Бережливое производство: как это работает на примере строительства скважин
Почти каждую неделю с того или другого месторождения «Газпром нефти» приходит новость об очередном рекорде: скважина 4900 метров пробурена за 29 суток, 2350 метров за 13 суток, 3100 метров за 9 суток. О чем говорят эти цифры, как добиваются таких результатов и в чем вообще смысл соревнования, ведь времена лозунга «Пятилетка за три года» давно прошли?
Строительство скважин — капиталоемкий процесс, и скорость действительно ключевой фактор, влияющий на затраты. Поэтому рекорды скорости в бурении имеют практический смысл, но, конечно, только в том случае, если они достигаются не в ущерб качеству и безопасности.
Организационный проект, благодаря которому скважины в «Газпром нефти» бурят все быстрее, называется «Технический предел». Основная цель проекта — безопасное бурение в минимальные сроки с минимальными затратами. За 4 года реализации проекта сроки бурения сократились на 30%, стоимость метра проходки снизилась на 20%, а показатель промышленной безопасности LTIF* — на 50%. Значительная часть этого эффекта достигнута исключительно за счет организационных изменений, а не новых технологий, оборудования и материалов.
*LTIF (Lost Time Injury Frequency) — частота травм с временной потерей трудоспособности.
Философия предела
«Техпредел» — это не о технологиях, а о людях и процессах. Результата удается достичь за счет лучшего планирования, лучшей подготовки персонала. Конечно, новые технологии также позволяют бурить быстрее, но люди зачастую имеют большее влияние на производительность, чем технологии. «Технический предел» не означает работу на пределе или стремление выжать максимум из людей и оборудования. Суть проекта в том, чтобы грамотно планировать работу, выполнять ее с первого раза, без переделок, анализировать полученный опыт и учитывать его при строительстве следующей скважины, — то есть в том, как работать эффективной командой.
В результате оказывается, что при таком подходе нагрузка, наоборот, снижается. Прежде предвахтовая планерка часто сводилась к информированию исполнителей и поэтому была краткой, но через пару часов помбур прибегал к бурильщику или мастеру с вопросом «Что делать дальше?». Теперь на планерку вахта тратит 30 минут, но в результате детального разбора каждый член бригады понимает свои работы на все 12 часов вперед. Растет вовлеченность людей: если раньше во время планерки говорил только супервайзер, то с приходом «Техпредела» заговорили буровые мастера, затем бурильщики, слесари. В процесс планирования включены все участники строительства — все исполнители. По сути, «Технический предел» — частный вариант системы непрерывных улучшений, бережливого производства.
Детальное планирование позволяет заранее распределить необходимые ресурсы, чтобы избежать потерь времени и простоев дорогостоящего оборудования, предусмотреть риски, которые могут возникнуть при выполнении каждой операции, особенно при одновременных работах, и минимизировать их последствия. Все работы и динамика выполнения плана наглядно расписаны на досках планирования.
Еще один важный принцип, который лежит в основе «Технического предела», — правильное измерение желаемого результата, понимание, куда стремиться. Задача команды — построить скважину с оптимальным соотношением цены и качества, с минимальными сроками бурения, при этом без снижения безопасности.
Чтобы получить такую скважину, анализируют время бурения отдельных скважин (см. рис). При этом все работы разделяют на 120–200 операций и смотрят, на какой из скважин та или иная операция была выполнена наиболее быстро и качественно. Далее на основе этих лучших примеров конструируют так называемую лучшую композитную скважину. Такая скважина собрана на бумаге из лучших пробуренных секций. Однако и она еще далека от идеала. В самой лучшей композитной скважине найдется неэффективность и непроизводительное время (НПВ). Исключение неэффективности и НПВ дает проект лучшей практически достижимой скважины. Можно продвинуться еще на один шаг — к теоретически возможной скважине, где не только нет непроизводительного времени, но достигнута максимальная эффективность всех операций за счет применения лучших существующих технологий.
Рычаги ускорения
«Технический предел» в каждодневной работе — это набор методик и инструментов для повышения компетентности руководителей при построении рабочего процесса. К таким инструментам относятся разнообразные планерки, обсуждения извлеченных уроков, доски планирования, информационные стенды. На первый взгляд, ничего революционного, но суть, как всегда, в деталях.
Благодаря внедрению проекта работа над программой бурения стала более сложной и многоэтапной. Важнейший элемент процесса планирования — рабочая группа, в которую входят инженеры подрядных организаций, супервайзеры, специалисты по инжинирингу и супервайзингу. Ее цель — получить максимально безопасную и эффективную, сбалансированную по стоимости, качеству и времени программу бурения. Для этого рассматриваются все узкие места, анализируются извлеченные уроки по всем предыдущим скважинам на кусте.
Рабочая группа использует метод теоретической максимальной производительности (ТМП). Такой подход предлагает задуматься о том, в какие сроки можно завершить работы в идеальных условиях. Вместо того чтобы фокусироваться только на проблемных местах и исправлении наиболее слабых показателей, метод ТМП помогает исследовать весь спектр возможностей улучшения — в том числе для тех операций, где, на первый взгляд, все и так неплохо.
Следующий этап — бурение на бумаге. Пооперационную программу обсуждают с непосредственными исполнителями на буровой. Здесь рассматривают детали выполнения каждой операции, обсуждаются возможные риски и осложнения, а также меры, которые позволят их минимизировать или избежать. Обсуждаются и идеи того, как без ущерба для безопасности сократить время или стоимость работ: какие операции можно выполнять параллельно, что возможно подготовить заранее и т.д. По итогам работы создается отчет, куда включаются все реалистичные предложения.
Главное отличие от традиционной практики состоит в том, что любой сотрудник буровой бригады сегодня способен стать соавтором программы бурения. Если раньше он лишь получал указания, проходил инструктаж и приступал к работе, то теперь у него есть возможность внести свое предложение и, самое главное, быть услышанным. Выяснилось, что у многих членов бригады есть свой взгляд на то, почему та или иная операция не выходит так, как задумано, просто раньше их об этом не спрашивали. Но, даже если ценных идей об улучшении процесса и не поступит, в ходе таких сессий каждый еще раз проговаривает и осмысляет для себя те риски, которые могут возникнуть во время работ, вместо того чтобы просто расписаться в инструктаже.
И вот, наконец, начинается бурение. Однако это не значит, что планирование закончилось. В процессе работ бригада постоянно собирает уроки и направляет их для последующего анализа. На буровой регулярно проводятся планерки — обсуждение рисков с вахтами и детальное планирование работ на смену. После смены все отклонения от плана тщательно анализируют. Информационные доски на объектах позволяют любому быстро оценить положение дел на буровой: есть ли отклонение от графика, что получилось сделать за прошедшую вахту, каков план на пять суток, что необходимо для его выполнения и какие риски необходимо учесть, каков объем непроизводительного времени, с чем оно связано и т.д. И люди действительно с интересом следят за обновлением информации! Все извлеченные уроки тщательно анализируются и учитываются в следующих программах бурения. Так замыкается круг непрерывных улучшений.
Мотивация
Что заставляет людей выполнять свою работу каждый раз лучше, чем прежде? В проекте «Технический предел» действует сразу несколько видов мотивации. Возможно, самая простая и понятная — материальная мотивация: за сокращение сроков строительства скважины специалисты и подрядные организации получают дополнительное вознаграждение. Важным стимулом для многих участников становится сопричастность к полученным результатам, достижениям, рекордам, информация о которых тут же становится достоянием общественности, распространяется в новостях, включается в ежегодную «Книгу рекордов». Внимание, поддержка и заинтересованность со стороны руководителей, заказчиков, партнеров воодушевляет на более активное участие, и чем более компетентные лидеры руководят процессом, тем лучше оказываются результаты. Свою роль играет и дух состязания: ежемесячно подводятся результаты по конкурсу «Лучшая команда эксплуатационного бурения», по итогам года в каждом дочернем обществе награждают лучшую команду.
Самое важное следствие успешного внедрения «Технического предела» — изменение культуры. Измерить такие изменения довольно сложно, однако новая культура формируется там, где созданы условия для рассмотрения и внедрения предложений, а в процесс обсуждения и планирования вовлекается как можно больше людей.
При этом внедрить «Технический предел», как и любой другой организационный проект, без реальной поддержки и вовлечения руководства и специалистов на местах — задача практически невыполнимая. В самом начале проекта было много скептически настроенных людей, они считали, что инструменты и методики ТП не дадут результата. Некоторые полагали, что достичь новых результатов без изменения технологий, оборудования невозможно. Однако «Технический предел» доказал свою эффективность и сегодня тиражируется на другие области.
