Thiết kế trám xi măng công đoạn ống chống 958”, giếng MVHN02 HMT 1X, bồn trũng Sông Hồng

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang	91
Dung lượng	5,38 MB

Nội dung

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH QUY ĐỔI HỆN ĐƠN VỊ ĐO SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN SANG HỆ SI LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BỒN TRŨNG SÔNG HỒNG VÀ GIẾNG HMT1X 2 1.1 Thông tin cơ bản của giếng. 2 1.2 Tóm tắt giếng khoan. 3 1.3 Vị trí địa lý. 5 1.4Đặc điểm địa chất mỏ lô MVHN02 bồn trũng Sông Hồng và cột địa tầng của giếng HMT1X 6 1.4.1 Đặc điểm địa chất mỏ lô 6 1.4.2 Cột địa tầng khu vực khoan qua của giêng HMT1X 11 1.5 Áp suất vỉa và nhiệt độ vỉa dự kiến. 13 1.5.1 Áp suất vỉa dự kiến.. 13 1.5.2. Nhiệt độ vỉa dự kiến. 14 1.6 Chương trình đánh giá vỉa ( Formation Evaluation Program) 16 1.6.1 Đo log dung dịch. 16 1.6.2Lấy mẫu và khoảng lẫy mẫu. 16 1.6.3Chương trình đo địa vật lý. 17 1.7 Thử giếng . 18 CHƯƠNG II: QUY TRÌNH KHOAN 1214” VÀ CHỐNG ỐNG 958”. 19 2.1. Công tác chuẩn bị cho quá trình khoan. 19 2.1.1 Chuẩn bị chung cho khoan. 19 2.1.2 Tiến hành khoan và các vấn đề an toàn. 19 2.1.3 Chuẩn bị khoan mở lỗ. 20 2.2 Profile giếng khoan. 21 2.3 Dung dịch khoan. 25 2.3.1 Các yêu cầu lựa chọn với dung dịch khoan. 25 2.3.2 Lựa chọn hệ dung dịch cho các khoảng khoan của giếng HMT1X. 26 2.3.3 Hệ dung dịch SWHivsisPHBpolymer 27 2.3.4 Hệ dung dịch GelPolymer 28 2.4 Choòng khoan và phương pháp khoan. 28 2.4.1 Choòng khoan. 28 2.4.2 Lựa chọn phương pháp khoan cho các công đoạn khoan. 31 2.4.3 Phương pháp khoan bằng Top Drive. 31 2.4.4 Phương pháp khoan bằng Top Drive có sử dụng hệ thống lái chỉnh xiên ( RSS) 31 2.4.5 Phương pháp khoan bằng động cơ đáy. 32 2.5 Khoan đoạn giếng đường kính 1214” 33 2.6 Chống ống 958” 35 2.6.1 Công tác chuẩn bị 35 2.6.2 Quy trình chống ống. 35 CHƯƠNG III: GIA CỐ VĨNH VIỄN THÀNH GIẾNG KHOAN 38 3.1 Lịch sử trám xi măng giếng khoan 38 3.2 Gia cố thành giếng khoan 38 3.2.1 Mục đích 38 3.2.2 Yêu cầu 39 3.3 Chống ống giếng khoan 39 3.3.1 Ống chống: 39 3.3.2 Quy trình chống ống 39 3.3.3 Chuẩn bị tháp khoan và thiết bị khoan 39 3.3.4 Chuẩn bị lỗ khoan 40 3.3.5 Thả ống chống xuống giếng khoan 40 3.4 Phân loại các phương pháp trám và lựa chọn phương pháp trám cho giếng HMT1X. 41 3.4.1 Trám xi măng một tầng hai nút 41 3.4.2 Trám xi măng phân tầng 42 3.4.3 Trám xi măng cột ống chống lửng 44 3.5 Lựa chọn loại xi măng trám và chất phụ gia xi măng 46 3.5.1 Tìm hiểu về xi măng 46 3.5.2 Tìm hiểu về chất phụ gia xi măng. 52 3.5.3 Lựa chọn xi măng trám cho ống chống 958”, giếng HMT1X 55 3.5.4 Lựa chọn chất phụ gia xi măng trám cho ống chống 958”, giếng HMT1X 55 3.6. Lựa chọn dung dịch đệm và dung dịch ép cho ống chống 958”, giếng HMT1X. 56 3.7 Công tác chuẩn bị về thiết bị 57 3.7.1 Ống chống. 57 3.7.2 Thiết bị trám xi măng. 57 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ TRÁM XI MĂNG CÔNG ĐOẠN ỐNG CHỐNG 9 58”. 65 4.1 Lên kế hoạch 65 4.1.1 Thiết kế vữa xi măng 65 4.1.2 Xử lý dung dịch khoan bằng hóa chất. 65 4.1.3 Thiết bị 65 4.1.4 Dung dịch đệm 66 4.1.5 Lưu lượng bơm 66 4.2 Dữ liệu tổng quan về khoảng khoan 1214” và ống chống 958”. 66 4.3 Tính toán thực tế cho cột ống chống 958”. 74 4.4. Quy trình thực hiện bơm trám xi măng. 81 4.4.1 Quy trình công việc 81 CHƯƠNG V: AN TOÀN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG.. 83 5.1 Các vấn đề an toàn trong công tác trám xi măng giếng khoan. 83 5.1.1 Các yêu cầu và biện pháp cơ bản của kỹ thuật phòng chữa cháy và an toàn lao động 83 5.1.2. An toàn lao động khi trám xi măng giếng dầu. 84 5.1.3. Nhiệm vụ và biện pháp đầu tiên của đơn vị khoan khi có báo động. 85 5.1.4 Vệ sinh môi trường trong quá trình thi công trám xi măng. 85 5.2. Bảo vệ môi trường trong công tác trám xi măng. 85 KẾT LUẬN 89

