Hướng dẫn lập định mức khoan ngầm bằng khoan robot cho dự án đặt ống ngầm

Ngày đăng: 13/04/2021

1732 Lượt xem

0 Đánh giá

Hướng dẫn lập định mức khoan ngầm bằng khoan robot cho dự án đặt ống ngầm

Theo quy định tại Điều 15 Nghị định số 68/2019/NĐ-CP ngày 14/8/2019 của Chính phủ về quản lý chi phí đầu tư xây dựng thì định mức xây dựng được ban hành là cơ sở để lập đơn giá xác định tổng mức đầu tư xây dựng, dự toán xây dựng và quản lý chi phí đầu tư xây dựng, trên nguyên tắc phù hợp với yêu cầu kỹ thuật, điều kiện thi công, biện pháp thi công của công trình.

Theo quy định tại khoản 4, khoản 5 Điều 15 Nghị định số 68/2019/NĐ-CP, thì đối với các công việc xây dựng chưa có trong hệ thống định mức dự toán xây dựng được ban hành chủ đầu tư tổ chức xác định các định mức dự toán xây dựng công trình mới; chủ đầu tư được thuê tổ chức tư vấn quản lý chi phí đủ điều kiện năng lực theo quy định của pháp luật để lập, thẩm tra các định mức xây dựng mới làm cơ sở xác định đơn giá xây dựng công trình và quản lý chi phí đầu tư xây dựng công trình.

Hoạt động khoan ngầm phải được thực hiện trước bằng việc lập kế hoạch đầy đủ, thực hiện khoan ngầm với chi phí thấp và cạnh tranh. Lập định mức khoan ngầm hay dự toán khoan ngầm thông thường dựa trên kinh nghiệm cá nhân của các kỹ sư dự án, họ sử dụng thông tin từ các giếng bù để ước tính hoạt động của các giếng trong tương lai. Bài viết này đánh giá và thảo luận về một phương pháp thống kê đã xuất bản để lập kế hoạch cho các giếng dầu sắp tới. Phương pháp thống kê kết hợp các yếu tố không chắc chắn của quá trình, làm giảm mức độ liên quan của các quyết định cá nhân và hỗ trợ nhân viên có các ước tính chi phí thực tế hơn. Một dự án khón ngầm đáng tin cậy có thể giảm các khoản chi tiêu không mong muốn trong một chiến dịch dài hạn và rút ngắn thời gian học tập, dẫn đến dự đoán chi phí được cải thiện và lịch phù hợp hơn. Giải pháp được trình bày hỗ trợ lập kế hoạch chính xác hơn về chi phí, cải thiện các giới hạn kỹ thuật và phát triển các công nghệ khác nhau trong hoạt động khoan ở các giếng trong tương lai.

1. GIỚI THIỆU: KHOAN NHỒI

Mũi khoan được sử dụng đến khi mòn và mất tác dụng thì được kéo ra khỏi giếng và thay bằng mũi mới. Ở cuối một đoạn, mũi khoan nối với đầu dưới cùng của dây khoan được rút ra khỏi lỗ, là một chuỗi vỏ chạy và được gắn kết. Việc khoan sẽ tiếp tục cho đến khi đạt được các khu sản xuất, khi chúng bị bỏ hoang hoặc hoàn thành để bắt đầu sản xuất. Một số giếng được khoan bằng chính vỏ thay thế cho dây khoan thông thường, được tiết lộ là kinh tế nhờ tiết kiệm thời gian lưu thông, vận hành vỏ và giảm thời gian phi sản xuất.

Thông tin hoạt động của các giếng được đăng ký trong Bản ghi Bit. Tiêu đề của nó bao gồm tên của trường và giếng, ngày tháng năm, nhà điều hành và thông tin liên quan đến giàn khoan. Mỗi dòng chứa thông tin duy nhất chỉ định từng bit: số sê-ri, trình tự chạy, ngày kéo và độ sâu, loại và đường kính bit, chiều dài đã khoan, giờ giàn khoan và tốc độ thâm nhập. Không gian bổ sung được bao gồm cho tám mã IADC để báo cáo độ mòn và nhận xét của bit, độ nghiêng của giếng, kích thước của vòi phun, thông số khoan và một số đặc tính của bùn. Thật không may, mã IADC Tăng Chi phí trên Mét mong muốn nhất không được đưa vào các đánh giá của IADC 1992 để báo cáo rằng một số mã đã trở nên kém hiệu quả về mặt kinh tế, cần được thay thế.

