Об авторах about authors:

М.Е. Коваль1,2, к.т.н., доцент, Л.А. Чернова1

1. ООО «СамараНИПИнефть», 2. ФГБОУ ВО «СамГТУ»

Об авторах about authors:

Д.А. Купарев, М.Д. Хумаев, М.Ю. Трефилов, А.В. Михайлов /ООО «БурСервис», г. Москва/

D.А. Kuparev, M.D. Humaev, M.Yu. Trefilov, A.V. Mikhailov /BurService LLC, Moscow/

Аннотация:

Статья посвящена повышению эффективности бурения с помощью PDC-резцов различной формы. Рассматриваются разные виды резцов, включая стандартные круглые, резцы с положительным и отрицательным углами атаки, а также V-образные и чашевидные резцы. Описан комплексный подход к подбору вооружения, включающий анализ проблем, постановку задач, выбор оптимальной формы резца и проведение испытаний. Приведены примеры успешного применения данного метода на месторождениях Восточной и Западной Сибири, где отмечалось значительное повышение механической скорости проходки и сокращение времени бурения. Исследования показали важность учета характера разрушения и формы разрушаемой породы при выборе резцов. Подчеркивается необходимость дальнейшего развития моделей, учитывающих эти факторы, для повышения точности прогнозирования работы вооружения.

Ключевые слова:

увеличение эффективности долот PDC, безаварийная проводка ствола скважины, оптимизация режимов бурения, PDC-резцы нестандартной формы, методика подбора вооружения долот PDC, классификация резцов по типу решаемых задач, резцы с дополнительным положительным углом атаки, резцы с отрицательным углом атаки и дополнительными гранями, резцы V-образной формы, долота с нестандартными резцами, моделирование взаимодействия резцов разных геометрических форм с горной породой, увеличение средней механической скорости проходки (МСП), применение различных типов PDC-резцов в разных условиях

Abstract:

The article discusses methods for enhancing drilling efficiency by utilizing PDC cutters of varying shapes. Various cutter types are examined, such as standard round cutters, those with positive and negative attack angles, as well as V-shaped and bowl-shaped cutters. A comprehensive methodology for selecting appropriate PDC cutters is outlined, involving stages of problem identification, goal definition, optimal cutter shape determination, and testing. Successful applications of this approach in Eastern and Western Siberian fields are presented, demonstrating substantial improvements in penetration rates and reduced drilling times. The study underscores the significance of accounting for the characteristics of rock destruction and its form during cutter selection. Finally, it stresses the necessity for advancing predictive models that incorporate these considerations to enhance tool performance forecasting accuracy.

Key words:

increasing the efficiency of PDC drill bits, trouble-free construction of wellbore, optimization of drilling modes, PDC cutters of non-standard shape, technique to select PDC drill bit cutters, classification of cutters by types of resolving targets, cutters with additional positive angle of attack, cutters with negative angle of attack and additional faces, V-shape cutters, drill bits with non-standard cutters, modeling the interaction of cutters with various geometric shapes and the formation rock, an increase in average mechanical rate of penetration (MRP), the use of PDC various types of cutters in different conditions

Об авторах about authors:

С.Ю. Сундеев, Р.Р. Галиев, А.А. Загадов /АО «Оренбургнефть», г. Бузулук/ М.Е. Коваль, к.т.н., доцент, Д.А. Федосеев, А.С. Сусоев /ООО «СамараНИПИнефть», г. Самара, ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет», г. Самара/

S.Yu. Sundeev, R.R. Galiev, A.A. Zagadov, /Orenburgneft JSC, Buzuluk/ M.E. Koval, PhD, Associate Prof., D.A. Fedoseev, A.S. Susoev /SamaraNIPIneft LLC, Samara Samara State Technical University, Samara/

Аннотация:

Рассматриваются вопросы, связанные с рациональной конструкцией обсадной колонны и возможностью снижения стоимости обсадных труб. Представлена революционная технология лазерной сварки обсадных труб, внедрение которой приведет к существенному снижению капитальных затрат на строительство скважин. Технология лазерной сварки – инновационный метод, позволяющий заменить резьбовые муфтовые соединения обсадной колонны на сварные швы. Показаны преимущества технологии, описано применяемое оборудование – комплекс орбитальной лазерной сварки обсадных труб. Представлен опыт применения комплекса орбитальной лазерной сварки для соединения обсадных труб при строительстве скважин. Использование гладких сварных обсадных колонн дает возможность минимизировать риски осложнений при спуске и сократить затраты на строительство скважин за счет уменьшения металлоемкости конструкции и сокращения затрат на буровой и цементный растворы.

Ключевые слова:

строительство нефтяных и газовых скважин, металлоемкость конструкции скважины, рациональная конструкция обсадной колонны, стальные электросварные обсадные трубы, высокоскоростная автоматическая лазерная сварка, спуск сварных обсадных колонн при строительстве скважин, сварное соединение обсадной колонны, технология лазерной сварки обсадных труб, снижение стоимости обсадных труб, спуск и цементирование обсадной колонны с вращением, бурение на обсадной колонне без использования высокомоментных резьбовых соединений, автоматизированный буровой ключ для лазерной сварки обсадных труб, мобильная система лазерной сварки, автоматизированный сварочный лазерный комплекс для соединения обсадных тру

Abstract:

The paper is dedicated to the issues related to rational design of casing and the possibility to reduce the cost of casing pipes. It presents the revolutionary technology of casing laser welding, the introduction of which will lead to a significant reduction in capital costs for well construction. Laser welding technology is an innovative method that allows to replace casing threaded couplings by welded seams. It also presents the advantages of the technology and describes the equipment used an equipment set for orbital laser welding of casing pipes. The paper informs on the experience of applying orbital laser welding set to connect casing pipes in well construction process. The use of seamless welded casing strings makes it possible to minimize the risks of complications during RIH and to reduce the well construction costs by reducing the metal consumption of the structure and reducing the cost of drilling fluid and cement mortars.

