Профессия «Инженер»
Никита Тарасов

© Никита Тарасов, 2025

ISBN 978-5-0068-1206-2

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

«Профессия Инженер».

Предисловие.

Цементирование скважин – один из ключевых технологических процессов в нефтегазовой промышленности, определяющий долговечность, надежность и безопасность эксплуатации скважин. Качественное цементирование предотвращает межпластовые перетоки, коррозию обсадных колонн, газопроявления и другие осложнения, которые могут привести к аварийным ситуациям и значительным экономическим потерям.

В данной книге всесторонне рассмотрен навык классификации инженера – технолога по цементированию.

Материал книги основан на многолетнем опыте автора в области технологии цементирования, а также на актуальных научных исследованиях и практических наработках ведущих нефтегазовых компаний. Книга сочетает в себе глубину технического анализа с доступностью изложения, что делает ее полезной для широкого круга специалистов:

Инженеров-технологов, Специалистов сервисных компаний, Научных сотрудников, Студентов и аспирантов, изучающих нефтегазовое дело, строительные материалы и химические технологии.

Структура книги.

Каждая глава содержит:

Теоретическую часть с детальным объяснением механизмов. Практические рекомендации

Реальные примеры из практики цементирования скважин, включая анализ успешных решений и типичных ошибок.

Отраслевые рекомендации:

Методические указания по цементированию в сложных геологических условиях (например, для ММП или высокотемпературных скважин).

Цель книги —систематизировать знания о процессе цементирования, предотвращения типичных проблем, повышения эффективности цементирования и снижении затрат.

Книга станет незаменимым руководством для специалистов, стремящихся к совершенствованию технологий и обеспечению безаварийной работы скважин на протяжении всего их жизненного цикла.

Для начала рассмотрим базовый вариант бизнес процесса и как это устроено. Изначально, необходимо понять лабораторию цементных растворов, как работает, для чего, и как устроена система работы этой бизнес единицы. Если вы не работали по каким-либо причинам в лаборатории, то скорее всего вы далеко не уйдете в технологической должности. На моей практике и на практике моих коллег, есть такое вне гласное правило: «лучший инженер тот, который пришел с лаборатории». В любом другом случае не было того человека, который даже с института, даже с полей, даже без опыта тем более устроился бы в организацию, которая занимается услугами цементирования скважин, и был бы экспертом даже через 5 лет (при хорошем подходе, грамотном обучении, наставничестве, этого срока хватает). Такой сотрудник будет усваивать очень долго информацию, либо вообще не понимая ее, тем самым при любой даже простой ошибки, допустит большой риск. Который грозит в лучшем случае штрафом, в худшем чемодан, вокзал, … домой. Поясню, сотрудник, который поработал в лаборатории хотя бы 4 года, уже знаком с процессом подбора рецептуры, оптимизацией рецептуры, понимает какая химия бывает, что за что отвечает, базовый функционал работы персонала так как происходит взаимодействие между сотрудниками, особенно когда работа идёт в полях (автономный вариант), и в принципе, у него сложится базовый фундамент, как это работает и для чего. Понятно, что он может не понять большинства вещей таких как расчеты, гидравлическое моделирование, процесс самого цементирования агрегатом и тд., но с опыта лаборатории, он уже минимизирует ошибки работая технологом при составлении программы цементирования. Должно быть все поверки и журналы, методики и регламенты работы.

Кратко расскажу для чего нужна лаборатория цементных растворов.

Лаборатория цементных растворов – это специализированное подразделение, где проводятся исследования, испытания, и контроль качества цементных растворов. Такие лаборатории могут быть как автономно расположены, где-то далеко от города, она называется автономной, так же есть стационарное помещение в городе, её часто называют центральной. Они должны быть аккредитованы для ведения такой деятельности. Основные задачи её заключаются в разработке и оптимизации составов цементных растворов, контроль качества цемента, химических реагентов. Есть такой термин – входной контроль цемента. В ней как правило должно быть оборудование для проведения тестирований. Основное это – консистометр высокого давления и температуры, необходим для определения времени загустевания цементного раствора, имитация закачки цементного раствора в скважину при её же условиях. Вискозиметр – для измерения реологических показателей цементного раствора, пластической вязкости, динамического напряжения сдвига, статического напряжения сдвига. Необходимо для того, чтобы понимать какой текучести у нас раствор, прокачается он или нет агрегатом в скважину или после 10 минут СНС просто не сможет сдвинутся с места. Хороший способ проверять иерархию цементного раствора, буферной жидкости, бурового раствора. Между этими жидкостями должна быть иерархия, буфер должен быть выше бурового раствора, а цементный раствор должен быть выше буфера, от этого зависит замещение в скважине бурового раствора буфером, а буфера цементом. В противном случае это все смешается и структура будет не однородная, и качество цементирования – будет худшее. Также применяется для выполнения процедуры совместимости растворов. Рычажные весы под давлением – куда же без них, не которые сотрудники конечно по весу и зоркости своего орлиного глаза определяют плотность цементного раствора и без них (сарказм), но лучше и нужнее с ними. Ультразвуковой анализатор цементного раствора – интересная штука, определяет прочность в течении требуемого времени ОЗЦ. Можем отследить тенденцию набора прочности и конечный результат. Пресс для измерения прочности – тут обычный автоматический пресс, есть и ручной, много где применяется, в разных направлениях, здесь он настроен на то что бы измерить прочность цементного камня, который перед этим отстоял требуемое время в специальных формах, это кубики или балочки (ГОСТ есть такой российский регламент по методики испытаний цемента, в основном это для входного контроля качества цемента, но некоторые заказчики, указывают требуемое тестирование в своих технических заданиях). Автоклав – по сути камера, с высоким давлением и температурой, имитация как цемент в скважинных условиях застывает во время ОЗЦ, и какую прочность потом показывает. Это вот как раз в формах специальных кубики и балочки туда заливают цементный раствор, помещают в автоклав, выдерживают, извлекают уже цементный камень, так как он затвердел и набрал прочность какую либо, помещают под пресс, смотрят показания прочности. Миксер – для смешивания сухой смеси и жидкости затворения. Аналитические весы – для взвешивания сухой смеси и добавок. Атмосферный консистометр – для кондиционирования раствора. Прибор для измерения водоотдачи – измеряет какое кол-во воды и за какое время под давлением, будет зафиксировано. Прибор интересный, один из интересных моментов, это если после того как фильтрат вышел с раствора, и, если у нас видно, что цемент в стакане очень сухой. То лучше бы переделать рецептуру, так как у нас понизитель фильтрации (хим. Реагент, предназначенный для удерживания воды в цементном растворе), либо его мало в концентрации, либо он не работает. Соответственно – это риски при закачке раствора в скважину, преждевременное схватывание цементного раствора. Трубка для определения седиментации цементного раствора – Цель седиментационного анализа определить статистическую устойчивость цементного раствора к осаждению твёрдых частиц в забойных условиях. Достаточно простая процедура, но требует длительного времени. Это краткий перечень основных необходимых в первую очередь приборов. На все эти тестирования есть регламенты, как проводить тестирования. Также есть регламенты по калибровке, обслуживанию приборов. Как правило в автономной лаборатории если много объектов на обслуживании у предприятия, то работа идет 24/7. Один сотрудник день, в другой ночь. Сам так работал в одной организации, где было множество операций. Если специалисты, с не большим опытом то по-хорошему система строится следующим образом:

