Управление качеством работ по строительству и ремонту нефтяных и газовых скважин


Э. А. Ахмадуллин







УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ РАБОТ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ И РЕМОНТУ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

Монография















Москва Вологда «Инфра-Инженерия»

2020

Edward A. Akhmadullin








                OIL AND GAS WELL DRILLING AND WORKOVER QUALITY MANAGEMENT




Monograph


















Moscow Vologda
Infra-Ingeneria

2020

УДК 622.276
ББК 33.36
   А95











    Ахмадуллин, Э. А.
А95      Управление качеством работ по строительству и ремонту
    нефтяных и газовых скважин: монография / Э. А. Ахмадуллин. -Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2020. - 200 с.: ил., табл.
         ISBN 978-5-9729-0502-7

    Изложены научно-методические основы управления качеством работ по строительству и ремонту нефтяных и газовых скважин. Материал систематизирован в виде четырех тематических разделов, в которых рассмотрены теоретические основы и практический инструментарий управления качеством буровых и скважинных работ.
    Для специалистов нефтяной и газовой промышленности, занимающихся вопросами управления качеством и супервайзингом нефтегазопромысловых работ.

УДК 622.276
ББК 33.36








ISBN 978-5-9729-0502-7 © Ахмадуллин Э. А., 2020
                      © Издательство «Инфра-Инженерия», 2020
                      © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2020

      UDC 622.276













      Akhmadullin, Edward A.
           Oil and Gas Well Drilling and Workover Quality Management : monograph / Edward A. Akhmadullin. - Moscow ; Vologda : Infra-Ingeneria, 2020. - 200 p.: il., tabl.
           ISBN 978-5-9729-0502-7

     The monograph contains oil and gas field services quality management scientific methodology fundamentals. The monograph consists of four thematic parts and covers theoretical fundamentals and practical instruments of oil and gas well drilling and workover quality management.
      The monograph is intended for oil and gas industry specialists involved in oil and gas field services quality management and supervising.













ISBN 978-5-9729-0502-7 © Akhmadullin Edward A., 2020
                           © Publishing house «Infra-Ingeneria», 2020
                           © Decor. Publishing house «Infra-Ingeneria», 2020

СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ ......................................... 7
1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КАЧЕСТВА РАБОТ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ И РЕМОНТУ СКВАЖИН................10
1.1. Нефтегазопромысловые работы..................10
1.2. Управление качеством в нефтегазовом комплексе России. Текущее состояние..................................13
1.3. Управление качеством в нефтегазовом комплексе России.
Перспективы развития...............................24
1.4. Регламентирование качества нефтегазопромысловых работ..............................................27
1.5. Научные исследования по квалиметрии нефтегазопромысловых работ.........................31
1.6. Решение технологических проблем строительства и ремонта нефтяных и газовых скважин при помощи управления качеством работ....................................34
2. КВАЛИМЕТРИЯ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВЫХ РАБОТ..........37
2.1. Базовая терминология..........................38
2.2. Исходные условия для оценки качества нефтегазопромысловых работ.........................39
2.3. Иерархические модели качества нефтегазопромысловых работ.........................56
2.4. Относительные показатели качества нефтегазопромысловых работ.........................61
  2.4.1. Относительные показатели качества работ по строительству нефтяных и газовых скважин......61
  2.4.2. Относительные показатели качества работ по ремонту нефтяных и газовых скважин...........69
  2.4.3. Относительные показатели качества, общие для работ по строительству и ремонту нефтяных и газовых скважин.........................................77
2.5. Определение значений весомости относительных показателей качества нефтегазопромысловых работ...88
  2.5.1. Организация опроса.......................89
  2.5.2. Проведение экспертного опроса............91

5

  2.5.3. Обработка результатов опроса и получение оценок весомостей.....................................98
2.6. Свертка относительных показателей в комплексный показатель качества нефтегазопромысловых работ....104
2.7. Пример вычисления комплексного показателя качества нефтегазопромысловых работ........................108
3. ИНСТРУМЕНТАРИЙ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВЫХ РАБОТ......................119
3.1. Система повышения качества.................119
3.2. Основные характеристики рабочих органов Системы повышения качества..............................123
3.3. Задачи, решаемые Системой повышения качества.126
3.4. Схема функционирования рабочих групп.......130
3.5. Рекомендации по решению некоторых задач в рамках Системы повышения качества........................134
3.6. Результативность работы Системы повышения качества..........................................138
4. МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНИМАЛЬНО ДОСТАТОЧНОЙ ЧИСЛЕННОСТИ ПЕРСОНАЛА, УПРАВЛЯЮЩЕГО КАЧЕСТВОМ..........................139
4.1. Методика определения минимально достаточной численности полевых супервайзеров.................141
4.2. Пример расчета минимально достаточной численности полевых супервайзеров по ремонту скважин..........151
4.3. Методика определения минимально достаточной
численности персонала службы качества...........165
4.4. Пример расчета минимально достаточной численности персонала службы качества.......................171
ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................176
ПРИЛОЖЕНИЕ......................................178
ЛИТЕРАТУРА......................................185

