Конструкция морских скважин, включая и скважины с подводным заканчиванием. Внутрискважинное оборудование.

Под конструкцией скважины понимается комплект последовательно спущенных в скважину разного диаметра обсадных труб, образующих телескопически сужающуюся колонну, которая:

– предотвращает обвал разбуренных пластов;

– сокращает поглощение бурового раствора;

– изолирует зоны повышенного (пониженного) давления;

– препятствует образованию каверн в соленосных отложениях;

– повышает надежность длительной эксплуатации.

Обсадные колонны предназначены для изоляции стенок скважин от рабочего пространства ствола и должны обеспечивать требуемую прочность и герметичность при воздействии на них ожидаемых внутренних и внешних давлений.

Цементное кольцопредназначено для надежной изоляции друг от друга интервалов геологического разреза (в том числе и продуктивных) на весь период строительства, эксплуатации и обеспечения жесткой связи обсадных колонн со стенками скважины с целью формирования прочной и герметичной постоянной крепи.

В конструкции скважин используются следующие типы обсадных колонн:

направление - для крепления верхнего интервала разреза, сложенного, в основном, наносами, с целью предотвращения размыва устья скважины при бурении под кондуктор и осуществления обвязки циркуляционной системы; В морских скважинах направление спускают на глубину 100-350 м в зависимости от ее общей глубины, а в некоторых особо опасных случаях (включая и сейсмические районы) – до глубины 1000 м. Направление спускается по возможности в глинистый пласт. Диаметр колонны колеблется от 245 до 1250 мм. При бурении с поверхности направление необходимо для перекрытия зоны обваливающихся, сыпучих, пород. Оно спускается на ма­лую глубину.

кондуктор - для крепления верхних неустойчивых интервалов разреза, изоляции водоносных горизонтов, в основном, с питьевой и лечебной минеральной водой от загрязнения, установки на устье противовыбросового оборудования, а также для подвески последующих обсадных колонн; Диаметр кондуктора, как правило, колеблется в диапазоне 177-508 мм. Кондуктор спускают после прохождения определенного интервала, где не встречается еще серьезных осложнений, но отличаются водопроявляющие пласты, подпитываемые грунтовыми водами.

Далее следуют первая, вторая и, возможно, третья обсадные колонны. Они имеют целью перекрытие и изоляцию ствола скважины от проникновения в нее пластового флюида при дальнейшем бурении газонефтепроявляющих пластов с давлением выше нормального с тем, чтобы предотвратить выброс бурового раствора из скважины или, наоборот, предотвратить поглощение бурового раствора, если давление в пласте ниже нормального.

промежуточная обсадная колонна - для крепления и изоляции зон геологического разреза, не совместимых по условиям бурения с нижележащими, а также для предотвращения осложнений и аварий в скважине в процессе бурения последующего интервала;

эксплуатационная колонна - для разобщения продуктивных горизонтов и изоляции их от других горизонтов геологического разреза скважины, а также для извлечения нефти, газа и газоконденсата на поверхность известными способами или для закачивания агента в пласт. Последней спускается эксплуатационная колонна, через которую, после вскрытия продуктивного горизонта, нефть или газ с большой глубины будут поступать по уже совершенно изолированному от внешних воздействий каналу на дневную поверхность.

Устье морских скважин, расположенных на стационарных платформах, оснащают оборудованием, состоящим из двух основных узлов: колонной головки и фонтанной арматуры.

Отличие типов колонных головок для скважин с надводным заканчиванием идентичны сухопутным, т.е. фланцевого типа. Подразумевается что верхний конец трубы (кондуктора) оборудуется патрубком с фланцем, на который устанавливается ПВО (Противовыбросовое оборудование предназначено для герметизации устья морских нефтяных или газовых скважин в процессе их строительства и ремонта с целью безопасного ведения работ, предупреждения выбросов нефти и газа, охраны недр и окружающей среды.). Следующая ОК оборудуется ответным фланцем, который крепится к фланцу кондуктора болтами. Так продолжается до конца колонны. После спуска каждой колонны, начиная с кондуктора, на фланец устанавливается ПВО. Фланцы привариваются к колонне. На СЖ с подводным заканчиванием колонная головка находится на уровне дна моря, что затрудняет реализацию данной технологии, поэтому она «вставного» типа. ПВО устанавливается один раз, на кондуктор, и до окончания строительства не демонтируется. ОТ с элементом подвески спускается на БТ и монтируется в колонной головке поворотом. Эксплуатация скважин с подводным заканчиванием проводится преимущественно с помощью дистанционно управляемой арматуры, а профилактический надзор или ремонт – подготовленными водолазами.

