Đề tài nghiên cứu cấu trúc giếng khoan trong quy hoạch phát triển Mỏ Dầu Khí tại thềm lục địa Việt Nam, tại Tổng công ty Thăm Dò và Khai Thác Dầu Khí PVEP. Tài liệu có nhiều hình vẽ chú thích chi tiết. Công trình được đóng góp bởi các kỹ sư, nhà nghiên cứu đầu ngành về lĩnh mực phát triển Mỏ Dầu Khí. Thích Hợp cho các sinh viên, nghiên cứu sinh làm đề tài về phát triển Mỏ Dầu Khí
LỰA CHỌN CẤU TRÚC GIẾNG KHOAN SLIMHOLE CHO GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN LỒ B&48/95 VÀ LƠ 52/97 Tóm tắt: Trong phạm vi báo, tác giả trình bày số kết nghiên cứu công nghệ khoan phát triển mỏ B&48/95 Lô 52/97 Dự án cho có tiềm lớn khí condensat có triển vọng khai thác vòng 30 năm tới Khu vực triển khai dự án có đặc thù xa bờ, đối tượng chứa khí mỏ Kim Long-Ác Quỷ-Cá Voi (KL-AQ-CV) nằm tập cát kết J non-J Vì vậy, phương án hồn thiện giếng dự kiến sử dụng hoàn thiện đơn thân nhỏ (slimhole monobore) với đường kính ống khai thác 2-7/8 inch đường kính lỗ 6-1/8 inch Các giếng lựa chọn khoảng khai thác cho tập cát J nonJ cụ thể tùy thuộc vào kết giếng khoan Căn vào đặc thù mỏ, đặc thù điều kiện địa chất, nhóm tác giả nghiên cứu đưa lựa chọn phù hợp cho giếng phát triển mỏ, giếng xác định ranh giới, giếng bơm thải nước, xử lý nước vỉa Bên cạnh đó, tác giả đưa thiết kế cột ống chống cột ống khai thác kết kết luận từ điều tra khảo sát với giếng khoan tương tự Chevron thực vùng Vịnh Thái Lan Từ khóa: Cấu trúc giếng, phát triển mỏ, lô B&48/95 lô 52/97 Tổng quan lô B&48/95 Lô 52/97 dự án phát triển mỏ Hình 1: Sơ đồ vị trí Lơ B&48/95 Lơ 52/97 Lơ B&48/95 Lơ 52/97 nằm khu vực ngồi khơi phía Tây Nam Việt Nam, thuộc bồn trũng Malay - Thổ Chu với độ sâu nước biển trung bình khoảng 77 m khoảng cách đến bờ 250 km, cách nhà máy nhiệt điện Ơ Mơn khoảng 400 km (Hình 1) Tổng diện tích phát triển diện tích lại Lô 3.002,5 km2 [1] Các Lô B&48/95 Lô 52/97 có tuyên bố phát thương mại vào ngày 08/5/2002 với trữ lượng thu hồi cấp 2P theo báo cáo trữ lượng dầu khí chỗ (RAR) năm 2004 5.681 tỷ khối khí 23,53 triệu thùng condensat báo cáo trữ lượng cập nhật năm 2010 6.009 tỷ khối khí 25,3 triệu thùng condensat Kế hoạch phát triển mỏ đại cương (ODP) mỏ Kim Long, Ác Quỷ Cá Voi Tập đồn Dầu khí Việt Nam phê duyệt ngày 08/8/2007 Dự án đánh giá với giả định gia hạn tới năm 2044 (phù hợp với đánh giá FDP phiên đề xuất PVN/Các bên nhà thầu tới Bộ Cơng thương/Chính phủ) Đây điều kiện tiên để triển khai dự án, nằm nhóm điều kiện cần đạt để đến định đầu tư cuối (FID), đảm bảo lợi ích cho tất Bên tham gia chuỗi quy hoạch tổng thể Chính phủ (thượng nguồn, trung nguồn hạ nguồn) [1] Khái quát điều kiện địa chất khu mỏ 2.1 Tài liệu địa chấn Tài liệu 10.291 km tuyến địa chấn 2D 5.121 km2 địa chấn 3D nhà thầu thu nổ bao phủ tồn diện tích phát