Key words:

сonstruction of oil and gas wells, metal consumption of the well structure, rational design of casing, steel electric-welded casing pipes, high-speed automatic laser welding, RIH of welded casing strings during well construction, welded connection of casing, technology of casing pipe laser welding, reduction of casing pipes costs, RIH and cementing of the casing with rotation, casing drilling w/o the use of high-torque threaded connections, automated drilling tongs for laser welding of casing pipes, mobile laser welding system, an automated laser welding system to connect casing pipe

Об авторе about author:

Р.М. Мухаметзянов  /ООО «Цифровое бурение», г. Москва/

R.M. Mukhametzyanov /Digital Drilling LLC, Moscow/

Аннотация:

Представлен обновленный автоматический комплекс бурения (АКБ) – цифровая платформа «АКБ+», которая является значительным шагом вперед в области автоматизации процессов бурения. Показан улучшенный функционал автоматического комплекса бурения АКБ+, благодаря которому операции по бурению интервала свечи выполняются в полностью автоматическом режиме с использованием адаптивного режима управления параметрами бурения, адаптивного режима осцилляции колонны бурильных труб, автоматического режима направленного бурения. Наличие такого функционала позволяет максимально эффективно управлять всем циклом бурения, минимизируя влияние человеческого фактора.

Ключевые слова:

автоматический комплекс бурения (АКБ), цифровая платформа «АКБ+», адаптивный режим управления параметрами бурения, адаптивный режим осцилляции колонны бурильных труб, автоматический режим направленного бурения, алгоритм для снижения вибраций при бурении скважин (Shock test), подбор оптимального угла осцилляции в случае осложненного бурения, удержание отклонителя в заданном секторе при направленном бурении, обеспечение соблюдения плановой траектории ствола скважины

Abstract:

The paper informs on the updated automatic drilling equipment (ADE) set – "AKB+" digital platform "AKB+", which is a significant step forward in the area of automation drilling processes and presents the updated functionality of the automatic drilling equipment set, due to which the operations to drill the well-bore interval are performed in a fully automatic mode using the adaptive drilling parameter control mode, the adaptive oscillation mode of the drill string, and the automatic directional drilling mode. The availability of such functionality makes it possible to manage the entire drilling cycle as efficiently as possible, minimizing the influence of human factor.

Key words:

automatic drilling equipment (ADE) set, "AKB+" digital platform, adaptive drilling parameter control mode, adaptive oscillation mode of drill string, automatic directional drilling mode, algorithm to reduce vibrations during well drilling process (shock test), selection of an optimal oscillation angle in case of complicated while drilling, keeping the whipstock in a preset sector position during directional drilling process, ensuring compliance with the planned bore-hole trajectory

Об авторах about authors:

А.А. Арутюнян1, А.А. Загадов2, М.Е. Коваль3,4, к.т.н., доцент, Р.Р. Галиев2 С.Ю. Сундеев2, А.А. Ардалин3

1. ООО «Ойлпромсервис», г. Саратов, 2. АО «Оренбургнефть», г. Оренбург, 3. ООО «СамараНИПИнефть», г. Самара, 4. ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара

A.A. Arutunyan1, A.A. Zagadov2, M.E. Koval3,4, PhD, Associate Prof., R.R. Galiev2, S.Yu. Sundeev2, A.A. Ardalin3

1.Oilpromservice LLC, Saratov, 2. Orenburgneft JSC, Orenburg, 3. SamaraNIPIneft LLC, Samara, 4. SamGTU FGBOU VO, Samara

Аннотация:

В рамках мировой тенденции к расширению сфер внедрения автоматизированных технологий на объектах АО «Оренбургнефть» внедрен автоматический аппаратно-программный комплекс сбора данных, работающий на скважинах без оператора. Этому способствовали сложность привлечения квалифицированных кадров и влияние человеческого фактора, проявляющееся в снижении эффективности, сбоях в технологических процессах. Повышение автоматизации технологических процессов на опасных объектах, к которым относятся скважины, позволяет также снизить риски в области охраны труда и промышленной безопасности за счет сокращения численности персонала, работающего в опасных зонах. Использование единого информационного пространства всеми участниками технологического процесса дает возможность оперативно реагировать на изменения и принимать совместные решения в случае отклонения техпроцесса от установленного режима

Ключевые слова:

автоматический аппаратно-программный комплекс (АПК) сбора данных бурения, геолого-технологические исследования (ГТИ) без участия оператора, сетевой принцип построения аппаратно-программных комплексов сбора данных, система автоматического распознавания причин неисправностей в работе аппаратно-программного комплекса, служба эпизодического обслуживания АПК, удаленный мониторинг процесса бурения, технология «цифровой помощник», технология получения информации о процессе бурения скважин с помощью автоматических АПК, сокращение расходов на строительство скважин, информационная аналитическая система «ГЕОТЕК»

Abstract:

As part of global trend towards the expansion in implying automated procedures, an automatic hardware and software data pick-up package that is used at non-attendance wells has been introduced at the facilities of "Orenburgneft" JSC. This was facilitated by the problem related to introduce qualified personnel and the influence of human factor, that affected the decrease in efficiency, failures in technological processes. Increasing the technological processes automation level at hazardous facilities, which include wells, also makes it possible to reduce the risks in the area of labor and industrial safety by reducing the number of personnel operating in hazardous zones. The use of the unified information space by all participants in technological process makes it possible to respond quickly to changes and to take joint decisions in case of process deviations nominal operation regime.