Сокращение сроков строительства скважин с использованием автоматизированной системы распознавания операций проНова
Reducing well construction time by using an automated operations recognition system proNova
A. DOBROLUBOV, A. GORSHKOV, B. IVANOV, «TDE Energy Serviсes» LLC
О преимуществах выявления и детального анализа «скрытого непроизводительного времени» для сокращения сроков строительства скважин. Приводится описание работы системы проНова, позволяющей на основе данных ГТИ в оперативном режиме производить измерение, анализ и оценку эффективности выполнения операций на буровой.
On the advantages of revealing and detailed analysis of the «Invisible Lost Time» to reduce the timing of well construction. The article describes the operation of the proNova system, which allows to measure, analyze and evaluate the efficiency of drilling operations based on mudlogging data.
Стремительное развитие технологий в нефтегазовой отрасли ведет к необходимости тщательной оценки выполнения операций при строительстве скважин. «В ближайшие годы темпы роста рынка бурения существенно сократятся, а главной задачей бурения станет поддержание уровня добычи. В этих условиях на первый план выйдут задачи, связанные с повышением эффективности строительства скважин, а также с совершенствованием взаимодействия заказчиков и подрядчиков» [1].
Как же оценить эффективность?
Во многих компаниях в качестве меры эффективности принято использовать процент непроизводительного времени (НПВ) и считается, что чем меньше процент НПВ на скважину, тем «лучшую» она показывает производительность по сравнению со скважиной с бльшим НПВ. К сожалению, такой подход не всегда является верным [2].
Рассмотрим простой пример:
Две аналогичные по конструкции скважины с одинаковым НПВ. Одна построена за 60 дней (НПВ 6 суток т. е. 10 %), другая за 30 дней (НПВ также 6 суток, т.е. 20 %). Таким образом, с точки зрения затрат на бурение, эффективнее работы проводились на второй скважине, несмотря на бльший процент НПВ.
Более того, бороться с НПВ сложно, поскольку оно зависит от множества факторов, которые невозможно предугадать и контролировать. Никто не застрахован от сбоев в работе оборудования у бурового подрядчика или отказа инструмента у сервисных компаний. Несмотря на развитие технологий и усилия, прилагаемые для сокращения НПВ, оно по-прежнему составляет около 20 % от общего времени строительства скважины, даже в морском бурении.
В действительности, заказчик имеет гораздо больший контроль над производительным временем, чем над НПВ. Таким образом, в долгосрочной перспективе целесообразнее использовать основную часть ресурсов именно для повышения эффективности и улучшения продуктивного времени, которое составляет около 80 % от общего времени строительства скважины, а не на сокращение НПВ.
В наше время все большее количество нефтяных и газовых компаний сосредотачивают свое внимание на сокращении «скрытого НПВ» (далее – СНПВ). СПНВ – это потерянное время, которое не отражается в суточных рапортах, как НПВ, и относится к продуктивным операциям, необходимым для бурения скважин.
В итоге общее время строительства скважины можно разделить на производительное время, СНПВ и НПВ (рис. 1).
Повысить эффективность производительного времени позволяет минимизация «скрытого НПВ» путем оптимизации и стандартизации операций на буровой.
Для выявления СНПВ требуется детальная оценка всех технологических процессов при строительстве скважин, которые можно измерить и зафиксировать. Для решения этой задачи в 1999 г. профессором Герхардом Тонхаузером была разработана система проНова. В основе ее работы лежит запатентованное автоматизированное распознавание операций – ADPM (патент 6,892,812). Система использует данные ГТИ и не требует установки дополнительного оборудования или присутствия персонала на буровой. 
Обрабатывая полученные данные с буровой, система автоматически измеряет длительность операций и каждой из них присваивает цветовой код (рис. 2). Используя систему проНова, можно получить распределение всех произведенных операций и построить баланс времени за сутки (а также секцию или скважину) для последующего анализа.
Анализ данных проходит в автоматическом режиме, после чего высококвалифицированные специалисты центра обработки данных ООО «ТДИ Энерджи Сервисес» в г. Самаре проверяют качество и адекватность полученной информации и, при необходимости, оказывают оперативную техническую поддержку пользователям.
Автоматизированная система проНова позволяет не только измерять длительность операций при строительстве скважин, но и анализировать эффективность их выполнения при помощи ключевых показателей эффективности (KPI). Для каждого показателя устанавливается своя адекватная цель (норма), в зависимости от которой рассчитывается «скрытое НПВ» по каждой операции [3].
