиц иентов значимости.

Отобранные на основе излож енных выше критериев показатели оц енки проц есса бурения предлож ено представлять в виде таблиц ы, содерж ащ ей ссылку на методику измерения и проц едуру документиро вания каж дого показателя. Это важ но для обеспечения возмож ности решения спорных вопросов правовыми методами, в том числе в судебном порядке. С э той ц елью предлож ено дополнить макет рабочего проекта на строительство скваж ины разделом «Оц енка соответствия». На основе э того раздела, как прилож ение к договору подряда на строительство скваж ины, а при необходимости и к субподрядным договорам, предло ж ено разрабатывать «Регламент оц енки соответствия проц есса буре ния скваж ины» и «Регламент оц енки соответствия законченной строи тельством скваж ины» в объеме, необходимом и достаточном для прак тической реализац ии оц енки соответствия без обращ ения к другим до кументам. «Регламент оц енки соответствия проц есса бурения скваж и ны» является основным документом для бурового супервайзинга, а «Рег ламент оц енки соответствия законченной строительством скваж ины» – для приемки скваж ины заказчиком.

Особенностью геолого-технической системы по добыче углеводо родов является то, что скваж ины находится в собственности недрополь зователя, а недра – государства. Отсюда и разное отношение собствен ников к э той системе. Абсолютным приоритетом недропользователя как субъекта э кономической деятельности является извлечение прибыли при соблюдении, разумеется, законодательных требований, в том числе, в области промышленной и э кологической безопасности. Государство как собственник недр заинтересовано в получении э кономической вы годы от предоставления в пользование своей собственности при условии обеспечения безопасности производственной деятельности.

Именно безопасность недропользования и рац иональное использо вание недр являются основным камнем преткновения во взаимоотноше ниях государства и недропользователя. Главным образом э ти проблемы имеют отношение к э тапу э ксплуатац ии скваж ин, однако первопричи ной большинства из них является неудовлетворительное качество за конченных строительством скваж ин. Стремление недропользователей получить прибыль является доминирующ им, зачастую в ущ ерб безопас ности производственной деятельности и рац иональному использованию недр. Примерами тому являются низкий конечный коэ ффиц иент извле чения углеводородов, техногенное образование месторож дений с труд но извлекаемыми запасами, десятки тысяч скваж ин с заколонными пере токами и меж колонными давлениями. При э том государство в оц енке ка чества скваж ин не участвует, хотя бы потому, что такой обязательной проц едуры не сущ ествует. Государственное регулирование безопасно сти недропользования и рац ионального использования недр осущ еств ляется путем установления ограничений и нормативов с последующ ей оц енкой соответствия в форме государственного надзора контроля, го сударственной э кспертизы, э кспертизы промышленной и э кологической безопасности. Реализовать э ти проц едуры в полном объеме мож но только, используя количественные показатели соответствия скваж ины в составе геолого-технической системы по добыче углеводородов. С э той ц елью автором предлож ено использовать модель качества скваж ины, включающ ую комплексные показатели: функц иональности (соответст вие назначению скваж ины), надеж ности (свойство сохранять во време ни в установленных пределах значения всех параметров функц иональ ности), безопасности (свойство обеспечивать приемлемый уровень опасности на всех стадиях ж изненного ц икла скваж ины) и ресурсоемко сти (уровень затрат ресурсов на всех стадиях ж изненного ц икла сква ж ины). Каж дое из э тих комплексных свойств путем последовательного многоуровневого разделения (декомпозиц ии) предлож ено представить в виде группы менее слож ных, а, в конечном итоге, простых свойств, оц ениваемых количественно в виде единичных показателей качества скваж ины (функц иональности - Ф 1…Ф х, надеж ности – Н1…Ну, безопасно сти Б1…Бz и ресурсоемкости – Р 1…Р n). Актуальность оц енки соответствия, в частности, безопасности скваж ин на основе количественных показа телей обусловлена передачей части полномочий по оц енке соответст вия саморегулируемым организац иям.