1 LỜI CẢM ƠN Trải qua năm học tại môi trường khoa Dầu khí, trường đại học Mỏ – Địa chất Hà Nôi, em cảm thấy đó môt sự may mắn lớn lao, nhận được sự quan tâm, chia sẻ, khích lệ từ gia đình, các thầy, cô giáo cũng các anh, chị cùng khoa, cùng ngành, các bạn bè lớp Đặc biệt em đã nhận được sự quan tâm, hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của các thầy, cô bô môn Khoan – Khai thác suốt thời gian thực hiện thực tập sản xuất, thực tập tốt nghiệp và hoàn thành đồ án tốp nghiệp Lời đầu tiên em muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ, anh chị gia đình Những người đã có công sinh thành, dưỡng dục, bên cạnh, đông viên sinh viên những lúc khó khăn nhất đồng thời là chỗ dựa tinh thần để em có thêm nghị lực để cố gắng phấn đấu suốt quá trình học tập và cuôc sống Em xin tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo Tiến sỹ Lê Quang Duyến, giảng viên hướng dẫn em thực hiện đồ án tốt nghiệp Em xin cảm ơn thầy vì đã quan tâm, chỉ bảo em từ khâu thực tập thực tế, lựa chọn đề tài, cho tới những bước thực hiện đồ án và hoàn thành cuốn đồ án này Thầy không những là môt người thầy tận tâm, đáng kính, mà cũng thật cởi mở, gần gũi với sinh viên Khoan – Khai thác K56 chúng em, người đã dành cho chúng em những lời khuyên, lời thăm hỏi, sự quan tâm sâu sắc nhất Cuối cùng sinh viên muốn gửi lời cảm ơn chân thành tới các anh, chị kỹ sư công tác tại các công ty Dầu khí Sông Hồng PVEP, cùng rất nhiều các anh chị khóa trước và những người bạn giúp đỡ và kề vai sát cánh cùng với em suốt quãng đời sinh viên, và hỗ trợ em việc hoàn thành cuốn đồ án này Sinh viên thực hiện Nguyễn Xuân Hùng 2 MỤC LỤC 3 DANH MỤC BẢNG 4 DANH MỤC HÌNH 5 QUY ĐỔI HỆN ĐƠN VỊ ĐO SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN SANG HỆ SI Chiều dài STT Ký hiệu đơn vi Ft in Khối lượng STT Thể tích STT Lưu lượng STT Ý nghĩa Foot inch Tương đương 30,48 cm 2,54 cm Kí hiệu đơn vi Ib ton sk Ý nghĩa Pound Anh Tấn My Sack ( bao xi măng) Tương đương 0.4536 kg 907,185 kg Ký hiệu đơn vi bbl hoặc cuft gal Ý nghĩa Barrel Feet khối Gallon My Tương đương 0,159 Ký hiệu đơn vi bpm Ý nghĩa Barrel per minute Tương đương 0,002 /s 3,785 lít ( Thùng phút) Hiệu suất vữa xi măng STT Ký hiệu đơn vi /sk Khối lượng riêng Ý nghĩa Feet khối/bao Tương đương STT Ký hiệu đơn vi ppg Tỷ lệ khối lượng Ý nghĩa Pound per gallon Tương đương Ý nghĩa Pound per barrel Tương đương STT Ký hiệu đơn vi ppb LỜI MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển không ngừng của xã hội, loài người chúng ta cũng đã tạo một nhu cầu lượng khổng lồ Trong đó, dầu khí chiếm một vai trò đặc biệt quan trọng, chiếm 70% nguồn lượng sử dụng cho những hoạt động sống của nhân loại Tuy vậy, dầu khí không phải là một nguồn tài nguyên dễ khai thác Cùng với việc hàng triệu thùng dầu được khai thác lên hàng năm thì sản lượng dầu khí cũng dần suy giảm Do đó, việc khoan thăm dò thêm các giếng mới ngày càng trở lên phổ biến Khoan giếng là hoạt động của người nhằm tạo sự liên thông giữa vỉa dầu(khí) với mặt đất, nhằm múc đích thu hồi dầu, khí từ những vỉa sản phẩm nằm sâu lòng đất Trong đó, chống ống trám xi măng là một quy trình gần bắt buộc đối vói tất cả các giếng khoan hiện đại Việc trám xi măng đảm bảo chất lượng cao đem lại rất nhiều lợi ích, bao gồm cả lợi ích cho quá trình khoan của các công đoạn tiếp theo, đảm bảo gia cố thành giếng và thâm chí góp phần nâng cao suất khai thác sau này Tuy nhiên, để tính toán và thiết kế một quy trình trám xi măng thành công vậy cùng đòi hỏi nhiều sự tính toán và công đoạn chuẩn bi phức tạp Dựa thực tế đó, em đã mạnh dạn thực hiện đồ án tốt nghiệp đề tài “ Thiết kế trám xi măng công đoạn ống chống 9-5/8”, giếng MVHN02- HMT- 1X, bồn trũng Sông Hồng”, dưới dự hướng dẫn của thầy giáo Tiến sỹ Lê Quang Duyến Đề tài của em nghiên cứu lý thuyết về các phương pháp trám xi măng, các loại xi măng, chất phụ gia xi măng, nguyên vật liệu, thiết bi… phục vụ quá trình trám xi măng cho giếng, từ đó cứ điều kiện thực tế của giếng MVHN02-HMT-1X, tính toán và thiết kế trám xi măng cho cột ống chống 9-5/8” Mặc dù đã rất cố gắng thực hiện, nghiên cứu giáo trình, tài liệu tham khảo cho đề tài, nhiên với lực bản thân còn khiêm tốn và thiếu kinh nghiệm thực tế, chắc chắn đồ án của em còn mắc nhiều lỗi sai và thiếu sót Em kính mong nhận được sự đóng góp, phê bình và có thể bổ sung của các thầy, cô giáo, để bản đồ án của em thêm hoàn thiện và em có thể bổ sung các kiến thức cho bản thân mình một cách toàn diện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày7 tháng năm 2016 Sinh viên Nguyễn Xuân Hùng CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BỒN TRŨNG SÔNG HỒNG VÀ GIẾNG HMT-1X 1.1 Thông tin bản của giếng Dữ liệu tổng quan về giếng được thể hiện bảng 1.1 bên dưới