ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
НАЦИОНАЛЬНЫМ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
ГОСТР
57122-
2016
МЕСТОРОЖДЕНИЯ ГАЗОВЫЕ, ГАЗОКОНДЕНСАТНЫЕ, НЕФТЕГАЗОВЫЕ И НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНЫЕ. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
СКВАЖИН
Основные функциональные и технические требования
Издание официальное
Москва
Стенда ртмнформ 2016
ГОСТ Р 57122—2016
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Публичным акционерным обществом «Газпром» (ПАО «Гаэлром») и Обществом с ограниченной ответственностью «Газпром георесурс» (ООО «Газпром георесурс»)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 23 «Нефтяная и газовая промышленность»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 октября 2016 г. N* 1323-ст
4 8ВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0—2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется е ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стан• дарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет ()
© Сгандартинформ. 2016
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
ГОСТ Р 57122—2016
Содержание
1 Область применения……………………………………………1
2 Нормативные ссылки…………………………………………..1
3 Термины и определения…………………………………………2
4 Сокращения………………………………………………..2
5 Общие положения…………………………………………….2
6 Исходные данные для программного обеспечения проектирования строительства скважин……3
7 Функциональные требования к программному обеспечению для проектирования строительства
скважин…………………………………………………..4
8 Требования кдокументироеанию программного обеспечения для проектирования строительства
скважин…………………………………………………..7
9 Технические требования к программному обеспечению для проектирования строительства
скважин…………………………………………………..7
10 Подтверждение соответствия программного обеспечения для проектирования строительства
скважин………………………………………………….7
Библиография………………………………………………..8
in
ГОСТ Р 57122—2016
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МЕСТОРОЖДЕНИЯ ГАЗОВЫЕ. ГАЗОКОНДЕНСАТНЫЕ, НЕФТЕГАЗОВЫЕ И НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНЫЕ. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВА СКВАЖИН
Основные функциональные и технические требования
Gas. gas condensate, oil and gas. oil and gas condensate deposits. Software for well planning and drilling engmeenng.
The mam functional and technical requirements
Дата введения — 2017—OS—01
1 Область применения
1.1 В настоящем стандарте приведен перечень функций программного обеспечения для проектирования строительства скважин газовых, газоконденсатных, нефтегазовых и нефтегазоконденсатных месторождений.
1.2 Положениями настоящего стандарта руководствуются следующие субъекты хозяйственной деятельности:
• использующие программное обеспечение для проектирования строительства скважин газовых, газоконденсатных, нефтегазовых и нефтегазоконденсатных месторождений;
• разрабатывающие программное обеспечение для проектирования строительства скважин газовых, газоконденсатных, нефтегазовых и нефтегазоконденсатных месторождений.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8.417 Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин
ГОСТ 19.105 Единая система программной документации. Общие требования к программным документам
ГОСТ 19.601 Единая система программной документации. Общие правила дублирования, учета и хранения
ГОСТ 19.603 Единая система программной документации. Общие правила внесения изменений
ГОСТ 28195 Оценка качества программных средств. Общие положения
ГОСТ 28806 Качество программных средств. Термины и определения
ГОСТ Р 8.645 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическое обеспечение работ по геологическому изучению, использованию и охране недр в Российской Федерации. Основные положения
ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126 Информационная технология. Оценка программной продукции. Характеристики качества и руководства по их применению
ГОСТ Р ИСО/МЭК 12119 Информационная технология. Пакеты программ. Требования к качеству и тестирование
ГОСТ Р ИСО/МЭК 15910 Информационная технология. Процесс создания документации пользователя программного средства
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылоч-
Издание официальное
1
ГОСТ Р 57122—2016
ный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных еденную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта а ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применятьбез учета данного изменения. Еслиссылочный стандарт отменен без замены, то положение. в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применен следующий термин с соответствующим определением:
3.1 геонавигация: Геолого-технологический и геофизический контрольсопровождения скважине целью недопущения выхода ствола скважины (горизонтального окончания)изпродуктивного горизонта.
4 Сокращения
В настоящем стандарте применены следующие сокращения:
BMP —вышкомонтажные работы;
ГНВП — газонефтеводопроявления;
ГРП —гидравлический разрыв пласта;
КНБК — компоновка низа бурильной колонны;
НКТ —насосно-компрессорные трубы;
ПД — программная документация;
ПО —программное обеспечение;
ПСС — проектирование строительства скважин;
СПО —спусхо-подъемныеоперации;
УБТ —утяжеленные бурильные трубы;
ASCII —Американский стандартный код для обмена информацией;
WITSML — лротоколпередачиданныхсоскважины в процессе бурения, язык разметки.