В бурении высшим достиж ением считается соответствие закончен ной строительством скваж ины рабочему проекту. Такая оц енка с наи лучшей стороны характеризует бурового подрядчика, но, как показыва ет многолетний опыт автора в области э кспертизы проектной докумен тац ии, не качество рабочего проекта на строительство скваж ины. В связи с э тим предлож ено выделять уровни качества скваж ины: идеаль ное, потенц иальное, проектное, реальное, минимально допустимое.

Идеальное качество соответствует современным представлениям о совершенной, т.е. абсолютно удовлетворяющ ей требованиям скваж ине.

В э том случае единичные показатели качества имеют наилучшие ж е лаемые значения. Представления об идеальной скваж ине совершенст вуются в соответствии с техническим прогрессом и, как следствие, ак туализируются единичные показатели качества и их критерии. Поэ тому идеальное качество недостиж имо на практике – э то теоретический уровень качества, служ ащ ий ориентиром для развития технологии бу рения скваж ин.

Потенц иальное качество – э то практически достиж имый уровень качества на текущ ем э тапе развития технологии бурения при условии отсутствия у недропользователя ограничений на ресурсы, преж де всего финансовые. Иными словами, э то наивысший уровень качества, который мож ет быть обеспечен недропользователем, обладающ им неограни ченными возмож ностями по использованию наилучших мировых техно логий.

Проектное качество является результатом компромисса меж ду воз мож ностью проектной организац ии воплотить в рабочем проекте наи лучшие мировые технологии бурения скваж ин и способностью недро пользователя инвестировать строительство такой скваж ины. Даж е если недропользователь имеет соответствующ ие возмож ности, то бурение высококачественной скваж ины мож ет быть сочтено им нец елесообраз ным, например, с ц елью сокращ ения издерж ек на разработку месторо ж дения.

Реальное качество соответствует уровню качества законченной строительством скваж ины, минимально допустимое - уровню качества, ниж е которого скваж ина не мож ет функц ионировать в составе добы вающ его комплекса.

Таким образом, участие государства в оц енке достигнутого уровня проектного качества скваж ин является необходимым условием обеспе чения э кологической и промышленной безопасности освоения месторо ж дений углеводородов.

Классификац ия уровней качества скваж ин имеет принц ипиальное значение и ко второй проблеме, рассматриваемой в третьем разделе диссертац ии, - управлению качеством в бурении, поскольку уровень ка чества скваж ины определяет ц ель недпропользователя в области каче ства.

Несмотря на сущ ествование проблемы обеспечения качества скваж ин, зафиксированной в публикац иях, по крайней мере, 40-летней давности, потребность в системном управлении качеством в бурении недпропользователями и буровыми подрядчиками до сих пор не рас сматривается как одна из ключевых. Основополагающ ими, видимо, яв ляются наша статья «Строительство скваж ин: от повышения качества – к системе управления качеством» (2003) и первое в нефтегазовой от расли учебное пособие по управлению качеством (2008). Безусловный приоритет в практическом применении квалиметрии скваж ин принад леж ит ОАО «Татнефть», где оц енка качества скваж ин используется в общ ей системе управления предприятием. Это несомненный прогресс в сравнении с другими компаниями, хотя лишь частичное решение про блемы качества. Мировая теория и практика показали, что единственно правильным ее решением является создание в рамках общ ей системы управления предприятием системы менедж мента качества. Поэ тому ло гическим продолж ением э той работы было бы внедрение в компании системы управления качеством в бурении.

Вероятно, первым буровым подрядчиком, внедрившим систему ме недж мента качества, является ЗАО «Сибирская сервисная компания», которая в 2008 году получила сертификат соответствия ее меж дуна родному стандарту ISO 9001:2000. Однако следует подчеркнуть, что э та система менедж мента качества сертифиц ирована только в объеме управления, а не выполнения работ по бурению нефтяных и газовых скваж ин.