– Старший Инженер лаборатории как минимум со стажем 5 лет (поверьте, этого достаточно, и риски мы уберем колоссальные, если же оставить двух не опытных лишь бы закрыть штатку или еще хуже одного пахаря который через неделю плюнет на все и уйдет пешком домой, от большой нагрузки)

– При условии множества операций 24/7 с малым опытом 2 сотрудника день/ночь + старший инженер лаборатории

– При условии множества операций 24/7 с большим опытом 2 сотрудника день/ночь без старшего инженера

– При условии 2—5 операций в месяц достаточно одного опытного сотрудника.

– При условии 5—15 операций в месяц достаточно одного опытного сотрудника.

Далее, необходимо понимать, что. У вас планируется операция по выполнению цементирования какой-либо секции, соответственно, необходимо подобрать состав раствора, проверить на требование технического задания заказчика, при этом в лучшем раскладе, необходимо затарить смесь в цементный завод, произвести трансфер, отобрать пробы, протестировать контрольные смеси. Это все же время, иногда его нужно много иногда уже меньше потому как состав подобран и необходимо его перепроверить, это как рекомендация, было такое на практике что из одних и тех же партий, получались разные результаты при одних и тех же условиях, поэтому лучше тут перестраховаться. Сейчас мы рассматриваем систему автономного варианта работы как бывает, как происходит, как лучше было бы. Жизнь строится в деталях. В состав деталей входит и работа, в состав работы входит и зарплата, в состав зарплаты входит успешность Вашей работы, Ваш коэффициент полезного действия. Если Вы в данной варианте рисуете графики времени загустевания. Прочности и тд., первые разы, возможно, прокатит, но что если нет? Что если ситуация не располагает в Вашу пользу и Вы – накосячили. Опять же если вы не опытный и так получилось, что Вы оказались в такой ситуации в таком месте – возможно Вас простят и предупредят, в виду множества факторов, например, это не у кого спросить, и безысходность руководителя проекта либо человека, отвечающего за то, как вы в такой ситуации оказались. Ну а если вы просто подзабили на работу, ну тогда окей, там выше я писал, про чемодан с вокзалом. И ещё один вариант из основных, если прибор сломан, работать нечем, бюджета для закупа нет, либо дорога плохая завезти не можем, либо вертолеты дорогие, либо не погода, в общем факторы, не зависящие от Вас, то в этом случае Вам своевременно необходимо известить всех, кого можно что у Вас не исправно оборудование, вы себя перестрахуете от неожиданного: «Ой, а как так-то?». Был один случай такой, я на протяжении недели говорил руководителю о том, что, не исправен прибор, без которого не обойтись, но либо халатность, либо безысходность сыграла на руку не нам. Что бы лучше понимать, например, сегодня у нас 10 число, предварительная дата цементирования, 17 число, соответственно, прибор так же вышел из строя 10 числа, запасных частей нет, ну, например, материнская плата от импортного прибора. Что происходит далее, на протяжении недели меня морозят с запасной частью, либо временным прибором на замену, в причины вдаваться не буду, происходит 17 число, выезжают на работу персонал с флотом, начинают цементировать, а предварительно я в силу того, что было мало опыта будучи лаборантом по тампонажным работам, согласился, не понимая на тот момент к чему это приведет, нарисовать в редакторе графики в необходимое время загустевания. Ну такое тоже бывает поверьте, к ему могло это привести как думаете? Верно! К мягким тканям тазобедренной части. Сейчас, как я уже понимая анализирую ту ситуацию, в процессе закачки, а предварительно отмечу, отсутствие трансфера смеси на цементном заводе, произошло следующее: