Nước ta đi lên từ một nền kinh tế lạc hậu lại bị chiến tranh tàn phá nặng nề, nhu cầu xây dựng lại và phát triển đất nước với tốc độ cao một cách toàn diện phải có một ngành năng lượng tương xứng, trong đó dầu khí chiếm một vai trò quan trọng. Để ngành dầu khí phát triển ổn định và lâu dài, góp phần vào sự nghiệp bảo vệ an ninh năng lượng quốc gia và phát triển kinh tế thì việc khoan thăm dò tìm kiếm và khai thác dầu khí phải luôn được chú trọng và phát triển. Trong đó công tác khoan là một trong những công đoạn quan trọng cho phép biết được có hay không có dầu khí và cho phép đưa được dòng sản phẩm lên trên bề mặt. Việc đảm bảo an toàn cho công tác khoan dầu khí luôn được quan tâm và chú trọng, nhất là công tác phòng chống phun trào dầu khí. Ngoài việc trang bị cho các chuyên gia, kỹ sư, công nhân công tác trên công trường khoan các kiến thức an toàn bảo hộ lao động thì các trang thiết bị máy móc đảm bảo cho công tác khoan dầu khí diễn ra được an toàn thuận lợi đóng vai trò rất quan trọng. Một trong những thiết bị được dùng rộng rãi và phổ biến hiện nay nhằm ngăn chặn phun trào dầu khí là hệ thống thiết bị chống phun trào mà chủ yếu là thiết bị đối áp và các thiết bị phụ trợ. Việc nắm bắt được đặc điểm cấu tạo nhằm vận hành đúng và an toàn các thiết bị đó góp phần vào sự thành công chung của công tác khoan dầu khí. Trong quá trình thực tập tại “Xí nghiệp khoan và sửa giếng” và “Trung tâm an toàn và bảo vệ môi trường”, được sự quan tâm, giúp đỡ về tài liệu của các chú, các anh. Em đã tìm hiểu về công tác kiểm soát giếng và thiết bị kiểm soát giếng. Đặc biệt, sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Trần Tuân và các thầy cô trong bộ môn, em đã hoàn thiện đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ Kiểm soát giếng khoan”. Đồ án được hoàn thành dựa trên sự tìm hiểu tài liệu và quá trình học tập trên ghế nhà trường. Do khả năng, trình độ và điều kiện thực tập còn nhiều hạn chế nên đồ án còn nhiều thiếu sót. Em rất mong được sự góp ý của thầy cô và sự đóng góp của các bạn giúp em nắm rõ được kiến thức.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ……***…… TRẦN VĂN HƯNG LỚP KHOAN – KHAI THÁC A – K57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : KIỂM SOÁT GIẾNG TRONG QUÁ TRÌNH KHOAN THIẾT KẾ VÀ VẬN HÀNH THIẾT BỊ ĐỐI ÁP TRÊN TÀU KHOAN HÀ NỘI – THÁNG 06/2017 LỜI NÓI ĐẦU Nước ta lên từ kinh tế lạc hậu lại bị chiến tranh tàn phá nặng nề, nhu cầu xây dựng lại phát triển đất nước với tốc độ cao cách toàn diện phải có ngành lượng tương xứng, dầu khí chiếm vai trò quan trọng Để ngành dầu khí phát triển ổn định lâu dài, góp phần vào nghiệp bảo vệ an ninh lượng quốc gia phát triển kinh tế việc khoan thăm dò - tìm kiếm khai thác dầu khí phải trọng phát triển Trong công tác khoan công đoạn quan trọng cho phép biết có hay dầu khí cho phép đưa dòng sản phẩm lên bề mặt Việc đảm bảo an toàn cho công tác khoan dầu khí quan tâm trọng, công tác phòng chống phun trào dầu khí Ngoài việc trang bị cho chuyên gia, kỹ sư, công nhân công tác công trường khoan kiến thức an toàn bảo hộ lao động trang thiết bị máy móc đảm bảo cho công tác khoan dầu khí diễn an toàn thuận lợi đóng vai trò quan