Chất thải nguy hại từ hoạt động khai thác dầu khí

Luận văn về chất thải nguy hại từ hoạt động khai thác dầu khí

Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm 1 – DH05MT

MỤC LỤC

Chương 1 TỔNG QUAN NGÀNH DẦU KHÍ VÀ HOẠT ĐỘNG THĂM DÒ – KHAI THÁC 2

Chương 2 CÔNG NGHỆ KHOAN THĂM DÒ VÀ KHAI THÁC 4

2.1 Khoan giếng thăm dò 4

2.2 Trám xi măng 5

2.3 Bắn mở vỉa 5

2.4 Lắp đặt thiết bị khai thá c 6

2.5 Gọi dòng sản phẩm 7

2.6 Khảo sát giếng 7

2.7 Thử vỉa 8

2.8 Duy trì áp suất vỉa 9

2.9 Khai thác 10

Chương 3 CHẤT THẢI NGUY HẠI TỪ HOẠT ĐỘNG THĂM DÒ – KHAI THÁC DẦU KHÍ VÀ CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ 12

3.1 Mùn khoan và dung dịch khoan 12

3.2 Nước vỉa: 19

3.3 Nước thải nhiễm dầu 20

3.4 Khí đồng hành trong lọc dầu 24

Chương 4 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 27

TÀI LIỆU THAM KHẢO 27

Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm 1 – DH05MT

Chương 1 TỔNG QUAN NGÀNH DẦU KHÍ VÀ HOẠT ĐỘNG THĂM DÒ – KHAI THÁC

Qua tìm kiếm thăm dò cho đến nay, các tính toán dự báo đã khẳng định tiềm năng dầu khí Việt Nam tập trung chủ yếu ở thềm lục địa, trữ lượng khí thiên nhiên có khả năng nhiều hơn dầu Với trữ lượng đã được thẩm định, nước ta có khả năng tự đáp ứng được nhu cầu về sản lượng dầu khí trong những thập kỷ đầu tiên của thiên niên kỷ thứ 3

Tổng tiềm năng dầu khí tại các bể trầm tích: Sông Hồng, Phú Khánh, Nam Côn Sơn, Cửu Long,

Ma lay - Thổ Chu, Vùng Tư Chính - Vũng Mây đã được xác định tiềm năng và trữ lượng đến thời điểm này là từ 0,9 đến 1,2 tỷ m3 dầu và từ 2.100 đến 2.800 tỷ m3 khí Trữ lượng đã được xác minh là gần 550 triệu tấn dầu và trên 610 tỷ m3 khí Trữ lượng khí đã được thẩm lượng, đang được khai thác và sẵn sàng để phát triển trong thời gian tới vào khoảng 400 tỷ m3 Với các biện pháp đồng bộ, đẩy mạnh công tác tìm kiếm - thăm dò, khoảng từ 40 đến 60% trữ lượng nguồn khí thiên nhiên của nước ta sẽ được phát hiện đến năm 2010

Hiện nay, ngành Dầu khí nước ta đang khai thác dầu khí chủ yếu tại 6 khu mỏ bao gồm: Bạch

Hổ, Rồng, Đại Hùng, Hồng Ngọc, Rạng Đông, Bunga Kekwa - Cái Nước và chuẩn bị chính thức đưa vào khai thác mỏ khí Lan Tây - lô 06.l Công tác phát triển các mỏ Rạng Đông, Ruby và Emeral, Lan Tây - Lan Đỏ, Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng, Hải Thạch, Rồng Đôi, Kim Long, Ác Quỷ,

Cá Voi đang được triển khai tích cực theo chương trình đã đề ra, đảm bảo duy trì và tăng sản lượng khai thác dầu khí cho những năm tới Dự kiến, mỏ Sư Tử Đen (lô 15-1) sẽ được đưa vào khai thác trong quý 4 năm nay

