Bài viết phân tích, đánh giá công tác thi công khoan nhằm xác định nguyên nhân chính của sự cố mất dung dịch khoan trong quá trình khoan qua địa tầng đá vôi và chất lượng bơm trám xi măng không đảm bảo ở tầng này của các giếng khoan mỏ Đại Hùng. Trên cơ sở đó, nhóm tác giả đề xuất các giải pháp khắc phục và điều chỉnh phù hợp nhằm xử lý mất dung dịch trong quá trình khoan, tăng cường chất lượng bơm trám xi măng qua địa tầng đá vôi mỏ Đại Hùng.
THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG BƠM TRÁM XI MĂNG QUA TẦNG ĐÁ VÔI TẠI MỎ ĐẠI HÙNG, LÔ 05-1a, BỂ NAM CÔN SƠN Đỗ Hữu Trung1, Nguyễn Hoàng Nghĩa1, Nguyễn Mạnh Tuấn1 Phạm Huy Dũng1, Đinh Trọng Huy2, Nguyễn Văn Khương3 Công ty TNHH MTV Điều hành Thăm dò Khai thác Dầu khí nước Tổng cơng ty Thăm dò Khai thác Dầu khí Tập đồn Dầu khí Việt Nam Email: trungdh@pvep.com.vn Tóm tắt Bài báo phân tích, đánh giá cơng tác thi cơng khoan nhằm xác định ngun nhân cố dung dịch khoan trình khoan qua địa tầng đá vôi chất lượng bơm trám xi măng không đảm bảo tầng giếng khoan mỏ Đại Hùng Trên sở đó, nhóm tác giả đề xuất giải pháp khắc phục điều chỉnh phù hợp nhằm xử lý dung dịch trình khoan, tăng cường chất lượng bơm trám xi măng qua địa tầng đá vôi mỏ Đại Hùng Các giải pháp đề xuất gồm: xử lý triệt để cố dung dịch qua tầng đá vôi xi măng tan acid trước thả cột ống chống, sử dụng nút chặn giãn nở nước dầu (swell packer), thiết bị bơm trám xi măng phân tầng có gắn nút chặn giãn nở thủy lực (inflatable packer), bơm trám với vữa xi măng có tỷ trọng thấp/nhẹ (light weight cement)… Các giải pháp giúp tăng cường khả cách ly vỉa chứa khí - dầu - nước xen kẹp phức tạp mỏ Đại Hùng, giảm thiểu thời gian kinh phí thực cơng tác bơm ép bổ sung xi măng Từ khóa: Xi măng tỷ trọng thấp/nhẹ, bơm trám xi măng, tầng đá vôi, dung dịch, mỏ Đại Hùng Mở đầu Lát cắt địa chất mỏ Đại Hùng (Hình 1), từ lên trên, bao gồm đá móng granite/granodiorite có tuổi trước Đệ Tam, trầm tích lục ngun trầm tích chứa vơi tuổi Miocene đến Pliocene - Đệ Tứ DẦU KHÍ - SỐ 5/2017 Đặc điểm thạch học Biển Đông Sét, bột, cát kết xen kẹp phân lớp mỏng giàu hợp chất hữu cơ, hóa đá 325-420 150-1020 H30 DV DV DV DV H80 450-850 Dừa Sand (H100-H115) Sand (H115-H130) Sand (H130-H140) Mơi trường trầm tích Trầm tích biển nơng thềm đến biển sâu Sét, bột, cát kết xen kẹp phân Trầm tích biển nơng lớp mỏng giàu đến biển sâu hợp chất hữu cơ, hóa đá Sét, bột, cát kết xen kẹp lớp đá vơi mỏng sét vơi Trầm tích biển nơng ven bờ Đá vôi silic dạng thềm, đá vôi ám tiêu xen kẹp lớp lục nguyên mịn, mỏng Cát kết xen kẹp lớp sét kết, bột kết lớp than mỏng Sand (H140-H145) Sand (H145-H150) Sand (H150-H200) Oligocene H200 Cau? Granitegranodiorite phong hóa, nứt nẻ Móng Hình Cột địa tầng tổng hợp mỏ Đại Hùng, Lô 05-1a Ngày nhận bài: 4/7/2016 Ngày phản biện đánh giá sửa chữa: 5/7 - 1/8/2016 Ngày báo duyệt đăng: 31/3/2017 16 Tầng sản phẩm H20 Thông/Mãng Cầu Nam Côn Sơn Pliocene - Đệ Tứ Muộn Miocene Giữa Cột thạch học Sand (H80-H100) Sớm Cấu trúc địa chất mỏ Đại Hùng nói riêng Lơ 05-1a nói chung kết q trình hoạt động địa chất, kiến tạo khu vực Các pha hoạt động kiến tạo từ Eocene đến Miocene muộn tạo hệ thống đứt gãy phức tạp, phân chia mỏ thành khối cấu trúc có kích thước khác từ - 2km2 đến - 6km2 Trầm tích phát triển khơng đồng khu vực nguyên nhân dẫn đến phân bố không đồng tầng chứa khối khác mỏ Đại Hùng Tầng Bề Tuổi địa Hệ địa dày tầng chất chấn (m) Trước Đệ Tam Mỏ Đại Hùng nằm Lô 05-1a, bể Nam Côn Sơn, thềm lục địa Nam Việt Nam, cách bờ biển Vũng Tàu phía Đơng Nam 262km, thuộc rìa Tây Nam đới nâng Mãng Cầu Trầm tích vũng vịnh, ven biển Trầm tích đồng ngập lụt đến vũng vịnh ven biển Từ trầm tích lục địa chuyển dần lên đồng châu thổ có ảnh hưởng thủy triều ven biển PETROVIETNAM Điều kiện nhiệt độ mỏ Đại Hùng đánh giá bình thường với gradient khoảng 3,3 - 3,4o/100m Theo chiều sâu, áp suất vỉa từ bề mặt đáy biển xuống đến hết Miocene muộn khoảng 8,5 - 9ppg, qua tầng đá vôi Miocene khoảng - 9,9ppg tăng lên đến khoảng 10,5ppg vùng trầm tích lục nguyên Miocene sớm Đến nay, mỏ Đại Hùng khu vực lân cận có 41 giếng khoan thăm dò/thẩm lượng khai thác, có 17 giếng thăm dò/thẩm lượng, 12 giếng khai thác kết nối với giàn bán chìm FPUDH01, 12 giếng khai thác kết nối với giàn đầu giếng WHP-DH02 Các tầng chứa đối tượng khai thác mỏ Đại Hùng bao gồm cát kết Miocene sớm trầm tích lục ngun chứa vơi Miocene Trầm tích lục nguyên tuổi Miocene sớm (H80 H200) có độ rỗng từ trung bình đến tốt độ thấm trung bình khoảng 50mD thành tạo mơi trường trầm tích từ biển nông đồng tam giác châu, ven biển Các tập trầm tích lục ngun chứa vơi tuổi Miocene (H30 - H80) gồm ám tiêu san hô đá vơi thềm có độ rỗng từ < 10% đến 28% độ thấm đến 365mD [1] Các tập đá vơi có đặc trưng nứt nẻ hang hốc, gây nhiều khó khăn phức tạp thi cơng khoan nói chung cơng tác bơm trám xi măng nói riêng Một vấn đề tồn công tác thi công khoan cho giếng mỏ Đại Hùng chất lượng bơm trám xi măng qua tầng đá vôi chưa đạt yêu cầu kỹ thuật, dẫn đến phải bơm ép bổ sung xi măng làm kéo dài thời gian thi công giếng Đặc biệt xảy cố rò rỉ khí, phun trào khống chế giếng liên quan trực tiếp đến chất lượng bơm trám xi măng không đảm bảo tầng đá vơi inch inch Việc nghiên cứu để tìm nguyên nhân cố đưa giải pháp kỹ thuật phù hợp để nâng cao chất lượng bơm trám xi măng qua tầng đá vôi nứt nẻ, dễ dung dịch cấp thiết, giúp tiết giảm chi phí thi cơng giếng khoan, đảm bảo an tồn cho q trình thi cơng khai thác mỏ Đại Hùng vùng lận cận Chất lượng bơm trám xi măng qua tầng đá vôi nứt nẻ mỏ Đại Hùng 2.1 Cấu trúc giếng khoan chương trình bơm trám xi măng điển hình 13⅜inch inch 9⅝inch Các giếng khoan thăm dò, thẩm lượng hay phát triển mỏ Đại Hùng thiết kế thi công qua tầng sản phẩm trầm tích lục ngun chứa vơi tuổi Miocene cát kết tuổi Miocene sớm Cấu trúc giếng tiêu chuẩn chung (Hình 2) bao gồm cấp thân giếng ống chống: thân giếng 36inch × ống chống 30inch; thân giếng 26inch x ống chống 20inch; thân giếng 16inch × ống chống 13⅜inch; thân giếng 121/4inch × ống