trọng Một thiết bị dùng rộng rãi phổ biến nhằm ngăn chặn phun trào dầu khí hệ thống thiết bị chống phun trào mà chủ yếu thiết bị đối áp thiết bị phụ trợ Việc nắm bắt đặc điểm cấu tạo nhằm vận hành an toàn thiết bị góp phần vào thành công chung công tác khoan dầu khí Trong trình thực tập “Xí nghiệp khoan sửa giếng” “Trung tâm an toàn bảo vệ môi trường”, quan tâm, giúp đỡ tài liệu chú, anh Em tìm hiểu công tác kiểm soát giếng thiết bị kiểm soát giếng Đặc biệt, hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Trần Tuân thầy cô môn, em hoàn thiện đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ Kiểm soát giếng khoan” Đồ án hoàn thành dựa tìm hiểu tài liệu trình học tập ghế nhà trường Do khả năng, trình độ điều kiện thực tập nhiều hạn chế nên đồ án nhiều thiếu sót Em mong góp ý thầy cô đóng góp bạn giúp em nắm rõ kiến thức Em xin gửi lời cảm ơn đặc biệt tới thầy Nguyễn Trần Tuân thầy cô môn Khoan Khai thác dầu khí- Trường đại học Mỏ Địa Chất, chú, anh “Xí nghiệp khoan sửa giếng” “Trung tâm an toàn bảo vệ môi trường” cung cấp tài liệu hướng dẫn em hoàn thiện đồ án Hà Nội, ngày 02 tháng 06 năm 2017 Sinh viên Trần Văn Hưng Mục lục Cụm từ viết tắt Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt A AFL Annular Looses Friction Tổn áp khoảng không vành xuyến B TVD True Depth Vertical C ECD … Danh mục hình ảnh Danh mục bảng biểu Chương Tổng quan kiểm soát giếng phun trào dầu khí Kiểm soát giếng quy trình mà chất trì áp suất thủy tĩnh cột dung dịch giếng cân với áp suất thành hệ để tránh cố xảy thông qua phương pháp thích hợp Việc kiểm soát giếng liên tục yêu cầu cấp bách cho ngành dầu khí, giai đoạn khoan Thực tiễn chứng minh giếng khoan dù có làm theo chu trình hoàn hảo theo kế hoạch đề đến đâu xảy cố lường trước Do trách nhiệm ngành dầu khí nói chung đội khoan nói riêng quan trọng việc kiểm soát, đánh giá giải hậu xảy trình khoan, góp phần giảm thiểu thời gian phi sản xuất cách tối đa mang lại lợi nhuận cho giếng khoan I.1 Tổng quan công tác kiểm soát giếng năm gần I.2 Hậu việc kiểm soát giếng Những hậu Kick phun trào thường to lớn, gây thiệt hại thiết bị giàn, gây ô nhiễm môi trường sinh thái chí nguy hiểm đến tính mạng người Chi phí cho việc khắc phục hậu lớn Sự cố phun trào xảy thiệt hại chi phí, nhân lực, công ty, nhà thầu phải giải hậu cố phát sinh xảy tràn dầu, chi phí ảnh hưởng gián tiếp đến môi trường xung quanh, đến ngành có liên quan du lịch, đánh cá, vận tải biển…gây ảnh hưởng to lớn đến uy tín tài sản công ty Điển cố phun trào vịnh Mexico công ty BP Anh chịu trách nhiệm vào năm 2010 I.3 Các nguyên nhân gây kiểm soát giếng I.3.1 Nguyên nhân địa chất I.3.1.1 Khoan vào tầng dị thường áp suất Tại nơi giới tồn dạng địa tầng mà áp suất biến đổi cách bất thường, nghĩa cao thấp so với khuynh hướng áp suất thông thường khu vực Trong trường hợp áp suất thấp so với khuynh hướng áp suất thông thường hiểu dị thường áp suất thấp, ngược lại dị thường áp suất cao Khi khoan giếng tìm kiếm thăm dò khai thác qua địa tầng dị thường thường gây khó khăn phức tạp chí kiểm soát giếng hoàn toàn a) Dị thường áp suất thấp Khái niệm: Dị thường áp suất thấp trường hợp áp suất vỉa hay áp suất địa tầng nhỏ so với khuynh hướng áp suất thông thường Khi khoan qua địa tầng xảy tượng dung dịch Nếu tốc độ dung dịch vượt lưu lượng bơm mực dung dịch giếng bị giảm xuống kéo theo áp suất thuỷ tĩnh giảm Khi tầng có áp suất cao bên có tượng cân áp suất, chất lưu từ tầng chảy vào giếng, đồng thời xẩy tượng sập lở thành giếng khoan gây nhiều phức tạp trình xử lý Hiện tượng mô tả hình 1.2; Hình 1.2 Hiện tượng xâm nhập dung dịch khoan Nguyên nhân: - Vỉa chứa bị suy kiệt: Khi lượng lớn chất lưu vỉa khai thác bị phân tán biến đổi địa chất làm sụt giảm áp suất chất lưu vỉa gây tượng dị thường áp suất thấp - Nhiệt độ: Trong vỉa chứa chất lưu hoàn toàn cô lập hay ko có liên thông thủy lực với vỉa khác Khi nhiệt độ giảm làm giảm áp suất vỉa đến mức bình thường - Thẩm thấu: Là trường hợp chất lưu vỉa thẩm thấu qua lớp ngăn cách, lớp sét, đá trầm tích hệ thống vi nứt nẻ đá chứa Khi lượng lớn chất lưu thẩm thấu gây tượng dị thường áp suất thấp vỉa chứa b) Dị thường áp suất cao Khái niệm: Dị thường áp suất cao trường hợp áp suất vỉa hay áp suất địa tầng cao so với khuynh hướng áp suất thông thường Trong trường hợp có liên quan kết hợp yếu tố địa chất, vật lí, địa hóa trình động học… Nguyên nhân: - Chênh lệch áp suất chất lưu vỉa: Đối với vỉa chứa dạng uốn nếp dạng vòm , áp suất từ nơi sâu lên nơi sâu Áp suất nơi sâu vỉa bình thường theo chiều sâu Tuy nhiên chất lỏng vỉa lại nhẹ so với tỷ trọng nước tạo thành mũ khí, khoan vỉa chiều sâu nông nói gặp dị thường áp suất thành hệ nguyên nhân mũ khí; Hình 1.3 Dị thường áp suất khoan vào vỉa chứa mũ khí - Hiện tượng thủy động: Chất lưu vỉa di chuyển thành hệ mang theo áp suất vỉa, có liên thông thuỷ động địa tầng thấm, áp suất vỉa theo kênh dẫn di chuyển tới nơi có áp suất thấp nằm bên gây dịthường áp suất vỉa Có nhiều nguyên nhân khác dẫn tới liên thông thuỷ động kênh dẫn theo vết đứt gãy hay thành giếng khoan có chất lượng trám xi măng kém… Hình 1.4; Hình 1.4 Dị thường áp suất yếu tố thủy động - Do lắng đọng trầm tích: Quá trình lắng đọng vật liệu trầm tích diễn liên tục theo thời gian làm lớp sét bị nén trọng lượng vật chất bên Độ rỗng lớp sét giảm nước thấm qua xuống lớp bên Quá trình lắng đọng tiếp tục nước thoát chậm áp suất thành hệ số vị trí tập sét gradient áp suất tăng; - Vòm muối: Ở nhiều vùng, tầng dày có lớp muối xuất Dưới tác dụng tải trọng lớp phủ, vỉa muối biến đổi từ từ thường có khuynh hướng đùn lên thành dạng vỉa vòm muối Vỉa muối đới không thấm, biến đổi từ từ tạo thành kiểu dòng chảy dẻo Khi bị dồn nén dòng chảy dẻo có xu hướng chọc thủng thành hệ phía làm cho tầng bị ép đồng thời dịch chuyển chờm sát vào vòm muối lên phía Hydrocacbon tích tụ vào phần thân chờm làm áp suất đới chờm tăng lên vượt áp suất vùng lân; - Kiến tạo: Là nén ép theo phương ngang vỉa mặt đất Trầm tích môi trường áp suất bình thường nước bị bật khỏi sét chúng bị nén với áp suất thành hệ tăng Tuy nhiên, cộng với lực nén ngang sau chất lỏng thoát với tốc độ với độ giảm thể tích lỗ hổng đá chứa kết tăng áp suất lỗ hổng đá chứa so với bình thường; - Đứt gãy: Các đứt gãy nguyên nhân dị thường áp suất cao Sự nâng lên hạ xuống thành hệ bị đứt gãy mang thành hệ thấm đến bên chống lại thành hệ không