История компании

Австралийская компания Sigra начала свою деятельность в апреле 1994 года. Ее основателем является д-р Иэн Грэй, который по сей день остается ее бессменным директором.

В самом начале компания оказывала консалтинговые услуги предприятиям угольной отрасли, а также вела научно-исследовательскую деятельность в рамках Австралийской программы исследований в угольной промышленности. Эти работы так или иначе затрагивали вопросы бурения, в т.ч.:

  • геологическое сопровождение бурения;
  • динамические характеристики скручивающих и осевых нагрузок на бурильную колонну;
  • испытания и конструирование буровых штанг в применении к подземному наклонно-направленному бурению;
  • управление скважиной в применении к подземным скважинам для дегазации;
  • предохранительная запорная арматура для дегазации;
  • расходомеры для контроля дегазации.

Консультационная деятельность охватывала разные аспекты безопасности на угольных шахтах, в частности:

  • Выбросы
  • дегазация;
  • борьба с сероводородом;
  • Грунтовые воды

Она также включала определенные работы по геотехнике для металлических рудников, а также для строительства гражданских, промышленных и инженерных сооружений с использованием фирменной жесткой модели скручивающих и осевых нагрузок на бурильную колонну с целью проектирования траектории буровых скважин для прокладки трубопроводов. В самом начале своего существования Sigra также оказывала поддержку Университету Квинсленда в работе над междисциплинарным исследовательским проектом, направленным на изучение добычи метана из угольных пластов, финансируемым Квинслендской комиссией по электроэнергетике. В рамках этого совместного проекта с компанией Sigra сотрудничало несколько аспирантов университета.

Постепенно Sigra создала собственную технологию, что имело для компании даже более важное экономическое значение, чем финансируемое исследование. Этот процесс начался в 1996 г. с появлением системы измерения напряжения (IST) по кернам колонкового бурения, которая может использоваться при колонковом бурении в скважинах диаметром HQ на глубине до 2000 м. Первоначально геодезическая система в этом инструменте включала изготовленные вручную магнитометры и акселерометры. В настоящее время применяются выпускаемые серийно, а потому более экономичные устройства на интегральных схемах, однако следует отметить, что первоначальные приборы по-прежнему остаются более точными, что говорит о высоком уровне разработок Sigra.

Впоследствии были созданы надувные пакеры и сопутствующая технология их изготовления из каучука с активным наполнителем.

Со временем компания стала делать упор на измерения в полевых условиях, принимая участие в различных проектах по измерению напряжения. Отсюда получила развитие теория деформаций тектонических плит, которая объясняет переменные напряжения, измеряемые в осадочных горизонтах. Эта концепция была внедрена почти повсеместно в горно- и нефтедобывающей промышленности.

Кроме того, Sigra реализовала несколько проектов по определению проницаемости подземных угольных пластов. Затем появилась технология испытания скважин на интерференцию с поверхности. Sigra приняла решение сконструировать собственные испытатели для испытания пластов на трубах, разработанные специально для применения в сочетании с системой колонкового бурения в скважинах диаметром HQ. Испытатели пластов, а также система IST для измерения напряжений стали основными инструментами для проведения исследований в шахтах.

2000 год ознаменовался рецессией в угольной промышленности. Это оказало сильное влияние на компанию, в частности, пришлось отложить на неопределенный срок или отказаться от некоторых научно-исследовательских проектов. Значительные потери в тот период понесла система направленного ударного бурения. Тем не менее, это компенсировалось работой в других сферах. Так, компания занималась созданием систем управления скважинами для ведения буровых работ погружным пневмоударником с одновременным обсаживанием в Папуа – Новая Гвинея, на золотопромышленном руднике на о-вах Лихир. Эта работа была успешно завершена, а затем получила продолжение в сочетании с системой штуцеров, разработанной для подземного бурения, благодаря чему был получен ряд небольших упрощенных систем управления скважинами для колонкового бурения. Sigra по сей день продает эти системы.

В 2002 году к Sigra обратилась компания «Anglo Coal Australia» для решения острой проблемы, возникшей на угольной шахте «Dartbrook Colliery» в Дартбруке (Новый Южный Уэльс). На новых участках длинных забоев этой шахты дегазационные потоки из буровой скважины сократились более чем на порядок. Испытания, проведенные Sigra, подтвердили снижение проницаемости, обусловленное присутствием даусонита в кливаже. Для устранения этой проблемы Sigra инициировала гидравлический разрыв пласта из подземных буровых скважин в каменном угле, чтобы таким образом стимулировать поток газа из пластов.