chống 9⅝inch; thân giếng 81/2inch × ống chống lửng 7inch Ngồi ra, số giếng phát triển thiết kế bỏ qua cấp ống chống 30inch bắt đầu ống chống 20inch điều kiện địa chất cho phép Ống chống dẫn hướng 30inch thiết kế với chiều sâu thấp khoảng 100 - 110m so với đáy biển bơm trám vữa xi măng 15,8ppg lên đến đáy biển inch Hình Cấu trúc giếng tiêu chuẩn mỏ Đại Hùng, Lô 05-1a Ống chống bề mặt 20inch thiết kế với chiều sâu khoảng 700m so với đáy biển để kết nối đầu giếng, đối áp sở để kết nối lên thông khai thác thiết bị bề mặt sau lắp giàn DẦU KHÍ - SỐ 5/2017 17 THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ đầu giếng WHP Ống chống bề mặt 20inch thiết kế bơm trám vữa xi măng 12,8ppg (đợt đầu) vữa xi măng 15,8ppg (đợt cuối) Ống chống trung gian 13⅜inch thiết chiều sâu nằm mặt phản xạ địa chấn H30 trước khoan vào tầng đá vôi nứt nẻ, dễ dung dịch vừa đủ để ngăn cách tầng vỉa không sản phẩm, không ổn định ảnh hưởng đến an tồn thi cơng Ống chống trung gian 13⅜inch bơm trám xi măng đến chiều sâu khoảng 200m loại vữa xi măng 12,8ppg (đợt đầu) vữa xi măng 15,8ppg (đợt cuối) Ống chống khai thác 9⅝inch thiết kế để khoan qua hệ tầng Thông - Mãng Cầu vào khoảng 10 - 15m phía đỉnh mặt phản xạ H80, để cách ly tầng vỉa đá vôi nứt nẻ, dễ dung dịch với tầng vỉa trầm tích cát kết có áp suất cao phía dưới, đồng thời phục vụ cho cơng tác hồn thiện, khai thác vỉa đá vôi sau Ống chống khai thác 9⅝inch thường thiết kế bơm trám xi măng đơn tầng, đỉnh cột xi măng đến chiều sâu khoảng 200m với vữa xi măng 12,8ppg (đợt đầu) vữa xi măng 14,5ppg (đợt cuối) Tuy nhiên, chương trình bơm trám xi măng cho cột ống chống khai thác thay đổi cho phù hợp với điều kiện cụ thể trình khoan Ống chống lửng 7inch thiết chiều sâu bao gồm hết đối tượng vỉa sản phẩm trầm tích lục nguyên Miocene sớm để phục vụ cho cơng tác hồn thiện, khai thác vỉa cát kết trầm tích lục nguyên Ống chống lửng 7inch bơm trám xi măng đến đầu treo ống lửng với loại vữa xi măng 14,5 - 15ppg [1] 2.2 Bơm ép bổ sung xi măng qua tầng đá vôi nứt nẻ mỏ Đại Hùng Theo số liệu tổng hợp từ báo cáo kết thúc giếng khoan mỏ Đại Hùng, chất lượng bơm trám xi măng qua tầng đá vôi không đạt yêu cầu kỹ thuật dẫn đến thường xuyên phải tiến hành công tác sửa chữa bơm ép bổ sung xi măng Do thời gian để bơm ép xi măng bổ sung nên làm tăng chi phí khoan gây rủi ro cho cơng tác bắn vỉa công tác bơm ép xi măng không thành công Tổng kết thực tế thi công giếng khoan mỏ Đại Hùng năm 2014 2015, Công ty TNHH MTV Điều hành Thăm dò Khai thác Dầu khí nước (PVEP POC) phải tiến hành 17 lần bơm ép xi măng chất lượng xi măng không đảm bảo qua vỉa đá vôi nứt nẻ cho giếng khoan (Bảng 1) Ngoài ra, nhiều giếng khoan khác mỏ Đại Hùng có chất lượng bơm trám xi măng qua tầng đá vôi không đạt yêu cầu kỹ thuật Tuy nhiên, sau phân tích kết đo chất lượng bơm trám xi măng cho thấy khả tiếp nhận bổ sung xi măng bơm ép thấp, mức độ thành công không cao nên không tiến hành công tác bơm ép bổ sung xi măng Trong trường hợp này, với vỉa dầu, khí