thấm Nếu đưt gãy không kín cho phép chất lỏng từ chiều sâu sâu lên chiều sâu nông mang theo áp suất lên tầng di chuyển đến; I.3.1.2 Khoan vào tầng khí nông Khoan vào túi khí nông tình trạng nguy hiểm xảy Trong trường hợp khí di chuyển nhanh lên bề mặt thiết bị cảnh báo hữu hiệu thông tin địa chất dự báo phần phương án thi công khoan trước I.3.2 Nguyên nhân công nghệ I.3.2.1 Không điền đầy dung dịch vào giếng kéo thả cần khoan Khi cần khoan cần nặng kéo khỏi giếng khoan, thể tích dung dịch với thể tích thép đưa khỏi giếng, phải điền đầy dung dịch để giữ cho giếng trạng thái đầy Nếu không điền đầy dung dịch kịp thời chiều cao cột áp thủy tĩnh giảm làm giảm áp suất thủy tĩnh đáy giếng khoan I.3.2.2 Hiệu ứng piston kéo thả cần khoan Khi cột cần khoan kéo lên khỏi đáy giếng công việc khác bên choòng khoan xẩy tượng giảm áp suất, áp suất đáy giếng giảm cách đột ngột xuống áp suất vỉa “hút” chất lưu từ vỉa vào giếng Hiện tượng giảm áp giải thích kéo cần lên khỏi đáy giếng khoan, dung dịch khoan phải di chuyển từ khoảng không phía choòng khoan cần nặng xuống bên choòng khoan qua khe hở choòng khoan thành giếng khoan Mà tiết diện khe hở nhỏ nhiều so với đáy giếng khoan dung dịch khoan khó khăn để di chuyển xuống phía choòng khoan gây tượng giảm áp bên choòng khoan, áp suất thuỷ tĩnh bên choòng khoan giảm xuống nhỏ áp suất vỉa gây Kick Hiện tượng giảm áp xẩy lớn choòng khoan vừa rời đáy (Hình 1.5) Hình 1.5 Hiện tượng piston kéo cần Hiện tượng piston sinh trình thả cần, áp suất giếng bên choòng khoan lại tăng lên áp suất giếng bên choòng khoan lại giảm xuống I.3.2.3 Mất tuần hoàn dung dịch Hiện tượng tuần hoàn dung dịch xảy thành hệ hang hốc, đứt gãy tự nhiên, tầng áp suất bình thường, khoảng không vành xuyến bị nút khoan cụ, áp suất tuần hoàn bị đứt đoạn dung dịch có độ bền gel lớn I.3.2.4 Tỷ trọng dung dịch không thích hợp Áp suất thuỷ tĩnh giếng khoan lớn áp suất vỉa điều kiện để ổn định thành giếng khoan ngăn ngừa tượng Kick Áp suất thuỷ tĩnh định chiều cao cột dung dịch tỷ trọng dung dịch khoan Tỷ trọng dung dịch khoan không đủ làm cho áp suất thuỷ tĩnh không đủ lớn để cân với áp suất vỉa dòng Kick xuất I.3.2.5 Tốc độ khoan cao vỉa chứa khí Khi khoan vào vỉa chứa khí, khí xâm nhập vào mùn khoan với mùn khoan lên bề mặt trình tuần hoàn Việc khí chứa mùn khoan liên quan đến vấn đề như: tổng thể tích khí chứa đất đá, độ thấm vỉa, tốc độ khoan thời gian mùn khoan chứa khí nằm giếng Nếu khí giếng khoan mang dị thường áp suất tuần hoàn lên phía giãn nở Một khối lượng nhỏ khí mang áp suất cao xâm nhâp vào giếng khoan làm giảm lượng lớn dung dịch đo bề mặt Hiện tượng làm suy giảm cột áp thủy tĩnh giếng khoan nhỏ hậu để lại bề mặt lớn Nếu khoan với tốc độ cao thành hệ chứa khí, hàm lượng khí chứa dung dịch tăng vấn đề xảy Sự giãn nở cách nhanh chóng khí gần bề mặt làm cho cột áp suất thủy tĩnh giảm, dung dịch tuần hoàn bể chứa Khi cột áp suất thủy tĩnh giảm xuống áp suất thành hệ tượng Kick bắt đầu I.4 Biện pháp kiểm soát giếng khoan I.4.1 Các giai đoạn kiểm soát giếng I.4.1.1 Kiểm soát giếng sơ cấp Khái niệm Kiểm soát sơ cấp lựa chọn điều chỉnh tỷ trọng dung dịch khoan để tạo áp suất thuỷ tĩnh đủ lớn nhằm