Thiết kế thi công giếng khoan thăm dò khai thác dầu khí БT19 nằm ở phía Đông Bắc của vòm bắc trên mỏ Bạch Hổ thuộc bồn trũng Cửu Long

Đề tài: Thiết kế thi công giếng khoan thăm dò khai thác dầu khí БT19 nằm ở phía Đông Bắc của vòm bắc trên mỏ Bạch Hổ thuộc bồn trũng Cửu Long

LỜI NÓI ĐẦU

đó là một ngành mũi nhọn mang tính chất chiến lược trong quá trìnhphát triển của nền kinh tế không những ở Việt Nam mà còn ở hầu hết cácQuốc gia trên thế giới Ngành dầu khí Việt Nam hiện nay đã vươn lên đứng

vị trí thứ 3 các nước xuất khẩu dầu ở khu vực Đông Nam Á Ở Việt Nam

bên cạnh quá trình khai thác thì quá trình khoan thăm dò các giếng mới vẫndiễn ra thường xuyên, nhằm phát hiện thêm các mỏ dầu khí mới để nâng

trường Đại học Mỏ Địa Chất tác giả đã thực hiện đồ án tốt nghiệp với đềtài:

“ Thiết kế thi công giếng khoan thăm dò khai thác dầu khí БT19 nằm T19 nằm

ở phía Đông Bắc của vòm bắc trên mỏ Bạch Hổ thuộc bồn trũng Cửu Long”

Đây là một giếng khoan thăm dò bổ sung để đánh giá trữ lượng của

mỏ ở phía Đông Bắc, và nếu đảm bảo về trữ lượng thì sẽ chuyển thànhgiếng khai thác

Mặc dù tác giả đã cố gắng thực hiện tốt đồ án này, tuy nhiên với kiếnthức chuyên môn còn hạn chế cũng như thời gian tiếp xúc với thực địakhông nhiều nên bản đồ án này chắc chắn còn nhiều thiếu sót Tác giả rấtmong được sự góp ý của tất cả các thầy cô giáo và các bạn

Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn đến các thầy cô giáo trong bộ mônKhoan -Khai thác,trường Đại học Mỏ Địa Chất, đặc biệt là GVC NguyễnVăn Thăng đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo và tạo điều kiện tôt nhất để tácgiả hoàn thành bản đồ án này

Hà Nội, tháng 5 năm 2010

Sinh viên thực hiện:

CHƯƠNG I

VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ CẤU TẠO ĐỊA CHẤT MỎ BẠCH HỔ

1.1 Vị trí địa lý và nhân văn vùng mỏ

1.1.1 Vị trí địa lý và đặc điểm khí hậu

* Vị trí địa lý

Mỏ Bạch Hổ nằm ở lô số 9 thuộc bồn trũng Cửu Long, có diện tích

cách cảng dịch vụ dầu khí của Xí nghiệp liên doanh Vietsovptro khoảng

120 Km, ở phía tây nam mỏ Bạch Hổ khoảng 35Km là mỏ Rồng, xa hơnnữa là mỏ Đại Hùng Toàn bộ cơ sở dịch vụ trên bờ nằm trong phạm vithành phố Vũng Tàu bao gồm XN Khoan & Sửa Giếng, XN Khai Thác,

XN dịch vụ kỹ thuật, XN vận tải biển, Viện nghiên cứu khoa học & thiết kếdầu khí biển

*Đặc điểm khí hậu

Khí hậu vùng mỏ là khí hậu cận nhiệt đới gió mùa Mỏ nằm trong khuvực khối không khí có chế độ tuần hoàn ổn định Mùa đông có gió ĐôngNam, mùa hè có gió Tây Nam Gió Đông Nam kéo dài từ tháng 11 đếntháng 3 Gió mạnh thổi thường xuyên, tốc độ gió thời kỳ này là 6-11m/s.Gió Tây Nam kéo dài từ tháng 6 đến tháng 9 hàng năm, gió nhẹ không liêntục tốc độ gió thờng nhỏ hơn 5m/s Trong mùa chuyển tiếp từ tháng 4 đếntháng 5 và tháng 10 gió không ổn định thay đổi hướng liên tục

Bão thường xảy ra vào các tháng 7,8,9,10 còn lại hầu như không có bão.Trung bình hàng năm mỏ Bạch Hổ có 8,3 cơn bão đi qua, hướng chuyểnđộng chính của bão là theo hướng Tây và hướng Bắc, tốc độ di chuyểntrung bình là 28km/h và cao nhất là 45km/h

Trong tháng 11 sóng có chiều cao nhỏ hơn 1m là 13,38%, tháng 12 là

0,8% Trong tháng 3 loại sóng thấp hơn 1m lên đến 44,83% Tần số xuấthiện sóng cao hơn 5m là 4,8% và xuất hiện chủ yếu vào tháng 11 và tháng1.

Nhiệt độ trung bình hàng năm là 270C, cao nhất là 35,50C và thấp nhất

là 21,5 0C

Nhiệt độ đáy biển từ 21,70C đến 290C Độ ẩm trung bình của không khíhàng năm là 82,5% Số ngày có mưa tập trung vào các tháng 5,7,8,9 (chiếm

15 ngày trong tháng),tháng 1 - 2 và 3 thực tế không có mưa

1.1.2 Đặc điểm nhân văn và kinh tế

* Giao thông

Thành phố Vũng Tàu được nối với thành phố HCM bằng quốc lộ51A dài 130km Đường thuỷ dài 80km nối cảng Vũng Tàu với cảng SàiGòn Cảng Vũng Tàu đủ sức chứa các tàu của Vietsovpetro và tàu củacác nước với tải trọng lớn Sân bay Vũng Tàu có thể tiếp nhận nhiềuloại máy bay như AN24, AN26, M18, máy bay trực thăng Hiện nay sânbay này đã trở thành một phi cảng quốc tế với cầu hàng không quốc tếVũng Tàu – Singapore vừa được thiết lập Vận chuyển hàng hoá, cácthiết bị nhẹ, con người bằng máy bay, là một đầu mối giao thông quantrọng phục vụ cho ngành thăm dò dầu khí ngoài khơi vùng biển phíanam Bên cạnh đó còn là nguồn cung cấp chủ yếu sản phẩm cho đờisống của người dân Vũng Tàu và công nhân dầu khí trên các giànkhoan, là vành đai lương thực, thực phẩm của các huyện lân cận củacác tỉnh đồng bằng sông Cửu Long Nguồn nước ngọt chính do nhà máynước ngầm thị xã Bà Rịa cung cấp Nước dùng cho nhu cầu sinh hoạtngoài giàn được chuyên chở bằng tàu biển, nước để khoan là nước phảikhai thác tại chỗ từ các giếng sâu 300m và nước biển

* Điện năng

Nguồn năng lượng điện cung cấp cho các giàn khoan được lấy từcác máy phát điện Điezel đặt trên giàn Nguồn năng lượng phục vụ chocông trình và sinh hoạt trên bờ được lấy từ đường dây 36kw chạy từthành phố HCM - Vũng Tàu.