triển chung (AJD) diện tích phát triển treo (SDA) Khối lượng vị trí khảo sát địa chất tổng hợp bảng Hình [1] Bảng 1: Khối lượng thu nổ địa chấn khu vực Lô B&48/95 Năm Loại Khối lượng Thời gian Xử lý 2D 5.636,5 km 10/199001/1991 04/1991 2D (Scan) 1.087,5 km “ 10/1996 2D (tái xử lý) 1.655,5 km “ 06/1999 UVB97 2D 4.432 km 1/1997 01/02/97 UVB97 2D (AVO) 223 km 01/02/1997 06/1997 1998 Kim Long 3D 1.264 km2 09/10/1998 04/1999 1998 BLK52 3D 1.856 km2 10/12/1998 12/1999 2006 Kim Sư 3D 1.075 km2 06/07/2006 06/2007 1990 Khảo sát VF90 1997 Năm Khảo sát Loại Khối lượng Thời gian Xử lý 2006 Vàng Đen 3D 926 km2 07/08/2006 06/2007 2007 Tái Xử lý 3D PSTM 5.000 km2 06/2007 2008 Tái xử lý 3D PSDM 1.000 km2 09/2008 Hình 2: Mạng lưới địa chấn Lơ B&48/95 52/97 2.2 Tài liệu giếng khoan Trong toàn Lô B&48/95 nhà thầu khoan tổng cộng 29 giếng thăm dò thẩm lượng Các thơng tin giếng khoan tổng hợp Bảng Bảng 2: Các giếng khoan khu vực Lô B&48/95 Chiều dày hiệu Thử dụng chứa khí vỉa (m) 41,3 Có 36,9 49,0 - STT Giếng Năm Kết Khu vực B-KL-1X B-KQ-1X B-KL-2X B-KL-3X 1997 1997 2000 2000 Phát Khô Phát Phát AJD RA AJD AJD Khô AJD - AJD 42,9 Có AJD 6,3 - AJD AJD AJD AJD AJD AJD AJD AJD AJD AJD SDA SDA 46,7 40,2 97,6 48,8 36,8 89,3 37,1 34,9 21,2 N/A 44,0 Có Có Có - 48/95-TDD-1X 2000 B-AQ-1X 2000 B-AQ-2X 2000 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 52/97-AQ-3X 52/97-CV-1X 52/97-CV-2X B-KL-4X 52/97-CV-3X 52/97-AQ-4X 52/97-AQ-5X 52/97-CV-4X 52/97-AQ-6X 52/97-AQ-7X 52/97-TH-1X 52/97-VD-1X 2000 2000 2000 2001 2001 2001 2001 2003 2003 2003 2003 2004 Phát Không thương mại Phát Phát Khô Phát Phát Phát Phát Phát Phát Phát Không đạt TD Phát 20 52/97-AQ-8X 2004 Phát AJD 23,4 - 21 22 52/97-AQ-9X 52/97-TH-2X 2004 2004 SDA SDA 17,5 14,4 - 23 B-TXT-3X 2004 AJD 5,5 - 24 25 26 27 28 B-KS-1X B-NKL-3X 52/97-CV-5X B-VD-2X 52/97-VD-3X 2008 2008 2008 2008 2012 RA AJD SDA RA SDA 37,3 49,8 22,9 - 29 52/97-TH-3X 2012 Phát Phát Không thương mại Khô Phát Phát Khô Phát Không thương mại SDA 5,1 - Ghi m cát 157m mẫu lõi Kết minh giải địa chấn khoan thăm dò phát khí cụm mỏ: Kim Long, Cá Voi, Ác Quỷ, Vàng Đen Thiên Hà Hà Trong tổng số 29 giếng khoan ttìm kiếm, thăm dò thẩm lượng, ợng, có 20 giếng phát khí thương th mại Báo cáo tính trữ lượng dầu khí chỗ (RAR) cho cấu tạo Kim Long Long, Ác Quỷ Cá Voi thuộc diện iện tích phát triển chung AJD Unocal Unocal-Chevron Chevron hồn thiện Thủ tướng phủ phê duyệt vào năm 2004, cập nhật phê duyệt du năm 2010 Tổng trữ llượng khí tự chỗ cấp 2P 6.009 tỷ ỷ khối, tương t đương với ới 170 tỷ mét khối khí (gồm khí CO2 N2) Tổng trữ lượng khí Hydrocacbon cấp 2P 4.821 tỷ khối tương đương 136 tỷ mét khối 25,25 triệu thùng condensat Báo cáo trữ lượng cấu tạo Vàng Đen Thiên Hà Hà thuộc khu vực SDA hội đồng trữ lượng