5 Общие положения
Программное обеспечение для проектирования строительства скважин предназначено для:
– решения инженерных задач в процессе разработки проектной документации на строительство скважин на газ. газовый конденсат, нефть;
– работы сданными, поступающими в режиме реального времени, их учета, обработки и анализа.
ПО ПСС должно применяться каксамостоятельно. так и с системой трехмерной визуализации или
анимации процесса бурения.
ПО ПСС должно решать инженерные задачи не только на этапе подготовки проекта инженера-ми-проектировщиками, но и непосредственно в ходе процесса строительства скважины специалиста-ми-технологами на буровой.
ПО ПСС может применяться для решения следующих основных задач:
• проектирования траекторий скважин и управления данными замеров;
– выбора систем координат (географических, картографических, локальных) и реперов, для определения местоположения устьев, забоев, целей и других необходимых объектов при проектировании траекторий;
• графического отображения многоэабойных скважин и боковых стволов;
• работы с данными, поступающими в режиме реального времени и по протоколам передачи данных (WITSML);
– корректировки траектории скважины в процессе бурения в режиме реального времени;
– предотвращения пересечения и опасного сближения соседних стволов скважин;
– проектирования конструкции скважины и анализа нагрузок, действующих на обсадные колонны;
• анализа устойчивости ствола скважины;
– расчета зон совместимости условий бурения;
• оптимизации траектории скважины по критериям (пространственная интенсивность изменения угла, угол входа в цель, нагрузки на компоновку и т. д.);
– мероприятия по предупреждению ГНВП;
• гидравлического анализа и оптимизации с учетом реологических свойств бурового раствора;
2
ГОСТ Р 57122—2016
• анализа и оптимизации цементирования;
• анализа транспортировки шлама и режима промывки;
• анализа и оптимизации динамических и статических нагрузок на компоновки низа бурильных колонн при бурении скважин;
• подготовки данных для расчета стоимости строительства скважины.
Примечание — Настоящий стандарт не распространяется на колтюбикгоеое бурение.
6 Исходные данные для программного обеспечения проектирования строительства скважин
Исходными данными для программного обеспечения проектирования строительства скважин являются:
а) данные по скважине;
1) результаты измерений инклинометров (полученные в процессе бурения),
2) иерархия объектов (имя объекта, номер скважины, номер ствола и т. д.),
3) координаты устья скважины.
4) координаты целевых объектов (точек, плоскостей, поверхностей),
5) каротажные кривые (полученные в процессе бурения).
6) результаты измерений инклинометров соседних скважин;
б) геологические данные;
1) геологические поверхности.
2) поверхности разломов.
3) свойства для 2-Д. 3-Д визуализации (литология, стратиграфия и т. п.),
4) давления по разрезу (пластовое давление и давление ГРП),
5) температура по разрезу скважины.
6) интервалы возможных осложнений;
в) сейсмическая информация (сейсмические кубы, разрезы).
г) геомехакические данные:
1) данные по напряженному состоянию горных пород.
2) данные по лоровому давлению.
3) физико-механические свойства пород.
4) данные по системе трещин, разломов;
д) редактируемые пользователем электронные справочники с характеристиками реагентов и конкретного оборудования:
1) насосов.
2) бурильных труб.
3) обсадных труб,
4) лородоразрушающего инструмента.
5) УБТ.
6) забойныхдвигателей.
7) переводников, ясое. немагнитных УБТ. пакеров. клапанов, штуцеров и прочего необходимого пользователю оборудования;
е) технико-экономические показатели:
1) нормы времени и проходки на долото,
2) затраты на услуги буровых сервисов (суточная ставка),
3) затраты на BMP. подготовительные работы к бурению, бурение, крепление, испытание (освоение), демонтаж или передвижку бурового станка;
ж) геокриологические данные:
1) данные по интервалам развития.
2) данные по наличию таликов, термокарстовых воронок и т. д.;
и) топографические карты с выносом проектной/фактической точки:
к) единицы измерения исходных данных.
Исходные данные для ПО проектирования строительства скважин измеряют в системе СИ в соответствии с ГОСТ 8.417 и ГОСТ Р 8.645.
