Методика управления технологической целостностью скважин как инструмент снижения рисков на всём протяжении жизненного цикла объекта

Вопросы обеспечения целостности скважин находятся под пристальным вниманием учёных и практиков в сфере нефтегазодобычи постоянно, но в последние 35 лет, после череды аварийных ситуаций на инфраструктурных объектах в различных странах, ведётся активная разработка технологических решений, направленных на снижение эксплуатационных рисков.

Открытие новых месторождений, в том числе и на континентальном шельфе Российской Федерации (Балтийское, Баренцево, Карское, Лаптевых, Охотское, Каспийское, Черное и Азовское моря), а соответственно, необходимость их освоения, требуют от компаний-недропользователей активизации проектно-изыскательских работ. При этом создание новых объектов в настоящее время сопряжено с необходимостью поиска импортозамещающих технологий в связи с продолжающимся ужесточением санкционных режимов, в том числе в сфере нефтегазодобычи. Для успешного продолжения реализации проектов обустройства новых месторождений необходимо обеспечить производство оборудования и ввод в эксплуатацию месторождения с изготовлением и установкой высокотехнологичной инфраструктуры в установленные сроки согласно календарному плану.

До введения масштабных рестрикций против нефтегазодобывающей отрасли Российской Федерации и ухода иностранных компаний с отечественного рынка, разработка месторождений в большинстве случаев велась при поддержке иностранных компаний, имевших необходимый опыт, который они накапливали в результате многолетнего участия в международных проектах по всему миру. Имея возможность собирать информацию со всего мира, такие корпорации формировали компетенции и базу знаний. После их отказа от участия в проектах на территории России доступ к технологиям и базам данных был закрыт, их компетенции стали недоступны. Российские нефтегазодобывающие компании столкнулись с такими препятствиями, как низкий уровень локализации производства и высокая зависимость от импорта оборудования, систем и методологий контроля безопасности производственного процесса.

Очевидным видится тот факт, что сформировался технологический разрыв между требуемым уровнем технологий, оборудования и услуг, и имеющимся на данный момент уровнем на отечественном рынке. Без серьёзных усовершенствований в управлении разработкой месторождений будет затруднительно эффективно отвечать на новые вызовы времени.

Технологическая целостность — это один из наиболее критически важных аспектов надёжности, который обеспечивает безопасное и эффективное управление линейными и площадными объектами, а также при строительстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Стоит отметить, что технологическая целостность играет важную роль в рамках жизненного цикла нефтяных и газовых скважин, учитывая сложность в контроле процессов, происходящих в недрах Земли.

Технологическая целостность представляет собой способность объекта сохранять свои функциональные и конструктивные характеристики в соответствии с заданными параметрами и требованиями в течение всего жизненного цикла с учётом влияния внешних и внутренних факторов. Контроль технологической целостности объектов является одной из ключевых задач и приоритетных направлений развития российской нефтегазовой отрасли. В условиях глобальной конкуренции и технологического прогресса, целостность производственного объекта сталкивается с рядом вызовов, связанных с необходимостью применения инноваций. Однако успешное преодоление этих трудностей открывает новые горизонты для экономического роста и устойчивого развития.

Кроме того, технологическая целостность является основным фактором успеха в импортозамещении. Она предполагает способность организации поддерживать и развивать свои технологические возможности, обеспечивая надёжность и эффективность производственных процессов. Это достигается за счёт внедрения инновационных технологий, модернизации оборудования и развития уникальных практик и методологий.

Основная проблема, связанная с возникновением нарушений целостности производственного объекта, заключается в том, что на протяжении всего жизненного цикла применяется значительное количество различных нормативно-правовых актов и требований, прямо или косвенно регулирующих целостность, включая Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности, стандарты организаций, регламентирующие документы (РД) и прочие методологические инструкции, которые создают конфликтующие или дублирующиеся моменты, затрудняющие и усложняющие процесс обеспечения технологической целостности.

Также задействовано большое количество различных служб, специалистов, процессов и оборудования, имеющих свою индивидуальную специфику, и которые должны синхронно и системно выполнять комплекс работ, имея возможность постоянного контроля и управления технологической целостностью. Однако, на сегодняшний день наблюдается отсутствие взаимодействия между службами и процессами, задействованными на различных циклах жизни объекта. Также существуют различные и иногда противоречащие друг другу принципы управления технологической целостностью, описанные в нормативных документах. На настоящий момент по большинству объектов отсутствует чёткая система передачи полной базы данных от проектной организации к сервисной компании, и внутри сервисной компании между подразделениями строительства, эксплуатации и ликвидации.

Как результат, отсутствует единый системный подход к управлению технологической целостностью (УТЦ) и, как следствие, принимаемые решения или задействованные на той или иной стадии процессы входят в конфликт с решениями или процессами на последующих стадиях жизни объекта, что приводит к вынужденным, а порой и неизбежным нарушениям технологических регламентов или же элементарных требований вне зависимости от принимаемых мер.

Следовательно, существует необходимость в объединении всего комплекса работ, решений и требований в области целостности в единую систему, комплексно учитывающую все аспекты эксплуатации производственного объекта, позволяющие более предметно и детально осуществлять работу.