* Dân cư

Dân số Vũng Tàu khoảng 861000 người, trong đó 1/3 dân số sốngbằng nghề đánh bắt hải sản, 1/4 dân số sống bằng nghề làm ruộng vàtrồng nương rãy, còn lại là dân số ở thành phố Ngành kinh tế mũi nhọncủa tỉnh là công nghiệp dầu khí, dịch vụ và khai thác thuỷ sản

- Hệ thống tổng đài vô tuyến riêng: SSV2*100W

- Hệ thống tổng đài thông tin trên biển: SSV2*100W

Theo trình tự nghiên cứu bắt đầu bằng các phương pháp đo địavật lý trên mặt, chủ yếu là đo địa chấn sau đó đến các phương pháp đođịa vật lý trong lỗ khoan và phân tích các mẫu đất đá thu được, người taxác định rõ ràng thành hệ của mỏ Bạch Hổ Đó là các trầm tích thuộccác hệ đệ tứ, Neogen, Paleogen phủ trên móng kết tinh Jura -Kreta cótuổi tuyệt đối từ 97 đến 108, 4 triệu năm Từ trên xuống dưới cột địatầng tổng hợp của mỏ Bạch Hổ được mô tả như sau:

* Trầm tích Neogen và Đệ tứ.

+ Trầm tích Polioxen -Pleixyoxen(điệp biển đông).

Điệp này được thành tạo chủ yếu từ cát và cát dăm, độ gắn kết kém,thành phần chính là Thạch anh, Glaukonite và các tàn tích thực vật Từ 20-25% mặt cắt là các vỉa kẹp Montomriolonite, đôi khi gặp những vỉa sét vôimỏng Đất đá này thành tạo trong điều kiện biển nông, độ muối trung bình

và chịu ảnh hưởng của các dòng chảy, nguồn vật liệu chính là các đáMacma axit Bề dày điệp dao động từ 612-654m

Dưới điệp biển Đông là các trầm tích của thống Mioxen thuộc hệ Neogen Thống này được chia làm 3 phụ thống

+ Phụ thống Mioxen trên (điệp Đồng Nai).

Đất đá điệp này chủ yếu là cát dăm và cát với độ mài mòn từ trungbình đến tốt Thành phần Thạch anh chiếm từ 20-90% còn lại là Fenspat vàcác thành phần khác như đá Macma, phiến cát vỏ sò Bột kết hầu nhưkhông có nhưng cũng gặp những vỉa sét và sét kết dày đến 20m và nhữngvỉa cuội mỏng Chiều dày điệp này tăng dần từ giữa (538m) ra hai cánh(619m)

+Phụ tầng Mioxen giữa (điệp Côn Sơn).

Phần lớn đất đá của điệp này được tạo từ cát, cát dăm và bột kết Phần còn lại là các vỉa sét, sét vôi mỏng và đá vôi Đây là những đất đá lục

nguyên dạng bở rời màu xám vàng và xám xanh, kích thước hạt từ 10mm, thành phần chính là thạch anh (hơn 80%), Fenspat và các đá phun

0,1-trào có màu loang lổ, bở rời mềm dẻo, thành phần chính là Montmoriolonit.

Bề dày điệp từ 810-950m

+ Phụ tầng Mioxen dưới (điệp Bạch Hổ).

Đất đá của điệp này nằm bất chỉnh hợp góc, thành tạo Oligoxen trên.Gồm chủ yếu là những tập sét dày và những vỉa cát, bột mỏng nằm xen kẽnhau Sét có màu tối nâu loang lổ xám, thường là mềm và phân lớp

* Trầm tích hệ Paleogen -kỷ Kainozoi.

Thành tạo của thống Oligoxen thuộc hệ Paleogen được chia ra làm hai phụ thống:

+Thống oligoxen trên (điệp Trà Tân).

Các đất đá trầm tích này bao trùm toàn bộ diện tích mỏ Phần trên làcác tập sét màu đen rất dày (tới 266m) Phần dưới là cát kết, sét kết và bộtkết nằm xen kẽ Điệp này chứa năm tầng dầu công nghiệp: 1, 2, 3, 4 , 5 Sựphân chia có thể thực hiên sâu hơn tại hàng loạt các giếng khoan trong đóđiệp Trà Tân được chia ra làm 3 phụ điệp: dưới, giữa và trên Ở đây gặp có

sự thay đổi hướng đá mạnh, trong thời kỳ hình thành trầm tích này có thể

có hoạt động núi lửa ở phần trung tâm và cuối phía bắc của vỉa hiện tại, do

có gặp các đá phun trào trong một số giếng khoan Ngoài ra còn gặp cáctrầm tích than sét kết màu đen, xám tối đến nâu bị ép nén, khi vỡ có mặttrượt

+ Thống oligoxen (điệp Trà Cú).

Thành tạo này có tại vòm bắc và rìa nam của mỏ Gồm chủ yếu là sétkết (60-70% mặt cắt), có từ màu đen đến xám tối và nâu, bị ép nén mạnh,giòn mảnh vụn vỡ sắc cạnh có mặt trượt, dạng khối hoặc phân lớp Đáđược thành tạo trong điều kiện biển nông, ven bờ hoặc sông hồ Ở đây gặp

5 tầng dầu công nghiệp 6, 7, 8, 9, 10

+ Các tập đá cơ sở (vỏ phong hoá).

Đây là nền cơ sở cho các tập đá Oligoxen dưới phát triển trên bề mặtmóng Nó được thành tạo trong điều kiện lục địa bởi sự phá hủy cơ học của

địa hình Đá này nằm trực tiếp trên móng do sự tái trầm tích của mảnh vụncủa đá móng có kích thước khác nhau Thành phần gồm: cuội cát kết hạtthô, đôi khi gặp đá phun trào Chiều dày điệp Trà Cú và các tập cơ sở thayđổi từ 0-412m và từ 0-174m.

* Đá móng kết tinh từ trước Kainozoi.

Đây là các thành tạo Granite nhưng không đồng nhất mà có sự khácnhau về thành phần thạch học, hóa học và về tuổi Có thể giả thiết rằng cóhai thời kỳ thành tạo đá Granite: vòm bắc vào kỷ Jura, vòm nam và vòmtrung tâm vào kỷ Karetta Diện tích của bể Batholit Granite này có thể tới

sâu 3888- 4700m Đây là một bẫy chứa dầu khối điển hình và có triển vọngcao

Hiện nay tầng móng là tầng khai thác quan trọng ở mỏ Bạch Hổ Dầu

tự phun từ đá móng với lưu lượng lớn là một hiện tượng độc đáo, trên thếgiới chỉ gặp một số nơi như Bom bay -Ấn Độ, Anggile-Li Bi và một vài nơikhác Giếng khoan sâu vào tầng móng ở mỏ Bạch Hổ chưa tìm thấy ranhgiới dầu nước Để giải thích cho sự hiện diện của dầu trong đá móng kếttinh người ta tiến hành nghiên cứu và đưa ra kết luận sự hình thành khônggian rỗng chứa dầu trong đá móng ở mỏ Bạch Hổ là do tác động đồng thờicủa nhiều yếu tố địa chất khác nhau

1.2.2 Đặc điểm kiến tạo mỏ Bạch Hổ

Mỏ Bạch Hổ là một nếp lồi gồm 3 vòm, kéo dài theo phương kinhtuyến bị phức tạp bởi hệ thống đứt gãy, biên độ và độ kéo dài giảm dần vềphía trên mặt cắt

* Vòm trung tâm: Diện tích khoảng 37 Km2 (kích thước 7.5km

và 950m Hai bên sườn Đông và Tây là hai đứt gãy sâu I, II có biên độ lớn.Oligoxen hạ vắngmặt tại đỉnh vòm, hai bên cánh có đầy đủ phân vị địa

tầng, bề dày lớn Đá móng bị nứt nẻ mạnh do phong hoá, bào mòn nên khảnăng chứa dầu rất tốt.