nước nằm xen kẽ lớp đá vôi, sét kết cát kết hệ tầng Thông - Mãng Cầu (Hình 1), Bảng Bơm ép bổ sung xi măng cho giếng khoan mỏ Đại Hùng từ năm 2014 - 2015 [2] Tên giếng khoan DH-21XP DH-22XP Chiều sâu ống chống Các thông số vữa xi măng 3.400 3.400 2.800 3.150 2.845 2.633 2.500 3.400 3.200 Tỷ trọng (ppg) 15,8 15,8 15,8 15,8 15,8 15,8 15,8 15,8 15,8 Thể tích (bbl) 30 8,7 15 30 25 30 36 28,8 20,4 Loại xi măng G G G G G G G G G Khối lượng (MT) 12 12 12 12 11 1.840 15,8 18,5 G 1.823 15,8 17 G 2.415 2.415 2.135 2.135 1.855 1.855 15,8 15,8 15,8 15,8 15,8 15,8 23 19 36 15 43 43 G G G G G G 5 12 10 mMD DH-10PST DHN-1X 18 DẦU KHÍ - SỐ 5/2017 Ghi Bơm ép xi măng đỉnh ống lửng 7inch lần Bơm ép xi măng đỉnh ống lửng 7inch lần Bơm ép xi măng đoạn ống 9⅝inch lần Bơm ép xi măng đoạn ống 9⅝inch lần Bơm ép xi măng đoạn ống 9⅝inch lần 4A Bơm ép xi măng đoạn ống 9⅝inch lần Bơm ép xi măng đoạn ống 9⅝inch lần 5A Bơm ép xi măng đoạn ống 9⅝inch lần Bơm ép xi măng đoạn ống 9⅝inch lần Bơm ép xi măng đoạn ống 9⅝inch lần (giếng sidetrack) Bơm ép xi măng đoạn ống 9⅝inch lần (giếng sidetrack) Bơm ép xi măng đoạn ống 9⅝inch lần Bơm ép xi măng đoạn ống 9⅝inch lần Bơm ép xi măng đoạn ống 9⅝inch lần Bơm ép xi măng đoạn ống 9⅝inch lần Bơm ép xi măng đoạn ống 9⅝inch lần Bơm ép xi măng đoạn ống 9⅝inch lần PETROVIETNAM chất lượng bơm trám xi măng không đảm bảo làm giảm khả cách ly vành đá xi măng vỉa dầu, khí nước Trong q trình khai thác, vỉa bị liên thông với dẫn đến giảm sản lượng khai thác dầu giảm tuổi thọ giếng khai thác Chất lượng bơm trám xi măng không đảm bảo qua tầng đá vôi giếng khoan mỏ Đại Hùng gây nhiều cố rò rỉ khí, kiểm sốt áp suất giếng dẫn đến phun trào khí q trình thi công Công tác ứng cứu cố liên quan đến chất lượng trám xi măng nhiều thời gian làm tăng chi phí thi cơng khoan Một số cố bật tóm tắt sau [1]: - Trong trình thu hồi thiết bị đệm bít kín (9⅝inch pack-off seal) ống chống 9⅝inch 13⅜inch từ đầu giếng ngầm để tiến hành hủy giếng DH-8X vào năm 2009, không dùng đối áp ngầm nên xảy tượng trào khí mạnh từ khoảng không vành xuyến ống chống 13⅜inch 9⅝inch Giàn khoan phải dịch khẩn cấp xa 180m cách khu vực giếng, sau phải nhiều ngày để đợi khí tích tụ hết giàn khoan an tồn kết nối trở lại với đầu giếng ngầm DH-8X - Do chất lượng bơm trám xi măng giếng DH13P không đảm bảo qua tầng đá vôi nứt nẻ dẫn đến năm 2009 phải bơm ép bổ sung xi măng Trong trình bắn lỗ cáp trước bơm ép xi măng, giếng khoan bị phun trào, kiểm soát áp suất giếng nên phải cắt cáp đóng giếng đối áp khoan - Trong năm 2015, thiết bị lặn điều khiển từ xa (ROV) phát thấy nhiều bọt khí rò rỉ đầu giếng ngầm 18¾inch giếng khoan DHN-1X Lúc giếng treo giàn khoan vừa tách hệ thống đối áp ngầm khỏi đầu giếng Sau xem xét cụ thể phát rò rỉ khí từ khoảng khơng vành xuyến ống chống 13⅜inch 9⅝inch, PVEP POC thời gian để khắc phục cố Để cải thiện chất lượng bơm trám xi măng qua tầng đá vôi mỏ Đại Hùng, PVEP POC sử dụng nhiều nhà thầu dịch vụ bơm trám xi măng biện pháp khắc phục khác (như