PVN xem xét vào tháng 4/2013, báo cáo chưa được Chính phủ ph phê duyệt Tổng trữ lượng ợng khí chỗ cấp 2P l 272 tỷ khối khí, tương đương với ới 7,7 tỷ mét khối khí (gồm khí CO2 N2) Tổng trữ lượng khí Hydrocacbon cấp 2P 232 tỷ khối tương đương 6,5 tỷ mét khối 2,86 triệu thùng condensat Trong giai đoạn tìm kiếm ếm thăm dò, d nhà điều hành Unocal - Chevron đđã thực cam kết hợp đồng thực thành ành cơng chương trình tr thăm dò - thẩm lượng 2.3 Đặc điểm cấu trúc kiến ến tạo Hình 1:: C Cột địa tầng tổng hợp bể Malay - Thổ Chu 2.4 Nhận xét chung Dự án hồn thành cơng tác thăm dò thẩm lượng Báo cáo tính trữ lượng dầu khí cho cấu tạo Kim Long, Ác Quỷ Cá Voi thuộc diện tích phát triển chung Unocal-Chevron hồn thiện Thủ tướng phủ phê duyệt vào năm 2004 Bản cập nhật phê duyệt năm 2010 với tổng trữ lượng khí chỗ cấp 2P 6.009 tỷ khối, tương đương với 170 tỷ mét khối khí Báo cáo trữ lượng dầu khí cấu tạo Vàng Đen Thiên Hà thuộc Diện tích phát triển treo hội đồng trữ lượng PVN xem xét vào tháng 4/2013, báo cáo chưa Chính phủ phê duyệt Tổng trữ lượng khí chỗ cấp 2P 272 tỷ khối khí, tương đương với 7,7 tỷ mét khối khí Cơng tác phát triển bị chậm tiến độ so với kế hoạch đề q trình đàm phán giá khí kéo dài chuyển nhượng quyền lợi tham gia từ Chevron sang PVN Chevron hoàn thành thiết kế tổng thể tháng 3/2011 Nhà thầu EDG thực Sau chuyển giao quyền điều hành, PVN/Phú Quốc POC tiến hành hoàn thành cập nhật thiết kế tổng thể tháng 2/2016 nhà thầu EDG thực nhằm tối ưu thiết kế, cập nhật chi phí thiết bị thời điểm Hiện thời gian dự trữ dự án không nhiều nên mốc Milestones không đạt ảnh hưởng đến tiến độ triển khai dự án, tiến độ FG 2021 Đến thời điểm tại, thủ tục pháp lý liên quan đến việc chuyển giao bao gồm hợp đồng dầu khí (PSCs)sửa đổi, thỏa thuận liên quan (UA, JDA, JOA JDA-JOA) giấy phép kinh doanh điều chỉnh phê duyệt để Phú Quốc POC có đủ sở pháp lý thực điều hànhdự án Kế hoạch khoan Trước đây, Chevron khoan 29 giếng thăm dò, thẩm lượng lơ B&48/95 Lơ 52/97 Trên sở Kế hoạch Phát triển mỏ Phiên thứ NĐH đệ trình tháng 5/2017 (FDP Rev4), dự kiến Phương án phát triển sau [1]: - Trường hợp 1: Phát triển đồng thời Diện tích Phát triển chung (AJD) Diện tích Phát triển treo (SDA), bao gồm Phương án: + Phương án - Phương án cao: Sẽ khoan 754 giếng khai thác, giếng bơm thải nước 23 giếng thẩm lượng/phân định ranh giới + Phương án - Phương án sở: Sẽ khoan 911 giếng khai thác, giếng bơm thải nước 30 giếng thẩm lượng/phân định ranh giới + Phương án - Phương án thấp: Sẽ khoan 1.040 giếng khai thác, giếng bơm thải nước 43 giếng thẩm lượng/phân định ranh giới - Trường hợp 2: Chỉ phát triển Diện tích Phát triển chung: + Phương án 4: Sẽ khoan 833 giếng khai thác, giếng bơm ép 29 giếng thẩm lượng/phân định ranh giới Lựa chọn