Key words:

automatic hardware and software package (AHSP) to pick-up drilling data, geological and technological surveys (GTS) in non-attendance mode, network principle to construct hardware and software data gathering packages, automatic recognition system for causes of malfunctions in hardware and software package, service of episodic GTS maintenance, remote monitoring over drilling process, "digital assistant" technology, technology to pick-up the information on well drilling process using automatic GTP systems, reducing well construction costs, "GEOTECH" information analytical system

Об авторе about author:

О.В. Лакутин, /ООО «ЭЙП ТЕКНОЛОДЖИ», г. Москва/

O.V. Lakutin /APЕ TECHNOLOGY LLC, Moscow/

Аннотация:

Машинные методы анализа данных все чаще используются в нефтесервисной отрасли. Благодаря искусственному интеллекту в настоящее время решаются задачи разного уровня сложности. В статье представлен опыт применения методов машинного обучения с использованием данных о бурении 33 скважин для построения комплексной предварительной модели скважины в ПО Amirig. С помощью различных технологий ИИ был проведен анализ качества и применимости исходных данных для последующего моделирования, выявлена зависимость ключевых показателей эффективности (КПЭ) от параметров бурения, определены наилучшие показатели бурения. С использованием исходных данных опробованы различные методы обучения нейронных сетей для прогнозирования осложнений в процессе строительства скважин.

Ключевые слова:

построение предварительной модели строительства скважины, прогнозирование осложнений при бурении, стратиграфический метод, зависимость между технологическими параметрами бурения и возникновением осложнений, метод «ближайших К соседей» (KNN), метод «случайный лес» с градиентным бустингом (RF), метод «рекуррентные нейронные сети» (RNN), создание предварительной модели строительства скважины на основе машинного обучения и нейронных сетей в ПО Amirig, оптимизированные режимы бурения, управление рисками при строительстве скважин, сокращение затрат на строительство скважин

Abstract:

Machine methods of data analysis are increasingly used in the oilfield services industry. With the use of artificial intelligence, tasks of various complexity levels are currently being resolved. The author of the article presents the experience in using machine learning methods incoming from drilling of 33 wells to build a comprehensive preliminary well model in "Amirig" software. With the help of various AI technologies, the author has completed the analysis of initial quality and applicability used in subsequent modeling; have revealed the dependence of key performance indicators (KPIs) on drilling parameters as well as the best drilling indicators. Using the initial data the authors has tested various methods of training neural networks for predicting the complications during well construction process.

Key words:

сonstruction of preliminary well construction model, prediction of drilling complications, stratigraphic method, dependence between drilling process parameters and the occurrence of complications, method of "k-nearest neighbors" (KNN), method of "random forest" with gradient boosting (RF), method of "recurrent neural networks" (RNN), creation of preliminary well construction models based on machine learning and neural networks using "Amirig" software, optimized drilling modes, risk management during well construction process, reduction in well construction costs

Об авторе about author:

С.А. Корягин, Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript /ООО «Гидробур-сервис», г. Пермь/

S.A. Koryagin /Hydrobur-Service LLC, Perm/

Аннотация:

Спуск обсадной колонны является ключевым этапом строительства скважин, на котором могут возникать различные осложнения, связанные со сложными геолого - литологическими условиями, в том числе прихваты и неустойчивость стенок скважины. Для решения этих проблем компания «Гидробур-сервис» разработала инновационное оборудование – гидравлический прорабатывающий башмак с силовым приводом. Это устройство, работающее по принципу винтового забойного двигателя, создает высокий крутящий момент и обеспечивает эффективную проработку осложненных интервалов. Использование данного башмака позволяет обеспечить качественную очистку ствола скважины, гарантированное доведение нагрузки до забоя и сокращение сроков строительства скважины.

Ключевые слова:

строительство скважины, спуск обсадной колонны (ОК), прорабатывающие разбуриваемые башмаки, гидравлический прорабатывающий башмак с силовым приводом, вращение ОК с циркуляцией, вращение ОК и вращение башмака, башмак для ОК с твердосплавным вооружением, эффект механической кольматации, минимизация рисков поглощения бурового раствора, сокращение сроков строительства скважины

Abstract:

Casing RIH operation is a key stage in well construction process, where various complications may arise due to challenging geological and lithological conditions, including sticking and instability of well-bore. To resolve these problems "Hydrobur-Service" Co. has designed innovative equipment – hydraulic working and reaming shoe with power drive. This device which operates as per the principle of downhole screw motor, creates high torque and ensures efficient reaming in challenging intervals. The use of this shoe allows for high-quality bore-hole cleaning, guaranteed loading to bottom-hole zone and reduction in well construction period.

Key words:

construction of a well, casing RIH, reaming drilling shoes, hydraulic reaming drilling shoe with power drive, casing rotation with circulation, casing rotation and shoe rotation, casing shoe with carbide armament, mechanical clogging effect, minimizing the risks with drilling mud absorption, reduction in well construction period

Об авторах about authors:

П.М. Редькин, А.М. Белоусов, А.Ф. Бронников, С.И. Рыльский, С.А. Поляков, /ООО «Буровые системы», г. Ижевск/

P.M. Redkin, A.M. Belousov, A.F. Bronnikov, S.I. Rylskiy, S.A. Polyakov /"Drilling Systems" LLC, Izhevsk/

Аннотация:

В статье рассматриваются вопросы, связанные с повышением надежности и долговечности конструкции скважин, снижением риска повреждения обсадных колонн. Указываются причины интенсивного износа обсадных колонн. На основе анализа промысловых данных сделан вывод о том, что степень износа колонны в значительной мере зависит от величины усилий, прижимающих бурильный инструмент к обсадным трубам. Отмечено, что выбранная конструкция скважины и ошибки в расчетах исполнителей работ могут привести к разрушению даже новых обсадных труб. Приведена методика расчета, выполнение которого позволяет избежать разрушения обсадной колонны. Определены мероприятия по созданию математической модели для контроля остаточной прочности обсадной колонны.