1.1 Lập kế hoạch chiến dịch khoan ngầm

Việc chuẩn bị một chương trình khoan ngầm được thực hiện bởi những người có kinh nghiệm, là kiến thức mong muốn về khu vực của các giếng sắp tới. Một kỹ sư dự án phân tích thông tin địa chất và dữ liệu hoạt động từ các giếng bù, ước tính hiệu suất trong tương lai của các hoạt động khoan dựa trên thông tin hiện có và kiến thức cá nhân.

Chi phí cố định: chi phí tồn kho các bộ phận thay thế, các yếu tố đầu giếng, v.v. có thể dự đoán được và có giá thương lượng. Một số chi phí liên quan đến độ sâu đo được, chẳng hạn như chi phí của dây cột, khối lượng vữa xi măng, phụ gia bùn, thời gian ghi nhật ký, chạy ống chống và chờ xi măng đông cứng. Hầu hết các chi phí biến đổi hình thành CAPEX (chi tiêu vốn) đều có thể dự đoán được với độ chính xác tốt bằng cách sử dụng các mô hình thống kê được phát triển cho ngành dầu khí (Samuel, 2010).

Chi phí biến đổi: có thể bị ảnh hưởng đáng kể bởi sự thay đổi của tốc độ khoan, năng suất không đạt (NPT) và thời gian bị mất. Vì ước tính thời gian cho OPEX (chi phí hoạt động) chủ yếu dựa trên kinh nghiệm cá nhân, các kỹ sư dự án khác nhau có thể mong đợi các kết quả khác nhau. Trong một quy hoạch thông thường, chỉ những kết quả tốt của các giếng bù được chọn và những giếng kém bị từ chối, chi phí có thể sẽ cao hơn so với kế hoạch. Không chính xác có thể ảnh hưởng đáng kể đến chi phí biến đổi của giếng, đặc biệt khi xem xét rằng chi phí giàn khoan có thể leo thang lên đến hàng chục tỷ đồng mỗi ngày.

Các nhà sản xuất mũi khoan và các công ty cho thuê dụng cụ, sẵn sàng bán hoặc cho thuê sản phẩm của họ và đánh bại các đối thủ cạnh tranh, sẽ đề xuất các giải pháp ít tốn kém nhất phù hợp với các ước tính được thực hiện trong chương trình giếng khoan được đề xuất. Tiếp thị và mong muốn cải thiện hiệu suất ảnh hưởng đến quá trình, đôi khi tạo ra các mục tiêu có khả năng xảy ra thấp hoặc thậm chí được lặp lại trong cùng một lĩnh vực. Các dự báo không chính xác cũng sẽ ảnh hưởng đến công tác hậu cần của các giếng tiếp theo trong chiến dịch khoan, dẫn đến phí dự phòng bổ sung của các công cụ và thiết bị, dự đoán mua hàng và các đơn đặt hàng vội vàng tiềm năng.

1.2 Ưu nhược điểm của từng phương pháp lập định mức khoan ngầm

Một ưu điểm lớn của quy trình lập dự toán khoan ngầm thông thường là kinh nghiệm của kỹ sư dự án có thể khắc phục tình trạng dữ liệu nghèo nàn hoặc thiếu thông tin. Tuy nhiên, tất cả thông tin hữu ích nên được đưa vào cơ sở dữ liệu lớn hơn để phân tích thống kê thích hợp được thực hiện. “Khả năng tổ chức và phân loại thông tin một cách hiệu quả cuối cùng sẽ mang lại nhiều thông tin hơn cho doanh nghiệp bằng cách cho phép ra quyết định tốt hơn và nhanh hơn” (Stevens, 2016).