* Vòm bắc: Nằm ở phía bắc mỏ Bạch Hổ, kích thước

6.5x5km,có cấu tạo phức tạp nhất Ở vòm này đá móng không nhô cao nhưvòm trung tâm nên vẫn có mặt trầm tích mỏng Oligoxen hạ Đối tượng khaithác là các vỉa dầu trong Oligoxen và móng, nhưng sản lượng chỉ bằng mộtnửa của đá móng Trung Tâm Bẫy của vòm khép kín theo đường 430mtheo mặt móng

* Vòm Nam: Được tính từ đứt gãy F-5 về phía Nam của mỏ và

nằm trong phần lớn đẳng sâu – 4450m Biên độ nâng lên khoảng 300m.Việc đặt tên vòm Nam chỉ mang nghĩa tương đối , trên thực tế nó chỉ làmột cánh thoải dần về phía Tây Nam, tách biệt không rõ với vòm trungtâm

Hình 1.1 Mặt cắt dọc của mỏ Bạch Hổ và vòm Đông Bắc cấu tạo Rồng

Cấu trúc tương phản nhất được thể hiện trên mặt tầng móng bằng cáctrầm tích Oligoxen dưới Đặc tính địa lũy thấy rất rõ ở phần dưới của mặtcắt Nếp lồi có cấu trúc bất đối xứng nhất là phần vòm Góc dốc của vỉatăng theo độ sâu từ 8-280 ở cánh Tây, 6-210 ở cánh Đông Trục nếp uốn ở

phần kề vòm thấp dần về phía Bắc góc dốc 10 và tăng dần đến 90 khi ra xa

ngiêng của đá 50-200m/km Phá hủy kiến tạo chủ yếu theo hai hướng ákinh tuyến và đường chéo, các đứt gãy chính gồm có: đứt gãy số I và đứtgãy số II

Đứt gãy số 1: chạy theo hướng á kinh tuyến ở cánh tây lên vòmbắc thì quay theo hướng đông bắc, độ dịch chuyển ngang ở phía namkhoảng 500m, vòm trung tâm khoảng 400m, vòm bắc khoảng 260m, độ

hai đứt gãy thuận gần như song song, với biên độ từ 100m-200m

Đứt gãy số 2: chạy theo sườn đông của vòm trung tâm ở phía bắcquay theo hướng đông bắc độ dịch chuyển ngang tới 900m, góc nghiênggần 600

Đây là hai đứt gãy thuận tạo thành cấu trúc địa hào đặc trưng của

nó Ngoài ra còn có nhiều đứt gãy phát triển trong phạm vi từng vòmvới độ dịch chuyển ngang từ vài chục đến 200m, dài từ 1km-2km theohướng chéo Sự lượn sóng của nếp uốn và các đứt gãy phá huỷ khốinâng thành một loạt các đơn vị kiến tạo

Hình 2.2 Mặt cắt địa chất địa vật lý ngang qua vòm trung

tâm mỏ Bạch Hổ

Với đặc điểm cấu tạo như trên, cùng với đặc điểm địa tầng của

mỏ Bạch Hổ ta có thể chia cấu tạo mỏ Bạch Hổ với hai tầng cấu trúcchính như nhau

Tầng cấu trúc đệ tam: Được thành tạo bởi các đá biến chất, phun

trào và đá xâm nhập có tuổi khác nhau.Về mặt hình thái của tầng cấutrúc này có cấu tạo phức tạp Chúng đã trải qua những giai đoạn hoạtđộng kiến tạo, hoạt hoá macma vào cuối Mezozoi gây ra sự biến vịmạnh, bị nhiều đứt gãy với biên độ lớn phá huỷ, đồng thời cũng bịnhiều pha Granitoid xâm nhập

Tầng cấu trúc hai: Gồm tất cả các đá tuổi Kainozoi và được chia ra 3

phụ tầng cấu trúc Các phụ tầng cấu trúc được phân biệt nhau bởi sự biếndạng cấu trúc, phạm vi phân bố, sự bất chỉnh hợp

Phụ tầng cấu trúc thứ nhất bao gồm các trầm tích tuổi Oligoxen,phân biệt với tầng cấu trúc dưới bằng bất chỉnh hợp nằm trên móng phonghóa bào mòn mạnh và với phụ tầng cấu trúc trên bằng bất chỉnh hợpOligoxen -Mioxen Phụ tầng này được tạo bởi hai tầng trầm tích, tập trầmtích dưới có tuổi Oligoxen tương đương với điệp Trà Cú Trên tập trầm tíchdưới cùng là tập trầm tích tương đương với điệp Trà Tân, chủ yếu là séttích tụ trong điều kiện sông hồ châu thổ

Phụ tầng cấu trúc thứ hai bao gồm trầm tích của các hệ tầng Bạch

Hổ, Côn Sơn, Đồng Nai có tuổi Mioxen So với phụ tầng thứ nhất, phụ tầngnày có sự biến dạng mạnh hơn, đứt gãy chỉ tồn tại ở phần dưới càng lêntrên càng mất dần cho đến mất hẳn ở tầng trên cùng

Phụ tầng cấu trúc thứ ba gồm trầm tích của hệ tầng biển Đông có tuổi Oligoxen đến hiện tại, có cấu trúc đơn giản phân lớp đơn điệu hầu như nằmngang

1.2.3 Các tầng sản phẩm dầu khí của mỏ Bạch Hổ.

Trong mặt cắt của mỏ Bạch Hổ từ trên xuống đã gặp các phức hệ chứadầu khí sau đây:

- Phức hệ Bạch Hổ dưới (trầm tích mioxen dưới)

- Phức hệ Trà Tân (trầm tích oligoxen trên)

- Phức hệ Trà Cú (trầm tích oligoxen dưới )

- Phức hệ móng kết tinh

Phức hệ Bạch Hổ dưới là những vỉa các hạt từ trung đến thô, có độthấm cao trong đó các tầng sản phẩm được đánh số là 22, 23, 24, 25 và

chứa dầu ở phía bắc và phần trung tâm phía nam bị vát nhọn

- Phức hệ Trà Tân: Là các điệp cát thấm, độ hạt nhỏ và trung bìnhphân bố rộng nhất ở cánh phía bắc của cấu tạo, nhiều vỉa cát của phức

hệ này bị vát nhọn và có dạng thấu kính, thấm kém Trong đó có cáctầng sản phẩm 1, 2, 3, 4, và 5 Phức hệ này cho lưu lượng thay đổi từ 0,