Ключевые слова:

предупреждение рисков повреждения обсадных колонн в процессе строительства скважин, скважины с большим отклонением забоя от вертикали, системы верхнего привода с системой «слайдер», износ замков бурильной колонны, износ обсадных труб, повреждение промежуточных колонн в интервалах искривления ствола скважины, расчет предельных нагрузок на обсадные трубы, скорость износа обсадных колонн, математическая модель контроля остаточной прочности обсадной колонны

Abstract:

The authors of the paper discuss the issues related to improving the reliability and durability of well structure, reducing the risks to damage the casing strings as well as the indication on the reasons of intensive casing string wear. Based on the analysis of field data, the authors make the conclusion that the degree of casing string wear largely depends on the magnitude of forces pressing the drilling tool to casing column. It is noted that the chosen well design and the errors in the calculations of the work operators may lead to the destruction of even new casing pipes. The paper contains the calculation method the implementation of which avoids the destruction of casing and identifies the measures to create mathematical model to control casing string residual strength.

Key words:

prevention of risks to damage casing strings during well construction process, wells with large deviation of BH zone from the vertical, top drive systems with a slider system, wear of drill string locks (couplings), wear of casing pipes, damage to intermediate columns in the intervals of well-bore curvature, calculation of maximum loads on casing pipes, wear rate of casing columns, mathematical model to control casing column residual strength

Об авторах about authors:

М.Е. Коваль1, 2, к.т.н., доцент К.Р. Давлетов1, И.С. Сергеев3, О.В. Ножкина1,2, к.т.н., А.Н. Фарукшин4, О.П. Объедков5, В.С. Аверьянов5, Л.П. Комкова6, к.т.н.

1. ООО «СамараНИПИнефть», г. Самара, 2. ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара, 3. ОАО НПО «Буровая техника», г. Москва, 4. ООО «Башнефть-Добыча», г. Уфа, 5. АО «Самаранефтегаз», г. Самара, 6. ООО «РН-БашНИПИнефть», г. Уфа

M.E. Koval1,2, PhD, Associate Prof., K.R. Davletov1, I.S. Sergeev3, O.V. Nozhkina1,2, PhD, A.N. Farukshin4, O.P. Obyedkov5, V.S. Averyanov5, L.P. Komkova6, PhD

1. SamaraNIPIneft LLC, Samara, 2. SamGTU FGBOU VO, Samara, 3. NPO Drilling Equipment OJSC, Moscow, 4. Bashneft-Dobycha LLC, Ufa, 5. Samaraneftegas JSC, Samara, 6. RN-BashNIPIneft LLC, Ufa

Аннотация:

Подняты проблемы, связанные с самыми распространенными осложнениями – поглощением технологической жидкости и обвалообразованием пород при строительстве скважин. Уделено внимание вопросам сбора и анализа данных по предотвращению и ликвидации осложнений при строительстве и реконструкции скважин. Представлены эффективные способы, новые технологии и передовой опыт борьбы с выше обозначенными проблемами. Рассматриваются возможности технологии бурения скважин малолитражным винтовым забойным двигателем (ВЗД) в условиях поглощений бурового раствора. Показана эффективность установки в интервалах неустойчивых пород силикатных пачек, применение данной технологии позволяет существенно снизить риски возникновения осложнений в виде осыпей и обвалов.

Ключевые слова:

методы борьбы с поглощением технологической жидкости, бурение на обсадных колоннах, методы предупреждения поглощений бурового раствора, обвалообразование пород при бурении, методы оценки устойчивости пород, реестр поглощений, технология бурения скважин малолитражным винтовым забойным двигателем (ВЗД) для бурения в условиях поглощения бурового раствора, установка в интервалах неустойчивых пород силикатных пачек, активируемый переводник (система PBL), установка пеноцементных мостов в интервале зоны поглощения бурового раствора, бурение интервалов зон поглощений с использованием газожидкостной смеси

Abstract:

The authors of the paper discuss the problems related to the most common complications while drilling, i.e., loss of process fluid and formation rock collapse during well construction stage. They pay special attention to data pick-up and analysis as related to prevention and elimination of complications at the stages of well construction and reconstruction as well as to effective methods, new procedures and best practices to control the above-mentioned problems. The authors also consider the possibilities of using well drilling procedures through the application of sub-compact down-hole screw motors (DSM) in conditions of the drilling mud loss. The paper also informs on the efficiency of installing the silicate packs in the intervals with unstable rocks; the application of this procedure can significantly reduce the risks with drilling complications in a form of well-bore wall collapses and landslides.