Những phát hiện về dầu khí mới đây ở thềm lục địa miền Nam nước ta rất đáng phấn khởi, tăng thêm niềm tin và thu hút sự quan tâm của các nhà đầu tư là: lô 09-2, giếng Cá Ngừ Vàng - IX, kết quả thử vỉa thu được 330 tấn dầu và 170.000m3 khí/ngày Lô 16-l, giếng Voi Trắng-IX cho kết quả

420 tấn dầu và 22.000m3 khí/ ngày Lô 15.1, giếng Sư Tử Vàng – 2X cho kết quả 820 tấn dầu và giếng Sư Tử Đen – 4X cho kết quả 980 tấn dầu/ngày Triển khai tìm kiếm thăm dò mở rộng các khu mỏ Bạch Hổ, Rồng, Đại Hùng với các giếng R-10, 05- ĐH-10 cho kết quả 650.000m3 khí ngày đêm và dòng dầu 180 tấn/ngày đêm; Giếng R-10 khoan tầng móng đã cho kết quả 500.000

m3 khí/ngày đêm và 160 tấn Condensate/ngày đêm

Tính chung, 2 năm đầu thế kỷ mới, ngành Dầu khí nước ta đã thăm dò phát hiện gia tăng thêm trữ lượng trên 70 triệu tấn dầu thô và hàng chục tỷ m3 khí để tăng sản lượng khai thác trong những năm tiếp theo

Năm 2006, Tổng công ty Dầu khí Việt Nam bố trí kế hoạch khai thác 20,86 triệu tấn dầu thô quy đổi (tăng 1,5 triệu tấn so với mức đã thực hiện trong năm 2002) Đây là năm đầu tiên nước ta khai

Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm 1 – DH05MT thác trên 20 triệu tấn dầu thô quy đổi Trong đó có 17,6 triệu tấn dầu thô và 3,7 tỷ m3 khí thiên nhiên Dự kiến đến năm 2010, ngành Dầu khí nước ta sẽ khai thác từ trên 30 đến 32 triệu tấn dầu thô quy đổi, nhằm đáp ứng các ngành năng lượng và sản xuất công nghiệp của cả nước

Dầu khí Việt Nam đang trở thành một trong những lĩnh vực đầu tư nước ngoài sôi động: Nhiều tập đoàn dầu khí lớn đang có kế hoạch đầu tư và mở rộng hoạt động tại Việt Nam Ngoài số hợp đồng thăm dò khai thác được Tổng công ty Dầu khí Việt Nam (PetroVietnam) ký với các nhá thầu nước ngoài từ đầu năm đến nay, hai tập đoàn dầu khí lớn nhất đang hoạt động tại Việt Nam là BP

và ConocoPhillips cũng đang xúc tiến các kế hoạch mở rộng hoạt động

Cho đến nay, các loại sản phẩm dầu mỏ vẫn là nguồn nguyên liệu và nhiên liệu không thể thiếu được trong một xã hội công nghiệp, phục vụ đắc lực cho việc phát triển kinh tế xã hội Tuy nhiên, hoạt động dầu khí, đặc biệt là hoạt động thăm dò – khai thác tạo ra nhiều loại chất thải trong đó có những chất thải thuộc loại nguy hại cần được quản lý chặt chẽ để tránh hoặc hạn chế những tác động có hại tới môi trường, làm ô nhiễm môi trường biển

Ô nhiễm biển là việc đưa vào biển các chất hoá học hoặc sự biến đổi đặc trưng vật lý, hố học của môi trường biển Các chất ô nhiễm ảnh hưởng ở mức độ khác nhau lên đời sống sinh vật như:

- Giết chết các động thực vật đã trưởng thành

- Gây trở ngại các qúa trình sinh lý, đặc biệt là sinh sản

- Gây hại cho sự phát triển các ấu trùng

- Làm cho vùng biển không còn thích hợp cho sự phục hồi hoặc lắng đọng các cơ thể nuôi

- Phá vỡ hoặc thay đổi cấu trúc quần cư

Ô nhiễm biển do tràn dầu gây ra do các dàn khoan dầu khí trên biển cũng đáng lo ngại Riêng Việt Nam, hàng năm sản xuất khoảng 10 triệu tấn dầu từ các mỏ dưới lòng biển và lượng khí đồng hành đáng kể Quá trình khai thác, vận chuyển dầu khí vào kho chứa thường xảy ra những sự cố kỹ thuật làm tràn dầu ra biển Năm 1982, riêng mỏ Bạch Hổ, đã có 5 vụ tràn dầu làm thất thoát 85 m3 dầu ra biển Trên các dàn khoan dầu trên biển nước ta, hàng năm thải ra lượng mùn khoan khá lớn

và ngày càng gia tăng

Việc quan tâm, đưa ra các biện pháp quản lý hoạt động thăm dò và khai thác dầu khí sao cho vẫn đáp ứng được nhu cầu mà không hoặc hạn chế tác động xấu đến môi trường là yêu cầu cấp bách, đòi hỏi sự phối hợp giữa nhà nước và các doanh nghiệp trực tiếp hoạt động trong lĩnh vực này

Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm 1 – DH05MT

Chương 2 CÔNG NGHỆ KHOAN THĂM DÒ VÀ KHAI THÁC

Quy trình thăm dò, khai thác dầu thường tiến hành qua các bước sau:

- Khoan thăm dò

- Kết luận: kết luận có dầu hay không và dự đoán trữ lượng dầu có đủ khai thác không

- Khai thác

2.1 Khoan giếng thăm dò

Trước hết, nhóm kỹ sư sẽ dùng thiết bị khoan và khoan xuống một độ sâu đã xác định trước, độ sâu này nằm ở phía trên mức mà người ta cho rằng có dầu Quá trình khoan gồm có 5 bước cơ bản:

- Đặt mũi khoan, vòng đệm, ống khoan vào lỗ

- Nối thiết bị với mặt đĩa tròn và bắt đầu khoan

- Trong quá trình khoan, bùn sẽ bắn lên qua ống ra khỏi mũi khoan và đẩy các mẩu đá cắt ra khỏi

lỗ

- Nối thêm ống khoan khi lỗ càng khoét sâu

- Khi mũi khoan chạm tới độ sâu định trước, tháo ống khoan, mũi khoan và vòng đệm

Hạ cột ống chống khai thác

+ Cần hạ cột ống càng nhanh càng tốt, nhưng vận tốc thả cột ống cũng bị hạn chế tùy theo áp lực

dư mà nó gây lên đáy và thành giếng khoan

+ Khi hạ cột ống đến đáy, có thể điều chỉnh thành phần dung dịch tuần hoàn đồng thời thao tác nâng thả cột ống chống để làm cho các dụng cụ nạo thành giếng khoan hoạt động Việc tuần hoàn dung dịch dừng lại khi:

- Dung dịch không còn nâng mùn khoan lên nữa

- Lượng khí ít và không thay đổi

- Không có hiện tượng mất dung dịch và xâm nhập của chất lỏng

- Toàn bộ thể tích dung dịch khoan tuần hoàn là đồng nhất

Sau đó, nhanh chóng trát xi măng lớp vỏ đậy miệng khoan để ngăn không cho nó đổ sập xuống Quá trình khoan dầu tiếp tục theo các giai đoạn: khoan, trát miệng lỗ, rồi lại khoan cho đến khi thấy cát chứa dầu lộ ra Mũi khoan sau đó được đưa ra khỏi lỗ Người ta đưa các thiết bị cảm ứng xuống hố khoan để kiểm tra cấu trúc đá, áp suất và đặc điểm của mỏ dầu

Công nghệ giếng đa nhánh

Giếng đa nhánh (multilateral well) gồm một thân giếng chính với nhiều nhánh phát triển và kéo dài từ thân giếng chính

- Thân giếng chính (thẳng đứng hoặc nằm ngang) có đường kính lớn sẽ được khoan đến chiều sâu xác định

Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm 1 – DH05MT

- Các giếng nhánh được khoan định hướng xuất phát từ thân giếng chính đến chiều sâu thiết

kế, có thể cùng nằm trong 1 thành hệ hay trong những tầng sản phẩm khác nhau

- Giếng đa nhánh có thể là sự kết hợp giữa giếng khoan định hướng và giếng khoan ngang Đối tượng úng dụng của giếng đa nhánh

- Các vỉa dầu nặng

- Các vỉa có độ thấm thấp và các khe nứt tự nhiên

- Các đới phân lớp hay những thành hệ không đồng nhất

- Cách ly tầng khai thác với các tầng lân cận

- Đảm bảo chắc chắn về mặt cơ học cột ống chống trong thành hệ

- Bảo vệ cột ống chống khỏi rỉ sét, hư hại do các chất lỏng có trong các tầng đất đá khoan qua

- Tạo đáy kín cho các thiết bị kiểm tra và an toàn lắp đặt ở đầu giếng

Có nhiều cách trám xi măng khác nhau:

- Trám xi măng lót thành giếng hoặc cột ống

- Trám xi măng dưới áp suất gọi là trám lèn chặt qua các lỗ đục thủng ống

- Đặt các nút trám xi măng ở giếng khoan trần

2.3 Bắn mở vỉa

Sau khi trám xi măng cột ống chống khai thác, tầng chứa bị cột ống chống và vành đá xi măng bít kín, nên phải tiến hành bắn mở vỉa

Phương pháp bắn mở vỉa phổ biến nhất là dùng đạn nổ tạo áp suất

Có thể thả thiết bị bắn mở vỉa bằng cáp hoặc cần khoan trước khi lắp đặt thiết bị lòng giếng khai thác, hay thả súng bắn mở vỉa bằng cáp vào trong ống khai thác, hoặc gắn trực tiếp vào đầu cột ống khai thác Phương pháp này cho phép tiến hành khai thác nếu dòng chảy được thiết lập ngay sau quá trình bắn mở vỉa mà không phải dập giếng về sau để lắp đặt thiết bị khai thác lòng giếng Việc bắn mở vỉa tạo kênh dẫn cho chất lưu chảy vào giếng nhưng cũng có thể gây nhiễm bẩn thành hệ, giảm độ thấm của đất đá vây quanh…

Vì vậy, công tác bắn mở vỉa đòi hỏi phải được thiết kế hợp lý nhằm khai thác hiệu quả, duy trì áp suất vỉa và tăng cường hệ số thu hồi dầu

Quy trình bắn mở vỉa

Gồm ba giai đoạn:

Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm 1 – DH05MT

1 Súng bắn mở vỉa được hạ đối diện tầng sản phẩm

2 Kích nổ

3 Dòng chất lưu từ vỉa chảy vào giếng

Vị trí bắn mở vỉa

Vị trí bắn mở vỉa thường được xác định như sau:

- Khi vỉa chứa dầu có tầng nước đáy, nên mở vỉa ở phần trên (nóc) của đới sản phẩm

- Khi vỉa chứa dầu có mũ khí, nên mở vỉa ở phần gần đáy của đới sản phẩm

- Khi vỉa chứa dầu vừa có mũ khí và tầng nước đáy, nên mở vỉa ở phần giữa của đới sản phẩm

Giữa cột ống chống và cột ống khai thác có đặt một packer để cho lưu chất chảy từ thành qua các

lổ bắn mở vỉa và vào ống khai thác đi lên bề mặt

Lắp đặt đầu giếng khai thác

Đầu giếng khai thác được lắp đặt phía trên bộ đầu ống chống Cột ống khai thác trong giếng được treo từ cây thông khai thác sao cho sản phẩm khai thác chảy theo cột ống khai thác vào cây thông khai thác

Sản phẩm khai thác có thể được kiểm soát nhờ các van tiết lưu lắp trên cây thông khai thác