chống lại xâm nhập chất lưu vỉa vào giếng dung dịch vào vỉa yếu trình khoan Mục tiêu kiểm soát sơ cấp phòng ngừa tượng gây khó khăn trình khoan, giảm thiểu rủi ro xuất (Hình 2.4) Hình 2.5 Kiểm soát sơ cấp Nhiệm vụ trình kiểm soát sơ cấp Kiểm soát sơ cấp phải tiến hành liên tục từ bắt đầu khoan trì suốt trình thi công giếng khoan, bao gồm công việc: - Tính toán sử dụng dung dịch khoan với tỷ trọng thích hợp với khoảng khoan khác nhau; - Giữ đầy dung dịch giếng khoan thời điểm suốt trình thi công; - Giám sát thể tích dung dịch giếng bể chứa cách liên tục suốt trình khoan; - Phát xử lý kịp thời thay đổi tỷ trọng, thể tích, lưu lượng dung dịch khoan I.4.1.2 Kiểm soát giếng thứ cấp Khái niệm Trong trình khoan, lí mà xảy tượng áp suất thuỷ tĩnh giữ cao áp suất vỉa gây tượng chất lưu xâm nhập cách không mong muốn hay gọi “Kick”, hình 2.6 Khi kiểm soát sơ cấp chuyển sang kiểm soát thứ cấp Kiểm soát thứ cấp việc sử dụng phương pháp chuyên dụng hệ thống trở lại bề mặt đường dập giếng sử dụng giám sát áp suất Tổn thất ma sát đường xả thay đổi xâm nhập đưa khỏi bề mặt Khi dòng chảy vào đường xả, tổn thất ma sát giảm, dòng chảy khí mức độ giảm đáng kể bù đủ, thao tác xả Khi dung dịch theo dòng chảy vào đường xả, tổn thất ma sát trở lại Khi dung dịch nặng vào tổn thất ma sát đường xả tăng lên cao Sự thay đổi cần thiết điều chỉnh đường xả nên có kế hoạch ứng phó IV.2 Nứt vỡ chân ống chống Xem hình 5.11, Với chân ống chống nông, quan trọng xâm nhập dẫn hướng không đóng giếng Việc đóng giếng tầng cát nông chứa khí dẫn tới tượng phun trào mặt đất khí lên mặt biển Nước chứa bọt khí nguyên nhân giàn khoan ổn định nghiêng Hình 5.11 Mất ổn định tầng cát nông chứa khí IV.3 Bó hẹp ống bao Xem hình 12 Chiều sâu nước lớn 1500 ft, bó hẹp ống bao vấn đề tiềm ẩn xâm nhập khí nông dẫn hướng tất chất lưu xả từ ống bao Sự kháng cự bó hẹp ống bao giảm tải trọng uốn đáng kể cung cấp cho ống bao sức căng, trọng lượng lượng dòng chảy Nếu vấn đề xem xét được, ống bao nối với tất van đặc biệt sửu dụng Van tự động nhạy với tổn thất áp suất thủy tĩnh ống bao mở phép nước biển vào trước ống bao bó hẹp Nó đảm bảo áp suất thủy tĩnh cột nước biển luôn cung cấp cho giếng Hình 5.12 Bó hẹp ống bao trình phun trào khí nông tầng nước sâu IV.4 Lắp đặt thiết bị BOP cột cần khoan Ngày nay, thiết bị đối áp BOP cột ống, đóng giếng áp suất cột cần khoan tính việc bơm xuống cột cần khoan cách cẩn thận tới tăng áp suất khoảng không vành xuyến ghi lại Khi áp suất bể chứa ghi lại, định tháo choòng từ đáy thực “bơm bùn vào ống dẫn bùn khoan” Quy trình có hạn chế với cột cần khoan tháo từ đáy bên lắp đặt thiết bị BOP, hệ thống cáp hoạt động cố cột cần bị mắc kẹt dập giếng Một bất lợi khác vòi cần chủ lực rò rỉ cột cần phải di chuyển tới đáy áp suất khoảng không vành xuyến cao xuất Với nguyên nhân này, số công ty điều hành ưu tiên sử dụng van giảm áp nối ren đáy giếng lúc Trong trường hợp quy trình là: 1) 2) 3) 4) 5) Với cột ống trượt, vặn chặt thêm vòi cần chủ lực mở Đóng vòi cần chủ lực mở van an toàn tự động đường xả Đóng đối áp vạn Đóng van xả và van đầu nguồn cần thiết Vị trí ngòi đối áp vòi cần chủ lực đóng vặn chặt cẩn thận cần chủ lực/ top drive tuần