CÔNG NGHỆ KHOAN DẦU KHÍ

CƠNG NGHỆ KHOAN DẦU KHÍ TS Nguyễn Thế Vinh nguyenthevinh@humg.edu.vn NỘI DUNG Một số khái niệm Các công việc yêu cầu thực giếng khoan dầu khí Tổ hợp thiết bị khoan Giàn khoan giàn khai thác Dụng cụ khoan Chế độ khoan Dung dịch khoan Các tiêu đánh giá hiệu khoan Gia cố thành giếng khoan 10 Thực giếng thăm dò 11 Thực giếng phát triển 12 Kiểm soát áp suất giếng trình khoan 13 Khoan định hướng 14 Khoan ngang khoan đa đáy 16 Khoan kiểm soát áp suất MỘT SỐ KHÁI NIỆM  Giếng dầu khí  Là cơng trình hình trụ, chiều dài lớn, tiết diện bé  Không thể vào bên để thao tác, phải tiến hành từ mặt  Là phương tiện thăm dò chắn D  Là phương tiện khai thác  Các thông số giếng gồm  Đường kính giếng D O  B N  Chiều sâu giếng H   Chiều dài giếng L L  Độ lệch đáy S  H L  Vị trí khơng gian  Góc lệch     3o/100m: Giếng thẳng đứng S   > 3o/100m: Giếng cong xiên  Góc phương vị  MỘT SỐ KHÁI NIỆM  Giếng thực tế gồm quĩ đạo: thẳng đứng, cong, xiên, ngang  Tập hợp phần hình chiếu đứng gọi trắc diện (profile)  Số lượng giếng thẳng đứng (thường giếng thăm dò, thẩm lượng)  Giếng cong xiên thực kỹ thuật khoan định hướng  Các giếng dầu khí bao gồm:      A B Phần đầu tiên: AB – thẳng đứng Phần cuối cùng: EG- phần giếng mỏ Thẳng đứng:   Xiên:  >  = const Ngang:  = 80o  110o L C  D G E S 3 A,B 1 2 C D 4 E G MỘT SỐ KHÁI NIỆM  Các loại hình giếng dầu khí  Giếng tìm kiếm: Xem xét khả dầu khí  Giếng thăm dị: Phát tích tụ, đánh giá sơ khả cơng nghiệp  Giếng thẩm lượng: Đánh giá xác khả cơng nghiệp, loại bỏ tích tụ khơng có giá trị  Giếng khai thác: Điều khiển dòng chảy từ đáy lên miệng  Giếng tác động vào vỉa: Duy trì áp suất vỉa bơm ép nước, ngồi ép tác nhân nhiệt hóa chất  Giếng kỹ thuật: Quan trắc tốc độ thấm, hướng thấm, mức độ liên thông thủy lực, dịch chuyển mặt tiếp xúc pha, khắc phục cứu chữa cố MỘT SỐ KHÁI NIỆM  Xây dựng giếng  Quá trình phá hủy  Quá trình vận chuyển đất đá phá hủy  Quá trình gia cố thành giếng MỘT SỐ KHÁI NIỆM Tiếp cần trình khoan MỘT SỐ KHÁI NIỆM Kéo cần khỏi lỗ khoan MỘT SỐ KHÁI NIỆM  Các trình xây dựng giếng  Quá trình phá hủy đá  Bằng học nhờ mũi khoan, liên kết với mặt cần khoan  Có thơng số  Tải trọng chiều trục:  40 trọng lượng cột cần tạo  Mô men quay M (tốc độ quay n): 80  200 v/ph  Được truyền từ mặt • Roto • TopDriver  Được truyền trực tiếp đáy (Khoan động đáy) MỘT SỐ KHÁI NIỆM  Quá trình vận chuyển đất đá phá hủy  Đáy giếng phải làm liên tục nhờ chất lỏng khoan  Chất lỏng khoan chất lỏng cấu trúc KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT CÁC PHƢƠNG PHÁP TRONG CÔNG NGHỆ MPD  Phương pháp tỉ trọng dung dịch kép (Dual Gradient Drilling – DGD)  Sử dụng bơm đẩy bơm chèn dung dịch có tỉ trọng nhỏ vào cột ống  thay đổi đường gradient áp suất dung dịch cột chống  Ứng dụng môi trường khoan