Cây thông khai thác

Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm 1 – DH05MT

Ưu tiên các phương pháp sử dụng các thiết bị có sẵn trên giàn khoan, hiệu quả cao

Đảm bảo tối đa yêu cầu an toàn lao động

- Bơm phun tia

- Dùng gàu múc hoặc pit tông

Các yếu tố ảnh hưởng đến gọi dòng sản phẩm

- Mức độ hoàn thiện giếng

- Dung dịch khoan mở vỉa sản phẩm

- Tìm hiểu mối liên hệ thuỷ động lực giữa các giếng trong mỏ, động thái áp suất vỉa của các giếng nhằm đưa ra các biện pháp thích hợp để duy trì áp suất vỉa và tăng độ thấm của vỉa

- Xác định các thông số của vỉa

- Phân tích và đặt kế hoạch cho công nghệ khai thác các giếng dầu

- Tính trữ lượng

Các phương pháp khảo sát giếng

- Khảo sát hạ áp

- Khảo sát tích áp

Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm 1 – DH05MT

- Khảo sát bơm ép

- Khảo sát giao thoa

2.7 Thử vỉa

Mục đích của quá trình thử vỉa

Quá trình thử vỉa nhằm xác định các thông số sau:

Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm 1 – DH05MT

Các yếu tố ảnh hưỡng tới thử vỉa

- Cấu tạo địa chất

- Mức độ đồng đều của thành hệ

- Sự nhiễm bẩn thành hệ trong quá trình khoan

- Mức độ hoàn thiện giếng

- Hệ số lưu trữ của giếng

- Trang thiết bị

- Khả năng tài chính

Thông tin đầu ra

Mục tiêu ngắn hạn: đối với dòng chảy hướng tâm

- Áp suất vỉa ban đầu

- Độ thấm hữu dụng của lưu chất

- Chiều dày vỉa

- Hệ số skin

- Bán kính ảnh hưởng

Mục tiêu dài hạn

- Xác định thể tích lưu chất trong vỉa

- Diện tích vùng tiềm năng

- Khoảng cách từ đứt gãy (nếu có) đến giếng

- Hình dạng của vỉa

- Loại biên vỉa

2.8 Duy trì áp suất vỉa

Định nghĩa và một số đặc điểm

- Chất lỏng và khí nằm trong vỉa chịu một áp suất nhất định gọi là áp suất vỉa

- Áp suất vỉa ban đầu là áp suất vỉa trước khi đưa vào khai thác Áp suất vỉa ban đầu luôn tỷ lệ với độ sâu của vỉa và tương ứng với áp suất thủy tĩnh của cột nước

- Áp suất vỉa là một yếu tố quan trọng khi tính toán phương án khai thác

tối ưu

- Áp suất vỉa sẽ quyết định chiều và lưu lượng di chuyển của chất lưu trong vỉa

- Nếu áp suất vỉa đủ lớn, ta có thể sử dụng phương pháp khai thác tự phun, nếu áp suất vỉa suy giảm mạnh, cần có những biện pháp duy trì áp suất vỉa

- Với cùng độ thấm của đất đá, áp suất vỉa hay chính xác hơn là độ chênh áp giữa vỉa và đáy giếng sẽ quyết định đến phương pháp và lưu lượng khai thác

Duy trì áp suất vỉa

Mục đích

Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm 1 – DH05MT

- Nâng cao lưu lượng khai thác

- Nâng cao hệ số thu hồi dầu

Phương pháp

- Duy trì áp suất vỉa bằng bơm ép nước

- Duy trì áp suất vỉa bằng bơm ép khí

2.9 Khai thác

Phương pháp khai thác tự phun

Dòng chất lưu từ vỉa chảy vào giếng là do sự chênh áp giữa áp suất vỉa và áp suất đáy giếng, điều

đó đòi hỏi cần 1 năng lượng dưới dạng chênh áp

Phương pháp khai thác cơ học

- Gaslift

- Bơm li tâm điện chìm (Electric Submersible Pumping)