Bảng 1.1 : Dữ liệu tổng quan về giếng HMT-1X Loại giếng khoan Thông tin địa điểm khoan Vi trí đia lý : Vĩ độ Kinh độ: UTM X (m) Y(m) Giàn khoan Giếng thăm dò, giếng khoan đinh hướng 35’ 19.67” Bắc 36’ 37.37” Đông 666945.65 2278913.95 Giàn tự nâng Key Gibraltar +/- 1m Độ cao bàn roto so với mực nước biển Độ sâu vùng nước +/-6m Khoảng cách từ bàn roto tới đáy 7m biển Chiều sâu giếng chiều sâu ống chống 26”20” (m Chiều sâu đoChiều sâu 50/57 thực tế) 17-1/2”13-1/8” (m Chiều sâu 740/764 đoChiều sâu thực tế) 12-1/4”9-5/8”(m Chiều sâu 1613/1754 đoChiều sâu thực tế) 8-1/2”(m Chiều sâu đoChiều sâu 2000/2189 thực tế) Dung dich khoan và trọng lượng dung dich 26”20” SW-HIVIS 17-1/2”13-1/8” SW-HIVIS-PHB/Polymer 12-1/4”9-5/8” Gel/Polymer 8-1/2” Gel/Polymer Tên giếng: MVHN02-HMT-1X (Ho Mang Trang - 1X) Khu vực: Bồn trũng Sông Hồng, ngoài khơi Việt Nam Tô nhượng: Lô MVHN-02 Phân loại giếng: Giếng khoan thăm dò Công ty điều hành: LUKOIL OVERSEAS VIETNAM B.V Đinh vi giếng dự kiến: Tọa độ đia lý: - Vĩ độ: 35’ 19.67” Bắc Kinh độ: 36’ 37.37” Đông X: 666945.65 Y:2278913.95 Giếng đinh hướng : KOP: 307 meters BRT - Max Inclination Angle: 27° Tầng vỉa dự kiến: • • • • • Carbonate basement of B11 terrace Top B11 1,610m TVD – 1,740m MD Grid North Y: 2278509.80 meters N Grid East X: 666966.94 meters E Latitude 20° 35’ 01.10” N Longitude 106° 36’ 36.27” E Chú ý: Tất cả các đô sâu đồ án này đươc tính cả đô sâu của bàn roto so với mực nước biển, trừ môt vài thông tin đặc biệt ( có ghi chú rõ ràng) Đô cao của bàn roto so với mực nước biển trung bình là 7m 1.2 Tóm tắt giếng khoan Giếng MVHN02-HMT-1X là giếng khoan thăm dò của lô MVHN02 thuộc bồn trũng sông Hồng, cứ nghiên cứu và dữ liệu của giếng offset K2-BS- 1X, 100, 108, 101, 102, 106, PV-ĐQD-1X, PV-ĐQD-2X, D14-3X, giếng được khoan tới 2000m chiêu sâu đo( 2189 m chiều sâu thực tế) để kiểm tra tiềm hidrocacbon của tầng Oligoxen và tầng móng Giếng đã được thiết kế với chương trình chống ống quy ước sau: 20” 13-3/8” 9-5/8” và ống chống lửng 7”, ống khai thác 7” sẽ được đưa xuống tầng móng khoảng 5-10m Ống chống lửng 7” sẽ có thẻ là phương án dự phòng nếu lỗ khoét & 8-1/2” được yêu cầu để kiểm tra Giếng được khoan với lỗ khoét 20” và ống đinh hứng 20” sẽ được chống xuống, trám xi măng tại độ sâu khoảng 57m MDBRT Tại độ sâu mục tiêu, giếng sẽ được làm sạch( wiper trip) ( quay mũi khoan và kéo cột cần khoan lên tới chân cột ống chống cuối cùng để doa những rãnh và chỗ bi cong) và được thay thế bằng dung dich 9,2 ppg PHB trước chống ống đinh hướng 20” Ống đinh hướng 20” sẽ được trám xi măng bằng phương pháp “ inner – string” Đoạn giếng 17-1/2” sẽ được khoan với một hệ thống cửa rẽ nhánh tới +/764m MDBRT Nước biển và gel độ nhớt cao và gồm polisacarit sẽ được sử dụng Tại đoạn độ sâu mục tiêu, giêng sẽ được chuyển sang sử dụng dung dich 9,2ppg PHB trước chống ống 13-3/8” Ống chống 13-3/8” sẽ được chống và trám xi măng ngược lên đường dung dich ( back to mud- line) Ống chóng 13-3/8” sẽ được thử dưới áp suất 1200 psi trước khoan phá và thực hiện “ load-off” test dự đoán tới 13,2ppg EMW Đoạn giếng 12-1/4” sẽ được khoan đinh hướng sử dụng autotrak Đoạn giếng 12-1/4” sẽ được sử dụng hệ dung dich Gel/polymer tới phần đỉnh phía của đá móng tại độ sâu +/- 1754mTVDss Trọng lượng dung dich vào khoảng 9,2-9,5ppg sẽ được sử dụng Ống chống 9-5/8” sẽ được thử tới áp suất 4000 psi trước khoan phá Đoạn giếng 8-1/2” sẽ được khoan đinh hướng sử dụng động đáy Đoạn giếng này sẽ được sử dụng dung dich Gel- Polymer với trọng lượng dung dich khoảng 8,8-9,4 ppg Ống lửng 7” sẽ được chống xuống nếu yêu cầu Thử nghiệm Khai thác( Production Testing) Một chương trình thử nghiệm giếng thiết kế sẽ được chuẩn bi trước Các hướng dẫn chi tiết quá trình thử bao gồm khoảng thử, chu kì chảy và chu kì đóng ( flowing and shut-i periods), yêu cầu nâng nito, lựa chọn phương pháp xư rlys bằng axit, đo log khai thác( xác đinh dòng dầu, khí và nước 10 giếng khai thác) sẽ được đưa cho mỗi vùng thử đia lý giếng khoan đã được thực hiện, Bắn vỉa thử giếng sau đó sẽ được tiến hành với ống 9-5/8” các dấu hiệu và kết quả đo logging các đá cát kết tuổi Miocen sớm và Oligocene Vòng đệm bằng xi măng và cầu xi măng sẽ được sử dụng để cách ly các tầng thử nghiệm Sau kết thúc các phép thử, giếng sẽ được tạm