áp suất vỉa cao tới 0,172at/m

- Phức hệ Trà Cú: Đây là các vỉa cát độ hạt trung bình, đôi chỗ ởcánh phía bắc hạt bị nứt nẻ, các trầm tầng sản phẩm 6, 7, 8, 9 và 10 lưu

- Phức hệ móng: Đây là đá granitoid bị phong hoá và nứt nẻ mạnh độhang hốc lớn, gặp trong rất nhiều giếng khoan ở vòm bắc và vòm trungtâm Lưu lượng lớn nhất ở phần đỉnh vòm trung tâm có thể đạt đến

lượng thấp chỉ đạt 4m3/ ngđ

1.3 Địa chất giếng khoan và ảnh hưởng của nó tới công tác khoan 1.3.1 Địa chất giếng khoan

Giếng khoan БT19 nằm ở phía Đông Bắc của vòm Bắc của mỏ BạchT19 nằm ở phía Đông Bắc của vòm Bắc của mỏ Bạch

Hổ, đây là giếng thăm dò bổ sung, nhằm đánh giá lại trữ lượng hiện tại củakhu vực mỏ, nếu trữ lượng lớn có thể chuyển thành giếng khai khác và pháttriển hệ thống giếng khoan ở khu vực này để xây dựng giàn khai thác Đốitượng thăm dò của giếng БT19 nằm ở phía Đông Bắc của vòm Bắc của mỏ BạchT19 là các thành hệ trầm tích Mioxen hạ (điệpBạch Hổ), Oligoxen trên (điệp Trà Tân), Oligoxen dưới (điệp Trà Cú) vàtầng Móng

Đặc điểm địa chất của giếng khoan БT19 nằm ở phía Đông Bắc của vòm Bắc của mỏ BạchT19 mang đầy đủ những yếu tố như

đã nêu trong phần địa chất vòm Bắc và địa chất chung của mỏ Bạch Hổ.Ranh giới địa tầng của giếng БT19 nằm ở phía Đông Bắc của vòm Bắc của mỏ BạchT19 được dự kiến như sau:

- Từ 85- 710m là trầm tích Đệ Tứ và Neogen

- Từ 710- 1300m là trầm tích Mioxen trên

- Từ 1300- 2230m là trầm tích Mioxen trung

A.S vỉaG/Cm3

1.3.3 Dự báo các phức tạp có thể xảy ra trong khi khoan

Qua kết quả nghiên cứu địa chất và từ thực tế khoan các giếng lân cậncho thấy các phức tạp địa chất có thể gặp phải khi thi công giếng như sau:

khoan

đá bở rời dẫn đến kẹt mút

- Từ 3250m – 4670m có thể xảy ra mất nước, trương nở, bở rời, bóhẹp thành giếng dẫn đến kẹt mút.

Khi khoan đến độ sâu 2960m trở xuống dầu khí bắt đầu xuất hiện, vìvậy đó cũng có thể là nguyên nhân gây ra các phức tạp khác trong quá trìnhkhoan

1.4 Cấu trúc cột địa tầng giếng khoan БT19 nằm T19

2900 2960 2800 2600 2400

2700 2500 2300 2100 2000 1900 1800 1700 1500 1400 1300 1100

500 400 200

1600

4100 3800 2200

300

600 710 800 900 1000

1200

4500

4280 4400

4800 4600

5000 4900

(m)

RANH GIỚI ĐỊA TẦNG

Chương 2:

LỰA CHỌN CẤU TRÚC GIẾNG KHOAN, PROFIN GIẾNG

KHOAN

2.1 Các thông số cơ bản của giếng khoan БT19 nằm T19.

Tên giếng khoan: БT19 nằm T 19

Khu vực xây dựng giếng: Nằm ở lô 9 – 1 phía Đông Bắc trên vòmBắc của mỏ Bạch Hổ thuộc bồn trũng Cửu Long

Độ lệch đáy: 1150m

Góc phương vị giếng khoan: 161,50

Độ sâu mực nước biển: 45m

Đối tượng khoan thăm dò chính: Đá Móng

Chiều sâu thiết kế: 5180m

Đường kính ống chống lửng: 194mm

Đường kính thân trần: 165,1mm

2.2 Cơ sở tính toán lựa chọn cấu trúc giếng khoan

Lựa chọn cấu trúc giếng khoan là một việc quan trọng nhằm nâng cao hiệu quả thi công giếng khoan và đảm bảo cho quá trình khai thác sau này Ta phải chọn cấu trúc giếng sao cho phải đảm bảo được yêu cầu là thả được ống chống khai thác để tiến hành khai thác bình thường Đồng thời ta phải xuất phát từ tài liệu địa chất khu vực thi công giếng khoan БT19 nằm ở phía Đông Bắc của vòm Bắc của mỏ BạchT19.Cấu trúc giếng khoan trên biển phải đảm bảo các yếu tố sau:

- Ngăn cách hoàn toàn nước biển, giữ ổn định thành và thân giếng khoan để việc kéo thả các bộ khoan cụ, các thiết bị khai thác, sửa chữa ngầm được tiến hành bình thường

- Chống hiện tượng mất dung dịch khoan

Giếng khoan phải làm việc bình thường khi khoan qua tầng có áp suấtcao và tầng sản phẩm có áp suất vỉa nhỏ hơn so với tầng có áp suất cao phía trên

- Bảo vệ thành giếng khi có sự cố phun.

- Đường kính của cột ống khai thác cũng như các cột ống chống khác phải là cấp đường kính nhỏ nhất, đơn giản và gọn nhẹ nhất trong điều kiện cho phép của cấu trúc giếng

- Cấu trúc giếng phải phù hợp với yêu cầu kỹ thuật, khả năng cung cấpthiết bị, đảm bảo độ bền và an toàn trong suốt quá trình khai thác cũng như sửa chữa giếng sau này Nói tóm lại nó phải phù hợp với điều kiện địa chất,công nghệ và thích hợp với khả năng thi công

- Từ những yêu cầu trên, căn cứ vào tài liệu địa chất và kinh nghiệm thi công các giếng khoan trước đó ta lựa chọn cấu trúc giếng khoan như sau:

1 ống định hướng(ống chống cách nước),

1 ống dẫn hướng,

2 ống chống trung gian,

1 ống chống lửng

2.3 Lựa chọn cấu trúc giếng khoan

2.3.1 Các cột ống chống, chiều sâu thả và chiều sâu trám ximăng

* Ống định hướng

Ống này có tác dụng định hướng ban đầu cho lỗ khoan, ngăn cản sựsập lở của đất đá và sự ô nhiễm của dung dịch khoan đối với tầng nước trênmặt Tạo kênh dẫn cho dung dịch chảy vào máng Bảo vệ không cho dungdịch xới sập nền khoan và móng thiết bị Nó là ống chống đầu tiên đóng vaitrò ống cách nước

Với mục đích và yêu cầu như trên, dựa vào cột địa tầng củagiếng khoan ta sẽ chống ống đến chiều sâu 40m tính từ đáy biển, tức là35+45+40=120m tính từ bàn rôto và được trám xi măng toàn bộ cột ống

* Ống dẫn hướng

Ống này có tác dụng ngăn cho thành lỗ khoan ở phần trên không bị

sập lở, bảo vệ các tầng nước trên mặt khỏi bị ô nhiễm bởi dung dịch khoan.Đóng vai trò 1 trụ rỗng trên đó có lắp các thiết bị miệng giếng như: Đầu ống chống, thiết bị chống phun, treo toàn bộ các cột ống chống tiếp theo và một phần thiết bị khai thác.

