CC BY
11ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
МНОГОКРИТЕРИАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА _БУРЕНИЯ СКВАЖИН
Каюмов Эльмир Фагимович
аспирант
Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет
г. Уфа
MULTI-CRITERIA EVALUATION OF WELL DRILLING PROCESS EFFICIENCY Kayumov Elmir Fagimovich, postgraduate, Ufa State Petroleum Technical University, Ufa АННОТАЦИЯ
В статье описан метод оценки эффективности процесса бурения скважин с использованием нескольким критериям. Для наиболее наглядного представления результатов оценки и сравнения рассматриваемых вариантов предложено использовать относительные оценки, например, выраженные в процентах. Результаты отображаются на многокритериальных диаграммах. ABSTRACT
One of the main tasks of ensuring the high combat readiness of the Armed Forces is to educate future officers proThe article describes the method of evaluating the effectiveness of the drilling process using several criteria. For the visual presentation of results of evaluation and comparison of the variants considered proposed use relative estimates, for example, expressed in percent. The results are displayed on multiple diagrams.
Ключевые слова: бурение, оценка эффективности, многокритериальная диаграмма, сравнение вариантов. Keywords: drilling, performance evaluation, multi-criteria chart, variants comparison.
Разработка достаточно простых, надежных и объективных методов оценки эффективности процесса бурения скважин является достаточно актуальной задачей, но она осложняется отсутствием общепринятоговзгляданасамопонятиеэффективности. Если сравнивать несколько технологий бурения, то при сравнении их эффективности нужно иметь в виду, что сопоставляется, поскольку в бурении есть множество доступных для сопоставления и противопоставляемых друг другу технологий. Эти технологии далее будем называть объектами эффективности. К объектам эффективности можно отнести не только технологии, но и изделия и их совокупности. Например, можно сравнивать между собой компоновки технологического оборудования на предмет определения наиболее подходящей для конкретного случая. Любой другой компонент бурения: технический, технологический, инфраструктурный может быть также рассмотрен как объект эффективности.
Компоновку бурового оборудования можно оценить по нескольким параметрам: производительности, надежности, эргономичности, дизайну,
габаритным размерам, удобству обслуживания, ремонтопригодности, стоимости изготовления и т.д. Весь этот перечень можно отнести к элементам эффективности. Для каждого из них существует своя шкала эффективности. Например, можно установить уровень значимости для каждого элемента и на этом основании определить частный комплексный критерий эффективности. Таким образом, под критерием эффективности подразумевается некоторый параметр (фактор) эффективности, влияющий на общую оценку
эксплуатационных качеств объекта эффективности в целом.
При оценке качества бурения скважин необходимо учитывать широкий набор различных самостоятельных элементов, в первую очередь это точность попадания забоя в заданную область, угол встречи забоя скважины с выдержанным по падению и простиранию пластом полезного ископаемого или другими слоями горных пород, степень соответствия фактической трассы скважины проектной, времени бурения, пробуренного метража и др.
При многокритериальной оценке качества бурения в работе в целях наиболее наглядного представления результатов и удобства сравнения вариантов предлагается использовать относительные оценки, например, выраженные в процентах. При этом следует учитывать направления шкал полезности для используемых критериев при оценке.
В качестве примера рассматривается точность попадания забоя в заданную область как один из наиболее важных показателей. При этом направление шкалы полезности принимается направление увеличения, т.е. оценка 100% соответствует максимальной точности.
Оценивать точность попадания забоя в заданную область можно по «сферической модели» (см. рисунок 1,а), где центр сфер и есть центр проектной (заданной) области. Радиус малой сферы (г), внутрь которой или на ее границу должен попасть забой скважины, будет соответствовать оценке С = 100. Радиус большой сферы отклонение до границы которой еще допустимо, соответствует оценке С = 0.
Все промежуточные значения радиусов р в интервале r < р < R
определяются по формуле R - р
C р =-^ 100%
р R - г
или
С = a - b.p,
где а и b - коэффициенты, определяемые как
100
b =-
R - г и a = R ■ b.
