Собенников Валентин Олегович, аспирант, Институт недропользования
г. Иркутск
Valentin O. Sobennikov, Postgraduate Student, Institute of Subsoil Use
Irkutsk
Гура Эдуард Николаевич, технический директор
г. Жуков
Eduard N. Gura, Technical Director
Zhukov
Сверкунов Сергей Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры нефтегазового дела, Институт недропользования
г. Иркутск
Sergey A. Sverkunov, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Oil and Gas Production, Institute of Subsoil Use
Irkutsk
Вахромеев Андрей Гелиевич, доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры нефтегазового дела, Институт недропользования; заведующий лабораторией нефти, газа и гидроминерального сырья; эксперт отдела технологического развития группы по численному и математическому моделированию
г. Иркутск; г. Красноярск
Andrey G. Vakhromeev, Dr. Sci. (Geol. & Mineral.), Professor of the Department of Oil and Gas Engineering, Institute of Subsoil Use; Head of the Laboratory of Oil, Gas and Hydromineral Raw Materials; Expert of the Technological Development Department of the Numerical and Mathematical Modeling Group
Irkutsk; Krasnoyarsk
Буглов Артем Николаевич, магистрант, Институт недропользования
г. Иркутск
Artem N. Buglov, Master’s Degree Student, Institute of Subsoil Use
Irkutsk
Гладышев Данила Дмитриевич, магистрант, Институт экономики, управления и права
г. Иркутск
Danila D. Gladyshev, Master’s Degree Student, Institute of Economics,Management and Law
Irkutsk
Целью данной работы являлось повышение безопасности и экономической эффективности процесса встречного цементирования обсадных колонн в условиях поглощения промывочной жидкости и риска газонефтеводопроявлений на примере Юрубчено-Тохомского месторождения. В ходе исследования проведен анализ причин частого выхода из строя универсального превентора при выполнении технологии встречного цементирования с закрытым универсальным превентором для создания вакуумного эффекта. Изучены геолого-технические условия Юрубчено-Тохомского месторождения, приведшие к 28 случаям отказа оборудования в 2023–2024 гг. Рассмотрены конструкция и принцип работы подпревенторного герметизатора как альтернативного технологического решения. Выполнена сравнительная технико-экономическая оценка внедрения герметизатора с расчетом дисконтированного денежного потока, срока окупаемости и индекса доходности. Установлено, что основная причина отказа универсального превентора – работа уплотнительного элемента в агрессивной среде цементного раствора под воздействием вакуума, что приводит к потере второго барьера безопасности. Предложенное решение – установка подпревенторного герметизатора между фланцем колонной головки и крестовиной превентора противовыбросового оборудования – позволяет герметизировать затрубное пространство обсадной колонны без использования универсального превентора. Технико-экономическая оценка показала, что единовременные инвестиции в размере 16 млн руб. на оснащение 5 буровых установок окупаются в течение первого года эксплуатации, обеспечивая значительную годовую экономию за счет исключения затрат на ремонт универсального превентора. Внедрение подпревенторного герметизатора позволяет устранить ключевой технологический риск – отказ второго барьера при встречном цементировании, тем самым повышая промышленную безопасность работ. Техническое решение экономически целесообразно, характеризуется индексом доходности менее 1 и дисконтированным сроком окупаемости менее года, может быть рекомендовано для применения на месторождениях со схожими сложными горно-геологическими условиями.
The purpose of this work is to improve the safety and cost-effectiveness of the counter-cementing process of casing strings under conditions of lost circulation and the risk of gas, oil, and water shows, using the Yurubcheno-Tokhomskoye field as an example. The causes of frequent failures of the universal preventer during the counter-cementing with the closed universal preventer in order to create a vacuum effect were analysed. The study was given to the geological and technical conditions of the Yurubcheno-Tokhomskoye field, which led to 28 cases of equipment failure in 2023–2024. The design and operation principle of the sub-preventer sealer as an alternative technological solution were considered. A comparative technical and economic assessment of the sealer implementation was performed and the discounted cash flow, payback period, and profitability index were calculated. It was determined that the main cause of universal preventer failures was due to the operation of the sealing element in an aggressive cement slurry environment under the influence of a vacuum. It led to the loss of the second safety barrier. The proposed solution (to install a sub-preventer sealer between the casing head flange and the blowout preventer crosspiece) allows to seal the annular space of the casing string without the use of a universal preventer. The feasibility study showed that a one-time investment of 16 million rubles for equipping 5 drilling rigs covers the expenses during the first year of operation providing significant annual savings by eliminating the repair cost of the drilling rigs. The introduction of a sub-preventer sealer makes it possible to eliminate a major technological risk of second barrier failure during counter-cementing, thereby increasing the industrial safety of work. The technical solution is economically feasible since its yield index is <1 and its discounted payback period is less than a year. It can be recommended for use in fields with similar complex mining and geological conditions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.