dừng thi công dựa kết quả của phép thử hoặc được đóng vĩnh viễn dựa các tiêu chuẩn và luật đinh 1.3 Vị trí địa lý Bồn trũng Sông Hồng nằm về phía Bắc của Việt Nam trải dài từ 1050 30 – 1100 30 kinh độ Đông, 140 30 – 210 00 vĩ độ Bắc Bồn trũng có một phần nhỏ diện tích nằm đất liền thuộc đồng bằng Sông Hồng, còn lại phần lớn là thuộc vùng biển vinh Bắc Bộ và biển miền Trung; bắt đầu từ Quảng Ninh (phần lớn thuộc Miền Bắc – Việt Nam) đến Bình Đinh Bồn trầm tích có dạng hình thoi kéo dài từ miền võng Hà Nội đến Vinh Bắc Bộ và một phần ven biển miền Trung với lớp phủ trầm tích Đệ Tam dày 14km Phía Tây bồn trồi lộ các đá móng Paleozoi – Mesozoi, phía Đông Bắc tiếp giáp với bể Tây Lôi Châu (Weizou Basin); phía Đông trồi lộ đá móng Paleozoi – Mesozoi đảo Hải Nam, Đông Nam Hải Nam và bể Hoàng Sa, phía Nam tiếp giáp bể trầm tích Phú Khánh Bể Sông Hồng rộng lớn với cấu trúc đia chất phức tạp thay đổi dần từ đất liền biển theo hướng Tây Bắc – Đông Nam và Nam, bao gồm các vùng đia chất khác được chia thành ba vùng đia chất chính: vùng Tây Bắc, vùng Trung Tâm và vùng phía Nam 77 - Thể tích vữa xi măng phần giữa cột ống chống 13-3/8” và lỗ khoan 12-1/4” Áp dụng công thức (6.2) với Dlk = 13.2(in); Dn = 9.625(in); L2L = 2746,06(ft); E = 7% ta tính : Vv2L = 2746,06 (100% + 7%) = 232.91(bbl) - Thể tích vữa xi măng phần cần trám Áp dụng công thức (6.3) với = 29,39 (bbl) ; =232,91(bbl) ta tính được: = 29,39+232,91= 262,3 (bbl) - Thể tích vữa xi măng phần giữa cột ống chống 9-5/8” và đáy lỗ khoan 12-1/4” Áp dụng (6.4) với = 13,2 (in) ; =9,625 (in) ; =488,84(ft); E=7% ta tính được: Vv1T = 488,84 (100% + 7%) = 41,46 (bbls) - Thể tích vữa xi măng phần giữa chân đế ống chống 9-5/8” và lỗ khoan 12-1/4” Áp dụng công thức (6.5) với =8.750 (in) ; =98,85(ft); E=0% ta tính được: Vv2T = 98,85= 7,35 ( bbls) - Thể tích vữa xi măng phần rốn giếng: Áp dụng công thức với = 13,2 (in) ; =15,02(ft); E=7% ta tính được: Vv3T = 15,02 (100% + 7%) = 1,27 (bbls) - Thể tích vữa xi măng phần cần trám Áp dụng (6.6) với Vv1T= 41,46 (bbl) ; = 7,35 (bbls) ; = 1,27(bbls) = ++=41,46+7,35+1,27=50,08 (bbls) - Thể tích vữa xi măng phần cần trám Áp dụng (6.7) với = 262,3 (bbl) ; = 50,08( bbl) ta tính được: =+ = 262,3 + 50,08 = 312,38 ( bbls) a Khối lượng xi măng khô cần thiết để điều chế vữa Dữ liệu để tính toán khối lượng xi măng khô cần thiết để điều chế vữa xi măng cho cột ống chống 9-5/8” được trình bày bảng 4.3 bên dưới Bảng 4.3: Dữ liệu để tính thoán khối lượng xi măng khô Thứ tự Thông số Kí hiệu Đơn vi Giá tri Thể tích vữa xi măng phần VvL bbl 262,3 Hiệu suất vữa xi măng phần YvL ft3/sk 2.19 Thể tích vữa xi măng phần dưới VvT bbl 50,08 78 Hiệu suất vữa xi măng phần dưới YvT ft3/sk 1.53 - Khối lượng xi măng khô cần thiết để điều chế vữa xi măng phần Áp dụng (6.8) với VvL =262,3(bbl);YvL = 2,19(ft3/sk) ta tính được: GxmL = = 672,5 (sk) - Khối lượng xi măng khô cần thiết để điều chế vữa xi măng phần Áp dụng (6.9) với VvT = 50,08 (bbl) ; YvT = 1,53(ft3/sk) ta tính được: GxmL = = 128,4 (sk) b Thể tích nước cần thiết để điều chế vữa xi măng Dữ liệu để tính toán thể tích nước cần thiết để điều chế vữa xi măng cho cột ống chống 9-5/8” được thể hiện bảng 4.4 bên dưới 79 Bảng 4.4: Dữ liệu để tính toán thể tích nước Thứ Thông số Kí hiệu Đơn vi Giá tri tự Khối lượng xi măng khô cần thiết để GxmL sk 672,5 điều chế vữa xi măng phần Tỷ lệ nước và xi măng phần mL gal/sk 11,43 Khối lượng xi măng khô cần thiết để GxmT sk 128,4 điều chế vữa xi măng phần dưới Tỷ lệ nước và xi măng phần dưới mT gal/sk 5,09 - Thể tích nước cần thiết để điều chế vữa xi măng phần Áp dụng (6.10) với GxmL = 672,5 (sk) ; mL = 11,43( gal/sk) ta tính được: VnL = = 183,01 (bbls) - Thể tích nước cần thiết để điều chế vữa xi măng phần Áp dụng(6.11) với GxmT = 128,4(sk); mT = 5,09(gal/sl) ta tính được: VnT = = 15,56 (bbls) c Thể tích chất phụ gia xi măng Ta đã thiết kế xi măng với nồng độ thể tích của chất phụ gia bảng 4.5 bên dưới Bảng 4.5: Nồng độ thể tích các chất phụ gia xi măng Phụ gia Tỉ lệ thể tích thiết kế phần xi măng DO 47 0,005 DO 81 0,025 DO 75 0,3 DO 193 0,6 DO 145A 0,1 Mặt khác ta đã tính ra: Tỉ lệ thể tích thiết kế Đơn vi (Galon/ phần xi măng dưới 0,005 0,02 0,6 0,1 bao xi măng) gps gps gps gps gps GxmL : Khối lượng xi măng khô cần thiết để điều