Cột ống dẫn hướng chịu toàn bộ trọng lượng nén của các cột ốngchống tiếp theo do vậy nó phải được trám xi măng toàn bộ chiều dài vàphần nhô lên mặt phải đủ bền Ta sẽ chống ống này đến chiều sâu 300m, vàtrám xi măng toàn bộ cột ống

* Ống trung gian thứ nhất

Ống này có tác dụng bảo vệ giếng khoan từ chân đế ống chống dẫnhướng đến tầng đất đá ổn định, chống lại sự sập lở của tầng Mioxen muộn.Căn cứ theo cột địa tầng thì từ dưới 300m đến 1500m có nhiều tập đất đácát pha sét hạt trung, là đất đá mềm bở rời dễ sập lở và ở độ sâu khoảng1620m đến 1820 là tầng cát tương đối dày nên cần phải chống ống để tiếptục khoan đến chiều sâu thiết kế Ống này được thả từ miệng giếng đếnchiều sâu 1500m và ta trám toàn bộ cột ống nhằm cách ly toàn bộ các tậpđất đá bên trên, gia cố cho giếng khoan bền vững và đảm bảo bền cho ốngchống

* Ống chống trung gian thứ hai

Ống này được thả từ trên mặt đến nóc của tầng Oligoxen thượng, bởi

vì khi ở tầng Mioxen hạ đất đá bắt đầu có độ dốc từ 10 - 150 nên trong quátrình khoan do xâm nhập của dung dịch, do tác động của bộ dung cụ khoannên thành giếng thì sẽ gây mất ổn định thành giếng dẫn đến kẹt mut bộkhoan cụ Ngoài ra trong tầng này áp suất vỉa bắt đầu tăng ( Pv=1,06 – 1,3

Ptt ) do do để khoan tiếp được ta phải khống chế được tầng này để khoanđược tầng Oligoxen phía dưới có góc dốc của dất đá và áp suất vỉa cao hơn

Vì vậy ta sẽ chống ống đến chiều sâu 3250m,trám xi măng toàn bộ cột ống

* Ống chống lửng.

Sau khi đã chống ống đến nóc của tầng Oligoxen ta tiến hành khoan

hết tầng Oligoxen trên và dưới, trong khoảng này có áp suất vỉa và áp suất

vỡ vỉa có sự chênh lệch nhỏ nên ta sẽ dùng dung dịch để khống chế sự khácnhau đó và tiến hành khoan qua tầng Oligoxen đến nóc của tầng móng, khinào gặp đá ổn định ta sẽ dừng lại và chống ống lửng Dự kiến sẽ khoan đến

độ sâu 4670m và chống ống lửng từ độ sâu 2800m đến 4670m rồi trám ximăng toàn bộ cột ống

2.3.2 Tính toán đường kính ống chống và choòng khoan

Nguyên tắc của việc tính toán đường kính ống chống và đườngkính choòng là bắt đầu từ đường kính của ống chống khai thác để tính toánđường kính của các choòng khoan và các ống chống phía ngoài Việc tínhtoán phải đảm bảo cho quá trình khoan cũng như quá trình thả các ốngchống được tiến hành thuận lợi

* Công thức tính toán đường kính choòng khoan:

Dc – là đường kính của choòng khoan để khoan cấp đường kính tiếp theo

Từ hai công thức trên ta tính đường kính của choòng và ống chống

* Đoạn giếng thân trần

Giếng khoan БT19 nằm ở phía Đông Bắc của vòm Bắc của mỏ BạchT19 được dự tính nếu quá trình thăm dò mà trữ lượng

đủ điều kiện về khai thác thì sẽ khai thác ở dạng thân trần, đoạn mở vỉa sảnphẩm được khoan từ chiều sâu 4670m đến 5180m Theo yêu cầu về thăm

dò cũng như về khai thác thì đoạn giếng này ta lựa chọn choòng khoan cóđường kính 6 1/2" (165,1mm)

194 có thể thực hiện được bằng choòng khoan có đường kính bằng 215,9

mm (đường kính giếng khoan sẽ bằng 237, 5 mm với hệ số mở rộng thành

là 1,1) Như vậy ta chọn choòng khoan để chống ống 194 là: Dc.1 = 215,9

mm (8 1/2")

* Ống chống trung gian thứ hai.

- Đường kính trong ống chống trung gian thứ hai:

- Đường kính trong của ống chống trung gian thứ nhất:

Như vậy ta có bảng tổng kết của công việc lựa chọn đường kính choòngkhoan, đường kính ống chống, chiều sâu thả và chiều cao trám xi măng như

sau:

Bảng 2-1: Cấu trúc giếng khoan БT19T19

Tên ống chống

Đườngkínhốngchống(mm)

Đườngkính choòng khoan (inc)

Chiều sâuthảống (m)

Chiều cao trám xi măng (m)

800 900 1000

1200

4500

4280 4400

4800 4600

5000 4900

(m)

RANH GIỚI ĐỊA TẦNG

3250

1500

300 120

3070

2900 2960 2800 2600 2400

2700 2500 2300 2100 2000 1900 1800 1700 1500 1400 1300 1100

500 400 200

1600

4100 3800 2200

300

600 710

Hình 2-1: Cấu trúc giếng БT19T19

2.4 Lựa chọn và tính toán profile giếng khoan.

2.4.1 Mục đích và yêu cầu của việc thiết kế profile giếng khoan.

Để đảm bảo hiệu quả kinh tế cao, số lượng ống chống ítnhất, ít xảy ra sự cố khi thi công cắt góc xiên, hệ số thu hồi sản phẩm củavỉa là lớn nhất, đồng thời để các giếng khoan không trùng nhau khi thựchiện công tác khoan người ta thường thi công các giếng khoan nghiêng vớidạng profile phù hợp với các điều kiện địa chất của giếng, phù hợp với điềukiện kỹ thuật và công nghệ của giàn khoan

Để đạt được mục đích này profile giếng khoan đượcchọn cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Giảm tối đa các hiện tượng phức tạp trong quá trình thi công

- Đạt độ sâu, khoảng dịch đáy và góc để tiếp cận vỉa sản phẩm theoyêu cầu đã đề ra

- Thân giếng đảm bảo khoan nhanh, chất lượng và có độ cong ít nhất

- Đảm bảo quá trình khoan và chống ống an toàn với dạng profilegiếng khoan đã lựa chọn

2.4.2 Chọn dạng profile cho giếng БT19 T19

2.4.2.1 Các dạng profile giếng khoan

Thực tế khoan dầu khí hiện nay đang sử dụng 5 dạng profile sau:

1 Dạng quĩ đạo tiếp tuyến (hình 2-2a): Dạng quĩ đạo tiếp tuyến đảmbảo khoảng lệch ngang cực đại của thân giếng so với phương thẳng đứngtrong trường hợp góc nghiêng của thân giếng khoan nhỏ nhất Dạng quĩ đạo

này được sử dụng cho các giếng khoan xiên định hướng với khoảng lệchđáy giếng lớn so với phương thẳng đứng, cũng như khoan nhóm giếng cóchiều sâu cắt xiên lớn.