6

            ВВЕДЕНИЕ



     В настоящее время приоритетными направлениями развития нефтегазового комплекса Российской Федерации являются: разработка месторождений нефти и газа на шельфе, формирование и развитие новых крупных центров добычи углеводородов, в том числе активизация работ по освоению нефтегазовых месторождений арктического континентального шельфа, а также прирост балансовых геологических нефтяных и газовых запасов [111]. Все это вместе взятое означает увеличение объемов работ по строительству и ремонту скважин и, соответственно, инвестиций в данные нефтегазопромысловые работы. В структуре ежегодных капиталовложений в нефтегазодобычу затраты на строительство и ремонт скважин по разным оценкам составляют от 30 до 80 %. Однако эффективность отечественных буровых и скважинных работ не всегда оказывается на достаточно высоком уровне. Например, среди скважин, законченных строительством, доля скважин, содержащих существенные дефекты, достигает десятков процентов. Поэтому в большинстве случаев потребность в их ремонте возникает уже после нескольких лет эксплуатации и расходы на поддержание технического состояния скважин достигают 20 % ежегодных суммарных операционных затрат добывающих предприятий. В сочетании с естественным ростом себестоимости добычи природных углеводородов это обусловливает низкую конкурентоспособность отечественного нефтегазопромыслового сервиса.
     Выход из этой ситуации предложен в Энергетической стратегии России на период до 2030 г. (утверждена распоряжением Правительства РФ от 13.11.2009 №1715-р) [111], которая определяет следующие главные векторы перспективного развития топливно-энергетического комплекса (ТЭК): а) переход на инновационное развитие, б) создание конкурентной рыночной среды и в) интеграция в мировую энергетическую систему.

7

     Использование в нефтегазопромысловом сервисе систем управления качеством органично отвечает вышеупомянутым направлениям развития ТЭК, что обусловлено тремя факторами:
     -      во-первых, управление качеством является мощным стимулом для всестороннего привлечения и активного внедрения инноваций в сферу нефтегазопромысловых работ;
     -      во-вторых, наличие сертифицированной системы управления качеством повышает конкурентоспособность отечественных сервисных компаний на внутреннем рынке [38-40];
     -      в-третьих, наличие сертифицированной по международным стандартам системы управления качеством создает условия для успешного выхода отечественных сервисных компаний на мировой рынок нефтегазопромысловых работ и гарантирует их высокую эффективность на этом рынке.
     Кроме того, управление качеством - новое и перспективное направление в деятельности сервисных и нефтегазодобывающих предприятий отечественного топливно-энергетического комплекса, которое в настоящее время активно развивается, поскольку несет в себе существенный потенциал повышения эффективности. Ключевые участники и владельцы процесса управления качеством буровых и скважинных работ - это служба супервайзинга недропользователя (заказчика), инженернотехнические центры (ИТЦ) по сопровождению бурения заказчика, ИТЦ генерального подрядчика по бурению.
     Мониторинг показателей качества дает в руки специалистам службы супервайзинга и специалистам ИТЦ действенный инструмент количественной оценки качества и эффективности работ по строительству и ремонту скважин, а также является индикатором наличия или отсутствия технологических и организационных проблем в работе. Количественная оценка качества буровых и скважинных работ, превращается для заказчика по существу в рейтинг буровых бригад. А если у заказчика работают несколько буровых подрядчиков, то в - рейтинг различных сервисных компаний. Аналитическая обработка данной информации может быть использована заказчиком для ранжирования сервисных компаний при контрактовании объемов бурения на

8

будущие периоды или при распределении дополнительных объемов в рамках текущего календарного года. У генерального подрядчика по строительству скважин задачей управления качеством может являться минимизация производственных рисков за счет оперативного и эффективного контроля за производством буровых работ, включая в первую очередь контроль за работой субподрядчиков по буровым технологическим сервисам.
     Успешное внедрение на практике приемов и методов управления качеством буровых и ремонтных работ органично отвечает главным целям ведения бизнеса нефтегазовых и сервисных компаний, а именно увеличению прибыли и снижению себестоимости производства работ по строительству и ремонту нефтяных и газовых скважин.

9

            1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КАЧЕСТВА РАБОТ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ И РЕМОНТУ

            СКВАЖИН



1.1. Нефтегазопромысловые работы


     Строительство скважин или буровые работы, а также текущий и капитальный ремонт скважин или скважинные работы можно объединить одним лаконичным и емким термином -нефтегазопромысловые работы (НГПР). Годовые объемы нефтегазопромысловых работ в целом по России достаточно велики. Так, за 2018 г. по отечественному ТЭК была закончена строительством и отремонтирована 156 411 скважина [86], из них (рис. 1.1):
    - закончено строительством 12 232 скважины, в том числе в эксплуатационном бурении - 11 906 скважин, в разведочном бурении - 326 скважин,
    - отремонтировано 144 179 скважин, в том числе проведено 61 443 капитальных ремонта скважин (КРС), 82 736 текущих ремонтов скважин (ТРС).