Key words:

methods to control the process fluid loss cases, casing drilling, methods to prevent drilling mud loss cases, formation rock collapse while drilling, methods to evaluate formation rock stability, register of drill mud absorption cases, well drilling procedure through the use of small-size down-hole screw motor (DSM) in conditions of drilling mud loss cases, installation of silicate packs in the intervals with unstable formation rock, an activated sub (PBL system), installation of foam cement bridges in the interval of drilling mud loss zone, drilling in mud loss zones and the use of gas-liquid mixture

Об авторах about authors:

С.В. Алешкин, Р.Р. Зарипов, к.т.н., /ЗАО «Ижевский нефтяной научный центр», г. Ижевск/ К.Ю. Корнева /ПАО «Удмуртнефть» им. В.И. Кудинова, г. Ижевск/

S.V. Alyoshkin, R.R. Zaripov, PhD /"Izhevsk Petroleum Scientific Center" CJSC, Izhevsk/ K.Yu. Kornevа /"Udmurtneft" PJSC named after V.I. Kudinov, Izhevsk/

Аннотация:

В статье рассматривается альтернатива для структурообразователя буровых растворов на водной основе – ксантанового биополимера: жидкий структурообразователь – вязкоупругое поверх ностноактивное вещество. Лабораторные исследования буровых растворов с применением вязкоупругого поверхностно-активного вещества показали ряд их конкурентных преимуществ перед буровыми растворами на основе биополимеров ксантанового ряда. Успешно проведены полевые испытания. Применение бурового раствора с вязкоупругим поверхностно-активным веществом позволило исключить из рецептуры сразу несколько химических реагентов: ксантановый биополимер, бактерицид и смазывающую добавку, что привело к сокращению затрат

Ключевые слова:

буровой раствор, структурообразователь бурового раствора, вязкоупругое поверхностно-активное вещество (ВУПАВ), буровой раствор с ВУПАВ, исследование рецептуры бурового раствора с использованием ВУПАВ, реологические и фильтрационные свойства буровограствора с ВУПАВ, минерализованный крахмальнобиополимерный буровой раствор (МКБПР), новый буровой раствор с ВУПАВ – ПАВБР, анализ бурения скважин на ПАВБР

Abstract:

The authors of the paper consider an alternative to structure-forming agent for water-based drilling fluids – Xanthan biopolymer, i.e. liquid structure-forming agent in a form of viscous-elastic surfactant. Lab studies of drilling fluids using a viscous-elastic surfactant have shown a number of their competitive advantages over the drilling fluids based on Xanthan biopolymers. Field tests have been successful. The use of drilling mud with a viscous-elastic surfactant made it possible to exclude several chemical reagents from the recipe at once: Xanthan biopolymer, bactericide and lubricating additive, which led to cost reduction.

Key words:

drilling mud, drilling mud structure-forming agent, viscous-elastic surfactant (VES), drilling mud with VES, study of drilling mud recipe using VES, rheological and filtration properties of drilling mud with VES, mineralized starch-biopolymer drilling mud (MSBPDM), new drilling mud with VES – SVEDM (Surfactant Viscous-Elastic Drilling Mud), analysis of well drilling with SVEDM

Об авторах about authors:

О.И. Валиева1, к.х.н., Д.В. Евдокимов2, М.Е. Коваль2,3, к.т.н., доцент, А.В. Малинин1, к.т.н., А.К. Макатров1, к.т.н.

1. ООО «РН-БашНИПИнефть», г. Уфа, 2. ООО «СамараНИПИнефть», г. Самара, 3. ФГБОУ ВО «СамГТУ», г. Самара

O.I. Valieva1, PhD, D.V. Evdokimov2, M.E. Koval2,3, PhD, Associate Prof., A.V. Malinin1, PhD A.K. Makatrov1, PhD

1. RN-BashNIPIneft LLC, Ufa, 2. SamaraNIPIneft LLC, Samara, 3. SamGTU FGBOU VO, Samara

Аннотация:

Статья посвящена решению прикладных задач, возникающих в процессе строительства скважин в сложных горно-геологических условиях, посредством проведения системной работы по внедрению новых разработок и технологий. Одним из перспективных направлений повышения эффективности строительства скважин может стать организация, регламентация, унифицирование и комплексирование различных методических подходов к оценке качества материалов для буровых растворов и применению технологических составов для снижения аварийности при бурении. Для решения возникающих задач и увеличения потенциала технологического развития в сфере строительства нефтяных скважин в ПАО «НК «Роснефть» сформирован Центр по созданию и развитию методических основ лабораторных исследований технологических составов и реагентов, применяемых при строительстве скважин.

Ключевые слова:

повышение эффективности строительства скважин, сохранение целостности стенок скважины, изоляция зон поглощений, снижение загрязнения призабойной зоны пласта, лабораторные исследования технологических составов для бурения, разработка единых технических требований (ЕТТ) к материалам для бурения, оценка качества материалов для бурения, требования к кольматационным материалам, единые технические требования к специальным реагентам для буровых растворов, подбор систем буровых растворов, оптимальные системы буровых растворов для безаварийного бурения, вскрытие продуктивного пласта баритовыми системами, баритовые растворители, требования к оптимальным упруго-прочностным свойствам цементного камня, методики испытаний по определению упруго- прочностных свойств цементного камня, единые нормативные документы в области испытаний материалов для бурения

Abstract:

The authors of the paper discuss the resolution of applied problems that arise in the process of well construction in challenging mining and geological conditions, through the use of systematic work to introduce new designs and procedures. One of the promising areas in improving the efficiency of well construction process may include organization, regulation, unification and integration of various methodological approaches to assess the quality of materials for drilling fluids and the use of process compositions to reduce the number of accidents in drilling. To resolve the emerging problems and to increase the potential of process development in the area of oil well construction, "Rosneft" Co. has arranged the Center in creation and designing the methodological basis for lab studies related to process compositions and reagents used in course of well construction.