Несмотря на наличие зарубеж ных аналогов систем управления ка чеством как непосредственно в бурении, так и в близких по условиям отраслях производственной деятельности, системы менедж мента каче ства в отечественном бурении ещ е практически не используются. Это обусловлено, преж де всего тем, что системы управления качеством в ос нованы на проц ессном подходе, наиболее э ффективном при серийном производстве продукц ии. В э том случае есть возмож ность подробного документирования всех проц ессов производства продукц ии, а при об наруж ении дефектов - внесения соответствующ их изменений в техно логическую документац ию. Спец ифика ж е бурения заключается в том, что скваж ина, в отличие от других сооруж ений, не наземное, а горно техническое, то есть созданное в недрах сооруж ение. Это обусловлива ет чрезвычайно широкую изменчивость условий бурения скваж ин и не достаточность достоверной информац ии для управления технологиче скими проц ессами. Поэ тому технологические проц ессы бурения большей частью являются недетерминированными, то есть не имеющ ими одно значной связи воздействия с его результатом. Каж дая скваж ина ориги нальна и повторение апробированной технологии бурения на другой скваж ине не всегда дает полож ительный результат, требуется ее опе ративная адаптац ия непосредственно в проц ессе бурения. Поэ тому да ж е при наличии методических руководств, разработанных на основе меж дународных стандартов, единого шаблона для создания системы управления качеством в бурении быть не мож ет. Такая система строго спец ифична. Иными словами, сколько буровых предприятий – столько и систем управления качеством. Едиными долж ны быть терминология, структура, логическая организац ия, методы и средства - методология управления качеством в бурении, основы которой разработаны в дис сертац ии.

С учетом использования разных моделей организац ии строительст ва скваж ин автором выделены два уровня управления качеством в буре нии – стратегический и оперативный. Стратегическое управление каче ством осущ ествляется недропользователем и заключается в формулиро вании требований к качеству скваж ины, установлении критериев оц ен ки соответствия э тим требованиям рабочего проекта на строительство скваж ины, проц есса бурения, законченной строительством скваж ины и обеспечения качества на каж дом из э тапов ж изненного ц икла скваж и ны.

Оперативное управление качеством заключается в управлении конкретной буровой технологической системой, то есть бурением сква ж ины, с ц елью достиж ения проектных показателей ее качества. В слу чае генерального подряда – э то функц ия бурового подрядчика, при ин тегрированном подряде – недропользователя.

Для определенных видов производственной деятельности наличие системы менедж мента качества является достаточным условием обеспе чения их гарантированной результативности, э ффективности и качест ва продукц ии. При строительстве скваж ин э того недостаточно. Оц енить уровень качества законченной строительством скваж ины в силу ее спе ц ифики при традиц ионной приемке объекта заказчиком практически невозмож но. Скваж ина, как уж е подчеркивалось, представляет собой горнотехническое сооруж ение, качество которого последовательно формируется в ходе технологических проц ессов, совершаемых в недрах, и их результат нельзя в полной мере проверить последующ им контролем и испытаниями, а исправление допущ енного брака затруднено или не возмож но. Практически единственным выходом из э той ситуац ии явля ется надзор за производством работ и, при возмож ности, поэ тапный контроль технологических проц ессов и их результатов. Система технологического контроля и надзора недропользователя за строительством скваж ины получила название бурового супервайзинга.

Контроль и надзор за ходом строительства скваж ины, качеством выполнения работ, уровнем технологических проц ессов и операц ий, качеством используемых материалов и технических средств, соблюдением безопасных условий труда является обязательным для недропользователеля в соответствии с требованиями п. 2.1.8 правил безопасности ПБ 08-624-03. Наличие системы бурового супервайзинга становится для недропользователя обязательным в случае внедрения системы менедж мента качества (ГОСТ Р ИСО 9001-2008).

Поскольку основное содерж ание бурового супервайзинга заключа ется в прямом или косвенном определении соблюдения требований, предъявляемых к объекту (продукц ия, проц ессы производства и т.д.), то буровой супервайзинг, по сути, представляет собой оц енку соответст вия. Следовательно, деятельность служ б бурового супервайзинга неф тегазовых компаний и спец иализированных сервисных компаний, пре доставляющ их услуги по буровому супервайзингу, долж на осущ ествлять ся при соблюдении спец иальных требований (например, EN 45004 «Об щ ие критерии функц ионирования различных видов контролирующ их органов») и аккредитац ии в качестве органа оц енки соответствия в об ласти бурового супервайзинга.