bơm trám tầng, sử dụng xi măng nhẹ…) Tuy nhiên, kết đạt hạn chế, cần tìm giải pháp kỹ thuật phù hợp để khắc phục vấn đề 2.3 Nguyên nhân cố liên quan đến chất lượng bơm trám xi măng Với đặc thù địa chất khu vực mỏ phức tạp, đới đứt gãy, cấu tạo tầng đá vôi nứt nẻ xen kẹp, tượng dung dịch thường xảy thi cơng khoan qua tầng trầm tích lục ngun, đặc biệt tầng trầm tích đá vơi cát kết xen kẹp đá vôi thuộc Miocene mỏ Đại Hùng Đá vơi mỏ Đại Hùng có loại đá vơi ám tiêu đá vơi thềm, độ rỗng phụ thuộc nhiều vào môi trường thành tạo, loại đá trình biến đổi sau trầm tích, giá trị độ rỗng thay đổi khoảng rộng, tài liệu đo hình ảnh từ địa vật lý giếng khoan thấy có đặc trưng nứt nẻ, hang hốc (Hình 3) Tùy theo điều kiện thực tế giếng khoan, chất chống Ví dụ đặc trưng đá vơi có nứt nẻ qua tài liệu hình ảnh (FMI) Hình Hình ảnh địa vật lý giếng khoan FMI qua tầng đá vôi mỏ Đại Hùng [3] DẦU KHÍ - SỐ 5/2017 19 THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ Hình Kết đo chất lượng bơm trám xi măng (USIT) qua tầng đá vôi giếng mỏ Đại Hùng Tầng đá vôi: 2.380 - 2.462mMD 2.476 - 2.527mMD [4] dung dịch CaCO3 (hạt cỡ thô, vừa mịn) với liều lượng khác chọn bơm xuống giếng để xử lý cố dung dịch đảm bảo công tác khoan tiếp tục đến chiều sâu công đoạn thiết kế Các chất chống dung dịch loại bỏ xử lý acid vào công đoạn thử vỉa hay hoàn thiện giếng Xi măng chất chống dung dịch không tan acid không sử dụng gây hại vĩnh viễn cho vỉa sản phẩm giảm lưu lượng khai thác giếng sau Tuy nhiên, giải pháp xử lý chất chống dung dịch CaCO3 nhiều thời gian thi công không bền vững Khi thực công tác bơm trám xi măng cột ống chống 9⅝inch, vữa xi măng có tỷ trọng lớn nhiều (tương đương khối lượng riêng 12,5 - 14,5ppg) so với dung dịch khoan (9,0 - 9,5ppg) dễ dàng vào tầng đá vơi nứt nẻ mà bị dung dịch trước đó, dẫn đến giảm áp suất thủy tĩnh cột xi măng trạng thái lỏng Trong giai đoạn này, khí, dầu nước từ vỉa xâm nhập vào giếng khoan làm nhiễm bẩn giảm chất lượng vành xi măng tầng đá vôi nứt nẻ dung dịch Hình cho thấy kết đo chất lượng bơm trám xi măng (đo thiết bị USIT-SLB) qua tầng đá vôi chiều sâu 2.380 - 2.462mMD 2.476 - 2.527mMD giếng thi công mỏ Đại Hùng không đảm bảo mặt kỹ thuật [4] Khoảng không vành xuyến ống chống thân giếng qua tầng đá vơi khơng có nhiều xi măng (màu vàng), chất lỏng khí 20 DẦU KHÍ - SỐ 5/2017 (màu xanh đỏ) từ vỉa xâm nhập mạnh vào vành xuyến Xem xét lại q trình thi cơng cho thấy giếng bị dung dịch mạnh lên đến 125 thùng/giờ chiều sâu 2.380mMD 2.432mMD Chất chống dung dịch CaCO3 bơm theo liều (30 - 50 thùng/lần) xuống đoạn thân giếng bị dung dịch để giảm tối đa tốc độ dung dịch giếng nhằm trì cơng tác khoan đến chiều sâu thiết kế công đoạn 2.695mMD Mặc dù phương pháp trám tầng áp dụng, nhiên trình bơm trám xi măng, giếng bị dung dịch khoảng 20 thùng/giờ dẫn đến chất lượng bơm trám xi măng không đảm bảo Bên cạnh đó, việc dung dịch tầng đá vơi nứt nẻ bơm trám xi măng cho cột ống chống 9⅝inch làm đỉnh cột xi măng hạ thấp nhiều so với