2 Dạng quĩ đạo hình chữ J (hình 2-2b): Sử dụng có hiệu quả ở các

mỏ dầu khi bộ khoan cụ đáy làm việc trong trạng thái ổn định ở các khoảng

ổn định góc nghiêng của quĩ đạo giếng Mặt khác, dạng quĩ đạo còn được

sử dụng khoan đoạn thân giếng nằm trong vỉa sản phẩm với góc nghiêngcực đại tới 900; có thể sử dụng cho các giếng khoan ngang và các giếng màchiều dày hiệu dụng của vỉa sản phẩm mỏng hoặc các giếng cần tăng chiềudày hiệu dụng

3 Dạng quĩ đạo hình chữ S (hình 2-2c, 2d, 2e): Được sử dụng trongtrường hợp khi mở vỉa sản phẩm thân giếng phải thẳng đứng và cũng nhưkhi thiết kế giếng khoan sâu (chiều sâu thẳng đứng gần bằng 5000m)

2.4.2.2 Chọn dạng profile giếng khoan cho giếng

Căn cứ vào điều kiện địa chất, đối tượng thăm dò khai thác và vớikhoảng lệch đáy lớn 1150m so với chiều sâu của giếng ta chọn profilegiếng khoan dạng quĩ đạo tiếp tuyến để khoan cho giếng БT19 nằm ở phía Đông Bắc của vòm Bắc của mỏ BạchT19

Dạng quĩ đạo tiếp tuyến có 3 đoạn: đoạn thứ nhất thẳng đứng cóchiều sâu H1, đoạn thứ hai thực hiện cắt xiên lấy góc H2, đoạn thứ ba ổnđịnh góc nghiêng đến chiều sâu thiết kế giếng 5180m

Theo như cột địa tầng thì từ chiều sâu 80m-2800m là đất đá khôngđồng nhất, nhiều lớp đất đá có tính chất cơ lý khác nhau nằm chồng lênnhau, có góc dốc nhỏ nên việc thi công cắt xiên trong đoạn này sẽ đạt hiệuquả thấp do khó điều chỉnh đúng hướng, đúng góc xiên Từ 2900m là tầngMioxen hạ đến 5180m là tầng móng đất đá ổn định đồng nhất, có góc dốccủa vỉa vào khoảng 10 - 200, đây là yếu tố thuận lợi cho việc cắt xiên, dễđiều chỉnh hướng, lấy góc xiên và ổn định góc xiên Vậy ta chọn chiều sâucắt xiên H1=2800m

Cường độ tăng góc nghiêng dự tính là i=1,850/30m

2.4.3 Tính toán profile giếng khoan.

2.4.3.1 Các giá trị ban đầu của giếng để tính toán profile gồm.

- Chiều sâu thiết kế giếng theo phương thẳng đứng H0=5180m

- Khoảng lệch đáy giếng theo phương nằm ngang S=1150m

- Chiều sâu bắt đầu cắt xiên H1=2800m

- Cường độ tăng góc nghiêng là i=1,80/30m

2.4.3.2 Xác định các thông số của profile giếng khoan

- Bán kính cong R2

- Góc cong của giếng khoan α

- Độ sâu đoạn cắt xiên H2.

- Khoảng dịch đáy đoạn cắt xiên S2

- Độ sâu đoạn ổn định góc nghiêng H3

- Khoảng dịch đáy đoạn ổn định góc nghiêng S3

- Chiều dài thân giếng L

* Xác định bán kính cong đoạn tăng góc nghiêng R2

2 2

2

) (

2 )

( arccos

H S R

SR S

H H S R R

Bảng 2-2 các thông số của profile giếng БT19T19

(m)

Chiều dài thân (m)

Khoảng dịch đáy (m)

DỤNG CỤ KHOAN

3.1 Lựa chọn phương pháp khoan

Giếng khoan БT19 nằm ở phía Đông Bắc của vòm Bắc của mỏ BạchT19 được thi công trên giàn mang tên Cửu Long của

Xí ngiệp Vietsovptro, đây là giàn tự nâng Vì vậy ở đây chỉ dùng 2 phươngpháp khoan đó là: Khoan bằng động cơ Top Drive và khoan bằng động cơđáy.

3.1.1.Phương pháp khoan bằng động cơ Top Driver

Ưu điểm:

Khoan bằng động cơ Top Drive cũng hoạt động dựa trên nguyên lýtương tự như trong phương pháp khoan Rotor, chuyển động xoay đượctruyền tới choòng khoan thông qua cột cần khoan để phá huỷ đất đá Tuynhiên chuyển động xoay này được truyền từ động cơ Top Drive, thay vìđược truyền động từ bàn roto như trong phương pháp khoan Rotor Chính

vì vậy, khoan bằng động cơ Top Drive có các đặc điểm sau:

- Các thông số chế độ khoan có thể được điều chỉnh độc lập và hợp

lý trong quá trình khoan để đảm bảo sự làm việc tối ưu của choòng khoantrong các điều kiện đất đá khác nhau

- Yêu cầu về công suất của máy bơm khoan trong khoan bằng động

cơ Top Drive không cần lớn như trong phương pháp khoan bằng động cơđáy, đồng thời các thiết bị trên bề mặt cũng đơn giản, dễ bảo dưỡng và sửachữa

- Khoan bằng động cơ Top Drive cho phép truyền tải trọng đáy lớn

và đạt hiệu quả cao khi khoan ở độ sâu từ nhỏ đến trung bình

- Khoan bằng động cơ Top Drive cho phép giảm thời gian tiếp cần

và khắc phục sự cố do kẹt bộ dụng cụ hiệu quả hơn so với khoan Rotor Dokhông cần sử dụng càn chủ đạo, vì vậy nó vừa quay vừa nâng

Nhược điểm:

- Trong quá trình khoan gây mất mát công suất do lực ma sát giữacột cần khoan và thành giếng khoan, có khi làm tăng sự cố đối với cần

khoan do ứng suất sinh ra trong quá trình làm việc Vì vậy trong khoanđịnh hướng rất hạn chế sử dụng.