chế vữa xi măng phần = 672,5 (sk) 80 GxmT : Khối lượng xi măng khô cần thiết để điều chế vữa xi măng phần dưới = 128,4 (sk) Từ đó tính ra: - Thể tích chất phụ gia DO47 cho phần xi măng (gals): VbjL = GxmL 0.005=672,5.0,005= 3,3625 - Thể tích chất phụ gia DO47 cho phần xi măng dưới (gals): VbjT = GxmT 0,005 = 128,4.0,005 = 0,642 - Thể tích chất phụ gia DO81 cho phần xi măng (gals): VcdL = GxmL 0,025= 672,5.0,025=16,8125 - Thể tích chất phụ gia DO81 cho phần xi măng dưới(gals): VcdT = GxmT 0,02 = 128,4 0,02= 2,568 - Thể tích chất phụ gia DO75 cho phần xi măng (gals): VrlL = GxmL 0,3 =672,5 0,3 = 201,75 - Thể tích chất phụ gia DO75 cho phần xi măng dưới (gals): VrlT = GxmT 0% = - Thể tích chất phụ gia DO193 cho phần xi măng (gals): VfpL = GxmL 0,6 = 672,5.0,6= 403,5 - Thể tích chất phụ gia DO193 cho phần xi măng (gals): VfpT = GxmT 0,6 = 128,4 0,6 = 77,04 - Thể tích chất phụ gia DO145A cho phần xi măng (gals): VbaL = GxmL 0,1 = 672,5.0,1= 67,25 - Thể tích chất phụ gia DO145A cho phần xi măng (gals): VbaT = GxmT 0,1 =128,4.0,1 =12,84 d Thể tích dung dịch bơm ép Dữ liệu để tính toán thể tích dung dich bơm ép cho công tác trám xi măng cột ống chống 9-5/8” được thể hiện bảng 4.6 bên dưới Bảng 4.6 : Dữ liệu để tính toán thể tích dung dịch bơm ép Thứ tự Thông số Kí hiệu Đơn vi Giá tri Đường kính của ống chống Chiều dài cột ống chống Chiều dài vòng dừng và nút trám Dt L l in ft ft 8,750 3730,31 99,74 Thể tích dung dich bơm ép Áp dụng (6.12) với Dt = 8,750 (in); L = 3730,31ft); l = 99,74 (ft) ta tính được: 81 Vep = (3730,31 – 99,74 ) = 270,026 (bbls) e Thời gian bơm các dung dịch với máy bơm trám Dữ liệu để tính toán thời gian bơm các dung dich cột ống chống 95/8” được thể hiện bảng 4.7 bên dưới Bảng 4.7: Dữ liệu để tính toán thời gian trám xi măng Thứ tự Thông số Kí hiệu Đơn vi Giá tri Lưu lượng Thể tích vữa xi măng phần VvL bbl 262,3 bơm (bpm) 4,50 Thể tích vữa xi măng phần dưới VvT bbl 50,08 6,00 Thể tích dung dich ép Vep bbl 198,57 6,00 Từ đó ta tính : - Thời gian bơm ép xi măng phần trên: TL = VvL : nL = 262,3 : 4,5 = 58,28 (phút) - Thời gian bơm ép xi măng phần dưới: TT = VvT : nT = 50,08 : 6,0 = 8,34 (phút) - Tổng thời gian bơm vữa xi măng: Tv = TL + TT=58,28 + 8,34 = 66,62 (phút) - Thời gian bơm dung dich ép : Tep = Vep : nep =198,57 : =33,1 (phút) - Tổng thời gian bơm vữa xi măng và dung dich ép Tbơm = Tv + Tep = 66,62 + 33,1 = 99,72 ( phút) = 1,66 (giờ) Chuẩn bị dung dịch ép a Tính toán, chuẩn bị nguyên, vật liệu - Như đã thiết kế ở trên, dung dich ép cho công đoạn trám xi măng ống chống 9-5/8” sẽ sử dụng dung dich khoan Ta tính toán, chuẩn bi lương nguyên vật liệu - Ta có: Tỷ trọng dung dich khoan sử dụng: 12.8 ppg Tỷ trọng dung dich khoan cần đạt để sử dụng: 15.8 ppg Suy ra, tỷ lệ barit dung dich là : rBarit = 1490 = 226,9 (ppb) - Thể tích dung dich bắt đầu pha chế: Start Vol = 80 bbl dw Suy tổng khối lượng barit cần cho pha chế dung dich ban đầu là : mBarit1 = rBarit 80 = 18152,2 (lb) 82 - Tương đương : 18152,2 : 205 = 8.2 ( tấn) Số bao lớn ( big bags) = mBarit : 1,5 = 5,48 ( big bags) Thể tích gia tăng = 4,48 2,2432 = 12,29(bbl) Số bao barit cần có : SBarit = mBarit : 100 = 181 (sk) Vậy thể tích dung dich kết thúc pha chế : End Vol = Start pacer = Start Vol : 15/45 = 26,7 (sk) Số bộ dụng cụ MSC – SPACER = End Vol : 42/600 = 6,8 (kits) Ta có bảng sau : Khối lượng riêng dung dich (ppg) 8,34 11 Tỉ lệ khối lượng riêng 1,00 1,32 b Quy trình pha trộn : + Kiểm tra bể dung dich ( slug pit) sạch sẽ + 80bbls nước ky thuật sẽ được rót vào bể dung dich ( thể tích ban đầu – Start Vol) + Thêm vào polime xc và khuấy trộn 30 phút, thêm vào gallon FP-9L và đợi hydrat hóa + Thêm từ từ 26,7 bao hạt Seal bond spacer + Thêm từ từ 8,2 tấn barit để tăng tỷ trọng dung dich lên 15,8 ppg + Cân ép dung dich sẽ được sử dụng để đo tỷ trọng dung dich + Thêm trực tiếp chất hoạt tính bề mặt vào bể dung dich trước bơm xuống giếng 4.4 Quy trình thực hiện bơm trám xi măng 4.4.1 Quy trình công việc 1) Khi ống chống được thả xuống và các đường ống trám xi măng đã được kết nối, khởi động tuần hoàn từ từ Tuần hoàn ít nhất một lần thể tích cột ống chống trước trám xi măng để đảm bảo không còn đất, đá hay mảnh vụn nào ống chống có thể chặn dòng chảy bơm xuống Trong thời gian này, dung dich khoan phải