Карпов Е.О.
ОСОБЕННОСТИ ПОГЛОЩЕНИЙ ПРИ БУРЕНИИ С УПРАВЛЯЕМЫМ ДАВЛЕНИЕМ (MPD): СОВРЕМЕННЫЕ РЕШЕНИЯ И ПРАКТИЧЕСКИЙ ОПЫТ *
Аннотация:
статья посвящена анализу возможностей технологии бурения с управляемым давлением (Managed Pressure Drilling, MPD) для предотвращения и ликвидации поглощений бурового раствора. Рассмотрены ключевые принципы MPD, включая использование замкнутой циркуляционной системы, точного контроля давления и автоматизированного управления процессом бурения. Особое внимание уделено практическим аспектам применения технологии на российских месторождениях, включая примеры успешного внедрения на Восточно-Мессояхском и Приразломном месторождениях. Подробно описаны преимущества MPD перед традиционными методами борьбы с поглощениями: ранняя диагностика потерь циркуляции, возможность оперативного регулирования давления без остановки бурения, снижение объемов потерянного раствора. Особый акцент сделан на комбинации MPD с современными кольматационными технологиями, позволяющей существенно повысить эффективность тампонирования. Отдельно рассмотрены экономические и технологические аспекты внедрения MPD, включая анализ окупаемости и основные ограничения метода. В заключении представлены перспективные направления развития технологии, такие как интеграция систем искусственного интеллекта и создание адаптивных буровых растворов. Материал представляет интерес для инженерно-технических специалистов буровых компаний, а также исследователей, занимающихся проблемами контроля поглощений при строительстве скважин.
Ключевые слова:
поглощение, контроль, осложнения, технология, система, автоматика, буровой раствор
Технология бурения с управляемым давлением (Managed Pressure Drilling, MPD) совершила настоящую революцию в подходе к контролю поглощений бурового раствора, кардинально изменив парадигму "реагирования" на "предупреждение" осложнений. В отличие от традиционных методов, которые по сути являются пассивными и предполагают борьбу с уже возникшими поглощениями через трудоемкие процессы кольматирования, система MPD предлагает активную превентивную стратегию. Ее ключевое преимущество заключается в создании динамически управляемой гидравлической системы, где давление в стволе скважины поддерживается в узком оптимальном диапазоне между пластовым и поглощения с точностью до 0,1-0,3 бар. Это достигается за счет интегрированного комплекса технологических решений: роторного управляющего устройства (RCD), прецизионных дроссельных задвижек с сервоприводом, многоуровневой системы мониторинга расхода и давления в реальном времени, а также сложных алгоритмов автоматического регулирования [1]. Особенно важна возможность MPD оперативно компенсировать так называемые "динамические" перепады давления, возникающие при остановке/пуске циркуляции или спуско-подъемных операциях - моменты, на которые приходится до 70% случаев поглощений при традиционном бурении. Современные системы Automated MPD последнего поколения, такие как Halliburtons GeoBalance или Schlumbergers MPD Services, способны анализировать до 1000 параметров в секунду и вносить корректировки в режим бурения быстрее, чем за 200 миллисекунд, что практически исключает человеческий фактор и связанные с ним ошибки. Это особенно критично при работе в сложных геологических условиях - в трещиноватых коллекторах, зонах тектонических нарушений или при бурении скважин с большим отходом от вертикали, где традиционные методы контроля давления оказываются неэффективными.Практический опыт применения MPD на месторождениях Западной Сибири и шельфе Арктики демонстрирует впечатляющие результаты в предотвращении поглощений. Ключевое преимущество технологии - возможность точно поддерживать давление в стволе чуть выше пластового, но ниже давления поглощения. Это достигается за счет комбинации нескольких технических решений: роторного управляющего устройства (RCD), системы дросселирования с обратной связью, точных расходомеров и программного обеспечения для динамического гидравлического моделирования. Например, на Восточно-Мессояхском месторождении внедрение MPD позволило сократить количество случаев поглощения на 62% по сравнению с традиционным бурением, при этом среднее время ликвидации одного инцидента уменьшилось с 28 до 7 часов. Особенно показателен опыт работы в интервалах с чередованием проницаемых и непроницаемых пластов, где традиционные методы контроля плотности бурового раствора оказываются неэффективными.