cấu trúc giếng cho dự án 4.1 Giếng phát triển (Slimhole monobore) Tất giếng khai thác khí hồn thiện với công nghệ giếng khoan thân nhỏ với thiết bị hồn thiện có đường kính (monobores slimhole) Giếng hoàn thiện với cột ống tubing 2-7/8” thả thân giếng trần có đường kính 6-1/8” Cột ống chống ống chống bề mặt 9-5/8 inch thả trám xi măng thân giếng khoan 12-1/4” Thân giếng khoan 12-1/4” khoan thẳng đứng độ sâu khoảng 350 mét theo chiều dài thân giếng (240 mét bên tính từ đáy biển) không sử dụng ống bao (riser) Cấp ống chống thứ hai sử dụng ống chống trung gian 7" thả tới độ sâu khoảng 1800 mét theo chiều dài thân giếng, tầng Mioxen ranh giới cao đới hydrocacbon Thân giếng 8-1/2" khoan định hướng, sử dụng choòng khoan kim cương với động thủy lực (mud motor) Hình : Đặc tính kỹ thuật giếng khai thác Giếng khoan hoàn thiện với cấp ống khai thác 2-7/8” thả thân giếng khoan 61/8” Công đoạn 6-1/8” khoan choòng khoan kim cương thiết bị định tâm điều chỉnh để kiểm sốt hướng quỹ đạo giếng khoan Cơng đoạn khoan với hệ thống dung dịch tổng hợp (Non-Aqueous Drilling Base Fluid) xử lý phù hợp với quy định Tập đồn Dầu khí Việt Nam, Bộ Tài nguyên Môi trường tiêu chuẩn Nhà Điều hành Gradient áp suất dị thường tối đa khoảng 12 ppg quan sát khoan qua cấu tạo mỏ Ác Quỷ Cá Voi (khoảng độ sâu từ 2000 mTVDss đến 3000 mTVDss) Trong thử độ tiếp nhận vi thành vỉa (FIT) chân ống 7’’ khoảng 14,5ppg Với 2,5ppg chênh lệch tỷ trọng dung dịch (Mud Weight Window) đủ để tăng tỷ trọng dung dịch khoan qua tầng mà chưa vỡ vỉa Như vậy, thiết kế giếng khoan với cấu trúc cột ống đủ kiểm soát tầng dị thường áp suất (Thực tế Chevron trước khoan thành công vùng mà không gặp cố) Các thiết bị khoan logging DD/LWD/MWD/Wireline cho công đoạn khoan 6-1/8” dự tính sử dụng hoạt động nhiệt độ tối đa 175 độ C Giá thành giếng khoan xây dựng dựa thiết bị 4.2 Giếng định ranh giới (Delineation Wells) Giếng xác định ranh giới (Delineation wells) giếng khoan nhằm xác định phạm vi phát triển vỉa chứa vị trí tiếp xúc với ranh giới nước vỉa Giếng khoan thiết kế giống với giếng khoan phát triển, ngoại trừ hai khác biệt sau đây: - Cấp ống chống với cấp đường kính bên ngồi 9-5/8" thiết kế để khoan mà không cần dùng ống bao (riser) độ sâu khoảng 350 m Sau bơm trám xi măng để giữ cho cột ống chống 9-5/8" chắn - Phần thân giếng qua tầng sản phẩm khoan choòng kim cương 6-1/8" thiết bị định tâm điều chỉnh giống giếng phát triển tới độ sâu cuối giếng Sau đo địa vật lý giếng khoan thân trần để thẩm định lại cấu tạo vỉa sản phẩm Sau giếng khoan huỷ bỏ vĩnh viễn 4.3 Giếng bơm thải nước, xử lý nước vỉa (Produced Water Disposal Wells) Đây giếng bơm ép nước thải đồng hành Nước từ vỉa sử dụng cho giếng bơm thải nước nước Sẽ khoan giếng bơm thải nước năm dự án Sẽ có thêm