Theo quan điểm của chúng tôi, một số điểm yếu của quy trình thông thường là:

Hiệu suất của các bit tốt nhất được phân tích, thay vì chi phí của chúng trên mỗi mét;
Tiếp thị có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn các phương án thích hợp và thận trọng hơn;
Sự phát triển của công nghệ bị ảnh hưởng bởi sự nhiệt tình và giá cả, không phải chi phí;
Những hạn chế từ ban quản lý có thể dẫn đến việc mua các phần mềm có giá thấp;
Các màn trình diễn kém chất lượng bị bỏ qua đại diện cho một trở ngại để biết được bit bảo vệ cần thiết nào đã không thành công hoặc không đủ để đối mặt với những thách thức;
Các dự báo thay đổi đáng kể, tùy thuộc vào kinh nghiệm và sự lạc quan của kỹ sư dự án;
Phân tích rủi ro thông thường không được chia sẻ, được giao cho một quy trình độc lập;
Cần có nhiều bit dự phòng hơn để tuân thủ các yếu tố không chắc chắn

2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP: CÁCH TIẾP CẬN THỐNG KÊ ĐỂ QUY HOẠCH TỐT

Được coi là một phương pháp thống kê để tăng độ tin cậy của các hoạt động khoan, nó đã được chứng minh là một công cụ có giá trị để xác định OPEX của việc khoan một giếng với độ chính xác cao hơn. "Các quy trình đánh giá xây dựng thông thường được sử dụng kết hợp với các công nghệ thông thường và công nghệ mới đã được kiểm chứng đã chứng minh giá trị của chúng bằng cách giảm chi phí và rủi ro" (York, et al., 2009).

2.1 Thu thập và sắp xếp dữ liệu

Bước đầu tiên của việc lập kế hoạch giếng được thảo luận là khảo sát tất cả các thông tin hiện có liên quan đến hoạt động khoan trong lĩnh vực đó. Dữ liệu được sắp xếp trong một bảng tính và các mục nhập trùng lặp sẽ bị bỏ qua. Các chỉ số quan trọng của quá trình, gắn liền với ngày tháng, là số sê-ri bit và thứ tự chạy bit trong giếng đó. Chi phí mỗi mét (CM) là biến số được mô hình hóa trong quá trình tối ưu hóa, nhằm dự đoán và giảm thiểu chi phí khoan của bất kỳ giếng nào sắp tới. Công thức truyền thống cho giá mỗi độ dài cho bất kỳ lần chạy bit nào được sử dụng để tính CM (Phương trình 1):

CM= CB+CH×(TT+HR)MD (1)

trong đó: CM là giá mỗi mét ở độ sâu mà bit được kéo; (US $ / m), CB là chi phí của bit; (US $) 1, CH là chi phí của hoạt động khoan mỗi giờ; (US $ / h) 2, TT la thoi gian di lai trong thoi gian thay the bit; (h) 3, HR thể hiện thời gian dành cho hoạt động khoan; (h) 4, MD là chiều dài được khoan bởi bit; (m).

1Bits sử dụng bảo vệ bổ sung hoặc công nghệ tốt hơn đắt hơn và có thể được sử dụng nhiều lần. MD được điều chỉnh sau khi thực hiện các lần chạy mới; chi phí bit được chia sẻ với tổng chiều dài đã khoan, sửa đổi đường cong Amorim trong quá trình tối ưu hóa. Cách tính thông thường của CM sử dụng 100% CB trong lần chạy đầu tiên không phản ánh chi phí thực sự của việc phát triển công nghệ mới.

2CH phải bao gồm chi phí giàn khoan, công cụ, hậu cần, dầu diesel, thiết bị dự phòng, hỗ trợ văn phòng và bất kỳ chi phí nào sẽ không tồn tại nếu quá trình khoan không diễn ra. Các tính toán thông thường đánh giá thấp CM bằng cách chỉ sử dụng chi phí thuê giàn khoan và dầu diesel.

3TT: thời gian chuyến đi được ước tính theo cách truyền thống như một hàm tuyến tính của DO (Depth Out): TT = 0,003 × DO + 1 (Amorim Jr., D. & Iramina, W., 2008). TT có thể được điều chỉnh bằng hồi quy tuyến tính sử dụng dữ liệu giàn khoan thực tế (Lee, S.S. và cộng sự, 2018).

