Trong quá trình khoan phát triển mỏ tại Lô B&48/95 và Lô 52/97, việc nghiên cứu lựa chọn cấu trúc giếng khoan hợp lý là vô cùng cần thiết trên nhiều phương diện, góc độ . Kết hợp kinh nghiệm khoan ở vịnh Thái Lan và điều kiện đặc thù địa chất của mỏ, tác giả đã nghiên cứu đề xuất lựa chọn cấu trúc giếng khoan slim hole trong giai đoạn phát triển mỏ đảm bảo các chỉ tiêu về kinh tế, kỹ thuật và công nghệ.
LỰA CHỌN CẤU TRÖC GIẾNG KHOAN SLIMHOLE CHO GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN LỒ B&48/95 VÀ LÔ 52/97 NGUYỄN TRẦN TUÂN* Select the slim hole structure for development at block B&48/95 and 52/97 Abstract: 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 Long-Evil-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 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ LÔ B&48/95, LÔ 52/97 VÀ DỰ ÁN PHÁT TRIỂN MỎ* Lô B&48/95 Lô 52/97 nằm khu vực ngồi khơi phía T y Nam Vi t Nam, thu c ồn trũng Malay - Thổ Chu v i đ s u nƣ c iển trung ình khoảng 77 m khoảng cách đến 250 km, cách nhà máy nhi t n Ơ Mơn khoảng 400 km (Hình 1) Tổng di n tích phát triển di n tích c a Lơ 3.002,5 km2 [1] Theo báo cáo trữ lƣợng dầu khí chỗ (RAR) năm 2004, Lô B&48/95 Lô 52/97 phát hi n dầu thƣơng mại vào ngày 08/5/2002 v i trữ lƣợng thu hồi cấp 2P 5.681 tỷ kh i khí 23,53 tri u thùng condensat ; theo áo cáo trữ lƣợng cập nhật năm 2010 * Bộ môn Khoan- Khai thác Trường Đại học Mỏ - Địa chất ĐT:098 9556779 E-mail: nguyentrantuan1102@gmail.com ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 6.009 tỷ kh i khí, tƣơng đƣơng v i 170 tỷ mét kh i khí 25,3 tri u thùng condensat Kế hoạch phát triển mỏ đại cƣơng (ODP) đ i v i mỏ Kim Long, Ác Quỷ Cá Voi đƣợc Tập đồn Dầu khí Vi t Nam phê t ngày 08-8-2007 Dự án phát triển mỏ đƣợc đánh giá v i giả định gia hạn t i năm 2044 Đ y điều ki n tiên để triển khai dự án, nằm nhóm điều ki n cần đạt đƣợc để đến định đầu tƣ cu i (FID), đảm ảo lợi ích cho tất Bên tham gia chuỗi quy hoạch tổng thể c a Chính ph (thƣợng nguồn, trung nguồn hạ nguồn) [1] Dự án hồn thành cơng tác thăm d th m lƣợng Báo cáo tính trữ lƣợng dầu khí cho cấu tạo Kim Long, Ác Quỷ Cá Voi thu c di n tích phát triển chung đƣợc Cơng ty Chevron hồn thi n đƣợc Th tƣ ng ph phê t vào năm 2004 1.040 giếng khai thác, giếng ơm ép nƣ c 43 giếng th m lƣợng/ph n định ranh gi i Hình Sơ đồ vị trí Lơ B&48/95 Lơ 52/97 KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ VÀ KẾ HOẠCH KHOAN Đặc điểm cấu trúc kiến tạo địa chất ể Malay - Thổ Chu tồn nhiều phát hi n dầu khí nhiều đ i tƣợng g y phức tạp c công tác khoan Địa tầng đặc trƣng c a ể Malay – Thổ Chu đƣợc mơ tả hình Theo kết minh giải địa chấn khoan thăm d phát hi n đƣợc khí c m