3
ГОСТ Р 57122—2016
7 Функциональные требования к программному обеспечению
для проектирования строительства скважин
7.1 Импорт, подготовка и проверка исходных данных, перечисленных в разделе 6.
7.2 ПО должно интерактивно взаимодействовать между проектированием траектории скважины, КНБК, конструкцией скважины и внутрискважинного оборудования.
7.3 ПО должно поддерживать различные системы единиц измерения с возможностью пользовательской настройки и пересчетом значений.
7.4 ПО должно иметь возможность настраивать и использовать пользовательскую систему единиц (создание пользовательского профиля со смешанными системами единиц).
7.5 ПО должно позволять вносить результаты измерений приборов (например, инклинометров) в виде текстовых данных с произвольными разделителями, в том числе и повторяющимися, а также произвольным расположением колонок значений.
7.6 ПО должно иметь возможность формировать настраиваемые шаблоны отчетов с возможностью экспорта в современные текстовые редакторы и программы для работы с электронными таблицами. а также в текстовый формат ASCII.
7.7 Проектирование траекторий скважин:
• проектирование на основе электронной таблицы, где пользователь указывает необходимые для расчета данные:
– предустановленные стандартные шаблоны профилей:
• ручной режим проектирования;
• автоматический режим проектирования:
• настраиваемая система вычисления неопределенностей (погрешностей) положения точек измерений;
• оптимизация положения скважины с учетом расположения кустовых площадок, соседних скважин;
– возможность проектирования траекторий скважин различного назначения;
– проектирование скважин в геологической среде (с возможностью использования кубов свойств и поверхностей);
• построение и визуализация совмещенного графика давлений;
• импорт инклинометрии в ручном режиме;
• импорт инклинометрии в автоматическом режиме в реальном времени (WITSML);
• редактирование (сшивка, удаление, дополнение) результатов измерений приборов (например, инклинометров);
> 20и30визуализаторы;
– сравнение плановой и фактической траекторий;
– оперативная корректировка траектории в ходе строительства скважины как в ручном, так и в автоматическом режиме;
– вывод отчетов по результатам проектирования скважины на печать или в файл.
7.8 ПО должно обеспечивать двунаправленный обмен данными с трехмерной геологической средой и петрофизическим ПО. а именно:
• получение геологических поверхностей;
• получение давлений (пластовое и ГРП) вдоль проектируемой траектории скважины;
• передачи траектории скважины в трехмерное геологическое пространство;
– передачи траектории скважины (плановой и фактической) в петрофизическое ПО для использования совместно с каротажными кривыми (процесс геонавигации скважин).
7.9 Анализ крутящих моментов и сил. действующих на колонну бурильных труб. ПО должно поддерживать:
• основные операции, проводимые при бурении скважин (бурение забойным двигателем, роторное бурение. СПО. расширение и проработка ствола, вращение над забоем и т. д.), а также их комбинации:
– создание различных компоновок и колонн НКТ;
– графическое представление натяжений, моментов, нагрузок и боковых сил по отношению к эксплуатационным ограничениям:
• расчет колонны бурильных труб на статическую прочность и на выносливость;
• выявление наиболее слабых элементов компоновок, не отвечающих принятым коэффициентам запаса прочности/выносливости:
ГОСТ Р 57122—2016
• импорт и отображение фактического момента и нагрузки на крюке для сравнения с результатами расчетов {сравнение план-факт);
. расчет нагрузок, действующих на КНБК (продольный изгиб, устойчивость элементов компоновок ипр.);
• расчет дохождения нагрузки на долото при бурении скважин с горизонтальным окончанием;
. расчет крутящих моментов, действующих на КНБК (предел текучести, максимумы, моменты свинчивания резьб);
. расчет напряжений в элементах КНБК (осевых, изгибающих, кручения, радиальных, трехосный анализ);
• проведение расчетов с учетом жесткой и гибкой моделей колонны;
• анализ прохождения бурильных труб с КНБК;
. расчет истинногокоэффициента трения в интврвалвскважины(наоснованииданныхсбуровой);
• расчет места лрихеата колонны (ло моменту, по упругому удлинению колонны);
• определение максимальной затяжки колонны;
• расчет места установки яса с визуализацией сил. действующих на колонну;
• установку лакера/подвосхи хвостовика при спуске на бурильных трубах;
• учет динамических гидравлических процессов при расчетах (расчет напряжения по Мизесу);
Примечание — Напряжение по Мизесу или зкеиеалентное напряжение представляет собой значение напряжения, рассчитанное исходя из составляющих напряжения, несмотря на то. что зкеиеалентное напряжение в какой-либо точке определяет состояние напряжения а зтой точке неоднозначно, оно предоставляет информацию, достаточную для оценки надежности конструкции для многих пластичных материалов.