С развитием добычи газа из угольных пластов Sigra стала ключевым поставщиком услуг по эксплуатационным испытаниям скважин в этой отрасли. В течение некоторого времени эти услуги оставались основным направлением деятельности компании в полевых условиях. Важнейшими заказчиками здесь были «Queensland Gas Company» и «Arrow», а также многие мелкие участники рынка после их слияния в более крупные компании. Помимо прочего, новая отрасль промышленности нуждалась в проектировании профилей направленных буровых скважин в каменном угле. Так сформировалось еще одно бизнес-направление компании Sigra.

Разработав собственные промысловые каротажные приборы, Sigra осуществляла поставку такого оборудования ряду компаний; в частности, несколько сотен единиц было приобретено фирмой «BHP Billiton» в Иллаварре (Новый Южный Уэльс) для регистрации своих промысловых данных. Благодаря реализованной в этих устройствах функции радиосвязи, а также их способности работать со струнными датчиками, они в течение некоторого времени не имели аналогов. Позже, с распространением мобильных телекоммуникационных систем, такие каротажные приборы были улучшены за счет возможности подключения к сотовой связи. Работа над их модернизацией продолжается по сей день и включает усовершенствование как аппаратного обеспечения, так и самого процесса сбора и обработки данных.

Одной из главных прикладных задач систем сбора полевых данных является мониторинг датчиков давления, установленных для контроля за давлением в пластах или в водоносных горизонтах и используемых в горнодобывающей промышленности и промышленности по добыче газа из угольных пластов. Другая область применения – монтаж цементируемых тензочувствительных элементов для оперативного контроля изменений напряжения, вызванных добычей или отбором флюида с помощью дренирования.

Довольно быстро стало ясно, что просто поставки каротажных приборов Sigra для регистрации данных и датчиков давления для контроля за пластами недостаточно: лишь немногие из заказчиков компании могли правильно выбрать место для рабочих систем и выполнить их монтаж с учетом необходимой возможности подключения к контролируемому пласту. По этой причине Sigra провела ряд исследований, посвященных вопросам цементирования датчиков в грунте и обеспечению связи между датчиками и пластом месторождения, за которым ведется наблюдение. Для этого потребовалось разработать целую технологию цементирования, начиная с расчета реологических свойств цементного раствора и заканчивая моделированием его характеристик и фактическим закачиванием его в грунт.

Продолжая работу в газодобывающей промышленности, компания расширила деятельность по таким направлениям как геомеханика и грунтовые воды.

Среди проектов, посвященных проблематике грунтовых вод, можно выделить два основных. В 2003 г. Sigra получила заказ, в рамках которого нужно было установить, какие потенциальные водопритоки могут возникнуть на шахте «Moranbah North Mine» в Моранбе (Квинсленд) в случае разлива близлежащей реки Айзак. Исследование включало бурение и испытание трех наклонных скважин с целью выяснения возможного направления максимальной естественной газопроницаемости на выработанном пространстве. В действительности оказалось, что горные породы на выработанном пространстве слежались настолько плотно, что единственным способом, который можно было бы рекомендовать для регулирования попадания воды, является разрыв поверхностных трещин, вызванных оседанием, и наполнение их бентонитом. Это практичное и экономичное решение позволило шахте выдержать несколько случившихся с тех пор крупных затоплений.

Другой важный проект, связанный с грунтовыми водами, был начат в 2008 году. Он был связан с крупным оползнем на дополнительном участке трассы Centenary Highway в районе Спрингфилд Лейкс вблизи Брисбена. Департамент транспорта и магистральных дорог Квинсленда обратился к компании Sigra за помощью в разработке режима грунтовых вод и дренирования срезанных склонов с целью повышения их устойчивости. Этот проект, работа по которому ведется и в настоящее время, потребовал комплексного мониторинга с использованием оборудования Sigra, а также нагнетательных скважин. Последние необходимы для оценки режима грунтовых вод и их регулирования.