Key words:

improving the efficiency of well construction process, maintaining the integrity of wall in the wells, isolation of absorptionzones, reducing the contamination of bottom-hole formation zone, lab studies of drilling process compositions, designing of unified process requirements (UPR) to drilling materials, assessing the quality of drilling materials, requirements to clogging materials, unified technical requirements for special reagents used in drilling fluids, selection of drilling fluid systems, optimal drilling fluid systems for trouble-free drilling, penetration into productive reservoir with barite systems, barite solvents, requirements to optimal elastic-strength properties of cement stone, test methods to determine the elastic-strength properties of cement stone, unified regulatory documents in the area of material testing used in drilling

Об авторах about authors:

С.В. Алешкин, Р.Р. Зарипов, к.т.н., /ЗАО «Ижевский нефтяной научный центр», г. Ижевск/ С.М. Мартынов, Д.А. Жук /ПАО «Удмуртнефть» им. В.И. Кудинова, г. Ижевск/

S.V. Aleshkin, R.R. Zaripov, PhD /"Izhevsk Petroleum Scientific Center" CJSC, Izhevsk/ S.M. Martynov, D.A. Zhuk /"Udmurtneft" PJSC named after V.I. Kudinov, Izhevsk/

Аннотация:

В статье рассмотрена проблема заколонной циркуляции на месторождениях нефти в Волго-Уральском регионе. По результатам анализа скважин с заколонной циркуляцией определены основные причины ее возникновения. Представлены решения проблемы заколонной циркуляции. Описан опыт применения пакера нефтеводонабухающего для снижения рисков возникновения заколонной циркуляции на скважинах Удмуртской Республики. Показаны преимущества пакера заколонного с набухающим элементом – эластомером. Приведены результаты, полученные на скважинах, где были установлены пакеры ПГН: ЗКЦ полностью отсутствует. Представлена технология цементирования скважины с использованием сухого газоблокатора, показаны особенности и преимущества газоблокатора, результаты его применения. Описаны результаты использования тампонажной системы «смола – цемент».

Ключевые слова:

заколонная циркуляция (ЗКЦ), причины заколонной циркуляции, качество сцепленияцементного камня при строительстве скважин, проникновение газа в буровой раствор, решение проблемы заколонной циркуляции, установка нефтенабухающего пакера (ПГН), цементирование эксплуатационных колонн и хвостовиков с использованием газоблокирующих добавок и тампонажных систем, цементирование скважины с использованием сухого газоблокатора, тампонажная система «смолацемент», ликвидация заколонных перетоков

Abstract:

The authors of the paper consider the problem of annulus cross-flow circulation at the oil fields in the Volga-Ural region. Based upon the results of analysis with the wells facing cross-flow circulation problem, the main causes of it have been determined. The authors present the solutions to this problem and inform on the experience in using an oil-swelling packer to reduce the risks of cross-flow circulation in the wells of Udmurt Republic. The paper presents the advantages of this annulus packer with a swelling elastomer element as well as the results obtained at the wells where these oil-swelling packers (OSP) were installed: no annulus cross-flows were observed. The authors also present the technology of well cementing using dry gas sealant, illustrating the features and advantages of this composition as well as the results of its application. The paper also contains the results in applying "resin-cement" squeeze composition.

Key words:

Annulus cross-flow circulation (ACFC) control, causes of ACFC, the quality of cement stone adhesion during the process of well construction, gas penetration into drilling mud, resolving the problem of ACFC control, installation of oil-swelling packer (OSP), cementing of production columns and liners using gas-sealing additives and squeeze compositions, well cementing using dry gas-sealing agent, "resin-cement" squeezing system, annulus cross-flow control

Об авторах about authors:

Р.Н. Рязанов, А.Е. Мурашко, Д.А. Шилин /ООО «Интеллект-Развитие-Технологии», г. Тюмень/

R.N. Ryazanov, A.E. Murashko, D.A. Shilin /Intellect – Development – Technologies LLC, Tyumen/

Аннотация:

В статье рассматривается изобретение в области цементирования скважин – лабораторный комплекс TrueSight, целью которого является повышение точности лабораторных исследований цементного камня с целью предотвращения долгосрочной миграции флюидов за счет наиболее точной в отрасли имитации скважинных условий и особенно контакта с обсадной колонной. Результаты первых испытаний уже показали значительное превосходство перед существующими методиками, представленными в API, ISO и ГОСТ.

Ключевые слова:

строительство скважин; цементирование скважин; заколонная циркуляция; тестирование цементных камней; испытания цементного кольца; контакт цементного камня с обсадной колонной; герметизация кольцевого пространства скважины; тестирование цементного камня по методике TrueSight; система автоматизации лаборатории Cem Test; программно-аппаратный комплекс TrueSight; влияние водоотдачи на свойства цементного камня; оценка свойств цементных растворов, дизайн цементных и буферных растворов; инженерные расчеты по цементированию скважин; программный продукт CemLife; испытательный стенд TrueSight для оценки качества дизайна цементного состава; программный комплекс CemLife RealTime, программный продукт CemTest

Abstract:

This article discusses a scientific invention in well cementing – the TrueSight laboratory complex, the purpose of which is to improve the accuracy of laboratory studies of cement stone in order to prevent long-term fluid migration due to the most accurate simulation of well conditions in the industry, especially contact with the casing. The results of the first tests have already shown significant superiority over existing methods in API, ISO and GOST.