hoàn đơn 6) Mở vòi cần chủ lực bơm ngòi xuống để ống nối cố định áp suất cột cần khoan 7) Xả áp từ cần chủ lực/Top Drive để đảm bảo ngòi giữ chặt đầu nối Áp suất sau xác định định liệu ống chống có thả tới đáy hay treo thiết bị “bơm bùn vào ống dẫn bùn khoan” Trong cố dòng chảy cột cần khoan mạnh, vòi cần chủ lực ổn định, sau có vài giải pháp cắt ống Để làm xác, cột cần tách dụng cụ nối hạ xuống phía ngàm chặn ống trước ngàm chặn ống khởi động Hầu hết dụng cụ biển bố trí, ngàm cắt phía ngàm chặn ống, đường tuần hoàn trì Để chắn chiều cao xác định lại xác sử dụng dụng cụ nối hạ xuống ngàm, hệ số sau nên xem xét: - Khoảng cách từ ngàm đối áp vạn tới bàn xoay mực nước biển trung bình - Chiều dài trung bình đoạn nối cần khoan - Chuyển độngt hẳng đứng tối đa giàn ước tính bó hẹp đứt gãy IV.5 Áp suất thay đổi ống nhánh khí đặt tới đường xả Xem hình 5.13 Nếu khí tuần hoàn giếng thông qua đường xả dài, áp suất vành xuyến giảm mạnh khí đạt tới vào đường xả Khi dung dịch đường xả nhanh chóng thay khí, kích thước van xả phải giảm nhanh theo thứ tự để trì áp suất đáy giếng thành hệ tránh xâm nhập thứ cấp Khi khí tuần hoàn đường xả, Dung dịch thay nguyên nhân tăng mạnh áp suất thủy tĩnh trừ van xả mở nhanh chóng để bù vào, có nguy nứt thành hệ Choke ID = 2” Thể tích đường xả = = 0.0039 bls/ft Thể tích = 2200 ft x 0.0039 bls/ft = 8.85 bls Bơm @2 bls/phút Tổng đường xả di chuyển tới khí 4.3 phút (ví dụ 8.852) Hình 5.13 Di chuyển dung dịch đường xả Khi khí vào đường xả đối áp BOP nhanh chóng thay cột dung dịch , suốt trình giảm áp suất thủy tĩnh hệ thống xả nên xả trở lại để trì áp suất tuần hoàn cuối Khi dung dịch tiếp tục vào đường xả, van xả nên đưuọc mở để bù cho lượng tăng áp suất thủy tĩnh IV.6 Quy trình treo thời tiết xấu Trong “Chờ thời tiết” cần phải treo cột cần khoan từ đầu giếng BOPs Trong số trường hợp, cần phải ngắt kết nối ống bao từ BOPs Quyết định “treo” nên thực thời gian đủ để choòng kéo an toàn vào đế cột ống chống Khuynh hướng tự nhiên thợ khoan kéo nhanh làm thông giếng tình xâm nhập chậm Phương pháp treo cột cần ưa chuộng sử dụng dụng cụ treo đặc biệt, hỗ trợ ống đầu giếng Bao gồm thiết bị treo khía rãnh thiết kế để hạ xuống ống lót bảo vệ, thiết bị treo cột ống chống thiết bị làm kín, xung quanh ống nối trơn , thiết bị ngàm chặn ống mở phía đoạn nối chứa đường ren trái thô ren cột cần khoan Mỗi treo nên dành cho đầu giếng riêng biệt (BOP) sử dụng, vị trí kết nối với ngàm chặn ống đóng quanh đoạn nối trơn, ngàm cắt đóng phía đầu nối Với hệ thống số đầu giếng, cần thiết bị treo khía rãnh hoạt động với kích thước đầu nối thiết bị treo ống chống đầu giếng Các hệ thống khác yêu cầu thiết bị treo phải thay đổi theo kích thước cột cần cuối hoạt động Các đầu nối đệm khác yêu cầu thích hợp với khoảng cách điểm treo treo ngàm cắt Quy trình chung để chạy dụng cụ treo sau, giả sử việc khoan tiến hành: 1) Kéo choòng vào chân ống chống khoảng cách từ bàn Roto tới đầu giếng 2) Lắp đặt thiết bị BOP bên vặn chặt thiết bị treo tới cột ống 3) Chạy dụng cụ đầu giếng hạ bảo vệ giếng, bù trọng lượng cho cột ống hoạt động 4) Quay sang phải để nhả đầu nối chạy từ đầu nối đỉnh 5) Kéo đầu nối chạy phía ngàm cắt