При возникновении поглощения в режиме MPD система демонстрирует уникальные возможности для быстрой диагностики и ликвидации осложнения. Высокоточные расходомеры с погрешностью менее 0,1% позволяют зафиксировать начало поглощения на самых ранних стадиях, когда объем потерь не превышает 50-100 литров. Автоматика мгновенно реагирует увеличением противодавления на устье, одновременно снижая скорость бурения и циркуляции. В отличие от классического подхода, где при поглощении первым действием останавливают циркуляцию, MPD позволяет продолшать контролируемое движение раствора, предотвращая тем самым осыпание стенок скважины [2]. На месторождениях Ямала такая методика позволила в 89% случаев ликвидировать поглощение без остановки бурения, просто за счет перераспределения давления в системе. При этом средние потери раствора сократились с 12-15 м3 до 0,5-1 м3 на один инцидент.Особый интерес представляет комбинация MPD с современными кольматационными технологиями. В отличие от традиционного бурения, где кольматационные пачки закачиваются после остановки циркуляции, система MPD позволяет осуществлять "динамическое тампонирование" - процесс, при котором специальные составы вводятся в циркулирующий раствор под контролируемым давлением. Это обеспечивает более равномерное распределение кольматанта в зоне поглощения и формирование более прочной фильтрационной корки. На Приразломном месторождении такая методика показала эффективность 92% при работе в трещиноватых карбонатных коллекторах, где традиционные методы тампонирования давали не более 60-65% успешных результатов. При этом значительно (в 3-4 раза) сократился расход кольматирующих материалов, что дало существенную экономию.Несмотря на очевидные преимущества, внедрение MPD сталкивается с рядом технических и организационных сложностей. Основные ограничения связаны с высокой стоимостью оборудования (комплекс MPD добавляет 15-25% к стоимости аренды буровой установки), необходимостью специальной подготовки персонала и адаптации стандартных буровых растворов для работы в замкнутой системе [3]. Особые требования предъявляются к герметичности системы - даже незначительные утечки могут привести к некорректной работе автоматики. На российских месторождениях дополнительной сложностью стало отсутствие нормативной базы для применения MPD - многие стандарты и регламенты до сих пор ориентированы на традиционные методы бурения. Тем не менее, экономический эффект от сокращения непроизводительного времени и потерь бурового раствора, как правило, окупает дополнительные затраты уже на первых 3-5 скважинах.Перспективы развития технологии MPD в контексте борьбы с поглощениями связаны с интеграцией искусственного интеллекта и предиктивной аналитики. Ведущие сервисные компании уже тестируют системы, способные не только реагировать на возникшее поглощение, но и прогнозировать его вероятность на основе анализа множества параметров в реальном времени. Другое направление - создание гибридных систем, сочетающих MPD с технологиями контролируемого уровня жидкости (MPD-Lite), что особенно актуально для морского бурения. Особые надежды связывают с разработкой "умных" буровых растворов, реологические свойства которых могли бы автоматически адаптироваться к режиму MPD. Уже сегодня можно утверждать, что за технологиями управляемого давления - будущее эффективного контроля поглощений, особенно при освоении сложных месторождений с узкими "окнами" бурения и высокой степенью неопределенности геологического строения.
Номер журнала Вестник науки №5 (86) том 2
Ссылка для цитирования:
Карпов Е.О. ОСОБЕННОСТИ ПОГЛОЩЕНИЙ ПРИ БУРЕНИИ С УПРАВЛЯЕМЫМ ДАВЛЕНИЕМ (MPD): СОВРЕМЕННЫЕ РЕШЕНИЯ И ПРАКТИЧЕСКИЙ ОПЫТ // Вестник науки №5 (86) том 2. С. 1244 - 1249. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/22981 (дата обращения: 20.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+