được xử lý bằng hóa chất để giảm độ nhớt dẻo (plastic viscosity) và ứng suất chảy (YP) Ứng suất chảy khoảng 25 và tốt nhất 2) Bơm rửa đường ống bơm trám xi măng với nước ky thuạt và thử áp suất tại 5000psi 3) Thả nút trám dưới 83 4) Bơm 20 bbl nước ky thuật với lưu lượng bpm và 80 bbl Sealbond spacer với lưu lượng bpm 5) Pha trộn và bơm vữa xi măng phần và phần dưới thiết kế bên trên,lưu lượng – pbm Xi măng sẽ được cân đo tỷ trọng thường xuyên khoảng thời gian quá trình làm job, sử dụng cân áp ( cân sử dụng để xác đinh tỷ trọng của dung dich khoan ) 6) Thả nút trám 7) Bơm 10 bbl nước ( có tác dụng rửa đường ống bơm trám xi măng lên sàn khoan) 8) Sử dụng lưu lượng bơm cao nhất cho phép để ép toàn bộ dung dich xuống van ngược ( lưu lượng 12 bpm nếu điều kiện cho phép) Giảm dần lưu lượng xuống còn bpm 10 bbl cuối cùng 9) Đợi nút trám chạm ( đó áp suất tăng) và thử áp suất ở mức chênh áp 5000psi Nếu không có sự chênh áp nào được phát hiện, ngừng bơm KHÔNG ÉP DƯ DUNG DỊCH VỮA XI MĂNG ( tránh dung dich ép len lỏi qua chỗ đế ống chống làm cho chỗ đó có ít hoặc không có xi măng) 10) Kiểm tra dòng chay lại để kiểm tra van ngược “có” hoạt động tốt hay “không) Nếu có, bắt đầu gỡ bỏ khỏi giàn các thiết bi bơm trám xi măng Nếu không, đợi cho tới xi măng đông cứng ban đầu 84 CHƯƠNG V: AN TOÀN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG 5.1 Các vấn đề an toàn công tác trám xi măng giếng khoan 5.1.1 Các yêu cầu và biện pháp bản của kỹ thuật phòng chữa cháy và an toàn lao động Việc tổ chức các công tác bảo vệ lao động và ky thuật an toàn giàn khoan cố đinh, thực hiện theo quy chế đối với giàn khoan cố đinh được soạn thảo dựa các yêu cầu của hệ thống quản lý bảo hộ lao động công nghiệp dầu khí, các nội quy quyết đinh của Công ty TNHH MTV Điều hành Thăm dò và Khai thác Dầu khí nước ( PVEP POC) Vấn đề án toàn của các công tác giàn khoan phải được thực hiện theo các quy chế hiện hành về an toàn lao động công nghiệp dầu khí, các quy chế thăm dò và khai thác dầu khí thềm lục đia Trên sở quy chế này và xem xét các điều kiện cụ thể của thăm dò và khai thác ở nước ta mà công ty đã đưa các hướng dẫn về an toàn lao động cụ thể công tác khoan biển Trên giàn khoan phải được trang bi các phương tiện ky thuật an toàn hiện đại có thể báo trước sự cố có thể xảy giàn khoan, đảm bảo vệ sinh công nghiệp, ngăn ngừa các bệnh chứng nghề nghiệp của công nhân và nhân viên giàn, đồng thời giàn khoan phải được trang bi các phương tiện cấp cứu tập thể Việc huấn luyện ky thuật an toàn phải được tiến hành thường xuyên và thực hiện theo đúng điều lệ của công ty Hệ thống ánh sáng phải được đảm bảo cho công nhân viên giàn Do tính liên tục của quá trình công nghệ khoan biển mà công tác khoan đòi hỏi cao về độ sáng tại nơi làm việc, các tiêu chuẩn về độ sáng được nêu nội quy an toàn của xí nghiệp Tiếng ồn và độ rung: tại nơi làm việc ngoài việc sắp xếp hợp lý độ sáng thích hợp, cần phải giải quyết những vấn đề có liên quan đến việc giảm tiếng ồn độ rung đến mức tiêu chuẩn cho phép 85 Việc phân bố thành phần và số lượng phương tiện cấp cứu sử lý sự cố phải tương ứng với điều kiện giàn Các công tác bốc dỡ phải được thực hiện dưới sự chỉ đạo của người có trách nhiệm Phòng cháy chưa cháy giàn phải đáp ứng đầu đủ các yêu cầu của quy chế an toàn thăm dò và khai thác dầu khí thềm lục đia Việt Nam, các giàn phải có đọi động hoạt động theo kế hoạch xử lý sự cố Trên các giàn phải có dự trữ các chất làm nặng, dầu mỡ, điều khiển thủy lực đối áp Việc thử hệ thống đối áp tiến hành với sự có mặt của đại diện ban phòng chống phun 5.1.2 An toàn lao động trám xi măng giếng dầu Việc trám xi măng chỉ được bắt đầu công tác lắp ráp thiết bi trám đã kết thúc và được hội đồng nghiệm thu, tham gia vào hội đồng nghiệm thu có đại diện của cán bộ phòng an toàn lao động Việc trám xi măng biển chỉ những người được học chuyên ngành về khoan thực hiện Trước lúc bắt đầu trám xi măng cần phải: + Rửa sàn khoan, máy bơm trám và các nơi khác + Thu dọn tất cả các thiết bi không liên quan có thể gây trở ngại cho công việc trám xi măng + Kiểm tra lại máy bơm trám, các tổ hợp thiết bi kèm, và cho chạy thử + Kiểm tra lại các máy móc khác ( đồng hồ đo áp suất, đồng hồ đo trọng lượng…) Kiểm tra lại ròng rọc tĩnh, ròng rọc động, móc xa- nhich và