4HR được đăng ký trong Bit Records đã dành thời gian cho việc khoan, kết nối và sửa chữa nhanh chóng. Việc sử dụng thời gian khoan thực sự trong quá trình này gây ra một khó khăn trong việc khảo sát dữ liệu, nhưng đó là sự cải tiến có giá trị nhất đối với quá trình tối ưu hóa.

Giá mỗi mét đạt được ở cuối mỗi lần chạy bit là một sự kiện phi tuyến tính và phi ngẫu nhiên (Van Kampen, 1992), bị ảnh hưởng bởi độ sâu giếng và các khía cạnh phức tạp:

Trong các giếng sâu hơn, các chuyến đi để thay thế các bit dài hơn, phức tạp hơn và nên được giảm thiểu bằng cách chạy các bit dài hơn;
Sự gia tăng dần dần và thay đổi của cường độ đá phi tuyến tính, làm giảm tốc độ xâm nhập và yêu cầu tăng mức năng lượng khoan;
Trọng lượng bùn không cân bằng và quá cân bằng ảnh hưởng đến tốc độ thấm;
Độ mài mòn là một yếu tố phi tuyến tính làm tăng tốc độ xỉn màu của máy cắt, làm tăng số chuyến đi và độ dài chuyến đi mỗi lần chạy (Grimes và cộng sự, 2007);
Việc bổ sung ống làm tăng độ đàn hồi của dây khoan, từ từ thay đổi chế độ cộng hưởng của nó và điều chỉnh hiệu quả khoan (Christian, 2017). Một kịch bản tiêu cực về rung động khi khoan sẽ ảnh hưởng đến số lần khoan, tăng giờ khoan, tăng tốc độ mài mòn mũi khoan và giảm chiều dài khoan mỗi lần chạy (Amorim, et al., 2012);
Các quỹ đạo giếng nhất định làm tăng tổng diện tích của các phần tử của dây khoan tiếp xúc với tường, với sự gia tăng đáng kể về ma sát, giảm hiệu quả khoan và tốc độ xuyên qua (Ghasemloonia, A., 2012).

2.2 Chuẩn bị cơ sở dữ liệu

Khi các hoạt động khoan tiếp tục, lý tưởng nhất là CM được tính toán và cập nhật biểu đồ. Ban đầu, nó cho thấy một sự suy giảm nhanh chóng - vì chi phí của bit vẫn đang được chia sẻ bởi phần mở rộng ngắn hơn được khoan, từ từ ổn định . Mục tiêu của quy trình này là giảm thiểu CM, kéo bit với chi phí khoan tối thiểu:

dCMdCM = 0 or CM = CMmin, xảy ra khi CM < CMn + 1

Một cờ kinh tế như vậy không thể được xem xét nghiêm ngặt để kéo một chút vì CMn + 1 chỉ được tính khi khoan thêm một chiều dài. Nếu CMmin đã đạt được nhưng vẫn tiếp tục khoan, chi phí chung của đoạn sẽ dần dần tăng lên. Khi CM ngày càng gia tăng, cần có những cải tiến về ROP để biện minh cho việc duy trì mức hiện tại ở mức thấp nhất. Các hành động khác sau đó được thực hiện: kiểm tra các thông số khoan, sự thay đổi thạch học và điều kiện bùn; và thực hiện đánh giá tổng chi phí khoan trên chiều dài còn lại bằng cách chạy một bit mới.

3. KẾT QUẢ: DỰ KIẾN KẾT QUẢ HOẠT ĐỘNG KHOAN NGẦM

Khi lập kế hoạch cho một đường khoan mới, dự đoán giá trị của CM so với độ sâu gần như là một bài tập phỏng đoán. Trong biểu đồ của CM cho trường Pilar, đáng chú ý là đối với độ sâu nhỏ hơn 2000 m, các chấm tập trung dưới giá trị US $ 200 / m. Trong quy trình lập kế hoạch thông thường, kỹ sư dự án sẽ chọn trung bình một vài lần chạy tốt, hy vọng chúng được lặp lại trong quá trình khoan ngầm.