Đóng ống ngàm cắt, tuần hoàn ống bao nước biển (nếu thời gian điều kiện cho phép) Khi đạt tới bước 4, giàn nặng cần chủ lực/Top Drive nên sử dụng để nhả đầu nối chạy Đó thao tác tốt để thiết bị treo (thích hợp cho kích thước vòng đệm) hoạt động lâu dài dừng lại tháp khoan sẵn sàng sử dụng Nếu cần thiết mở chốt ống đóng phía dưới, quy trình thu hồi cột ống là: 1) Chốt lại thiết bị đóng vào thiết bị (kiểm tra lực kéo lớn hơn) kiểm tra độ nguyên vẹn van xả đường dập giếng áp suất, kiểm tra lại van an toàn tự động bên 2) Chạy dụng cụ thu hồi (có thể cố định tâm) ngàm cắt 3) Tuần hoàn ống bao dung dịch 4) Mở van an toàn tự động áp vào van xả để kiểm tra áp suất đo ngàm 5) Mở ngàm cắt lắp vào van đỉnh, quay sang phải tới lượng momen xoắn yêu cầu để ren cột cần vặn chặt 6) Tuần hoàn/xử lí bùn giếng cho cần thiết, sau kéo dụng cụ treo sửa chữa cho lần sử dụng Trong cố có áp suất ngàm, nguyên nhân khí thông giếng kéo đế di chuyển chờ thời tiết Nếu vậy, di chuyển an toàn tuần hoàn ngàm – đường dập giếng đường xả Giải pháp thao tác“bơm bùn vào ống dẫn bùn khoan-top kill” nâng thả cột cần Sự kết tủa barite từ dung dịch nguyên nhân khử thủy tĩnh vấn đề suốt gian đoạn dài chờ thời tiết Trong cố có bão nghiêm trọng lên mà cảnh báo, không đủ thời gian để kéo choòng vào ống chống dụng cụ treo Nếu xảy trường hợp khẩn cấp này, choòng nên kéo khoảng cách từ bàn Roto tới dụng cụ kết nối cần khoan bị ngắt vặn chặt lại bó hẹp kẹp xích Cột ống sau hoạt động trở lại dụng cụ nối hạ xuống ngàm chặn ống Với trọng lượng ống hạ xuống, cột ống quay sang phải để thu lại chúng Ngàm chặn ống khác, ngàm cắt khóa ngàm (nếu áp dụng) sau đóng lại Chú ý trường hợp này, tốt không nên chạy thiết bị BOP bên giống cột ống treo giếng mở, bị kẹt khác hệ thống tháo gỡ cáp cần thiết Nếu cột ống phải treo giếng thân trần, sau dụng cụ treo không nên đuộc sử dụng hết Giải pháp sử dụng dụng cụ treo đặc biệt, nối cần khoan với cần vuông chồn nó, hạ ngàm chặn ống phương pháp đạt yêu cầu không ưa chuộng để hạ cột ống đầu giếng Khi thả cột ống chống dài, thích hợp ống chống/cột cần nối chéo, dụng cụ treo sử dụng để treo cột ống chống cần thiết Phương pháp khác để treo cột cần hỗ trợ từ thu hồi Paker cột ống đầu giếng Để làm việc yêu cầu nhiều thời gian dụng cụ treo sử dụng, vài trường hợp, Nó phương tiện sẵn có phù hợp Thêm vào Paker thu hồi (cái bịt kín khoảng không vành xuyến) van đóng giếng đặc biệt sử dụng cột ống Nó siết chặt vào Paker đáp ứng hai tháo dỡ cột cần bịt kín lỗ thoát cột cần khoan Van kiểu ống lót vận hành tay quay trái IV.7 Ví dụ tính toán dập giếng Đây ví dụ dựa vào điều kiện giếng sau Chiều sâu giếng TD 12 ½” 8800 ft Chiều sâu chân ống 13 3/8” 5800 ft Chiều sâu nước 1720 ft Mực RKB-sea 80 ft Cột cần khoan 5”, 19.5 lb/ft Cần nặng 8”, 480 ft Trọng lượng dung dịch 13.0 ppg Trọng lượng nước 8.56 ppg Khoảng không Dp 0.01776 bbl/ft Khoảng không Dc 0.0087 bbl/ft Khoảng không Dp/ống chống 0.1237 bbl/ft Khoảng không Dp/giếng mở 0.1215 bbl/ft Khoảng không Dc/giếng mở 0.0836 bbl/ft Khoảng không đường xả 0.0049 bbl/ft MAASP (dung dịch 13.0 ppg) 1097 psi Chính sách công ty giữ van xả đường dập giếng đầy nước biển để tránh kết tủa Xâm nhập