Аналогичным образом предлагается оценивать угол встречи забоя скважины с пластом по «модели
конусов» (см. рисунок 1,б), где ось конусов есть заданный угол встречи. Угол между осью и образующей малого конуса, внутри которого или по его границе должна располагаться «линия» встречи скважины с пластом, будет соответствовать оценке С = 100. Угол Y2 между осью и образующей большого конуса, попадание на границу которого является еще допустимым, соответствует С = 0 . Все промежуточные значения углов Y в интервале Y1 < Y < Y2
оцениваются от 0 до 100 по аналогичной формуле
C
Y 2 - Y
Y 2 - Y i
100%
Массив годных пород
Фактическая
трасса
скважины
Пиаст
\ Круг допуска
Фактическая трасса скважины
Массив í-optítK пород
Проектная трасса
ггаангиитл
Пласт
\
Зеш-гшый угол
а) точность попадания в заданную область
Рисунок 1. Оценка качества бурения
Степень соответствия фактической трассы скважины проектной предлагается оценивать следующим образом. На горизонтальном (или наклонном) участке скважины, расположенном вдоль продуктивной части пласта, выделяется ряд сечений (см. рисунок 2). Число сечений определяется в первую очередь технологическими требованиями и протяженностью горизонтальной или наклонной части
б) оценка угла встречи трассы скважины с пластом
скважины. Оно также зависит от числа проводимых измерений пространственного положения забоя и характера трассы скважины. Отклонение ствола скважины, рассматриваемого по выделенным сечениям, от проектной величины предлагается оценивать также по 100-балльной шкале, используя следующий подход.
На рисунке 3 обозначены координаты: Т' - время бурения участка скважины (инвертированная шкала); Н - пробуренный метраж (в процентах к общей проходке); Ср - точность попадания забоя в заданную область; С, - угол встречи забоя скважины с пластом.
; > :■» н
Рисунок 2. Степень соответствия фактической трассы скважины проектной
Центр окружностей есть центр проектной (заданной) зоны проводки скважины. Радиус малой окружности (г), отклонение до границы которой является «идеальным» уровнем, будет соответствовать оценке С = 100. Радиус большой окружности отклонение до границы
которой еще допустимо, соответствует С = 0. Все промежуточные значения радиусов (р) оцениваются от 0 до 100 аналогично. Чем ближе уровень качества к 100, тем качество бурового процесса выше.
При оценке качества бурения для целей визуализации результатов анализа предлагается графический метод, который заключается в построении диаграммы нескольких критериев. Диаграмма включает нескольких осей координат, в которых строится геометрическая фигура, соединяющая отложенные по осям значения оценок критериев (см. рисунок 3). При построении диаграммы следует учитывать требование одинакового направления шкал полезности. Если какой-либо критерий имеет отличное направление шкалы, то применяют инверсию шкалы по одной из формул:
С' = 1 / С или С' = 100 - С.
Например, время бурения скважины (участка скважины) Т имеет направление шкалы полезности в сторону уменьшения (чем меньше, тем лучше), тогда переходят к инверсии Т' = 100 - Т,
где Т - время в процентах от общего времени бурения всей скважины.
Рисунок 3. Многокритериальная диаграмма
При выбранном направлении шкал полезности размер фигуры соответствует общей оценке качества процесса бурения (чем больше площадь фигуры, тем выше качество).
Данный метод оценки позволяет не только оценить эффективность бурения, но и сравнить результаты на разных кустах, выявить причину различий путем проведения более детального анализа. Также данный метод позволяет проводить сравнительный анализ показателей бурения для долот различных конструкций.
С практической точки зрения графический метод оценки эффективности работы компоновок при направленном бурении может быть использован как инструмент анализа показателей при апробации новых конструкций технологического оборудования (например, долот или компоновок) как на уже известных месторождениях, так и на новых объектах.
Кроме того, с точки зрения подрядчика, принимающего участие в проекте на конкретном месторождении, информация в виде графических иллюстраций позволяет четко и обосновано представить свои выводы заказчику, что в свою очередь обеспечивает режим диалога при последующем, более детальном анализе результатов и поиске путей оптимизации.
Литература
1 Каюмов Э.Ф., Исмаков Р. А. Графический метод оценки эффективности процесса направленного бурения. // УКАНГ, №3, 2015. -С. 52-55.