giếng bơm thải nước giai đoạn cuối mỏ, dựa hiệu suất thu hồi liên quan tới lượng nước vỉa sinh Vị trí tối ưu giếng bơm thải nước nghiên cứu, phân tích, đánh giá rủi ro có thêm thơng tin Bảng cung cấp số yếu tố liên quan đến việc lựa chọn khoảng bơm thải nước Bảng 3: Giếng bơm thải nước nước lựa chọn khoảng bơm thải nước Vị trí bơm thải nước Lợi ích Đánh giá rủi ro Bơm thải nước vị trí nông (trên tầng Mioxen giữa, bất chỉnh hợp) Giá thành giếng khoan - Khơng giữ tính chất ngun vẹn đất đá thấp - Nhiều rủi ro lên bề mặt Bơm thải nước vị trí nông (1500m đến 1750m TVDSS) Giá thành giếng khoan - Không biết phạm vi phân bố cát Không tăng độ rỗng cát nhỏ - Làm nứt nén ép áp suất cho khoảng khoan qua sau Bơm thải nước vị trí sâu (tầng Jsand, 3000m TVDSS) Chắc chắn ngăn chặn; vô hạn vỉa - Giá thành giếng khoan cao - Yêu cầu áp suất bơm thải nước bề mặt lớn 5.Thiết kế ống chống cột ống khai thác Thiết kế cột ống chống cột ống khai thác tính chất kiểm sốt giếng khoan, tính tồn vẹn thân giếng, khả khoan định hướng, chiến lược hoàn thiện giếng mức độ thu hồi tương lai huỷ bỏ Phần cột ống khai thác thiết kế với 13 Chrome để ngăn chặn ăn mòn Các tiêu chuẩn dựa kết kết luận từ điều tra khảo sát với giếng khoan tương tự Chevron thực vùng Vịnh Thái Lan Bảng tóm tắt thơng số kỹ thuật cấp ống chống cho giếng phát triển giếng bơm thải nước nước Bảng cho giếng phân định ranh giới Bảng 4: Thông số kỹ thuật ống chống, giếng phát triển giếng bơm thải nước Mác thép Trọng lượng (lb/ft) Loại đầu nối Áp suất kiểm tra (psi) 350 N-80 40 Buttress Connection 800 3.090 5.750 915 1.500 N-80 23 Buttress Connection 5.000 3.830 6.340 533 2-7/8 1.500 13 Cr 6.4 Premium Thread 5.000 11.160 10.570 105 2-7/8 Total depth 1.500 L-80 6.4 Premium Thread 5.000 11.160 10.570 105 Loại ống (inch) Độ sâu chống ống (mTVD) 9-5/8 Đặc tính ống chống Ứng suất uốn dọc (psi) Ứng suất nổ (psi) Ứng suất căng (1000lb) Bảng 5: Thông số kỹ thuật ống chống cho giếng phân định ranh giới Đặc tính ống chống Loại đầu nối Áp suất kiểm tra (psi) Ứng suất uốn dọc (psi) Ứng suất nổ (psi) Ứng suất căng (1000lb) 40 Buttress Connection 800 3.090 5.750 915 23 Buttress Connection 5.000 3.830 6.340 533 Loại ống (inch) Độ sâu chống ống (mTVD) Mác thép Trọng lượng (lb/ft) 9-5/8 350 N-80 1.500 N-80 Kết luận Phú Quốc POC Bên Nhà thầu có khả triển khai thi công giếng Slimhole, nhiên cần khoảng thời gian định để vừa thi cơng, vừa đúc rút kinh nghiệm, tối ưu hóa công đoạn để giảm thời gian thi công giảm chi phí khoan Trong q trình triển khai gặp rủi ro tăng chi phí khoan số nguyên nhân chủ quan khách quan sau: - Kinh nghiệm thi công giếng khoan dạng slimhole Việt Nam hạn chế, nên xảy rủi ro trình khoan dẫn đến rủi ro việc tăng chi phí khoan - Rủi ro khoan không gặp vỉa sản