Key words:

well construction, well cementing, annulus circulation, cement stone testing, cement bond testing, contact of cement stone with casing, sealing of well annular space, testing of cement stone using "TrueSight" method, automation system of "CemTest" lab, "TrueSight" software and hardware package, the effect of water loss on cement stone properties, assessment of cement mortar properties, design of cement and buffer solutions, engineering calculations for well cementing, "CemLife" software product, "TrueSight" test bench to assess the design of cement composition quality, "CemLife RealTime" software package, "CemTest" software product

Об авторах about authors:

А.В. Самойлович, Ю.В. Медведев /ЗАО «Самарский гипсовый комбинат», г. Самара/

A.V. Samoilovich, Yu.V. Medvedev /Samara Gypsum Plant CJSC, Samara/

Аннотация:

Рассказывается об уникальных высокоэффективных материалах на основе гипсовых вяжущих, применяемых для бурения, крепления скважин и ремонтно-изоляционных работ (РИР), для цементирования скважин в интервалах ММП. Для безаварийного разбуривания высококоллоидных глинистых пород предложен ингибирующий кальциевый раствор на основе бурового гипса. Для цементирования скважин в условиях ММП создан арктический цемент. Приведены характеристики и свойства тампонажных материалов на основе гипса. Представлен опыт применения готовых гипсоцементных смесей.

Ключевые слова:

быстросхватывающиеся смеси (БСС) для ликвидации зон поглощений бурового раствора, БСС для ремонтно-изоляционных работ (РИР), тампонажные смеси для цементирования скважин в интервалах многолетнемерзлых пород (ММП), гипсовые вяжущие, тампонажный и буровой гипс, гипсоцементные тампонажные системы, арктический цемент ArcCemТМ, ингибирующий кальциевый раствор, изоляционный материал для установки цементных мостов, безаварийное разбуривание высококоллоидных глинистых пород

Abstract:

The group of authors informs on the unique high-effective materials based on gypsum ingredients used for drilling, fixing the wells and water shut-off operations (WSO), to cement the wells in permafrost intervals. They proposed to use an inhibitory calcium solution based on drilling gypsum to ensure trouble-free drilling in high-colloidal clay formations. Arctic type of cement has been designed to cement the wells in permafrost conditions. The paper contains the specifications and properties of gypsum-based squeeze materials and presents the experience in applying ready-made gypsum cement mixtures

Key words:

quick-setting mixtures (QSM) to control the zones with drill mud losses, QSM for water shut-off operations (WSO), squeeze mixtures to cement the wells in permafrost intervals, gypsum ingredients, squeeze and drilling gypsum, gypsum cement squeeze systems, ArcCemTM Arctictype of cement, calcium inhibiting solution, isolating cement material to fix high-colloidal clay formations

Об авторах about authors:

А.В. Кононов, к.т.н., А.В. Махорин, Ю.С. Давыдов, О.В. Цыденова, /ООО «Газпром добыча Ноябрьск», г. Ноябрьск/ Р.Г. Жилин /ООО «РАСТАМ-Экология», г. Тюмень/

A.V. Kononov, PhD, A.V. Makhorin, Yu.S. Davydov, O.V. Tsydenova /Gazprom Dobycha Noyabrsk LLC, Noyabrsk/ R.G. Zhilin /RASTAM-Ecology LLC, Tyumen/

Аннотация:

Поднимается актуальная проблема обращения с отходами бурения. Рассмотрены методы обращения с отходами бурения с целью выбора оптимального, эффективного в экологическом и экономическом отношении комплекса технологических решений по обращению с отходами бурового шлама и буровых сточных вод на Чаяндинском НГКМ. Представлена информация об объектах накопления отходов бурения. Проведена оценка представленных на рынке технологических решений по утилизации и обезвреживанию отходов бурения. Разработаны варианты комплексных технологических решений по обращению с отходами бурения. Показаны преимущества и недостатки технологических решений по обращению с отходами бурения. Наиболее рациональным технологическим решением признано удаление избыточной жидкой фазы, предварительно осветленной коагулянтом, с последующей закачкой технической воды в коллектор и захоронением твердой фазы в картах полигона. Представлено решение по оптимизации заполнения полигона. Предложена дополнительная мера – формирование «цементной корки» на теле амбара с целью укрепления верхнего слоя и устранения возможности поступления в окружающую среду загрязняющих веществ.

Ключевые слова:

строительство скважин, буровые отходы, буровой шлам, отработанный буровой раствор, буровые сточные воды (БСВ), технологии утилизации буровых шламов, полигон твердых бытовых и промышленных отходов (ТБиПО), ТБиПО Чаяндинского НГКМ, комплексные технологические решения по обращению с отходами бурения, оценка представленных на рынке технологических решений по утилизации и обезвреживанию отходов бурения, испарение жидкой фракции буровых отходов термическим методом, оптимизация заполнения ТБиПО, формирование «цементной корки» на теле амбара, экологически безопасное захоронение отходов бурении

Abstract:

The group of authors consider the actual problem of drilling waste treatment and the methods of drilling waste management order to select the optimal, environmentally and economically effective sets of process solutions to dispose drilling sludge and drilling wastewater at Chayandinskoye OGC field. The paper contains the information on the objects of drilling waste accumulation and provides the assessment of process solutions available to the market for the disposal and neutralization of drilling waste. The authors have designed the options of complex process solutions to manage drilling waste and illustrate the advantages and disadvantages of process solutions to treat these drilling waste. The most rational process solution is considered to be the removal of excess liquid phase, previously clarified by coagulant, followed by the injection of process water into the reservoir and the burial of solid phase in the landfill pits. They also propose the solution to optimize the filling of this area and additional measure for it – the arrangement of "cement crust" at the pit in order to strengthen the upper layer and to eliminate the possibility of pollutants to enter the environment.