- Phải lắp đặt một hệ thống dẫn hướng trong tháp đẻ làmd mất mômen cản

- Phải gia cố kết cấu tháp do có lực xoắn phụ

- Phải có các ống mềm hoặc cáp tảI điện phụ trong tháp khoan

- Tăng đáng kể khối lượng trên cao

- Tăng giá thành thiết bị

3.1.2 Phương pháp khoan động cơ đáy ( Turbine )

Ưu điểm:

- Sử dụng năng lượng của dòng chảy dung dịch để làm quay choòngkhoan được lắp ngay bên dưới Turbine nhờ các cánh Turbine lắp ngay bêntrong Cột cần khoan không quay nó có nhiệm vụ truyền nước rửa từ bềmặt xuống đáy giếng khoan để cho Turbine làm việc Ngoài ra cần khoancòn định vị Turbine, kéo thả bộ dụng cụ đáy … Vì vậy, ứng suất phát sinhtrong quá trình khoan của cột cần nhỏ (đặc biệt là ứng suất xoắn và ứngsuất uốn …) do đó mà giảm được sự cố về đứt cần khoan, tránh mài mòncác bộ phận của cột cần và thiết bị quay trên mặt

- Đặc điểm của phương pháp này là thuận lợi trong quá trình khoanđịnh hướng

Nhược điểm:

- Đặc tính làm việc của Turbine là số vòng quay lớn, điều này rất hạnchế khi sử dụng choòng chóp xoay, thời gian làm việc ngắn do sự mài mònnhanh của ổ tựa

- Ở những hệ tầng đất đá đòi hỏi mômen phá đá lớn thì một số loạiTurbine thông thường không đạt yêu cầu này

- Vùng làm việc ổn định của số vòng quay Turbine hẹp nên ra ngoàigiới hạn này Turbine có thể ngừng làm việc

- Trong khoan Turbine, công suất thuỷ lực lớn Do vậy, khi khoanchế độ vòi thuỷ lực sẽ kém hiệu quả, phức tạp, cồng kềnh phải làm việc vớicông suất lớn Điều này giới hạn chiều sâu làm việc của Turbine.

- Những chi phí cho quá trình bảo dưỡng, bảo quản cao làm tăng giáthành một mét khoan

3.1.3 Chọn phương khoan cho từng khoảng khoan.

Căn cứ vào ưu điểm, nhược điểm của từng phương pháp khoan, đặcđiểm địa chất dự kiến qua mặt cắt giếng khoan, hình dạng thân giếngkhoan Ngoài ra ta còn xét đến điều kiện kinh tế và kỹ thuật ở vùng mỏ Vìvậy, để đảm bảo các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật cho giếng khoan Ta cóthể lựa chọn phương pháp khoan cho từng khoảng khoan như sau:

- Từ 80 đến 2800m: Ta sử dụng phương pháp khoan bằng động cơTop Driver

- Từ 2800m đến 4280m: Ta sử dụng phương pháp khoanbằng động cơ đáy

- Từ 4280m đến 5180m: Ta sử dụng phương pháp khoan bằngđộng cơ Top Driver

3.2 Lựa chọn tổ hợp thiết bị khoan

Để lựa chọn các tổ hợp thiết bị khoan phục vụ cho quá trình thi cônggiếng khoan ta căn cứ vào các yếu tố cơ bản sau:

-Yếu tố kỹ thuật: Phương pháp khoan, chiều sâu tiến hành khoan, sức nâng cực đại trên móc nâng …

-Yếu tố kinh tế: Giảm tối đa chi phí về thời gian, nguyên vật liệu cho quá trình khoan dẫn đến giảm giá thành 1 m khoan

Phù hợp với điều kiện khoan trên biển, khí hậu môi trường vùng mỏ.Ngoài ra còn phải dựa vào tay nghề trình độ của công nhân, kỹ sư khoan.Đảm bảo an toàn trong quá trình làm việc

(Ở đây do theo đề tài ta thiết kế thi công giếng cho giàn hiện có, vìvậy không đưa công thức tính tải trọng móc nâng, mà ta chỉ đưa ra các

thông số kỹ thuật của các thiết bị đã được trang bị trên giàn Việc kiểm tra

sẽ được trình bày ở phần kiểm toán)

Hiện nay, trên giàn khoan tự nâng Cửu Long của Vietsovpetro được trang

bị một số thiết bị khoan như sau:

- Tải trọng lên móc nâng cực đại: 500T

- Khoảng dịch theo phương dọc của tháp lớn nhất là: 12190mm

- Khoảng dịch theo phương ngang của tháp là: 2 x 3660mm

3.2.2.Tời khoan và thiết bị dẫn động tời khoan.

* Tời khoan:

Tời khoan được sử dụng để kéo thả cần khoan, thả ống chống, treođộng cơ Top Drive và cột cần khoan khi khoan Các thông số về tời khoannhư sau:

- Công suất lớn nhất: 2000hp

- Chiều sâu khoan được: 6706m

- Sức nâng định mức cực đại: 500T

- Số tốc độ của tời: 4

- Đường kính rãnh cuốn cáp tời: 1 3/8''

- Kích thước tang tời: 30'' x 56''

+ Đặc điểm dẫn động: Diezen một chiều

+ Đặc điểm chuyền động: Bộ giảm tốc bánh răng hai cấp khớpnối thủy lực

- Động lực phụ trợ: 2 x 350 Kw (diezen)

- Động lực dự phòng: 12 x 300 Kw (diezen)

3.2.3.Động cơ Top Drive:

Động cơ này dùng để quay cột cần khoan, giữ cột cần khoan khi kéothả và các công tác phụ trợ khác Động cơ Top Drive có các thông số nhưsau:

- Nhãn hiệu NATIONAL -12P-160

- Công suất cực đại: 1500HP

- Tải trọng cực đại: 500T

- Số tốc độ: 4

- Tốc độ quay không tải cực đại: 1200v/p

3.2.4.Máy bơm khoan.

Máy bơm này được dẫn động bởi động cơ điện và có các thông số kỹthuật như sau:

- Nhãn hiệu NATIONAL -12P-1600

- Công suất định mức với tốc độ quay định mức 120v/p: 1600HP

- Khoảng chạy của piston: 304,8mm

3.2.6 Động cơ dẫn động và máy diezen.

Động cơ dẫn động bằng diezen có công suất 880 kw có thể khoanđến chiều sâu 5500m

Ta chọn 3 động cơ dẫn động bằng diezen, trong đó hai máy hoạtđộng liên tục và một máy dự phòng sự cố về máy để có thể thay thế màkhông ảnh hưởng đến tiến độ thi công

3.2.7 Hệ thống tuần hoàn dung dịch.

Hệ thống tuần hoàn dung dịch bao gồm các thiết bị sau:

- Máy bơm khoan Y8-6MA2

- Thiết bị lọc cát (Hình 3-1): + Lọc thô 212-8*8- Swco

3.2.8 Thiết bị đối áp (BOP).

Trong khi khoan cần cố gắn giữ chất lưu trong thành hệ đã khoanqua Dung dịch tuần hoàn trong giếng sẽ đảm nhận vai trò này cho đến khi

áp suất thủy tĩnh của nó nhỏ hơn áp suất chất lưu gặp phải Như vậy yếu tố

đầu tiên khống chế giếng luôn là cột dung dịch khoan có tỷ trọng thích hợp.Thiết bị đối áp là thiết bị bảo vệ thứ hai để ngăn chặn sự phun của chất lưutrong vỉa khi khoan vào tầng áp suất tăng đột ngột chưa kịp điều chỉnhdung dịch phù hợp với áp suất vỉa.