phẩm (Giếng khô), phải khoan giếng khác thay làm tăng chi phí khoan - Khả tăng giá dịch vụ khoan giá dầu tăng, làm tăng chi phí khoan Để hạn chế tối đa rủi ro tăng chi phí khoan cho tồn dự án cần: - Ủng hộ tối đa cho Nhà Điều hành thuê người điều hành khoan người làm việc trực tiếp giàn có kinh nghiệm khoan giếng slimhole, đặc biệt khoan giếng slimhole Thái Lan - Nhà Điều hành nên học hỏi, đúc rút kinh nghiệm khoan slimhole, đặc biệt kinh nghiệm khoan slimhole Nhà thầu Thái Lan - Tất dịch vụ khoan cần đấu thầu cạnh tranh quốc tế để lựa chọn Nhà thầu có đủ tiêu chuẩn kỹ thuật giá cạnh tranh để giảm chi phí khoan TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phu Quoc Petroleum Operating Company, Field development plan , Block B&48/95 and 52/97, 2016 [2] Trương biên nnk biên dịch (2007), Cẩm nang kỹ sư công nghệ khoan giếng sâu NXB KHKT, Hà Nội ABSTRACT Select the slim hole structurefor development at block B&48/95 and 52/97 Dr Nguyen Tran Tuan,Hanoi University of Mining and Geology En Ly Ngoc Long, PetroVietnam Exploration Production Corporation In this paper, the author presents some research results on drilling technology at zone B & 48/95 and zone 52/97 The project is expected to have potential for gas and condensate and could be producted over the next 30 years The project area is offshore, the gas deposits of the Kim LongEvil-Whale mines (KL-AQ-CV) are located in the J and non-J sandstones Therefore, the projected completion of the well is expected to be accomplished using a slimhole monobore with a diameter of 2-7 / inch and a diameter of 6-1 / inches The wells will be selected for extraction for specific J and non-J sand volumes depending on the well results Based on the characteristics of the mine, geological conditions, the authors have studied and made suitable choices for development wells, boundary wells, water pumping wells, water treatment seam In addition, the author has designed the tube and pipe columns based on the results and conclusions of the survey with similar wells of Chevron conducted in the Thailand bay Key words: Well structure, field development, Blocks B, 48/95 and 52/97 ... thác, giếng b m ép 29 giếng thẩm lượng/phân định ranh giới Lựa chọn cấu trúc giếng cho dự án 4.1 Giếng phát triển (Slimhole monobore) Tất giếng khai thác khí hồn thiện với cơng nghệ giếng khoan. .. chi phí khoan cho toàn dự án cần: - Ủng hộ tối đa cho Nhà Điều hành thuê người điều hành khoan người làm việc trực tiếp giàn có kinh nghiệm khoan giếng slimhole, đặc biệt khoan giếng slimhole Thái... án phát triển sau [1]: - Trường hợp 1: Phát triển đồng thời Diện tích Phát triển chung (AJD) Diện tích Phát triển treo (SDA), bao gồm Phương án: + Phương án - Phương án cao: Sẽ khoan 754 giếng