thiết kế, làm lộ phần thân giếng trần có chứa vỉa khí (phía chân ống chống 13⅜inch) Theo thời gian khí di chuyển lên khoảng không vành xuyến 13⅜inch 9⅝inch tích tụ đầu giếng Đây nguyên nhân gây cố rò rỉ phun trào khí cho giếng mỏ Đại Hùng Một cố điển hình liên quan đến rò rỉ khí đỉnh cột vữa xi măng bị hạ thấp dung dịch trình bơm trám xi măng giếng DHN1X Mặc dù sử dụng xi măng nhẹ 11,5ppg (thay 14,5ppg) bơm trám xi măng cột ống 9⅝inch, giếng bị dung dịch lên đến 157 thùng (tốc độ 45 PETROVIETNAM Hình Kết đo chất lượng trám xi măng (IBC/USIT) ống chống 9⅝inch, DHN-1X [4] thùng/giờ) [5] Kết đo chất lượng bơm trám xi măng (Hình 5) cho thấy đỉnh xi măng bị hạ xuống chiều sâu khoảng 2.700mMD Với chân đế ống chống 13⅜inch đặt chiều sâu 1.863mMD, tập khí 2.145mMD, 2.221mMD 2.339mMD khơng cách ly, khí từ vỉa lên tích tụ đầu giếng ngầm DHN-1X gây tượng rò rỉ khí Từ phân tích, đánh giá chất lượng xi măng không đảm bảo qua tầng đá vôi nứt nẻ dung dịch mỏ Đại Hùng, cho thấy nguyên nhân việc xử lý không tốt tượng dung dịch trước bơm trám xi măng cột ống 9⅝inch Chất chống dung dịch CaCO3 xử lý triệt để cố dung dịch, chưa chọn chất chống dung dịch phù hợp Mặc dù xi măng chất chống dung dịch khơng hòa tan acid Form-A-Blok, DOBG xử lý dung dịch tốt hơn, tầng sản phẩm giếng nên không phép sử dụng khả gây hại vĩnh viễn cho vỉa sản phẩm tầng vỉa đá vôi Đề xuất giải pháp để khắc phục cố chất lượng bơm trám xi măng qua tầng đá vôi mỏ Đại Hùng Để cải thiện tăng cường chất lượng bơm trám xi măng qua tầng đá vôi cho giếng mỏ Đại Hùng, cần xử lý triệt để tượng dung dịch trước thả cột ống chống 9⅝inch bơm trám xi măng Trong nghiên cứu khác, PVEP POC đề xuất sử dụng hệ vữa xi măng đặc biệt để xử lý hiệu tượng dung dịch qua tầng đá vôi mà chất chống dung dịch thông thường CaCO3 không đạt Hệ vữa xi măng có tính chất vữa xi măng thông thường thiết kế để tự tăng độ nhớt lên cao bơm đến vỉa dung dịch nhằm tăng khả thành công xử lý dung dịch Hệ vữa xi măng hòa tan acid HCl, giúp loại bỏ dễ dàng khỏi vỉa dầu khí tầng đá vơi xử lý với acid trước tiến hành thử vỉa hay hoàn thiện giếng Trong trình bơm trám xi măng cho cột ống chống, nhằm giảm tối đa áp suất thủy tĩnh động cột vữa xi măng tác động lên tầng đá vôi nứt nẻ, dễ dung dịch, vữa xi măng nhẹ tiếp tục đề xuất sử dụng Ngoài ra, tùy theo điều kiện cụ thể giếng, thiết bị bơm trám xi măng phân tầng đặc biệt có gắn nút chặn giãn nở thủy lực kết hợp sử dụng Thiết bị nút chặn giãn nở nước dầu đề xuất lắp ráp vào ống chống 9⅝inch chiều sâu vỉa dầu, khí, nước vành xuyến ống 13⅜inch 9⅝inch Các nút chặn thiết kế để giãn nở tiếp xúc với nước hay dầu từ vỉa lấp kín khoảng khơng DẦU KHÍ - SỐ 5/2017 21 THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ Ngồi biện pháp trên, cơng tác thi cơng phải đảm bảo ống chống 13⅜inch đặt theo thiết kế nằm gần mặt phản xạ H40 thay nằm mặt phản xạ H30 trước Như giúp cách ly số tập khí nằm mặt phản xạ H30 H40 trước tiến hành khoan công đoạn vào tầng đá vôi nứt nẻ, dễ dung