Буровой супервайзинг как деятельность по оц енке соответствия предполагает и вполне определенные требования к профессиональной подготовке, теоретическим знаниям и практическому опыту супервайзе ров. Поскольку буровой супервайзинг является новым видом деятельно сти спец иалистов, то автором разработаны Государственные требова ния к минимуму содерж ания и уровню требований к спец иалистам по дополнительной профессиональной образовательной программе для по лучения дополнительной квалификац ии «Спец иалист технологического контроля и надзора при строительстве скваж ин (буровой супервайзер)» объемом 1030 часов и соответствующ ее учебное и методическое обес печение. После завершения обучения буровые супервайзеры могут быть сертифиц ированы в органе по сертификац ии персонала.

При интегрированном подряде возмож ны разные схемы организа ц ии бизнес-проц ессов. Наиболее э ффективной формой из них является управление проектами (проектный менедж мент). Безусловно, наиболее результативным является использование управления проектами в полном объеме. Однако для э того необходимы соответствующ ие ресурсы, пре ж де всего спец иалисты по проектному управлению в бурении. Поэ тому в качестве первого шага в направлении освоения проектного управле ния в бурении автором рекомендовано применение сквозной системы управления качеством (по нисходящ ей от недропользователя к бурово му подрядчику, субподрядчикам и поставщ икам) в сочетании с конкурс ным отбором исполнителей и оц енкой соответствия (рис. 3).

• ГО С Т Р И С О 1 0 0 0 6 2005 «С ис темы ме неджмента качес тва.

Р уководс тво по ме Конк урсный от неджменту качес тва бор исполните при проектировании» ле й Приорите тные эле ме нты С исте мы управле ния прое к тами Р е зульта тивнос ть ме не джме нта в буре нии к аче ства • И С О /М Э К 1 7 0 0 0 :2 0 0 Оценка • ГО С Т Р И С О 9 0 0 0 «О ц енка с оответс т соответствия 2 0 0 8 «С ис темы ме вия. С ловарь и об неджмента качес тва.

щ ие принц ипы» О с новные положения и • ФЗ «О техничес ком с ловарь» • ГО С Т Р И С О 9 0 0 1 2 0 0 8 «С с е е Рис. 3. Приоритетные э лементы управления проектами в бу При интегрированном подряде управление БТС осущ ествляется недропользователем через спец иализированное подразделение, кото рое по аналогии с организац ией работ по схеме генерального подряда не вполне корректно называют супервайзерским. На самом деле, функ ц ии э того подразделения заключаются в управлении проц ессом буре ния конкретной скваж ины (управлении проектом строительства скваж и ны), а не в буровом супервайзинге, то есть в надзоре и контроле за проц ессом строительства скваж ины. Это разные виды деятельности и их четкое разделение имеет принц ипиальное значение, по крайней мере, по двум причинам.

Во-первых, сущ ествует мнение, что супервайзер – э то суперспе ц иалист, идеально подходящ ий для принятия быстрых и технически грамотных решений в условиях непрерывного технологического проц ес са, постоянно меняющ ейся обстановки, который немедленно, без прово лочек, внедряет все, что способствует качественной проводке скваж и ны, не согласовывая свои действия с бюрократическим аппаратом и т.д.

и т.п.

Во-вторых, распространенным является такж е мнение, что для оперативного управления бурением достаточно иметь систему контроля проц есса бурения (систему удаленного мониторинга и т.п.).

Оба мнения, являются, по нашему мнению, ошибочными. Во первых, буровая технологическая система – э то слож ная система, ре зультативное и э ффективное функц ионирование которой не мож ет обеспечить один спец иалист - нуж ен многопрофильный коллектив про фессионалов, организованный на принц ипах проектного управления.

Во-вторых, наличие системы контроля – э то необходимое и достаточное условие для бурового супервайзинга, но не достаточное - для управле ния БТС, которое включает функц ии контроля, регулирования и опера тивного управления.