- Bơm phun tia (Hydraulic Jet Pump)

- Bơm cần hút (Rod Pump)

a Phương pháp khai thác bằng gaslift

Phương pháp bơm khí cao áp (khí đồng hành, khí mỏ) vào giếng hoà trộn với chất lỏng trong giếng để giảm tỷ trọng và đưa chúng lên bề mặt có tên chung là phương pháp GASLIFT

Phương pháp khai thác gaslift liên tục

Nguyên lí hoạt động: Khí nén được đưa vào giếng một cách liên tục và dòng sản phẩm khai thác cũng được đưa lên bề mặt một cách liên tục

Khí nén có thể được đưa vào giếng theo khoảng không vành xuyến giữa cột ống chống khai thác

và ống khai thác (ống nâng), còn hỗn hợp sản phẩm khai thác theo ống khai thác lên bề mặt (hoặc ngược lại)

Phạm vi ứng dụng: áp dụng với các giếng sau đây

- Có lưu lượng Qkt lớn

- Sản phẩm có cát hay bị ngậm nước

- Sản phẩm có μ cao, dòng chảy có to lớn

- Có tỷ suất khí cao ( sản lượng giếng có thể bé )

Phương pháp khai thác gaslift định kì

Nguyên lý làm việc: Dựa trên sự vận chuyển các nút chất lỏng, thường là kết hợp quá trình dịch chuyển và khí hoá các nút chất lỏng từ đáy giếng lên bề mặt bằng khí nén cao áp diễn ra không liên tục mà theo

một chu kỳ nhất định

Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm 1 – DH05MT Khí nén từ khoảng không vành xuyến đi vào ống nâng, qua mộthay nhiều van gaslift với một lưu lượng đủ lớn để duy trì vận tốc đi lên của các nút chất lỏng và giảm thiểu lượng chất lỏng rơi xuống

Phạm vi ứng dụng: áp dụng đối với các giếng sau:

- Có Pd thấp nhưng hệ số sản phẩm cao

- Hệ số sản phẩm K thấp

- Mực chất lỏng thấp, giếng sâu

- Có Qkt nhỏ

b Phương pháp khai thác bằng bơm li tâm điện ngầm

Nguyên tắc hoạt động: Năng lượng bổ sung dưới dạng điện năng được cung cấp từ bề mặt theo

hệ thống cáp điện 3 pha làm quay động cơ điện gắn ở phần dưới của bơm đặt trong giếng

Nguyên lý hoạt động của tổ hợp máy bơm điện ngầm dựa trên sự biến đổi các dạng năng lượng trong quá trình chất lỏng qua nhanh một trục Động cơ điện quay làm cho các cánh dẫn của máy bơm quay theo, lực ly tâm xuất hiện và xảy ra quá trình chuyển hóa năng lượng có vận tốc lớn sang dạng năng lượng có áp suất cao

Nhờ vậy mà sản phẩm từ đáy giếng đi vào miệng máy máy bơm và đẩy lên bề mặt đến hệ thống thu gom và xử lý

c Phương pháp khai thác bằng bơm phun tia

Tổ hợp máy bơm phun tia dựa trên sự biến đổi các dạng năng lượng: từ áp suất cao ( thế năng) sang vận tốc cao ( động năng) và ngược lại Dòng chất lỏng công tác ( áp suất cao khoảng 200 atm

= 2940 psi ) được bơm xuống từ miệng giếng theo cột ống khai thác đi qua rãnh dẫn đến đầu phun tia

d Phương pháp khai thác bằng bơm cần hút

Nguyên lý hoạt động: theo hai pha

- Pha đi lên : năng lượng truyền lên mặt đất thông qua hệ thống truyền xung lực kéo pittông đi lên, áp suất dưới pittông giảm và lúc này do áp suất của cột chất lỏng ngoài vành xuyến đẩy vào nên van hút mở, sự xuất hiện chênh lệch áp suất làm chất lỏng khai thác từ ngoài sẽ chảy vào máy bơm Trong khi đó van đẩy sẽ đóng lại do ứng suất của cột chất lỏng nằm trên pittông