В области геомеханики компания Sigra ведет деятельность по двум направлениям. Первое относится к механике горных пород, второе – к технологиям разработки пласта. Иногда эти два направления пересекаются. Наглядный пример тому – глубокие газовые угольные шахты. Механика горных пород нужна для определения направления панелей с системой разработки с длинным забоем, проектирования опор для горной породы и формирования базы для оценки характеристик обрушения на выемке. Кроме того, механика горных пород применяется при определении поведения пласта.

Основываясь на посвященной данному вопросу оригинальной работе д-ра Иэна Грэя, появившейся в начале 1980-х, Sigra разработала свой метод оценки траектории напряжений, чтобы определять, как изменяется эффективное напряжение в угольных пластах и других пластах с адсорбционным потенциалом после отвода флюидов, в данном случае, воды или газа, где отвод газа ведет к сжатию угля. Это важно, поскольку проницаемость углей сильно зависит от эффективного напряжения, действие которого они испытывают.

За последнее время Sigra провела несколько исследований с целью определения напряжений в угле и окружающих горных породах. Этот вопрос имеет значение для проектирования систем отведения газов и воды и систем добычи. Если требуется бурение скважин и, возможно, интенсификация притока к ним с использованием гидравлического разрыва пласта, первостепенное значение приобретает устойчивость ствола скважин. Если бурение скважин в угле невозможно, т.к. они не остаются открытыми, может понадобиться перенести их в соседние горные породы в кровле или в подошве пласта. В этом случае необходимо соединить буровую скважину с угольным пластом посредством гидравлического разрыва пласта. Это, в свою очередь, требует досконального знания напряжения в горных породах и их прочности. Sigra провела несколько исследований такого рода. Самым значимым стало исследование, сделанное для компании «Vale» и ее угольного проекта «Belvedere lease», который ведется недалеко от г. Маура в Центральном Квинсленде.

Часть работы по этому проекту, относящаяся к напряжению в горных породах, была выполнена на базе системы измерения напряжения (IST), разработанной компанией Sigra. Применение системы IST было дополнено анализом кавернообразования из-за чрезмерного горизонтального напряжения и ресурсами компании Sigra, позволяющими провести испытание на гидроразрыв пласта для измерения напряжения. Используя всю эту информацию в совокупности, Sigra сняла характеристики напряжения в пластах по нескольким зонам арендуемого участка угольного месторождения. Чтобы получить некоторые из них, потребовалось от 50 до 100 измерений напряжения на месте с помощью системы IST, выявление нескольких сотен случаев кавернообразования из-за чрезмерного горизонтального напряжения и детальное изучение данных сейсморазведки с целью определения сбросообразований.

Для обеспечения полевых работ Sigra постепенно организовала деятельность собственной лаборатории, которая, помимо прочего, участвует в исследовании горных пород с целью корректного определения модуля зерна горной породы, исходя из измерений напряжения. Также проводятся исследования углей на всестороннее сжатие с целью определения модуля в условиях ограниченного пространства. Компания также создала угольную лабораторию, в которой, помимо традиционных исследований, проводятся измерения изотермического режима и динамических характеристик сжатия.

В 2012 г. Sigra спроектировала, провела испытания и ввела в эксплуатацию собственную систему определения газоносности без отбора керна (GCWC). Она позволяет определять газосодержание пластов в процессе бурения на репрессии скважины с открытым стволом. Разработка GCWC играет очень важную роль, т. к. служит средством определения газоносности практически любых горных пород, не относящихся к каверновым, или к породам с аномально высоким давлением. Эффективность GCWC подтверждена в процессе применения на угленосных формациях.

Наряду с услугами компания Sigra предлагает ассортимент продуктов, получивших всеобщее признание. Здесь следует отметить:

  • системы сбора промысловых данных;
  • системы управления скважинами;
  • пакеры;
  • циклонные сепараторы.

Компания Sigra всегда открыта для работы на международном уровне. К некоторым из последних примеров такой деятельности относятся:

    • Первый этап консультационного проекта по улучшению практики горных разработок на золотодобывающем предприятии в Восточной Сибири.
    • Измерения напряжения в алмазном карьере в Африке.
    • Осуществление поставок газо- / водосепараторов зарубежным заказчикам.
    • Сотрудничество на постоянной основе с «Agapito Associates» с целью удовлетворения спроса на услуги по измерению напряжения с помощью системы IST на рынке США.