3.1 Chi phí của bất kỳ phần hoặc khoảng thời gian nào

Việc đo lường mức độ phù hợp được cải thiện bằng cách giảm thiểu tổng bình phương của độ lệch khỏi đường cong Amorim. Bằng cách áp dụng nguyên tắc Bình phương tối thiểu cho các cặp (Xi, Yi), trong đó Xi là Độ sâu của bit và Yi là Giá mỗi mét vào cuối mỗi lần chạy (Almeida, 2015).

Đường cong Amorim là phương trình hàm mũ được tạo ra bởi cơ sở dữ liệu:

CostSection = DepthOutDepthInK1xeK2xD (4)

Hồi quy phù hợp nhất với các giá trị xác định (Freitas, 2003) sẽ là giải pháp cho công thức cho bất kỳ khoảng nào đã cho. Giá trị này sẽ được sử dụng cho CAPEX của mỗi phần giếng, đạt được bằng cách lọc từng đường kính bit trong cơ sở dữ liệu.

Phần chi phí = K1x{( eK2xD2)−(eK2xD1)}/K2 (5)

3.2 Chi phí cho mỗi mét của bất kỳ phần hoặc bit chạy nào

Chi phí cho mỗi mét của khoảng thời gian bất kỳ được xác định bằng cách chia tổng chi phí của khoảng thời gian đó cho chiều dài của đoạn. Giá trị này hữu ích cho việc lập kế hoạch chạy bit:

CMinterval = DepthOutDepthInK1xeK2xD / MD (6)

4. THẢO LUẬN: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ

Các bộ lọc cụ thể có thể được áp dụng cho các điều kiện khoan khác nhau, tạo ra đường cong Amorim đạt được theo từng công nghệ cụ thể. Mặc dù một số lần chạy nhỏ, các bit PDC đã đạt được hai kết quả rõ ràng và Giới hạn kỹ thuật cho dưới 1000 mét.

Trên 1000 m, các đường cong đảo ngược và các bit PDC cho thấy là không kinh tế. Trong thử nghiệm các công nghệ mới, đường cong Amorim cho các bit cuộn cho đường kính bit đó có thể là cơ sở của đề xuất trả tiền cho nhà cung cấp bit PDC để khoan một khoảng thời gian.

5. KẾT LUẬN

Trong quy hoạch thông thường, kinh nghiệm cá nhân của kỹ sư dự án là không thể thay thế trong các giếng thăm dò hoặc trong các khu vực thiếu thông tin vận hành. Phương pháp lập kế hoạch được thảo luận trong bài viết này dựa trên số liệu thống kê và chính xác hơn khi thông tin dần dần được thu thập và xử lý, mang lại những lợi thế không thể chối cãi:

Dự đoán về các màn trình diễn trong tương lai đến từ các phép tính toán học;
Các kết quả có thể xảy ra nhất được biểu thị bằng các công thức của giải pháp đơn giản;
Hiệu suất kém, được phát hiện theo thống kê để tạo ra chi phí cao hơn cho mỗi mét, sẽ hỗ trợ việc xác định các biện pháp bảo vệ bit cần thiết và các thay đổi hoạt động
Các nhà sản xuất sẽ làm việc khách quan theo yêu cầu từ các kỹ sư của dự án;
Kinh nghiệm của kỹ sư dự án sẽ hữu ích trong việc tinh chỉnh lựa chọn loại bit và các công cụ từ các đề nghị của nhà sản xuất và nhà cung cấp;
Việc mua các bit với giá thấp hơn là một trong những kết quả đầu ra của quá trình này.

Quy trình được thảo luận là một công cụ có giá trị để hỗ trợ việc phát triển các giải pháp và cải thiện các giới hạn kỹ thuật. Bằng cách áp dụng kỹ thuật đảo ngược, các điều kiện dẫn đến kết quả xuất sắc cụ thể có thể được truy tìm, lặp lại hoặc khắc phục.

Các nhà sản xuất bit và nhà cung cấp công cụ sẽ có thể trình bày các đề xuất được hỗ trợ bởi các mục tiêu đáng tin cậy và các điều kiện có thể xác định nguồn gốc, nhận các khoản thanh toán công bằng để phát triển mối quan hệ đối tác đôi bên cùng có lợi dựa trên ngân sách được xác định rõ ràng.

Xem thêm Yêu cầu báo giá khoan ngầm chào hàng cạnh tranh rút gọn