các thiết bi khác Cần đặc biệt chú ý đến việc gia cố các bộ phận của chúng, các bu long nối các thiết bi cần phải được hãm chặt 86 Nếu trước trám xi măng đã tiến hành công tác sửa chữa thì trước lúc sắp cho máy chạy phải dọn hết các đồ vật không cần thiết ( Bulông, ecu, dụng cụ cầm tay…) từ các thiết bi được sửa chữa 5.1.3 Nhiệm vụ và biện pháp của đơn vị khoan có báo động - Khi trám xi măng, nếu có xuất hiện dầu khí phun nhanh chóng ngừng các công việc lại và đón đối áp vạn - Công việc tiếp theo được tiến hành theo lệnh của đốc công, ky sư trưởng hay giàn trưởng 5.1.4 Vệ sinh môi trường quá trình thi công trám xi măng - Để đảm bảo an toàn lao động và sức khỏe cho cán bộ công nhân viên xí nghiệp, cần kiểm tra sức khỏe đinh kỳ và hướng dẫn kiểm tra an toàn lao động theo đinh kỳ hằng năm - Xét tới sự hiện diện các hợp chất hữu không khí theo hướng dẫn về phương tiện phòng chống khí độc làm việc với những hóa chất độc hại - Trong quá trình làm việc, chiu tách động của tiếng ồn và độ rung cao, vì vậy công nhân cần được trang bi các thiết bi chống ồn và giảm rung - Độ chiếu sáng cũng là một điều kiện hết sức cần thiết đảm bảo sự an toàn của công việc và người 5.2 Bảo vệ môi trường công tác trám xi măng Sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường xung quanh là những vẫn đề quan trọng của nhân loại giai đoạn phát triển hiện Nó phản ánh nhu cầu xã hội sự ngăn ngừa và khắc phục các hậu quả tai hại hoạt động kinh tế của người gây Các công ty khoan có vai trò quan trọng quyết đinh các vấn đề sinh thái về giữ gìn môi trường và chống ô nhiễm Đặc điểm khác biệt của công việc khoan là chúng được tiến hành trực tiếp thiên nhiên và phân bổ diện tích lớn bao gồm không những ở đất liền, mà còn đầm lầy, hồ, biển và đại dương, ngoài quá trình khoan giếng từ lòng đất phát hiện 87 khối lớn nguồn nước nhạt, nước khoáng và dầu khí cũng các tài nguyên khác Khi thiếu sự kiểm soát cần thiết công tác khoan có thể gây các vi phạm nghiêm trọng tới khí hậu sinh thái, dẫn tới làm bẩn khu vực nước thải, dung dich khoan, các hóa phẩm, các chất cặn bã của vật liệu dầu mỡ, phá vỡ sự cách ly tự nhiên giữa chất lưu vỉa lòng đất đá và chế độ nguồn nước dưới đất Sự phun dầu và khí từ giếng dẫn đến sự ô nhiễm nghiêm trọng và một số trường hợp còn gây độc hại bầu khí quyển Như chúng ta đã biết, trám xi măng giếng không thể không dùng đến một khối lượng lớn nước rửa, thành phần của nó thường chứa các hỗn hợp với các nồng độ có hại đối với thiên nhiên ( dầu mỏ và vỉa sản phẩm của dầu mỏ, các hóa phẩm…) Dung dich khoan, dung dich đệm và dung dich ép thất thoát từ hệ tuần hoàn thấm vào đất hoặc chảy vào các hồ chứa lộ thiên và mạng song suối Trước không lâu, lượng dự trữ dung dich khoan còn chưa các hầm đất, một phần nhỏ sẽ thấm vào đất sau công việc khoan kết thúc, các cặn bã của dung dich khoan được lấp bằng đất đá, nó tồn tại lâu dài và trở thành nguồn ô nhiễm đất và ảnh hưởng đến canh tác nông nghiệp Tất cả các nguồn làm bẩn công tác trám xi măng có thể phân thành các nhóm: nguồn từ khai thác, xuất hiện tạo thành từ nước thải rửa thiết bi, sàn khoan, máng, vứt bỏ mùn khoan, nước xả từ hệ thống làm mát… Nguồn từ công nghệ dùng chảy dung dich khoan từ ống khoan nâng lên và nước thải sau rửa hệ thống ống bơm trám, sự dư thừa dung dich khoan, dung dich xi măng xuất hiện thời gian bơm trám và sự loại bỏ sự dư thừa này, từ nguồn sự cố chất lưu chảy từ vỉa giếng thời gian xuất hiện dầu – khí ; nguồn từ tổn thất nước ky thuật dòng chảy ống dẫn hoặc hậu quả hư hỏng các bộ phận ống nối; nguồn từ thiên nhiên sự loại bỏ nước ky thuật, từ cặn bã vật liệu bôi trơn, sự di chuyển các vật chất bẩn từ khu vực trám xi măng bằng các mạch nước ngầm 88 Sự ô nhiễm môi trường xung quanh sử dụng vữa trám xảy thất thoát của các thành phần mặt đất và bơm ép vữa xi măng vào các tầng thấm vữa không ngưng kết hoặc sự khử kiềm của đá xi măng Trong các biện pháp đồng bộ bảo vệ thiên nhiên vai trò lớn nhất đối với việc nghiên cứu và ứng dụng quá trình công nghệ, cho phép giảm đáng kể khối lượng chất thải sản xuất và tận dụng tối đa phế liệu của chúng, nghiên cứu và sử dụng hệ thống ky thuật theo chu kỳ khép kín, tăng hiệu quả và độ tin cậy của các thiết bi và hệ thống làm sạch, nhằm giảm các độc tố của phế thải Những năm gần