- Thiết bị đối áp cho phép đóng giếng khi vẫn còn cột cần khoantrong giếng

- Chứa và khống chế chất lưu phun từ giếng cho tới khi có một cộtdung dịch khoan với những đặc tính thích hợp làm cân bằng áp suất đáy

Thiết bị đối áp đặc biệt rất cần thiết đối với các giếng khoan thăm dò,giếng khoan ở cấu tạo mới, các giếng khoan sâu,… hoặc khi khoan mở vỉa,gọi dòng sản phẩm, kéo cột cần khoan….Hiện nay trên giàn tự nâng CửuLong của Vietsovpetro được trang bị các loại BOP sau:

- Hệ thống BOP – 21 1/4":

+ 21 1/4" - 5000WP Cameron: Đối áp vạn năng

+ 21 3/4" - 2000WP Cameron: Loại ‘U-7 :1’ đối áp ngàm + 21-3/4” - 2000WP Cameron : Loại ‘U-7 :1’ đối áp cắtcần

- Hệ thống BOP – 13 5/8":

+ 13 5/8" - 5000WP Cameron: Đối áp vạn năng

+ 21 3/4" - 1000WP Cameron: Loại ‘U-7 :1’ đối áp ngàm + 21-3/4” - 1000WP Cameron : Loại ‘U-7 :1’ đối áp cắtcần

3.3 Lựa chọn bộ khoan cụ cho từng khoảng khoan

Trong quá trình thi công giếng khoan, bộ khoan cụ với mục đích pháhủy đất đá nhằm tạo được thân giếng khoan theo đúng thiết kế Do đó bộkhoan cụ phải đảm bảo được yêu cầu và những nhiệm vụ sau:

- Nâng cao chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khoan

- Đảm bảo sự cứng vững, định hướng tốt trong quá trình khoan

- Bảo đảm lưu thông, vận chuyển mùn khoan, giảm tối đa sự cố có

thể xảy ra trong quá trình khoan.

- Tổn thất thủy lực nhỏ nhất

- Các bộ khoan cụ đơn giản, thuận tiện trong quá trình khoan, phùhợp với điều kiện thực tế mỏ

3.3.1 Lựa chọn choòng khoan cho từng khoảng khoan

Để lựa chọn choòng khoan phù hợp cho từng khoảng khoan nhằmnâng cao hiệu quả phá hủy đất đá và đẩy nhanh tiến độ thi công giếngkhoan người ta thường lựa chọn choòng khoan dựa vào các yếu tố sau:

- Độ cứng của đất đá: Các loại choòng khoan khác nhau có cơ chếphá hủy đất đá khác nhau Choòng chóp xoay phá hủy đất đá theo cơ chếcắt vỡ và mài mòn, choòng cánh dẹt phá hủy đất đá theo cơ chế cắt, choòngkim cương phá hủy đất đá theo cơ chế mài mòn Chính vì vậy tùy theo cácloại đất đá khác nhau mà ta sử dụng các loại choòng khoan cũng khác nhau

+ Đất đá mềm dẻo sẽ thích hợp cho cơ chế phá hủy cắt nênchoòng cánh dẹt thích hợp để khoan qua tầng đất đá này

+ Đất đá có độ cứng cao sẽ không thích hợp cho cơ chế cắt,choòng kim cương được sử dụng để khoan vào tầng đất đá cứng đến rấtcứng theo cơ chế mài mòn

+ Choòng chóp xoay phá hủy đất đá với cơ chế cắt vỡ và màimòn nên đối tượng phá hủy của loại này đa dạng hơn Loại choòng chópxoay có thể được lựa chọn để phá hủy đất đá từ mềm bở rời đến cứng và rấtcứng Tuy nhiên với đất đá cứng thì hiệu quả sử dụng choòng chóp xoaykhông bằng choòng kim cương

- Hệ dung dịch: Loại dung dịch khoan và các đặc tính của nó có ảnhhưởng đến tốc độ khoan nhờ khả năng rửa sạch đáy giếng khoan Mặt khác

áp suất đáy do cột dung dịch khoan tạo ra luôn lớn hơn áp suất thành hệ,điều này làm giảm hiệu quả phá hủy đất đá của choòng

- Phương pháp khoan: Các phương pháp khoan khác nhau sẽ có cácthông số chế độ khoan khác nhau, do đó tùy thuộc vào từng phương pháp

khoan mà ta lựa chọn choòng khoan cho phù hợp Khi lựa chọn choòngkhoan cần lưu ý những đặc điểm sau.

+ Choòng kim cương chịu lực cắt và va đập thấp, do đó khikhoan choòng kim cương phải khoan với tải trọng thấp Tiến độ khoan củachoòng kim cương lớn làm giảm thời gian kéo thả khi phải thay choòng làmột tích cực khi sử dụng choòng kim cương

+ Đối với choòng PDC: Khi sử dụng phương pháp khoan bằngđộng cơ đáy nên dùng choòng có số răng nhiều hơn để trung hòa sự màimòn do tốc độ quay lớn Khi khoan bằng phương pháp roto (hoặc Topdriver) nên dùng choòng có hệ thống vòi phun nhằm mở đáy giếng khoan

và mặt choòng

Với các cơ sở trên và kinh nghiệm khi khoan ở những giếng khoan

có điều kiện địa chất tương tự ta chọn choòng khoan tương ứng với từngkhoảng khoan như sau:

- Khoảng từ 2150 – 2800m : chọn choòng 3chóp xoay (IADC), có

Ký hiệuchoòng

Đườngkínhchoòng(mm)

Số lượng(chiếc)

Số lượng,đường kính vòiphun (mm)

2

3x14,3+1x12,73x14,3+1x12,7

2

3x12,73x11.1

6 1/2" 3 БT19 nằm ở phía Đông Bắc của vòm Bắc của mỏ Bạch/H

3.3.2 Cấu trúc bộ khoan cụ cho từng khoảng khoan.

Cột cần khoan là dụng cụ dùng để nối choòng khoan với thiết bị đặttrên bề mặt, nó dùng để truyền động quay từ bàn roto cho choòng khoan.Trong quá trình làm việc, tải trọng tác dụng lên cột cần khoan bao gồm tảitrọng tĩnh và tải trọng động gồm: lực kéo do trọng lượng cột cần, nến uốn

do đặt cần khoan lên đáy, xoắn do quay cần khoan gây ra, lực ma sát vớithành giếng khoan, lực quán tính và các dao động sinh ra mỏi Trong quátrình làm việc các lực này luôn thay đổi, càng gần miệng lỗ khoan thì tảitrọng càng cố định dần Cột cần khoan bao gồm các bộ phận sau:

+Cần chủ đạo: thường là cần vuông để khớp với bàn xoay roto nhận

kính cần dựng Nhằm bảo vệ đầu nối của các thiết bị và cần khoan (Hìnhb3-5)

+ Cần nặng: Gồm nhiều cấp đường kính và nhiều loại khác nhaunhư: cần nặng xoắn, cần nặng không nhiễm từ, cần nặng nhôm, cần nặngthường

+ Búa thủy lực: lắp cùng cần, có tác dụng gây xung lực giật cột cầnlên khi cứu kẹt, có đường kính bằng đường kính cần nặng (hình3-8)

* Lựa chọn bộ khoan cụ cho từng khoảng khoan

Công tác thiết kế bộ dụng cụ khoan phù hợp với các khoảng khoan làmột yếu tố quan trọng đảm bảo thi công giếng khoan theo đúng quĩ đạothiết kế, giảm các phức tạp một cách đáng kể khi khoan, nâng cao hiệu quảkinh tế và kỹ thuật của giếng khoan