Фонтанная арматура на устье скважины позволяет:

– проводить работы по освоению и пуску в эксплуатацию фонтанной или компрессорной (газлифтной) скважины;

– закачивать в скважину сжатый газ, жидкость и их смеси;

– направлять продукцию скважины в сборный манифольд для распределения по технологическим линиям;

– регулировать отбор из скважины;

– замерять забойное, устьевое, кольцевое и затрубное давления;

– проводить различные исследовательские операции (в том числе с помощью канатной техники) и геолого-технические мероприятия (по очистке подъемных труб от парафина, солей и т.д.);

– глушить скважину прокачкой жидкости глушения по прямой или обратной схеме, либо закрыть ее на определенное время.

Фонтанная арматура состоит из трубной головки, фонтанной елки, запорных устройств с ручным, дистанционным и автоматическим управлением и регулирующих устройств.

Системы подводного заканчивания применяют в сочетании со стационарными или плавучими технологическими платформами для разработки:

– глубоководных месторождений;

– малорентабельных месторождений, осваиваемых несколькими скважинами;

– периферийных участков нефтегазовых месторождений и нефтяных оторочек, которые нецелесообразно дренировать наклонно-направленными или горизонтальными скважинами, пробуренными со стационарных платформ.

Системы подводного заканчивания в сочетании с плавучими технологическими платформами по сравнению с традиционными методами освоения, при которых устья скважин размещены на стационарных платформах, имеют следующие преимущества:

– ускоренный вывод месторождения на проектную мощность за счет использования заранее пробуренных с ПБУ эксплуатационных скважин;

– высокая гибкость технологии подводной добычи за счет возможности быстрой смены технологического оборудования (например, при переходе от фонтанного к газлифтному способу добычи) путем замены одной технологической платформы на другую

– возможность сезонной разработки месторождений, расположенных в районах с неблагоприятными гидрометеорологическими условиями.

Внутрискважинное оборудование

При эксплуатации скважин различают подземное и наземное оборудование. Наземное оборудование включает арматуру, устанавливаемую на устье, подземное (скважинное) - оборудование ствола скважины.

При эксплуатации скважин фонтанным способом приходится подавать в полость НКТ ингибиторы, выполнять операции, связанные с поддержанием ее в работоспособном состоянии, при необходимости глушить скважину, пускать ее фонтанный режим работы и т.п. Для этого используется набор устройств, которые монтируются в скважине и на колонне НКТ. К ним относятся: клапаны-отсекатели, устройства для их установки и фиксации, скважинные камеры, ингибиторные клапаны, циркуляционные клапаны, устанавливаемые в скважине камеры и монтируемые на колонне НКТ, приемные клапаны, глухие пробки. Кроме того, в состав внутрискважинного оборудования входят разъединитель колонны, телескопическое соединение, пакеры и якори.

Из насосно-компрессорных труб (НКТ) составляются колонны, спускаемые в скважину.

Колонны НКТ служат для следующих целей:

· подъема на поверхность отбираемой из пласта жидкости, смеси одной жидкости и газа или одного газа.

· подачи в скважину жидкости или газа (осуществления технологических процессов, интенсификации добычи или подземного ремонта);

· подвески в скважине оборудования;

· проведения в скважине ремонтных, в том числе бурильных, работ.

Выбор диаметра НКТ определяется объемом добываемой продукции, обеспечивающих ее подъем от забоя до устья, включая и фонтанную колонну, а если еще устанавливается пакер в нижней части скважины (выше забоя) то и высоким давлением. Трубы по мере их износа извлекаются из скважины и заменяются. Соединяются между собой они с помощью резьбовых соединений, соединительных муфт т.к. имеют наружную резьбу.

Пакеры служат для разобщения частей ствола скважины по вертикали и герметизации нарушенных участков обсадной колонны, для разобщения зон затрубного пространства, расположенных выше и ниже пакеров. Их применяют в обсадной (эксплуатационной) колонне нефтяных, газовых и нагнетательных скважинах при их эксплуатации, ремонте. Перепады давления, воспринимаемые пакерами, находятся в интервале от 5 до 70 МПа. Температура окружающей среды при эксплуатации скважин может изменяться от 20 до 100°С, а при тепловом воздействии на пласт достигает в некоторых случаях 300-400 °С. Пакеры подразделяются на механические и гидравлические, а по способу установки в скважине: с опорой на забой и без опоры на забой (“висячие” пакеры). Основным узлом всех типов пакеров (которых создано множество конструкций как у нас, так и за рубежом) является уплотнительный элемент из специальной нефтестойкой резины: при распирании различными способами она расширяется и перекрывает кольцевое сечение, образованное обсадной колонной и НКТ.