Информац ионное обеспечение бурения, особенно в последние полтора-два десятилетия, сущ ественно выросло - появилась возмож ность получать визуализированную информац ию о проц ессе бурения, интерактивную поддерж ку принятия технологических решений в реж и ме реального времени и т.д. Однако следует отметить и обратную сто рону э того проц есса - если ещ е недавно спец иалисты-буровики испыты вали недостаток информац ии о технологическом проц ессе, то сегодня, зачастую, они не в силах справиться с ее потоком. Многообразие техно логических задач и возрастающ ий объем информац ии о проц ессе буре ния требуют их взаимной увязки, обеспечения общ ей ц еленаправленно сти. Но э того трудно достичь, если не учитывать их слож ной зависимо сти меж ду собой, их системный характер. Современному спец иалисту буровику уж е недостаточно обладать узкоспец иальными знаниями, уме ниями и навыками, он долж ен быть компетентен и в смеж ных с бурением областях деятельности, чтобы в реж име реального времени работать в команде разнопрофильных спец иалистов. В частности, лиц о, прини мающ ее решения, долж но обладать знаниями, умениями и навыками на учно обоснованного анализа проблемы, генерирования и принятия управленческих решений. Профессиональная подготовка и содерж ание таких высококвалифиц ированных спец иалистов на буровой весьма за тратны. Целесообразно, следуя зарубеж ному опыту, создавать корпора тивные и региональные ц ентры оперативного управления бурением (ЦОУБ). Это позволит содерж ать на буровой только спец иалистов исполнителей, а высококвалифиц ированные кадры сосредоточить в ЦОУБ. Обоснован тезис, что знание персоналом буровой технологиче ской системы и ЦОУБ результатов своей деятельности выступает инстру ментом обратной связи для корректировки своих профессиональный знаний, умений и навыков, а в итоге способствует повышению результа тивности и э ффективности функц ионирования БТС.

Четвертый раздел посвящ ен совершенствованию проц есса про мывки как средству повышения результативности и э ффективности бу рения скваж ин.

Посредством технологических ж идкостей осущ ествляется воздей ствие на околоскваж инный массив горных пород с ц елью создания усло вий для бурения скваж ины и сохранения коллекторских свойств продук тивных пластов. Нарушение равновесия в горнотехнической системе приводит к ослож нениям в проц ессе бурения, сниж ению его результа тивности и э ффективности. Среди множ ества значимых факторов наи большее влияние технология промывки оказывает, вероятно, на дефор мац ионную неустойчивость ствола скваж ины в глинистых отлож ениях.

Помимо возмож ности возникновения ослож нений бурение в глинистых отлож ениях характеризуется такж е ухудшением э ффективности очист ки промывочной ж идкости (ПЖ ) и, как следствие, наработкой ее избы точных объемов. Возрастает расход химреагентов на обработку промы вочной ж идкости, возникают слож ности с ее размещ ением, утилизац и ей и захоронением. Исключить возникновение ослож нений или, по крайней мере, сущ ественно снизить их тяж есть и упростить оператив ное решение вышеуказанных проблем мож но ещ е на э тапе проектиро вания технологии промывки скваж ины, преж де всего, путем выбора промывочной ж идкости, в наибольшей степени соответствующ ей спе ц ифике разбуриваемых глинистых отлож ений.

В неустойчивых глинистых породах используют преимущ ественно минерализованные ПЖ, поэ тому в качестве объекта исследования был выбран э тот тип промывочных ж идкостей. Анализ отечественного и за рубеж ного опыта использования минерализованных ПЖ показал, что наряду с полож ительными они обладают и отриц ательными свойствами, среди которых следует, преж де всего, выделить трудности с регулиро ванием технологических параметров, повышенную материалоемкость, сниж ение буримости горных пород, отриц ательное влияние на окру ж ающ ую среду.

Главная проблема, которая неизбеж но возникает при бурении в глинистых отлож ениях, - э то обеспечение устойчивости стенки скваж и ны. Длительность сохранения устойчивости зависит от соотношения прочности пород в стенке скваж ины и их напряж енного состояния. При качественной оц енке пригодности ПЖ для разбуривания глинистых по род в лабораторных условиях ее влиянием на изменение напряж енного состояния, как правило, пренебрегают. Сопоставление используемых в исследовательской практике способов определения ингибирующ ей спо собности показывает, что в ряде случаев они не позволяют однозначно оц енить ПЖ, а такж е изучать факторы, ответственные за формирова ние их разупрочняющ их свойств. В свою очередь отсутствие четких представлений о механизме разупрочняющ его влияния ПЖ на глини стые породы не позволяет ц еленаправленно формировать их рец епту ры.