dịch PVEP POC chuẩn bị áp dụng số giải pháp cho công tác bơm trám xi măng cột ống 9⅝inch qua tầng đá vôi giếng khoan DHN-2X thi công vào cuối năm 2015 Ống chống 9⅝inch thả đến chiều sâu 4.345mMD với 106 định tâm cứng (Econ-Glider) lắp ráp nút chặn giãn nở nước hay dầu gắn chiều sâu 2.585mMD (chân đế ống chống 13⅜inch 2.691mMD, đỉnh phản xạ H40 2.785mMD) 409 thùng vữa xi măng nhẹ 12,5ppg (đợt đầu) 74 thùng vữa xi măng 14,5ppg (đợt cuối) trộn bơm để trám cột ống chống 9⅝inch Tương ứng với đỉnh thiết kế vữa xi măng đợt cuối lên đến chiều sâu 4.000mMD đỉnh vữa xi măng nhẹ đợt đầu lên đến 2.191mMD (500m bên chân đế ống chống 13⅜inch) Hình Kết đo chất lượng bơm trám xi măng qua tầng đá vôi giếng DHN-2X [4] vành xuyến khơng có xi măng; giúp tăng cường khả cách ly vỉa dầu, khí nước, ngăn chặn khí lên tích tụ đầu giếng trường hợp chất lượng vữa xi măng bơm trám không đảm bảo khả cách ly vỉa Việc chọn lựa chủng loại, số lượng phân bố chiều sâu lắp định tâm ống chống quan trọng Công tác thiết kế cần đảm bảo cột ống chống có hệ số định tâm (stand-off ) cao có thể, đặc biệt qua vỉa dầu khí xen kẹp với vỉa nước, phải đảm bảo thả thành công cột ống chống đến chiều sâu thiết kế Loại chất đệm xi măng (cement spacer) thể tích bơm phải thiết kế cho phù hợp dựa theo điều kiện cụ thể giếng 22 DẦU KHÍ - SỐ 5/2017 Kết đo chất lượng bơm trám xi măng (SBT - Baker Hughes) cho thấy chất lượng bơm trám xi măng toàn cột ống chống 9⅝inch cải thiện nhiều so với trước đây, chất lượng xi măng qua tầng đá vôi đảm bảo tốt khả cách ly để phục vụ cho công tác thử vỉa bơm ép xi măng bổ sung trước Hình kết đo chất lượng bơm trám xi măng qua khoảng bắn vỉa tầng đá vôi từ chiều sâu 3.028,5 - 3.036,5mMD [4] Kết gọi dòng cho khoảng bắn vỉa tốt Các kết kiểm tra không ghi nhận thấy áp suất phần đầu giếng khoảng không vành xuyến ống chống 13⅜inch 9⅝inch Kết luận Để nâng cao chất lượng bơm trám xi măng qua tầng đá vôi nứt nẻ, dung dịch PETROVIETNAM mỏ Đại Hùng, cần phải áp dụng kết hợp nhiều giải pháp tùy theo điều kiện cụ thể giếng Nếu gặp tượng dung dịch khoan qua tầng đá vơi chất chống dung dịch thông thường CaCO3 sử dụng nhằm đảm bảo hồn thành cơng tác khoan đo địa vật lý Hệ vữa xi măng tan acid bơm vào tầng dung dịch để xử lý triệt để cố dung dịch trước thả ống chống bơm trám xi măng Hệ vữa xi măng nhẹ có vật liệu tăng độ cứng đá xi măng phụ gia chống khí xâm nhập tiếp tục áp dụng bơm trám xi măng qua tầng đá vôi nứt nẻ, dễ dung dịch Tỷ trọng nhẹ làm giảm áp suất thủy tĩnh động cột vữa xi măng lên tầng đá vôi, tăng cao khả đưa đỉnh cột vữa xi măng tới chiều sâu thiết kế, đồng thời đảm bảo đủ độ cứng cho công tác bắn vỉa khả cách ly vỉa tốt cho trình khai thác Đối với giếng có khoảng thân giếng dài tầng đá vơi, chọn để áp dụng thêm giải pháp bơm trám xi măng tầng 9⅝inch thiết kế đặc biệt có gắn nút chặn giãn nở thủy lực Các nút chặn giãn nở nước dầu thiết kế lắp đặt xen kẽ tầng dầu khí nước để tăng khả cách ly vỉa khả cách ly xi măng chưa đảm bảo Một nút chặn