В отличие от компонентов напряжения напряжение ло Мизесу не имеет направления. Оно полностью определяется величиной, выраженной а единицах напряжения. Напряжение по Мизесу использует критерий отказа для оценки отказа пластичных материалов.
Напряжение по Мизесу вычисляют на основе шести компонентов напряжения по формуле
УОА»«(0.5((SX – Sy)2* <SX-S2)** <Sy-SZ)2] + 3(ГХУ2 * rXZ1 + ТУХ*))0*’. (1)
где SX — нормальное напряжение по X.
SY— нормальное напряжение по У:
SZ — нормальное напряжение по Z;
ГХУ— сдвигло У в плоскости YZ:
TXZ — сдвиг по Z в плоскости YZ;
TYZ— сдвиг по Z в плоскости XZ.
Или.что эквивалентно:
VON « (0.5 |(Оа – QO**(Qr – Qft}2 ■» (Oft – Qa)2) + ЗО/)”‘2’. (2)
где Оа — осевое напряжение. Па.
Qr — радиальное напряжение. Па.
Oft — тангенциальное напряжение. Па.
О/ — скручивающее напряжение. Па.
• возможность проведения расчетов с управляемым давлением в скважине.
7.10 Оптимизация гидравлической программы промывки ствола скважины. ПО должно поддерживать;
• использование реологических моделей для описания свойств промывочных жидкостей;
Примечание — Как правило, используют степенной закон и реологические модели Бингама.
Степенной закон
Напряжение сдвига. Па. вычисляют по формуле
/*Кув. (3)
где К — показатель консистенции: у — скорость сдвига, с*1; п — реологический индекс.
Пластическая модель Бингама
Напряжение сдвига. Па. вычисляют по формуле
/•/„♦ту. (4)
где (q — начальное напряжение. Па. т — пластическая вязкость. Па – с. у— скорость сдвига, с*1.
S
ГОСТ Р 57122—2016
• расчет максимальной скорости СПО;
• расчет давления на выходе из насоса, расхода жидкости, суммарной площади поперечного сече* ния насадок или промывочных отверстий долота и потерь давления в промывочном узле долота, в трубах и кольцевом пространстве в процентах и абсолютных значениях;
• учет перепада давления в тракте гидравлического забойного двигателя;
• графическое отображение плотности, давления и скорости флюида по отношению к предельным значениям;
• расчет напора-разряжения, эквивалентной статической плотности и эквивалентной циркуляционной плотности, расхода жидкости, гидравлической мощности долота и объема жидкости;
– общие сценарии бурения с двумя градиентами (различные плотности жидкостей или жидкость ♦ воздух и т. д.);
• расчет оптимальной гидравлической мощности;
– оперативный расчет объема любого интервала скважины, установленного пользователем;
– расчет времени прокачки (и количества ходов насоса) для расположения некоего объема жидкости со специфичными параметрами в установленном пользователем интервале;
• расчет скорости оседания частиц выбуренного шлама;
– расчет очистки ствола скважины от шлама;
• расчет режима течения жидкости;
– учет высокого давления и температуры в скважине при гидравлических расчетах (с учетом теплообмена между обсадной колонной и вмещающей породой, а также с учетом теплообмена в трубах, теплопроводности земли, теплоемкости земли, начальной температуры раствора, воздуха, объема и времени циркуляции);
• расчет утяжеления жидкости;
• расчет концентрации добавок к жидкости.
7.11 Расчет цементирования скважин. ПО должно поддерживать:
а) различные виды оптимизации процесса цементирования:
1) фиксированное забойное давление.
2) фиксированная подача жидкости с поверхности.
3) свободная (заданная пользователем) закачка;
б) визуализация (2-Д. 3-Д, анимация) процесса закачивания жидкостей, участвующих в процессе цементирования;
в) вовлечение неограниченного количества типов жидкости с индивидуальными реологическими свойствами:
г) изменение давления вскважике относительно пластового давления и давления ГРП в процессе цементирования;
д) задание коэффициентов кавернозности и трения.