Цели (нормы) в системе проНова устанавливаются на основе лучших практик выполнения операций под конкретные буровые установки заказчика в текущих условиях. Основной задачей являются исключение быстрых травмоопасных операций и сокращение длительности продолжительных операций, ведущих к увеличению сроков строительства скважин. ПроНова позволяет контролировать соответствие фактического времени выполнения операций заданным целям (нормам) на ежедневной основе. На рис. 3 представлено распределение операций за сутки, на игольчатой диаграмме в нижней части рисунка можно видеть продолжительность каждого наращивания.
Разработать, внедрить и контролировать соблюдение лучших практик (норм) позволяют следующие мероприятия:
– ежедневное измерение и анализ буровых операций при помощи KPI;
– передача оперативной информации всем заинтересованным лицам, начиная от буровой бригады, и заканчивая руководящим составом;
– выявление лучших бригад, которые могут поделиться опытом оптимального выполнения операций и использования оборудования
Использование ключевых показателей эффективности в системе проНова позволяет ежедневно отслеживать неоптимальное выполнение операций. Это дает возможность заказчику в режиме 24/7 объективно оценивать проделанную работу и повышать эффективность. 
На рис. 4 представлен результат успешного применения системы проНова российской компанией на примере показателя «время удержания БК в клиньях при СПО» на одной буровой установке. В феврале производились мониторинг и анализ данной операции. Было выявлено время оптимального и безопасного удержания БК в клиньях при СПО и введена цель (норма). Путем ежедневной проверки на соответствие цели (норме) данной операции удалось сократить среднее время ее выполнения с 2,7 минуты до 1,8 минуты, т. е. почти на минуту. Подобных операций за анализируемый период насчитывается несколько тысяч, в результате компании удалось сократить время строительства скважины практически на 2 дня, и это только по одному показателю.
Преимуществом данной системы является возможность ее использования в любой точке мира, через Интернет. ПроНова предлагает удобный доступ к инструментам анализа, которые будут полезны как персоналу на буровой, так и представителям высшего руководства. К примеру, можно оценить работу отдельной бригады в интересующий промежуток времени, а также получить обзор производительности всего парка буровых. Имея доступ к этой информации, сотрудники на месторождении получают возможность совершенствовать свою работу, а руководящий состав может принимать масштабные решения на основе достоверной информации.
Часто компаниям необходимо знать свой технический предел для планирования работ в будущем. Используя автоматизированную систему распознавания операций для анализа исторических данных, можно выявить минимальное теоретическое время строительства скважины, т. е. технический предел. Технологи и инженеры по бурению с помощью системы проНова и ключевых показателей эффективности могут рассчитать технический предел для конкретной буровой установки в текущих условиях, учитывая множество внешних факторов, таких как: конструкция скважины, диаметр секции, время бурения, скорости СПО и т.д.
Но мало знать свой технический предел, необходимо отслеживать, удается к нему приблизиться или нет. ПроНова поможет не только рассчитать технический предел для конкретной буровой, но и выявить, где наблюдаются потери времени. Только путем разделения всего процесса строительства скважины на операции можно оценить эффективность и провести работу над ошибками.
На рис. 6 показано:
– серым цветом – время фактического бурения секции;
– желтым цветом – технический предел на основе текущих показателей;
– зеленым цветом – технический предел на основе максимально возможных показателей.
В расчетах инженерами заказчика учитываются только необходимые операции на одну секцию: сборка КНБК, спуск, бурение, подъем, разборка КНБК, сборка ОК, спуск ОК, цементирование.
Выводы
При стратегии тщательного сбора аналитической информации и обмена знаниями новые порядки выполнения операций могут быть внедрены и стандартизированы. Итоговым результатом является улучшение производительности буровых бригад и установок [4].
Автоматизированное распознавание операций проНова и отчетность в форме KPI предоставляют возможность оценить производительность и получить детальный обзор того, что действительно происходит на всех этапах строительства скважин.
Когда определены технологии выполнения операций и введены нормы времени, а бригады и руководство совместно участвуют в процессе оптимизации, повышается согласованность действий и стандартизируется рабочий процесс.
Такой подход позволяет повысить эффективность на всех этапах строительства скважин, а как итог – увеличить количество скважин в год, построенных имеющимися ресурсами.