Key words:

well construction, drilling waste, drilling cutting (sludge), spent drilling mud, drilling wastewater (DWW), procedures to dispose drilling sludge, landfill of solid household and industrial waste (SHaIW), SHaIW of Chayandinskoye OGC field, integrated process solutions to treat drilling waste, evaluation of available at the market process solutions to disposal and neutralize drilling waste, evaporation of drilling waste liquid fraction by thermal method, optimization of SHaIW filling, arrangement of "cement crust" at disposal pit, environmentally safe disposal (burial) of drilling wast

Об авторах about authors:

Г.О. Жбанков, А.В. Чистяков / ООО «ПрограмЛаб», г. Москва /

G.O. Zhbankov, A.V. Chistyakov /ProgramLab LLC, Moscow/

Аннотация:

Рассматривается проблема возникновения производственных рисков при выполнении работ в процессе бурения нефтяных и газовых скважин. Отмечается тенденция к повышению уровня требований к сотрудникам нефтедобывающих предприятий и качеству обучения инженерно-технического персонала, в том числе с применением программных тренажеров. Определена основа для обучения персонала, формирования у него правильного поведения в нештатных и аварийных ситуациях. Проведен анализ внедрения разработанного тренажера бурения в образовательных учреждениях, выявлен спрос на него. Представлены функциональные особенности разработанного программного комплекса. Виртуальный трехмерный эмулятор бурения нефтегазовых скважин «БУРАН-КТК» используется для безопасной и эффективной подготовки специалистов нефтегазовой отрасли, при этом возможно многопользовательское применение современных систем виртуальной реальности и нейросетей. Версия тренажера реализована с учетом выявленных недостатков отечественных и зарубежных аналогов. Тренажер совершенствуется и может быть адаптирован к буровому оборудованию и запросам эксплуатирующих организаций.

Ключевые слова:

cтроительство нефтегазовых скважин, виртуальные обучающие симуляторы, виртуальные тренажеры для подготовки специалистов нефтегазовой отрасли, программное обеспечение для цифровых двойников, платформа для создания цифровых двойников PL-Twin, методы трехмерного моделирования и визуализации, трехмерные модели оборудования наземной буровой установки, тренажерный комплекс бурения нефтегазовых скважин, трехмерный эмулятор бурения нефтегазовых скважин «БУРАНКТК», программный модуль имитации бурения, кресло бурильщика в интерфейсе виртуальной реальности

Abstract:

The actual problems of production risk management during the drilling of oil and gas wells have been considered. The increasing demands for employees in oil-producing companies and the quality of training for engineering and technical staff, including the use of software simulators, have been identified. The basis for addressing the challenges of training personnel for competent behavior in emergency situations has been determined. An analysis of implementation has been conducted, and the importance of the demand for a developed drilling simulator has been identified. The functional features of the software package have been presented. The "BURAN-CPC" virtual 3D emulator for oil and gas well drilling is used for the safe and effective training of specialists in the oil and gas industry, with the possibility of multi-user application of modern virtual reality systems and neural network technologies. The simulator version has been implemented taking into account the shortcomings identified in domestic and foreign analogues. It is being improved and can be used to train with any drilling equipment needed by operating organizations.

Key words:

сonstruction of oil and gas wells, virtual training simulators, virtual simulators to train specialists in oil and gas industry, software for digital twins, platform for creating "PL-Twin" digital twins, methods of 3D modeling and visualization, 3D models of equipment for onshore drilling rig, training complex to drill oil and gas wells, "BURAN-CPC" 3D emulator to drill oil and gas wells, drilling simulation software module, driller's seat in virtual reality interface

Об авторах about authors:

Е.В. Добрынин, к.т.н. /ФГБОУ ВО «ПривГУПС», г. Самара/ А.М. Батищев, к.т.н., М.В. Деревяшкин /ООО «СамараНИПИнефть», г. Самара/

E.V. Dobrynin, PhD /Volga Region State University of Railway Transport, Samara/ A.M. Batishchev, PhD M.V. Derevyashkin /SamaraNIPIneft LLC, Samara/

Аннотация:

Системы переменного тока в начале проведения электрификации получили техническое преимущество в использовании их для передачи и распределения электроэнергии, однако развитие электрооборудования и технологий преобразования электроэнергии в отдельных случаях делает технически и экономически целесообразным применение систем постоянного тока. В статье рассмотрены недостатки системы переменного тока, наблюдаемые в отдельных областях электроэнергетики, и приведены об - основания возможности использования сетей постоянного тока для питания электрооборудования отдельных категорий – цифровых систем, частотнорегулируемых приводов и систем с распределенной генерацией.

Ключевые слова:

система постоянного тока, система переменного тока, «война токов», преимущества системы постоянного тока, преимущества системы переменного тока, сверхпроводниковые технологии, умные системы электроснабжения (Smart grid), импульсные преобразователи, недостатки систем переменного тока, недостатки систем постоянного тока, передача и распределение электроэнергии

Abstract:

At the beginning of the development of electrification, alternating current systems received a technical advantage in their use for transmission and distribution of electric power, however, the development of electrical equipment and technologies for converting electric power in some cases makes the use of direct current systems technically and economically feasible. The article examines the shortcomings of the alternating current system observed in certain areas of the electric power industry and provides justification for the possibility of using direct current networks to power certain categories of electrical equipment – digital systems, variable frequency drives and systems with distributed generation.

Key words:

DC system, AC system, "war of currents", advantages of DC system, advantages of AC system, superconducting technologies, smart grid, switching converters, disadvantages of AC systems, disadvantages of DC systems, transmission and distribution of electricity