Как выглядит современная буровая установка? Какие траектории «чертят» под землей нефтяные скважины? Куда подевались станки-качалки? При помощи каких технологий добывают нефть в Оренбургской области? Об этом рассказывается в спецпроекте "Знатоки оренбургской нефтянки",  запущенной компанией «Газпромнефть-Оренбург» и агентством RIA56 . Информагенство «Девон» приводит этот материал с некоторыми сокращениями.

ОБНОВЛЯТЬ БУРОВЫЕ

На протяжении почти столетия символом нефтянки оставался станок-качалка. Но он годился лишь для добычи из неглубоких вертикальных или незначительно отклоняющихся от вертикали скважин и добычи легкоизвлекаемых запасов нефти. Сегодня традиционных запасов не только в Оренбуржье, но и во всем мире, почти не осталось. Чтобы «дотянуться» до трудной нефти, строятся многоствольные скважины сложных траекторий с длинными горизонтальными участками.

Для этого нефтяники используют самое современное оборудование и новейшие технологии. «Газпромнефть-Оренбург» создает высокотехнологичные буровые установки в партнерстве с передовыми производителями оборудования и сервисными компаниями. Каждая следующая модификация превосходит предыдущую по безопасности, скорости бурения и уровню снижения трудозатрат.

Последняя разработка, которая решает эту сложную тройную задачу – мобильная гидравлическая установка. Сегодня в «Газпромнефть-Оренбурге» используются уже три таких – с необычными названиями «Сарацин», «Горец» и «Патриот». С начала их использования поставлено уже немало буровых рекордов. Буровая установка — комплекс оборудования и буровых сооружений, предназначенных для бурения нефтегазовых скважин.

Внешний вид буровой за последние пару десятилетий тоже претерпел изменения. С высоты птичьего полета она выглядит аккуратным прямоугольником. В его пределах располагается оборудование и сооружения, необходимые для бурения нефтяной скважины: буровой станок, циркуляционное, спускоподъемное, противовыбросное оборудование, жилой городок буровой бригады и т.д. 

УПРАВЛЯТЬ БУРОВОЙ С ДЖОЙСТИКА

Первым на просторы оренбургских месторождений в 2017 году вышел «Сарацин». Это гидравлическая безлебедочная буровая установка грузоподъемностью 272 тонны. Управление процессом бурения ведется не вручную, а с пульта из специально оборудованной кабины. Со стороны это напоминает компьютерную игру в жанре экшн, а операторы – игроков с джойстиками, заставляющими двигаться гигантский трансформер. Только здесь все по-настоящему, ведь на кону безопасность работников и успешность выполнения серьезных задач.

«Сарацин», конечно, не трансформер, и пока еще не умеет самостоятельно перемещаться с места на место. На монтаж и демонтаж установки уходит до 30 суток. Но это значительно быстрее, чем собирать и перевозить обычный буровой станок. Для транспортировки «Сарацина» не требуется крупногабаритного транспорта: все оборудование весом до 340 тонн, смонтировано на полуприцепе.

Основные конструкции силовых и подъемных модулей также умещаются на двух полуприцепах для передвижения даже по дорогам общего пользования. Традиционный буровой станок перевозится, как правило, на 10-20 длинномерах.

Гидравлические буровые установки способны изменять положения мачты, перемещение вдоль нее и вращение бура за счет гидравлической системы. Теперь процесс полностью проходит автоматизировано и контролируется на специальном пульте бурильщика.

Компактность – не единственное преимущество мобильной буровой установки. Еще одно – скорость. «Сарацин» умеет выполнять спуск и подъем бурового оборудования на 30% быстрее стандартных станков и подходит для бурения скважин самых сложных траекторий. Он снабжен верхним приводом и специальным механизмом, который позволяет создавать регулируемую осевую нагрузку на долото (то есть, давление вниз с помощью гидравлики) без изменения компоновки низа бурильной колонны.

Это значительно ускоряет и удешевляет процесс бурения. Вся система спуско-подъемных операций полностью автоматизирована. Для подачи бурильного инструмента используется телескопический трубный манипулятор. Он подает инструмент с наземных стеллажей к верхнему силовому приводу и обратно, что вдвое (по сравнению с традиционными бурильными станками) сокращает время наращивания одной трубы.