- Pha đi xuống: Năng lượng lúc này là do năng lượng của chính toàn bộ hệ thống cần truyền và chất lỏng chứa trong cột ống khai thác đẩy pittông chuyển động đến điểm cuối cùng của xi lanh máy bơm Lúc này thì van hút đóng và van đẩy mở

Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm 1 – DH05MT

Chương 3 CHẤT THẢI NGUY HẠI TỪ HOẠT ĐỘNG THĂM DÒ – KHAI THÁC DẦU KHÍ VÀ

CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ 3.1 Mùn khoan và dung dịch khoan

3.1.1 Định nghĩa

Mùn khoan và dung dịch khoan được xem là một trong các chất thải có khả năng gây ô nhiễm nặng nề và đáng quan tâm nhất trong hoạt động thăm dò – khai thác dầu khí, đặc biệt trong giai đoạn tiến hành khoan

Mùn khoan là hỗn hợp các mẩu đất đá vụn từ quá trình khoan và một phần cặn của dung dịch khoan

Dung dịch khoan là dung dịch được tuần hoàn hoặc bơm từ bề mặt vào cần khoan, đi qua choòng khoan và quay lại bề mặt bằng khoảng không vành xuyến trong công tác khoan.Gồm:

9 Dung dịch sét dùng trong điều kiện địa chất không phức tạp lắm, có tác dụng làm sạch đáy

lỗ khoan, làm lạnh dụng cụ phá đá, làm chắc thành lỗ khoan, tránh sự lắng đọng mùn khoan khi ngưng tuần hoàn, tránh sự xâm nhập của dầu, khí, nước vào lỗ khoan

9 Nước lã dùng để khoan qua đất đá tương đối ổn định Khi khoan, nước lã hòa lẫn với mùn khoan tạo thành dung dịch tự nhiên (khoan qua đá vôi, dolomit tạo thành dung dịch cacbonat, khi khoan qua anhydrit thạch cao, dung dịch sun phát)

9 Dung dịch nhũ tương sét: nhũ tương dầu hay sản phẩm của dầu trong dung dịch sét Loại dung dịch này ngăn cản các hạt mùn khoan dính nhau và hạn chế việc tạo “nút” đất đá nên người ta thường dùng để khoan trong vùng dễ bị sập lở, kẹt mút Dung dịch này có khả năng làm giảm độ mòn của choòng và giảm công suất quay cột cần khoan do chúng bôi trơn tốt hơn các loại rửa khác

9 Dung dịch gốc dầu: Môi trường phân tán là dầu (diesel ) và chất phân tán là bitum hay các chất hữu cơ khác (đóng vai trò chất tạo cấu trúc, ổn định dung dịch) Dùng để khoan qua vùng dầu có áp lực vỉa thấp, tạo điều kiện thoát dầu khi khai thác chúng, loại dung dịch này có độ nhớt cao, tỷ trọng nhỏ hơn 1

9 Dung dịch muối bão hòa: Dùng để khoan qua các vỉa muối khoáng hay các lớp đất đá liên kết bằng các loại muối khoáng có thể hòa tan được Khi khoan qua loại muối nào thì dùng dung dịch bão hòa là loại muối đó Dung dịch muối khoáng không bị đóng băng ở nhiệt độ âm do đó người ta dùng dung dịch này để khoan qua vùng đóng băng quanh năm

9 Khí nén: Dùng để rửa lỗ khoan ở vùng không có nước, vùng đóng băng hay vùng dễ mất nước rửa Dùng không khí tự nhiên, khí thải của động cơ đốt trong sẽ tăng tốc độ cơ học khoan từ 2 đến 5 lần so với dùng các loại nước rửa Phương pháp này bị hạn chế trong các vùng

có nước áp lực

Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm 1 – DH05MT Chức năng của dung dịch khoan