đặt khoảng không vành xuyến 13⅜inch 9⅝inch để ngăn chặn khí lên đầu giếng trường hợp vữa xi măng không đảm bảo yêu cầu khả cách ly đỉnh cột vữa xi măng bị hạ thấp chiều sâu chân đế ống 13⅜inch Ngồi ra, chọn lựa tối ưu hóa việc lắp đặt định tâm cho ống chống, đảm bảo hệ số định tâm cao qua vùng vỉa khai thác giúp tăng chất lượng ngăn chặn khả tạo rãnh liên thông (cement channelling) vành đá xi măng Đồng thời, biện pháp thông thường xử lý dung dịch tuần hoàn giếng theo yêu cầu kỹ thuật trước bơm trám, chọn loại chất đệm xi măng phù hợp cần phải áp dụng để tăng cường chất lượng bơm trám xi măng Tài liệu tham khảo PVEP POC drilling program, geological proposal, EOWR, daily reports of wells, Dai Hung field, Block 05-1a PVEP POC drilling performance review workshop for year 2014 - 2015, Dai Hung field, Block 05-1a Schlumberger FMI-HD processing and interpretation, Dai Hung field, Block 05-1a Schlumberger IBC/USIT and Baker SBT logging data, Dai Hung field, Block 05-1a Halliburton Baker cementing proposals & final reports, Dai Hung field, Block 05-1a Cement bond improvement across carbonate zones in Dai Hung field, Block 05-1a, Nam Con Son basin Do Huu Trung1, Nguyen Hoang Nghia1, Nguyen Manh Tuan1 Pham Huy Dung1, Dinh Trong Huy2, Nguyen Van Khuong3 PVEP Domestic Operating Company Petrovietnam Exploration Production Corporation Vietnam Oil and Gas Group Email: trungdh@pvep.com.vn Summary The paper analyses and evaluates the actual drilling work to find out the root cause of lost circulation problem during the process of drilling across the carbonate zones and poor cement bond quality in Dai Hung wells Based on that, the authors propose solutions to cure the lost circulation during the drilling phase and improve the cement bond quality across the carbonate zones in Dai Hung field The proposed solutions consist of completely treating lost circulation across the fractured carbonate zones by using acid soluble cement prior to running casing, installing swell packers, using multiple-stage cementing tool with inflatable packer, and using light weight cement These solutions strengthen the isolation property for interbedded zones containing oil, gas and water in Dai Hung field, and reduce the time and cost of remedial cement squeezing works Key words: Light weight cement, cement bond, carbonate zone, lost circulation, Dai Hung field DẦU KHÍ - SỐ 5/2017 23 ... phẩm tầng vỉa đá vôi Đề xuất giải pháp để khắc phục cố chất lượng bơm trám xi măng qua tầng đá vôi mỏ Đại Hùng Để cải thiện tăng cường chất lượng bơm trám xi măng qua tầng đá vôi cho giếng mỏ Đại. .. cải thiện chất lượng bơm trám xi măng qua tầng đá vôi mỏ Đại Hùng, PVEP POC sử dụng nhiều nhà thầu dịch vụ bơm trám xi măng biện pháp khắc phục khác (như bơm trám tầng, sử dụng xi măng nhẹ…)... lần bơm ép xi măng chất lượng xi măng không đảm bảo qua vỉa đá vôi nứt nẻ cho giếng khoan (Bảng 1) Ngoài ra, nhiều giếng khoan khác mỏ Đại Hùng có chất lượng bơm trám xi măng qua tầng đá vôi