Трубным манипулятором также управляют из кабины с помощью джойстика. Это исключает нахождение людей в опасных зонах — на полу буровой и верховых рабочих, а значит, и вероятность получения травм. Безопасность – третье и главное преимущество «Сарацина» и подобных ему буровых установок.

ОХВАТИТЬ НЕФТЯНЫЕ ОТОРОЧКИ

С начала 2021 года на Восточном участке Оренбургского месторождения поставлена серия рекордов по бурению и выводу на режим нескольких высокотехнологичных горизонтальных скважин. Первая скважина-рекордсменка была построена и выведена на режим за 50 суток, вторая — за 46 суток, третья – за 35 суток, четвертая — за 34 суток. Если сравнивать с месторождениями Западной Сибири, где скважину реально пробурить за несколько суток, то эти показатели трудно назвать рекордными.

Но работать оренбургским нефтяникам приходится в очень непростых геологических условиях. Нефть Восточного участка Оренбургского газоконденсатного месторождения залегает в нефтяной оторочке, состоящей из большого количества не связанных между собой нефтенасыщенных пропластков. В отличие от вертикальных и наклонно-направленных, задача горизонтальных — не просто достичь продуктивного слоя, но и пройти по нему достаточно большое расстояние. Это сотни и даже тысячи метров.

Если учесть, что толщина этого слоя может составлять всего лишь несколько метров, становится ясно, какие сложные траектории приходится прокладывать под землей. Это сложная задача, требующая самых точных инструментов. Поэтому строительство каждой следующей скважины по скорости становилось абсолютным внутренним рекордом.

Поначалу длина горизонтальных участков скважин составляла 150–300 м. Со временем показатели улучшались. Сегодня горизонтальный участок протяженностью 2 км и более — обычное дело. Мобильные буровые установки действительно обладают рядом преимуществ для строительства скважин самых сложных конструкций. Они способны прокладывать под землей извилистые траектории, «охватывая» труднодоступные нефтеносные участки, пробуривая более чем 30 километров породы в год. Но часто значительные рекорды ставятся даже при помощи обычных буровых станков.

ДОСТИЧЬ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРЕДЕЛА

Добиться ощутимых результатов невозможно лишь за счет применения даже самой современной техники. Тут нужна особая философия производства, подразумевающая, чтобы каждый участник команды был заинтересован в непрерывных улучшениях технологического процесса. В 2014 году «Газпромнефть-Оренбург» стал площадкой для тестирования программы «Технический предел», разработанной компанией «Газпром нефть» для повышения эффективности бурения.

В ее основе – стремление разработать конструкцию идеальной скважины с оптимальным соотношением цены и качества и минимальными сроками бурения. А затем – материализовать этот объект с максимальной точностью. При этом каждая из отдельных операций выполняется реальными людьми, работающими в тесном кросс-функциональном взаимодействии – от геологов и топ-менеджеров до рабочих буровой бригады. Командность в этом процессе играет ключевую роль.

Идеальная скважина – это не пробуренная в реальности, а смоделированная математическим путем конструкция, при строительстве которой достигнута максимальная результативность всех буровых процессов. При этом время, затрачиваемое на лишние действия, должно быть равно нулю.

Шаг за шагом от скважины к скважине оренбургские нефтяники улучшают свои показатели. Например, в 2021 году благодаря новому подходу к организации полного цикла строительства скважин «Газпромнефть-Оренбург» вдвое сократил сроки строительства горизонтальных скважин без многостадийного гидроразрыва пласта.

В полный цикл строительства скважины входят подготовительные работы, монтаж вышки и оборудования, подготовка к бурению и процесс бурения, обустройство, вскрытие пласта, испытание на приток и выход на режим. Огромные возможности по повышению эффективности строительства высокотехнологичных скважин дает цифровизация.

В процессе бурения поступает большой поток данных: показания датчиков геолого-технологических исследований, данные каротажа в процессе бурения, показания телеметрии, реология бурового раствора и т.д. Правильная обработка и грамотное использование этой информации открывает новые перспективы для дальнейшего повышения эффективности строительства скважин. Это помогают сделать цифровые инструменты и программы. А весь процесс координируется из Центра управления строительством скважин «Газпромнефть-Оренбурга».