9 Rửa lỗ khoan, nâng mùn khoan lên khỏi giếng

9 Giữ mùn khoan lơ lửng khi ngưng tuần hoàn

9 Làm mát, bôi trơn bộ khoan cụ

9 Giữ thành lỗ khoan không bị sập lở, tránh mất nước rửa và hiện tượng dầu-khí-nước vào lỗ khoan

9 Gây tác dụng lý hóa khi phá hủy đất đá

9 Truyền năng lượng cho turbin khoan

Sau khi thải, các thành phần tan sẽ hoà tan vào trong nước, trong khi đó các chất không tan sẽ tạo huyền phù làm tăng độ đục của nước, dẫn đến giảm độ khúc xạ ánh sáng làm ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của thực vật Sự sa lắng mũi khoan lẫn dầu sẽ gây nên những biến đổi về thành phần của trầm tích và tích tụ hydrocarbon Trong khu vực xung quanh giàn khoan, các sinh vật nhạy cảm có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng, thậm chí có thể bị chết Ngoài ra việc thải mùn khoan

và dung dịch khoan còn ảnh hưởng đến sự tích tụ kim loại nặng trong trầm tích, trong mô của một

số loài sinh vật đáy Tại các giàn khoan tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí: theo đúng quy định nêu trong Quy chế Bảo vệ môi trường trong việc tìm kiếm, thăm dò, phát triển mỏ, khai thác, tàng trữ, vận chuyển, chế biến dầu khí và các dịch vụ liên quan, cặn dầu và dầu thải, các dung dịch khoan thải nền dầu, các chất rắn chứa dầu từ các giàn khoan ngoài khơi phải thu gom, vận chuyển vào đất liền để xử lý theo quy định (trừ mùn khoan từ giếng sử dụng dung dịch khoan nền dầu sau khi xử lý đến dưới mức 10g dầu/1kg mùn khô được phép thải xuống vùng biển cách bờ trên 3 hải lý=5,4 km)

3.1.2 Xử lý dung dịch khoan

3.1.2.1 Tách chất rắn ra khỏi dung dịch khoan:

Trong quá trình tuần hoàn, dung dịch khoan bị nhiễm các chất như: mảnh cắt, khí, nước,… làm cho chất lượng dung dịch bị thay đổi Để phục hồi lại tính chất ban đầu của dung dịch khoan, người ta tiến hành làm sạch dung dịch khoan

Căn cứ vào điều kiện cụ thể và đặc điểm nhiễm bẩn của dung dịch mà người ta có thể sử

dụng những phương pháp và thiết bị khác nhau: thủy lực, cơ học, hóa lý,…

a) Phương pháp thủy lực

Nguyên tắc làm việc

− Dung dịch từ miệng lỗ khoan sẽ di chuyển dọc theo máng lắng

− Tốc độ di chuyển của dung

dịch trong máng chậm, các hạt mùn

lớn có thể lắng xuống

Chất thải nguy hại – Khai thác dầu khí Nhóm 1 – DH05MT

− Khi tới tấm chắn, do tiết diện bị thu hẹp, tốc độ dòng chảy tăng, dung dịch va đập vào tấm chắn và cấu trúc dung dịch yếu đi

− Hạt mùn sẽ lắng xuống đáy máng

b) Phương pháp cơ học

™ Nguyên tắc làm việc: dùng các lưới kim loại có kích thước mắt lưới phù hợp để lọc dung dịch Phương pháp này áp dụng để tách mùn của dung dịch nặng vì mùn trong dung dịch nặng khó tách hơn dung dịch thường bằng phương pháp thủy lực do lực đẩy Archimedes

9 Sàng rung (shale shaker): là thiết bị tách hạt mùn được sử dụng rất phổ biến Chuyển động

rung của sàng do động cơ truyền qua hệ thống dây đai Trên sàng rung có hệ thống lưới lọc Kích thước mắt lưới tùy thuộc tốc độ khoan, lưu lượng bơm và đặc điểm thành hệ khoan qua