Якори предназначены для предотвращения скольжения скважинного оборудования внутри эксплуатационной колонны труб. На ствол якоря установлен конус, имеющий направляющие для плашек, вставленных в Т-образные пазы плашкодержателя. Якорь спускается в скважину на колонне подъемных труб. Заякоривание происходит при подаче жидкости в трубы под давлением.

Для обеспечения возможности ремонта скважин без глушения применяются разъединители колонн. Разъединитель позволяет поднимать колонну НКТ вместе со смонтированным на ней оборудованием, не срывая пакера.

Для исключения открытого фонтанирования, при аварийном разрушении устьевого оборудования или во время ремонтных работ, скважины, способные фонтанировать, оборудуются клапанами-отсекателями, размещенными ниже устья скважины. Они предназначены для разъединения нижней фильтровой части скважины от верхней части. Для герметичного перекрытия ствола фонтанных нефтяных и газовых скважин при аварийных ситуациях и разгерметизации устья морских скважин широко используются комплексы управляемых клапанов-отсекателей, которые позволяют:

– вести на платформе одновременно бурение и эксплуатацию;

– предотвращать аварии при повышении давления;

– осуществлять ремонт скважин;

– управлять работой скважин, в том числе осваивать или глушить скважины, подавать химреагенты и т.д.

Кроме того, на платформах устанавливается комплекс оборудования и инструментов, которые позволяют осуществлять необходимые мероприятия по ремонту без подъема НКТ, путем спуска в последние на тросе или канате соответствующих средств. Этот комплекс, чаще всего полустационарного типа, получил наименование канатной техники и включает в себя лебедку с гидроприводом, устьевое оборудование и комплект инструментов.

Циркуляционные клапаны предназначены для сообщения и разобщения затрубного пространства с внутренней полостью подъемных труб при проведении различных технологических операций при освоении и эксплуатации скважин.

Телескопическое соединение предназначено для компенсации температурных изменений длины колонны подъемных труб в скважинах.

Скважинные камеры предназначены для посадки газлифтных или ингибиторных клапанов, глухих или циркуляционных пробок при эксплуатации нефтяных скважин фонтанным или газлифтным способами.

Газлифтные клапаны предназначены для автоматического регулирования поступления газа, нагнетаемого из затрубного пространства в колонну подъемных труб при добыче нефти газлифтным способом.

Через НКТ спускаются с помощью канатной техники разного рода ниппели: посадочные, проходные, непроходные, циркуляционные и т.д.

Все эти ниппели, клапаны, фиксаторы, патрубки и разного рода соединения в основном являются составной частью спускаемого через трубы оборудования, предназначаемого для широкого фронта многообразных работ, выполняемых на скважинах.

Синтез управленческих структур. Связи и коммуникации в управлении. Иерархия системы и функции управления. Планирование и его роль в управлении. Стратегическое планирование. Координация действий исполнителя.

Процедуры синтеза заключаются в создании описаний проектируемых объектов. В таких описаниях отображаются структура и параметры объекта и соответственно существуют процедуры структурного и параметрического синтеза.

Под структурой объекта понимают состав его элементов и способы связи элементов друг с другом. Параметр объекта - величина, характеризующая некоторое свойство объекта или режим его функционирования. Примерами процедур структурного синтеза служат синтез логической схемы (структура которой выражается перечнем входящих в нее логических элементов и соединений) или синтез алгоритма (его структура определяется составом и последовательностью операторов). Процедура параметрического синтеза заключается в расчете значений параметров элементов при заданной структуре объекта, параметров компонентов промышленного сооружения при заданной компоновке узлов и геометрических размеров оборудования в заданной технологической схеме.

Управленческие коммуникации — это совокупность информационных связей между субъектами управленческой деятельности по вертикали, горизонтали (внутренняя среда) и с внешней общественной средой.

Понятие «коммуникация» имеет двойной смысл:

· во-первых, оно фиксирует статику взаимодействия, например акт, письменный документ, несущий информацию, выполняющий функции: информативную, эмотивную (побуждает эмоции, мотивацию взаимодействия), в том числе правовой акт, выполняющий управленческую функцию (побуждает правоотношения) и через это устанавливающий и поддерживающий фактические контакты.

· во-вторых, фиксирует динамику, процесс взаимодействия, контакты, отношения.

· Взаимодействие имеет объективную и субъективную стороны.