12 232 СКВ.



                                        ■ Бурение

82 736 СКВ.

■ КРС

                                       ■ ТРС




Рис. 1.1. Годовые объемы работ по строительству и ремонту скважин в целом по нефтегазовому комплексу РФ (2018 г.)


10

     Анализ динамики объемов работ по строительству и ремонту скважин в долевом (процентном) выражении с 2000 по 2018 г. в целом по России (табл. 1.1) показывает отчетливую тенденцию увеличения доли сложных работ: за указанный период доля буровых работ возросла с 2,28 до 7,82 %, доля капитальных ремонтов скважин с 19,07 до 39,28 %.

Таблица 1.1
Объемы работ по строительству и ремонту скважин с 2000 по 2018 г. в целом по нефтегазовому комплексу РФ (в %) [86]

                в том числе:     Ремонт   в том числе:   
Год  Бурение эксплуа-  разведоч- скважин   КРС     ТРС  
             тационное    ное                           
2000 2,28 %   2,08 %    0,20 %   97,72 % 19,07 % 78,65 %
2001 2,66 %  2,43 %     0,23 %   97,34 % 19,88 % 77,45 %
2002 2,29 %  2,10 %     0,19 %   97,71 % 18,65 % 79,06 %
2003 2,49 %  2,33 %     0,15 %   97,51 % 17,95 % 79,56 %
2004 2,66 %  2,51 %     0,14 %   97,34 % 19,01 % 78,33 %
2005 2,73 %  2,60 %     0,13 %   97,27 % 20,71 % 76,57 %
2006 3,08 %  2,96 %     0,13 %   96,92 % 21,10 % 75,82 %
2007 3,61 %  3,41 %     0,20 %   96,39 % 23,04 % 73,35 %
2008 4,25 %  4,06 %     0,19 %   95,75 % 24,35 % 71,40 %
2009 4,20 %  4,04 %     0,16 %   95,80 % 25,00 % 70,80 %
2010 4,70 %  4,57 %     0,14 %   95,30 % 27,44 % 67,86 %
2011 5,42 %  5,25 %     0,17 %   94,58 % 30,17 % 64,41 %
2012 5,77 %  5,60 %     0,18 %   94,23 % 29,94 % 64,29 %
2013 5,87 %  5,69 %     0,18 %   94,13 % 30,65 % 63,48 %
2014 5,50 %  5,32 %     0,18 %   94,50 % 31,12 % 63,38 %
2015 6,07 %  5,90 %     0,17 %   93,93 % 33,12 % 60,81 %
2016 6,71 %  6,54 %     0,17 %   93,29 % 33,79 % 59,50 %
2017 7,26 %  7,07 %     0,19 %   92,74 % 36,51 % 56,23 %
2018 7,82 %  7,61 %     0,21 %   92,18 % 39,28 % 52,90 %

11

     Представляет интерес также динамика развития российского рынка работ по строительству и ремонту скважин, пересчитанного в денежный эквивалент годовых объемов работ. Так, с 2005 по 2007 г. данный показатель увеличился с 7 до 10 млрд долларов в год [130]. Не смотря на финансовый кризис 2008 года, отечественный рынок нефтесервиса продолжил свой поступательный рост и в 2009 г. составил 13 млрд долларов [78], а уже в 2010 г. - 15 млрд долларов [78].
     К 2019 году рынок нефтегазопромысловых работ топливно-энергетического комплекса России увеличился вдвое по сравнению с 2010 годом и согласно данным Центрального диспетчерского управления ТЭК РФ составил порядка 25-30 млрд долларов [108].
     Данные факты свидетельствуют о чрезвычайной важности проблемы эффективного управления качеством работ по строительству и ремонту скважин как для сервисных компаний - поставщиков услуг, так и для нефтегазовых компаний - их заказчиков и конечных потребителей.
     Анализ буровых [50] и скважинных работ [38-40] показывает, что с ростом объемов производства мы сталкиваемся с увеличением аварийности и отказов оборудования. В бурении увеличение объемов проходки приводит к росту аварийности. В скважинных работах увеличение добычи нефти приводит к росту количества отказов оборудования. Исходя из этого, существует потребность переломить тенденцию увеличения аварийности в бурении и отказов в скважинных работах по мере роста объемов производства.
     Для этого предлагается использовать инструментарий управления качеством, например, Систему повышения качества (см. Раздел 3). Цель данного инструментария - как минимум не допустить роста, а как максимум - снизить аварийность и отказы по мере увеличения объемов производства. Достижение этой цели особенно важно в настоящее время, в условиях обостряющейся конкурентной борьбы на рынке нефтегазопромысловых работ.

12