nước sâu, giếng có giới hạn khoan nhỏ  Mục đích phương pháp tỉ trọng dung dịch kép  Điều chỉnh đường gradient áp suất dung dịch khoan vào giới hạn khoan  Kéo dài khoảng cách lần chống ống  giảm số lượng ống chống kỹ thuật KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT  Phương pháp tỉ trọng dung dịch kép (Dual Gradient Drilling – DGD)  Bơm chèn giảm tỷ trọng dung dịch khí Nitơ hoặc khơng khí KHOAN KIỂM SỐT ÁP SUẤT  Phương pháp tỉ trọng dung dịch kép (Dual Gradient Drilling – DGD)  Sử dụng bơm đẩy để thay đổi tỷ trọng dung dịch KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT  Phương pháp kiểm sốt dịng tuần hồn (Return Flow Control - RFC)  Sử dụng thiết bị công nghệ MPD để bịt kín miệng giếng  Hướng mùn khoan theo hệ thống đường ống tới sàng rung thiết bị tách khí  ngăn ngừa tất rủi ro khí độc  Hệ thống van đường hồi hướng dịng dung dịch sang hệ thống van tiết lưu để đưa vào thiết bị tách khí có dấu hiệu tượng khí xâm nhập  Phương pháp coi giải pháp an toàn ứng dụng cho giếng khoan địa tầng cát nông có khí xâm nhập nhanh KHOAN KIỂM SỐT ÁP SUẤT ƢU ĐIỂM CỦA CƠNG NGHỆ MDP  Duy trì kiểm sốt giếng, hạn chế rị rỉ khí, H2S  Kiểm sốt tồn q trình tuần hồn dung dịch;  Phát dịng xâm nhập sớm q trình khoan dạo cột cần khoan;  Thiết lập áp suất bề mặt BP lên đáy giếng tự động, kiểm sốt giếng xác, hiệu quả;  Dễ dàng phát xuất khí, đặc biệt khí H2S, hạn chế tối đa nguy hại thoát khí lên sàn khoan KHOAN KIỂM SỐT ÁP SUẤT ƢU ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ MDP  Ổn định áp suất đáy giếng, ngăn ngừa rủi ro khoan  Áp suất đáy giếng trì ổn định suốt trình khoan trạng thái tuần hoàn ngừng tuần hoàn;  Ngăn ngừa tượng sập lở thành giếng khoan chênh lệch áp suất đáy giếng áp suất vỉa;  Áp suất đáy giếng trì cân với mức chênh lệch nhỏ, đảm bảo ổn định thành giếng gia tăng tốc độ học khoan KHOAN KIỂM SỐT ÁP SUẤT ƢU ĐIỂM CỦA CƠNG NGHỆ MDP  Khoan thành công qua tầng dung dịch trầm trọng  Cho phép khoan thành công qua địa tầng granite, đá móng nứt nẻ dung dịch trầm trọng;  Tiết kiệm, giảm giá thành tổng chi phí cho dung dịch khoan sử dụng dung dịch có sẵn nước biển, nước muối;  Giảm thời gian không sản xuất liên quan đến vấn đề kiểm soát giếng dung dịch hay dịng xâm nhập KHOAN KIỂM SỐT ÁP SUẤT PHẠM VI ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ MDP  Mỏ có nhiệt độ, áp suất cao  Mỏ suy giảm  Giếng vươn xa  Những vỉa khai thác, áp suất vỉa sụt giảm đáng kể  Khi sử dụng công nghệ khoan truyền thống  Khoan qua tầng suy giảm với vỉa có áo suất cao phía dễ xảy tuần hồn  Khi khoan vào vỉa có áp suất cao với tầng suy giảm dễ nứt vỡ vỉa  Vấn đề giải phương pháp khoan cố định áp suất đáy giếng (CBHP) KHOAN KIỂM SỐT ÁP SUẤT HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRONG CƠNG NGHỆ KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT  Đối áp xoay (Rotating Control Device - RCD)  Là thiết bị cơng nghệ MPD  Được lắp đặt bên cụm đối áp BOP, phía đối áp vạn  RCD góp phần tạo nên hệ thống tuần hồn kín có áp suất  RCD khơng có chức thay thiết bị đối áp cơng tác kiểm sốt giếng,  RCD có nhiệm vụ hỗ trợ cụm đối áp, kiểm soát dung dịch khoan lên từ khoảng không vành xuyến,  Tạo kênh dẫn hướng dịng tuần hồn từ khoảng khơng vành xuyến qua RCD đến hệ thống van tiết lưu  Đảm bảo cơng tác khoan diễn bình thường., điểm đặc trưng cơng nghệ MPD KHOAN KIỂM SỐT ÁP SUẤT  Đối áp xoay (Rotating Control Device - RCD) Tuần hoàn dung dịch khoan qua RCD KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT  Đối áp xoay (Rotating Control Device - RCD) KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT  Hệ thống van điều áp (Choke Manifold System)  Hệ thống van điều áp (Choke Manifold System - CMS) chìa khóa cho thành công công nghệ MPD CMS bố trí lắp đặt đường tuần hồn lên dung dịch khoan từ đáy giếng  Hệ thống van điều áp chia thành dạng bản:  Hệ thống điều khiển tay (Manual Choke);  Hệ thống bán tự động (Semi - automatic Choke);  Hệ thống tự động (PC Control Automatic Choke) KHOAN KIỂM SỐT ÁP SUẤT  Thiết bị xử lý thơng minh (Inteligent Control Unit – ICU)  Là não toàn hệ thống  ICU ghi nhận tất liệu thông số dung dịch, trạng thái áp suất, chế độ khoan thị lên hình điều khiển  Đồng thời truyền lệnh điều khiển để điều chỉnh áp suất qua việc đóng mở van  Thiết bị đo dịng lắp phía sau van điều áp, có nhiệm vụ  Cung cấp liệu quan trọng dung dịch lưu lượng thể tích, lưu lượng khối lượng, tỉ trọng nhiệt độ dung dịch…  Những liệu phục vụ cho cơng tác phân tích trạng thái pha, đưa dấu hiệu nhận biết bị dung dịch có dịng xâm nhập vào giếng, kiểm sốt hiệu cơng tác khoan KHOAN KIỂM SỐT ÁP SUẤT  Thiết bị thủy lực (Hydraulic Power Unit - HPU - hình 86)  Được bố trí gần van điều áp  HPU trực tiếp đóng mở van điều áp điều khiển thiết bị xử lý thơng minh  Một bơm khí nén bên HPU sử dụng khí nén từ giàn để tạo áp suất cho chất lỏng thủy lực bình chứa, cung cấp lượng thủy lực điều hiển van KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT Sơ đồ hệ thống MPD ... Các công việc yêu cầu thực giếng khoan dầu khí Tổ hợp thiết bị khoan Giàn khoan giàn khai thác Dụng cụ khoan Chế độ khoan Dung dịch khoan Các tiêu đánh giá hiệu khoan Gia cố thành giếng khoan. .. phù hợp với điều kiện giếng khoan Thiết kế chương trình khoan Lập kế hoạch khoan CÁC CÔNG VIỆC VÀ YÊU CẦU THỰC HIỆN MỘT GIẾNG KHOAN DẦU KHÍ  Lựa chọn vị trí giếng khoan khảo sát địa chất cơng...  CÁC CÔNG VIỆC VÀ YÊU CẦU THỰC HIỆN MỘT GIẾNG KHOAN DẦU KHÍ  Lập kế hoạch khoan Lập dự tốn chi phí xây dựng giếng thời gian thi công Lựa chọn thời gian phù hợp để tiến hành thi công khoan Lựa