mỏ: Kim Long, Cá Voi, Ác Quỷ, Vàng Đen Thiên Hà Trong tổng s 29 giếng khoan tìm kiếm, thăm d th m lƣợng, có 20 giếng phát hi n khí thƣơng mại Trên sở Kế hoạch Phát triển mỏ, dự kiến phƣơng án khoan phát triển nhƣ sau [1]: a/ Trường hợp 1: Phát triển đồng thời tồn di n tích phát triển chung (AJD) di n tích phát triển treo (SDA), ao gồm phƣơng án: + Phƣơng án - Phƣơng án cao: Sẽ khoan 754 giếng khai thác, giếng ơm ép nƣ c 23 giếng th m lƣợng/ph n định ranh gi i + Phƣơng án - Phƣơng án sở: Sẽ khoan 911 giếng khai thác, giếng ơm ép nƣ c 30 giếng th m lƣợng/ph n định ranh gi i + Phƣơng án - Phƣơng án thấp: Sẽ khoan Hình Cột địa tầng tổng hợp bể Malay - Thổ Chu b/ Trường hợp 2: Chỉ phát triển di n tích phát triển chung: + Phƣơng án 4: Sẽ khoan 833 giếng khai thác, giếng ơm ép 29 giếng th m lƣợng/ph n định ranh gi i LỰA CHỌN CẤU TRÚC GIẾNG KHOAN CHO GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN MỎ CỦA DỰ ÁN 3.1 Giếng khai thác (Slimhole monobore) Tất giếng khai thác khí đƣợc hồn thi n v i cơng ngh khoan giếng th n nhỏ ằng thiết ị có đƣờng kính (mono ores slimhole) Giếng đƣợc hoàn thi n v i c t ng khai thác đƣờng kính 2-7/8” thả th n giếng trần đƣờng kính 6-1/8” C t ng ch ng ng ch ng ề mặt đƣờng kính 9-5/8” đƣợc đặt th n giếng đƣờng kính 12-1/4” trám xi măng (hình 3) Th n giếng đƣờng kính 12-1/4” đƣợc khoan thẳng đứng cho t i đ s u khoảng 350 mét theo chiều dài th n giếng không sử d ng ng ao (riser) ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 Cấp ng ch ng thứ hai c t ng ch ng trung gian đƣờng kính 7" đƣợc thả t i đ s u 1800 mét theo chiều dài th n giếng dƣ i tầng Mioxen nhƣng ranh gi i cao c a đ i hydrocac on Th n giếng 8-1/2" đƣợc khoan định hƣ ng ằng cho ng kim cƣơng v i đ ng th y lực (mud motor) 12-1/4" hole x 9-5/4" CSG 1000' TVD 8-1/2" hole x 7" CSG 150' TVD above 1st target 6-1/8" hole x 2-7/8" CSG TBG Hình 3: Cấu trúc giếng khai thác Các giếng khoan đƣợc hoàn thi n v i ng khai thác đƣờng kính 2-7/8” thả th n giếng đƣờng kính 6-1/8” (hình 3) Th n giếng đƣờng kính 6-1/8” đƣợc khoan ằng cho ng kim cƣơng thiết ị định t m có điều chỉnh để kiểm soát hƣ ng c a quỹ đạo giếng khoan Khoảng khoan đoạn đƣợc khoan v i h th ng dung dịch tổng hợp (Non-Aqueous Drilling Base Fluid) xử lý phù hợp v i quy định c a Tập đồn Dầu khí Qu c gia Vi t Nam, c a B Tài nguyên Môi trƣờng tiêu chu n c a Nhà Điều hành Gradient áp suất dị thƣờng t i đa khoảng 12 ppg đƣợc quan sát khoan qua địa tầng c a mỏ Ác Quỷ Cá Voi (khoảng đ s u từ 2000 mTVDss đến 3000 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 mTVDss) Trong đó, thử đ tiếp nhận c a vi thành vỉa (FIT) ch n ng 7’’ khoảng 14,5ppg V i chênh l ch 2,5ppg, tỷ trọng