Коммуникация в системе управления - официально, юридически регламентируемое целенаправленное движение индивидуальных субъектов управления к социальной общности при сохранении за ними определенной самостоятельности и индивидуальности. Управленческая деятельность имеет коммуникативный межличностный характер. Коммуникативное взаимодействие, осуществляется через функциональные связи участников управления. В коммуникационных потоках важна синхронность, достоверность, адекватность на всех этапах коммуникативного процесса — при приеме, передаче и переработке информации, во всех элементах его структуры.

Структура коммуникативного процесса условно имеет четыре элемента:

· Отправитель, лицо, генерирующее идею, или собирающее и передающее информацию.

· Собственно, информация (сообщение), закодированная с помощью символов.

· Канал, средство передачи информации.

· Получатель, лицо, которому предназначена информация и которое интерпретирует ее.

Коммуникативные сети подразделяются на централизованные (вся коммуникация замыкается на руководителе) и децентрализованные (коммуникация относительно равномерно распределяется между всеми членами организации). Централизованные сети способствуют решению относительно простых управленческих задач, но препятствуют эффективности решения сложных проблем, уменьшают удовлетворенность работой у членов групп, снижают уровень коллективного единства, хотя и способствуют развитию лидерства.

Система управления представляет собой совокупность объекта управления (например, предприятия) и субъекта управления (управленческого аппарата) (Рис. 1.1.2). Управленческий аппарат объединяет сотрудников, формулирующих цели, разрабатывающих планы, устанавливающих требования к принимаемым решениям, а также контролирующих их выполнение. В задачу объекта управления входит и выполнение планов, разработанных управленческим аппаратом, т. е реализация той деятельности, для которой создавалась система управления. Оба компонента системы связаны прямой и обратной связью. Прямая связь выражается потоком директивной информации направляемой от управленческого аппарата к объекту управления Обратная связь представляет собой поток отчетной информации < выполнении принятых решений, идущий в обратном направлении.

Директивная информация формируется управленческим аппаратом в соответствии с целями управления и информацией о внешней среде, о сложившейся внешней ситуации. Отчетная информация формируется объектом управления и отражает внутреннюю ситуацию объекта, а также степень влияния на нее внешней среды (задержки платежей, нарушения подачи энергии, погодные условия, общественно-политическая ситуация в регионе и т. п.). Таким образом, внешняя среда влияет не только на объект управления: она поставляег информацию и управленческому аппарату, решения которого зависят от внешних факторов (состояние рынка, уровень инфляции, налоговая и таможенная политика и т. д.). Обратная связь, увеличивающая влияние входа системы на ее выход, называется положительной обратной связью, а уменьшающая это влияние — отрицательной. Отрицательная обратная связь способствует восстановлению равновесия в системе, когда оно нарушается внешним воздействием, а положительная обратная связь вызывает большее отклонение, чем то, которое вызвало бы внешнее воздействие при отсутствии обратной связи.

Системы управления с обратной связью функционируют следующим образом. Выбирается управляющее воздействие, которое определяет требуемое состояние управляемого объекта. Информация о фактическом состоянии управляемого объекта поступает по каналу обратной связи. Специальный орган сравнивает эти состояния, и при несовпадении требуемого и фактического состояний управляемого объекта вырабатываются управляющие воздействия, назначением которых является корректировка его поведения. Управляющие воздействия каждого контура управления могут влиять на реакцию управляемого объекта на управляющие воздействия в других контурах управления. В таких случаях их называют системами многосвязанного управления.

Сущность планирования состоит в задании целей и способов их достижения на основе

формирования комплекса работ (мероприятий, действий), которые должны быть выполнены, применении методов и средств реализации этих работ, увязки ресурсов, необходимых для их выполнения, согласовании действий организаций—участников проекта.

Деятельность по разработке планов охватывает все этапы создания и исполнения проекта. Она начинается с участия руководителя проекта (проект-менеджера) в процессе разработки концепции проекта, продолжается при выборе стратегических решений по проекту, а также при разработке его деталей, включая составление контрактных предложений, заключение контрактов, выполнение работ, и заканчивается при завершении проекта.

На этапе планирования определяются все необходимые параметры реализации проекта:

продолжительность по каждому из контролируемых элементов проекта, потребность в трудовых, материально-технических и финансовых ресурсах, сроки поставки сырья, материалов, комплектующих и технологического оборудования, сроки и объемы привлечения проектных, строительных и других организаций. Процессы и процедуры планирования проекта должны обеспечивать реализуемость проекта в заданные сроки с минимальной стоимостью, в рамках нормативных затрат ресурсов и с надлежащим качеством.