đây, các tổ chức khoan đã quan tâm nhiều đến việc hoàn thiện hệ thống toàn hoàn và tăng độ tin cậy, cũng việc thu gom, xử lý, chon lấp các chất thải của dung dich và mùn khoan Trong lĩnh vực bơm rửa giếng thường thực hiện các biện pháp sau: hoàn toàn loại bỏ sử dụng hầm đất và thay thế chúng bằng tấm kim laoij có sức chứa lơn, ứng dụng hệ tuần hoàn cấu trúc hoàn thiện với các ống dẫn kín để đung dich chảy qua, vận chuyển dụng dich khoan từ giếng này sang giếng khác để sử dụng nhiều lần ( nhất là dung dich gốc dầu và dung dich nhũ tương) Xử lý và khử độc các phế thải của dung dich và chon lấp ở đũng nơi quy đinh Các biện pháp bảo vệ thiên nhiên cho các giao đoạn khác của quá trính xây dựng giếng HMT-1X được trình bày bảng dưới: 89 STT 10 11 Các biện pháp bảo vệ môi trường Nghiêm chỉnh chấp hành quy đinh công nghệ rửa giếng, và du giếng Sử dụng công nghệ trám xi măng đảm bảo vành xi măng nâng tớ Sử dụng đinh tâm và thiết bi chuyên dụng của ống chống trám xi măng Sử dụng van ngược để loại trừ sự phun qua cột ống chống Tổ chức tốt các bộ phận thu và bảo quản chất thả trám xi măng Sử dụng hệ thống nhiều bậc làm sạch dung dich khoan đảm bảo g Tăng cường tối đa có thể sử dụng lại các dung dich đã dùng Làm sạch nước thải để đảm bảo an toàn vào đối tượng môi trườn Xử lý lại các đối tượng thiên nhiên bi nhiễm bẩn Vận chuyển chất thải khoan vào bờ để tiến hành xử lý Nghiêm chỉnh chấp hành các quy phạm tiến hành công tác kho phù hợp với các quy đinh công nghệ và tài liệu đinh mức ky thuật hiện Kết quả làm sạch nước thải từ các chất lơ lửng và dầu với sự trợ giúp của thiết bi lọc ly tâm thủy lực Ưu điểm của phương pháp này là suất cao, cấu trúc đơn giản và gọn KẾT LUẬN Trong một quá trình khoan giếng dầu khí, bơm trám xi măng cột ống chống là công tác rất quan trọng, quyết đinh một phần tới sự thành bại của giếng khoan Một thiết kế thi công bơm trám xi măng phù hợp sẽ tăng khả bơm trám thành công, góp phần đảm bảo chất lượng cột ống chống, giảm tới mức thấp nhật các sự cố phức tạp quá trình khoan sau này, đồng thời mang lại hiệu quả kinh tế cao Tuy để tài thiết kế bơm trám xi măng công tác khoan dầu khí là một đề tài tương đối mới và khó, với mức độ nghiên cứu sâu và liên quan tới nhiều vấn đề công nghệ mới, nhờ sự chỉ bảo tận tình của thầy Lê 90 Quang Duyến, sự hỗ trợ của các anh, chi công tác ngành dầu khí, cùng với sự cố gắng là lỗ lực của bản thân, những tham luận quý báu của các bạn cùng khóa em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình Do sự hạn chế về tài liệu ky thuật, kinh nghiệm thực tế nên bản đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong được sự chỉ bảo góp ý, bổ sung của các thầy, cô, các cán bộ chuyên môn, các bạn đồng nghiệp để cuốn đồ án này được hoàn thiện Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Lê Quang Duyến người đã tận tình hướng dẫ chỉ bảo, cùng các thầy cô khoa dầu khí, và các anh, chi khóa trước công tác tại các công ty PVEP Sông Hồng, Vietsovpetro, đã tạo điều kiện tốt nhất giúp đỡ em hoàn thành cuốn đồ án này Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày tháng năm 2016 Sinh viên thực hiện Nguyễn Xuân Hùng TÀI LIỆU THAM KHẢO - Vietnam Oil and Gas Corp Safety Management Regulations - PVEP PCX: Registration for Securing Environmental Standards - PVEP POC Oil Spill Contingency Plan - PVEP POC Emergency Response Plan - PVEP POC 9-2/9 K I N - I X Well Proposal - Key Gibraltar Safety & Environment Manual - Key Gibraltar Emergency Response Manual 91 - PVD Tech-FMC’s Wellhead and Mud line suspension Procedure - PTSC G&s / Jack Up Rig Site Foundation Survey - DMC-WS Drilling Fluids Program - BJ-PVD Services Cementing Program ... 510 525 Regional Coal (Intra Middle Miocene) U220 0.735 700 717 Dinh Cao (Oligocene) U300 1.082 1170 1250 Buried hill 1.359 1610 174 3 Intra-Buried Hill carbonate 1.578 2000 2182 Top Carbonate... 26”20” (m Chiều sâu đoChiều sâu 50/57 thực tế) 17- 1/2”13-1/8” (m Chiều sâu 740/764 đoChiều sâu thực tế) 12-1/4”9-5/8”(m Chiều sâu 1613 /175 4 đoChiều sâu thực tế) 8-1/2”(m Chiều sâu... Ống đinh hướng 20” sẽ được trám xi măng bằng phương pháp “ inner – string” Đoạn giếng 17- 1/2” sẽ được khoan với một hệ thống cửa rẽ nhánh tới +/764m MDBRT Nước biển và gel

Ngày đăng: 04/08/2017, 22:26

Xem thêm