Для обоснования методики оц енки ингибирующ ей способности ПЖ автором проведен анализ используемых в исследовательской прак тике способов. Показано, что в их основе леж ит изучение проц ессов, предлагающ ихся ответственными за нарушение устойчивости стенки скваж ины. В диссертац ии рассмотрены исследования: а) прочностных и деформац ионных свойств;

б) размокания;

в) набухания;

г) увлаж нения;

д) одновременно несколько проц ессов. Эти способы анализируются с трех позиц ий: а) общ ая характеристика;

б) э кспериментально опреде ляемые показатели;

в) свойства ж идкостей, обусловливающ ие их влия ние на устойчивость пород.

Анализ каж дого из указанных способов показал, что их сущ ность состоит в прямой или косвенной оц енке изменения механических свойств глинистых пород при контакте с ПЖ или ее фильтратом. Сделан вывод о том, что ц елесообразно использовать методы, основанные на непосредственном изучении механических свойств глинистых пород, по скольку в э том случае есть возмож ность применения результатов э кспе риментальных исследований при аналитическом решении задач устой чивости приствольной зоны скваж ины методами горной механики. По э тому в диссертац ии влияние ПЖ на устойчивость глинистых пород в стенках скваж ины оц енивали по прочности образц а на одноосное сж а тие. Для э того по оригинальной методике определяли коэ ффиц иент разупрочнения Кр, представляющ ий собой отношение прочности об разц а на сж атие после взаимодействия с исследуемой ж идкостью Р’сж к исходной Р сж. Методика, как показали результаты визуального осмотра разрезанных образц ов, обеспечивает достоверные испытания образц ов при глубине проникновения фильтрата не более чем на 3/4 их радиуса.

В э том случае, как и в стенке скваж ины, помимо области, охваченной воздействием фильтрата, сохраняется зона, в которой порода обладает своими первоначальными свойствами.

Образц ы для испытаний приготавливали методом прессования из мелкодисперсного бентонита, единственным глинистым минералом ко торого, как показал рентгенофазовый анализ, является монтморилло нит. Так как э тот минерал наиболее чувствителен к увлаж нению, то, таким образом, были созданы условия, наиболее благоприятные для ра зупрочнения. Для получения образц ов с требуемой по условиям опыта исходной влаж ности бюксы с навесками глинопорошка перед прессова нием и готовые образц ы выдерж ивали в э ксикаторе над насыщ енным раствором э лектролита с известным относительным давлением паров воды.

Выбор компонентного состава ПЖ мож но осущ ествлять методом проб и ошибок, определяя для каж дой рец ептуры Кр. Но э то длитель ный, трудоемкий и малоинформативный путь. Для ц еленаправленного формирования состава ПЖ необходимо иметь представление о ее свой ствах, обусловливающ их величину Кр, то есть о механизме разупрочне ния. В исследовательской практике используются два подхода. Одна группа исследователей пытается использовать для описания проц есса разупрочнения физико-химические свойства ж идкости, как правило, вязкость, активность, поверхностное натяж ение, диэ лектрическую прониц аемость, конц ентрац ию ионов водорода, вторая - интегральные показатели, характеризующ ие одновременно совокупность свойств ж идкости и породы, например, параметры набухания.

В диссертац ии применены оба вышеуказанных подхода. Однако оказалось, что физико-химические свойства ж идкостей слож ным обра зом взаимосвязаны и варьировать при проведении опытов величиной одного параметра при фиксированных значениях остальных не пред ставляется возмож ным. Поэ тому первый путь реализовать не удалось, хотя он является ж елательным, так как дает возмож ность прогнозиро вать использование того или иного вещ ества в составе ПЖ по его физи ко-химическим свойствам. В качестве интегральных показателей чащ е используют параметры проц ессов увлаж нения и набухания. Поэ тому в диссертац ии была принята рабочая гипотеза, заключающ аяся в том, что разупрочняющ ее влияние ПЖ на образц ы глинистой породы опре деляется тремя факторами - скоростью увлаж нения их дисперсионной средой ПЖ, скоростью набухания и длительностью взаимодействия ж ид кости с образц ом.



Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:


 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.