dung dịch (Mud Weight Window) đ để tăng áp suất khoan qua địa tầng mà vỉa không ị phá vỡ Nhƣ vậy, thiết kế giếng khoan v i cấu trúc c t ng đ để kiểm soát tầng áp suất dị thƣờng khoảng khoan Các thiết ị khoan logging DD/LWD/MWD/Wireline cho khoảng khoan đƣờng kính 6-1/8” hoạt đ ng nhi t đ t i đa 175 đ C 3.2 Giếng khoan phân định ranh giới (Delineation Wells) Giếng khoan ph n định ranh gi i (Delineation wells) giếng nhằm ph n định phạm vi phát triển c a vỉa chứa vị trí tiếp xúc v i ranh gi i nƣ c vỉa Giếng khoan đƣợc thiết kế gi ng nhƣ giếng khoan phát triển, ngoại trừ hai khác i t sau đ y: - Cấp ng ch ng v i đƣờng kính ngồi 9-5/8" đƣợc thiết kế để khoan mà không cần dùng ng ao (riser) cho t i đ s u khoảng 350 m Sau ơm trám xi măng để giữ cho c t ng ch ng 9-5/8" chắn - Phần th n giếng qua tầng sản ph m đƣợc khoan ằng cho ng kim cƣơng 6-1/8" thiết ị định t m có điều chỉnh quỹ đạo nhƣ giếng khoan phát triển t i đ s u cu i c a giếng Sau đo địa vật lý giếng khoan để th m định lại cấu tạo vỉa sản ph m, giếng khoan huỷ ỏ vĩnh viễn 3.3 Giếng bơm ép nƣớc, xử lý nƣớc vỉa Nƣ c từ vỉa đƣợc sử d ng cho giếng ơm ép nƣ c Sẽ khoan giếng ơm ép nƣ c năm c a dự án Sau đó, dựa vào hi u suất thu hồi dầu lƣợng nƣ c vỉa sinh khoan thêm giếng ơm ép nƣ c giai đoạn cu i c a mỏ Bảng Giếng bơm ép nƣớc nƣớc lựa chọn vị trí bơm ép nƣớc Vị trí ơm ép nƣ c Bơm ép nƣ c vị trí nơng (trên tầng Mioxen giữa, ất chỉnh hợp) Bơm ép nƣ c vị trí nơng (1.500m đến 1.750m TVDSS) Lợi ích Giá thành giếng khoan thấp Bơm ép nƣ c vị trí s u (tầng Jsand, dƣ i 3000m TVDSS) Chắc chắn ngăn chặn đƣợc r i ro; vô hạn vỉa Giá thành giếng khoan thấp Đánh giá r i ro - Khơng giữ đƣợc tính chất ngun trạng c a đất đá - Nhiều r i ro xuất hi n - Không iết đƣợc phạm vi ph n c a tầng cát kết Không tăng đ rỗng c a tầng cát kết - Làm nứt vỉa nén ép áp suất cho khoảng khoan qua sau - Giá thành giếng khoan cao - Yêu cầu áp suất ơm ép nƣ c ề mặt l n Vị trí t i ƣu c a giếng ơm ép nƣ c đƣợc nghiên cứu, ph n tích, đánh giá r i ro có thêm thơng tin Bảng cung cấp m t s yếu t liên quan đến vi c lựa chọn vị trí ơm ép nƣ c THIẾT KẾ ỐNG CHỐNG VÀ CỘT ỐNG KHAI THÁC Thiết kế c t ng ch ng c t ng khai thác dựa li u kiểm sốt giếng khoan, tính ngun vẹn c a th n giếng, khả khoan định hƣ ng, phƣơng pháp hoàn thi n giếng mức đ thu hồi dầu tƣơng lai Phần c a c t ng khai thác thiết kế v i 13 kết cấu nhằm ngăn chặn mài m n th n ng trình khai thác Các tiêu chu n đƣợc lựa chọn dựa kết kết luận từ tài li u điều tra khảo sát giếng khoan tƣơng tự c a Công ty Chevron thực hi n vùng Vịnh Thái Lan Các thông s kỹ thuật ản c a cấp ng ch ng cho giếng phát triển giếng ơm ép nƣ c nƣ c; cho giếng ph n định ranh gi