xảy ra, giếng đóng phù hợp ghi lại áp suất Không có phao cột cần Bể chứa 30 bbl SIDPP 750 psi SICP 1375 psi Áp suất đường xả giảm biết sau ( với dung dịch 12.0 ppg) 3.5 bbl/phút 450 psi Tốc đột tuần hoàn chậm ghi lại ống chống ống bao : 3.5 bbl/ phút 800 psi Chú ý: CLFL = Choke Line Friction Loss : Tổn thất ma sát đường xả Hình 5.14 Bảng tính xâm nhập biển điển hình 1/4 Hình 5.15 Bảng tính xâm nhập biển điển hình 2/4 Hình 5.16 Bảng tính xâm nhập biển điển hình 3/4 Hình 5.17 Bảng tính xâm nhập biển điển hình 4/4 A Đầu tiên nhìn qua ta thấy, SCIP cao MAASP có nguy chân ống chống nứt vỡ Tuy nhiên, nên nhớ đường xả chứa đầy nước biển (0.445 psi/ft) từ gradient dung dịch : 13.0 x 0.052 True SICP = 0.676 psi/ft = 1375 – 1800 x (0.676 – 0.445) = 1375 - 415 = 960 psi Do MAASP không vượt B Gradient xấp xỉ dòng tính từ công thức: G dòng = G dung dịch - Ht dòng = khoảng không hố khoan vành xuyến = 30 0.0836 = 359 ft G dòng = 0.676 = 0.676 – 0.584 = 0.1 psi/ft (0.092 psi/ft) Do dòng giả sử khí vấn đề liên quan đến di chuyển giãn nở khí nên giải trước C Nếu định dập giếng 3.5 bbl/phút bao gồm giảm áp suất đường dập giếng áp suất tuần hoàn ban đầu, áp suất tuần hoàn cuối gì? Không có hệ số an toàn khác sử dụng Trong lượng dung dịch yêu cầu để dập giếng (W2) cho bởi: W2 = W1 + = 13.0 + = 13.0 + 1.6 = 14.7 ppg Xem tính toán dung dịch dập giếng: Áp suất vỉa (8800 x 13 x 0.052) + 750 = 6698.8 psi (được tính) Xu hướng làm tròn tính toán xem xét tiêu chuẩn, phải dựa vào dung dịch dập giếng Dung dịch dập giếng ( bùn hãm, dung dịch nặng) = + 13 ppg = + 13 ppg = 14.64 ppg (làm tròn hai số sau dấy phẩy) Áp suất thủy tĩnh làm tròn 14.6 = 6680.96 (dưới cân bằng) 14.63 = 6694.68 (dưới cân bằng) 14.638 = 6698.34 (dưới cân bằng) 14.64 = 6699.26 (cân bằng) Trọng lượng thực tế 14.7 ppg, điều tạo cân nhỏ = 6726.72 psi = (+27.92 psi cân bằng) Sử dụng ống bao PSCR đường xae PSCR cho tính toán dập giếng Nhiều người lần đầu làm việc tính toán kiểm soát giếng biển thường hỏi áp suất tuần hoàn chậm (SCR) qua ống bao sử dụng, giếng tuần hoàn qua đường xả, áp suất tuần hoàn chậm đường xả không bao gồm? Tính toán bao gồm tổn thất ma sát đường xả, giếng tăng áp suất giá trị ma sát đường xả Vì phải điều chỉnh, phép ma sát thoát khỏi van xả So sánh áp suất tính ICP FCP: Sử dụng ống bao SCR (psi) Sử dụng ma sát đường xả (psi) ICP = SIDPP + SCR ICP = SIDPP + SCR + CLFL = 750 + 800 = 750 + 800 + 450 = 1550 psi = 2000 psi FCP = 800 x = 901 psi FCP = 1250 (800 + 450) x = 1414 psi Nó không ghi từ hai ví dụ, áp suất tổn thất ma sát đường xả sử dụng để tính toán dập giếng, ICP VÀ FCP áp suất giếng cao 450 psi điểm khởi động 513 psi FCP Áp suất thêm nguyên nhân tổn thất vỉa Nó không cần thiết để giữ áp suất CLFL thêm giếng, sử dụng áp suất ống bao SCR để tính toán, sau cần lấy giá trị CLFL từ giếng sử dụng xả tự động (dụng cụ đo ống chống) trình khởi động giếng Chương Quy trình biện pháp an toàn Tàu khoan Kết luận Tài liệu tham khảo ... cấp tài liệu hướng dẫn em hoàn thiện đồ án Hà Nội, ngày 02 tháng 06 năm 2017 Sinh viên Trần Văn Hưng Mục lục Cụm từ viết tắt Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt A AFL Annular Looses Friction Tổn áp