Компания «ОВЛ-Энерго» на Петербургском международном газовом форуме – 2024 представила собственную методику управления и контроля технологической целостности скважин (УТЦС). Эта система обеспечивает основу для принятия решений и организационную структуру для поддержки технологической целостности. Полный контроль целостности объекта требует наличия нормативной базы, программного обеспечения со сложной системой обработки, анализа и передачи данных и возможности коммуникации.

Значительная часть инцидентов в нефтегазовой индустрии России происходит не по вине сервисных компаний или эксплуатирующих организаций, выполняющих свои действия в строгом соответствии с внутренними инструкциями или регламентирующими нормативно-правовыми документами Российской Федерации. Основная причина инцидентов, согласно проанализированным данным, – это отсутствие должного производственного контроля, то есть стандартизированного и гармонизированного подхода компании к управлению целостностью объекта на всех этапах жизненного цикла. 20 % всех аварий, вызванных техническими факторами, и 47 % аварий, вызванных организационными факторами, происходят по причинам, вероятность возникновения которых при полностью внедренной и работающей системе управления технологической целостностью практически нивелируется.

В рамках повышения эффективности управления производственными процессами, АО «ОВЛ-Энерго» были выполнены работы по обеспечению технологической целостности многоствольных скважин при партнерской поддержке российского производителя решений многоствольного заканчивания скважин. Это не только позволило существенно снизить уровень капитальных вложений, но и увеличить рентабельность проекта за счет оптимизации производственных процессов. В результате данных мероприятий капитальные затраты удалось сократить на 15 %, что продемонстрировало значительные экономические выгоды от использования инновационных технологий.

Другой пример демонстрирует внедрение системы управления технологической целостностью скважин в одном из действующих проектов. Разработанная система позволила наладить эффективный контроль на всех этапах жизненного цикла объекта, что способствовало повышению прозрачности в принятии управленческих решений. Применение методик управления рисками и построение матрицы ответственности привели к снижению вероятности инцидентов на 30 % и уменьшению затрат на устранение непредвиденных ситуаций на 20 %.

Дополнительно, при сотрудничестве с компаниями, уже частично применяющими систему УТЦС, был выстроен процесс внедрения отдельных элементов совокупной системы управления технологической целостностью, таких как матрица ответственности, методика оценки рисков, построение диаграмм барьеров на различных этапах жизненного цикла скважины, а также предложен принцип внесения и согласования непредвиденных изменений в процессе строительства скважин, без дополнительных внешних согласований и экспертиз. Эти изменения в производственный процесс позволили упростить методику принятия решений и повысить прозрачность информации о состоянии скважин, что прямо приводит к повышению уровня контроля и кратному снижению вероятности непредвиденных инцидентов и позволяет оператору принимать управленческие решения, основанные на точных данных и анализе рисков.

Также важным результатом внедрения УЦТС является повышение эффективности эксплуатации скважин, и, соответственно, повышение уровня промышленной безопасности с увеличением срока эксплуатации объектов. При этом перенос начала внедрения УЦТС на ранние этапы позволяет добиться большего успеха – то есть, средний срок эксплуатации действующих скважин с 7 лет можно увеличить до 10-12, если начать внедрение методики в момент работы. А если закладывать соответствующие решения на этапе проектирования и использовать их на протяжении всего жизненного цикла скважины, реалистичный горизонт увеличения срока эксплуатации объекта – уже 20 лет. При этом УЦТС способна стать замещающим аналогом ранее применявшихся подобных зарубежных решений и в ряде случае превзойти их.

Разность подходов в иностранной и отечественной практике чётко отслеживается, например, по методикам эксплуатации скважин с межколонным давлением. И по ряду действующих проектов оставленные иностранными контрагентами верхнеуровневые рекомендации не только не раскрывают все нюансы, но и не отражают сложившуюся российскую практике управления целостностью таких объектов. УЦТС способна устранить эти противоречия.

Методология УЦТС включает технические решения и экспертизу, в том числе по оценке барьеров безопасности, которые должны быть заложены на стадии проектирования, по управлению рисками на этапе строительства и эксплуатации скважины, по минимизации вероятности возникновения непредвиденных ситуаций, осложнений при эксплуатации.

В дальнейшем планируется на базе результатов внедрения УТЦС разработать изменения в правила промышленной безопасности для учёта особенностей эксплуатации нефтегазодобывающего оборудования. Поскольку исполнение методических указаний фактически никем не контролируется, появление стандарта государственного уровня сможет в значительной степени улучшить ситуацию в сфере обеспечения технологической целостности.

Таким образом, технологическая целостность производственных объектов является краеугольным камнем безопасной и эффективной эксплуатации нефтегазовых объектов. Внедрение современных технологий и систем управления целостностью обеспечивает надёжность на всех этапах жизненного цикла объекта, что позволяет минимизировать риски и оптимизировать производственные процессы. Примеры успешных проектов подтверждают, что применение инновационных решений способствует не только снижению капитальных затрат, но и повышению рентабельности проектов за счёт оптимизации производственной деятельности, что демонстрирует значительные экономические преимущества от внедрения передовых технологий. Контроль и прозрачность в управлении технологической целостностью обеспечивают повышение эффективности производственных процессов и снижение вероятности аварийных ситуаций. Использование матриц ответственности и методик управления рисками позволяет принимать более обоснованные управленческие решения. В условиях глобальной конкуренции и стремительного развития технологий инвестиции в модернизацию оборудования, разработку новых методологий и обучение персонала становятся необходимыми для обеспечения устойчивого роста и конкурентоспособности компаний на рынке.