7.12 Расчет обсадных колонн. ПО должно поддерживать [1]:
– анализ обсадных колонн для указанного ствола и траектории;
– анализ прохождения колонны обсадных труб (в том числе в ствол наклонно направленной или горизонтальной скважины);
– анализ обсадных колонн с различными профилями давлений или сочетаниями нагрузок;
– модель наихудшего варианта для списка нагрузок на всех этапах работы крепи скважины;
– расчет на прочность (смятие, растяжение, разрыв) обсадных колонн при различных ситуациях (установке колонны, выбросе пластового флюида, опрессовке, влиянии текучести соляных пластов, многолетнемерэлой породе и т. д.) с учетом износа обсадных колонн;
• построение эпюр и определение избыточных давлений;
• построение совмещенного графика градиентов пластовых (поровых) давлений и давлений ГРП;
– расчет конструкции обсадной колонны в ручном и автоматическом режимах;
• определение минимальной и максимальной плотности жидкости;
• расчет коэффициентов запаса прочности.
7.13 Управление скважиной при ГНВП (1). ПО должно поддерживать.
• динамический расчет плотности, расхода и необходимого времени закачки раствора для глушения скважины:
– реализацию двухстадийного метода глушения скважины (расчетный или метод бурильщика);
• реализацию одностадийного метода глушения скважины (метод ожидания и утяжеления);
• двухфазную модель с учетом частичного растворения газа в растворе;
– расчет безопасной глубины спуска обсадных колонн;
• расчет ожидаемого давления на устье при газонефтееодопрояелениях:
6
ГОСТ Р 57122—2016
. расчет потребного количества утяжеляющего материала.
7.14 Подготовка и передача данных для расчета затрат и продолжительности строительства скважины на основе суточных рапортов:
. расчет продолжительности этапов бурения, крепления и эаканчиеания скважин:
• расчет финансовых и материальных затрат.
8 Требования к документированию программного обеспечения для проектирования строительства скважин
8.1 Для ПО ПСС разрабатывают ПД в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО/МЭК 15910. Общие требования к ПД соответствуют ГОСТ 19.105.
8.2 Дублирование, учет и хранение ПД проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 19.601. Изменения в ПД вносят в соответствии с ГОСТ 19.603.
9 Технические требования к программному обеспечению для проектирования строительства скважин
Техническое обеспечение должно удовлетворять следующим основным требованиям:
• функционирование на современных операционных системах и аппаратных платформах;
• ПОдолжноиметьединуюбазу данных;
• ПО должно поддержи ватьвозможность удаленной работы пользователей по технологии «тонкий клиент», в том числе и для мобильных устройств;
• ПО должно позволять задавать роли пользователя с различными уровнями привилегий на основе пары учетная эапись/пароль;
• ПО должно производить авторизацию пользователей на основе индивидуально задаваемых учетных записей.
10 Подтверждение соответствия программного обеспечения для проектирования строительства скважин
Подтверждение соответствия ПО ПСС оценивают в соответствии с ГОСТ 28195. ГОСТ 28806. ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126 и ГОСТ Р ИСО/МЭК 12119 следующими способами;
• экспертный анализ руководства пользователя и интерфейса ПО с проверкой наличия описания функциональности, реализующей пункты настоящегостандарта:
• анализ соответствия техническим требованиям к ПО ПСС настоящего стандарта;
• физический запуски экспертный анализ предоставленных производителем ПО тестов (включен* ных в состав поставки ПО или предоставленных разработчиками ПО), демонстрирующих реализацию функциональности.
7
ГОСТ Р 57122—2016
Библиография
[1] Федеральные нормы и правила а области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности». Приказ Ростехнадзора от 12 марта 2012 г. № 101 (ред.от 12 января 201S г. Nb 1)
УДК004.45:006.354 ОКС35.080 ОКП42 5400
Ключевые слова: программное обеспечение, исходные данные, функциональные требования, технические требования, проектирование строительства скважин
Редактор С,А. Кузьмин Технический редактор В. Н. Прусакова Корректор П.С. Лысенко Компьютерная верстка И.А. Напейниной
Сдано а набор 12.10.2018. Подписано в печать 19.10.2016. Формат 00 > 64^. Гарнитура Ариел.
Уел. леч. л. 1.40. Уч,-над. п. 1.12. Тираж 41 экэ. Зак. 2580.
Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта
Издана и отпечатано во ФГУП «СТАНДАР ТИМ ФОРМ». 123995 Москва, Гранатный пор.. 4.