i đƣợc trình ày ảng ảng Bảng Các thông số kỹ thuật ống chống cho giếng phát triển giếng bơm ép nƣớc Loại ng (inch) Đ s u ch ng ng Mác thép (mTVD) Trọng lƣợng Loại đầu n i (lb/ft) 9-5/8 350 N-80 40 1.500 N-80 23 2-7/8 1.500 13 Cr 6.4 2-7/8 Total depth 1.500 L-80 6.4 Áp suất kiểm Ứng suất Ứng Ứng suất u n dọc (psi) suất nổ (psi) căng (1000lb) 800 3.090 5.750 915 5.000 3.830 6.340 533 5.000 11.160 10.570 105 5.000 11.160 10.570 105 tra (psi) Buttress Connection Buttress Connection Premium Thread Premium Thread Đặc tính ng ch ng ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 Bảng Các thông số kỹ thuật ống chống cho giếng phân định ranh giới Loại ng (inch) Đ s u ch ng ng (mTVD) 9-5/8 Mác thép Trọng lƣợng (lb/ft) Loại đầu n i Áp suất kiểm tra (psi) 350 N-80 40 Buttress Connection 1.500 N-80 23 Buttress Connection KẾT LUẬN Trong trình khoan phát triển mỏ Lơ B&48/95 Lơ 52/97, vi c nghiên cứu lựa chọn cấu trúc giếng khoan hợp lý vô cần thiết nhiều phƣơng di n, góc đ Kết hợp kinh nghi m khoan vịnh Thái Lan điều ki n đặc thù địa chất c a mỏ, tác giả nghiên cứu đề xuất lựa chọn cấu trúc giếng khoan slim hole giai đoạn phát triển mỏ đảm ảo tiêu kinh tế, kỹ thuật công ngh Theo đánh giá c a nhiều chuyên gia ngành, hi n Mỏ Phú Qu c POC Nhà thầu hồn tồn có khả triển khai thi công giếng Slimhole, nhiên cần m t khoảng thời gian định để vừa thi công, vừa rút kinh nghi m để hợp lý hóa công đoạn nhằm giảm thời gian thi công nhƣ giảm chi phí khoan Tuy nhiên q trình triển khai gặp r i ro dẫn t i tăng chi phí khoan m t s nguyên nh n ch quan khách quan nhƣ sau: - Kinh nghi m thi công giếng khoan dạng slimhole Vi t Nam c n hạn chế, nên xảy r i ro trình khoan dẫn đến r i ro vi c tăng chi phí khoan - R i ro khoan khơng gặp vỉa sản ph m Đặc tính ng ch ng Ứng suất u n dọc (psi) Ứng suất nổ (psi) Ứng suất căng (1000lb) 800 3.090 5.750 915 5.000 3.830 6.340 533 (Giếng khơ), phải khoan giếng khác thay làm tăng chi phí khoan - Khả tăng giá dịch v khoan giá dầu tăng làm tăng chi phí khoan Để hạn chế t i đa r i ro dẫn t i tăng chi phí khoan cho tồn dự án cần thực hi n: - Thuê ngƣời điều hành khoan nhƣ ngƣời làm vi c trực tiếp giàn khoan có kinh nghi m khoan giếng slimhole, đặc i t ngƣời điều hành khoan giếng slimhole vùng Vịnh Thái Lan -Tất dịch v khoan cần đƣợc đấu thầu cạnh tranh qu c tế để lựa chọn Nhà thầu có đ tiêu chu n công ngh -kỹ thuật giá cạnh tranh nhỏ để giảm chi phí khoan TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài li u n i Tổng công ty thăm d khai thác dầu khí (2016) Trƣơng iên nnk iên dịch (2007), C m nang kỹ sƣ công ngh khoan giếng s u NXB KHKT, Hà N i Petrovietnam Exploration Production Corporation, 2014 Drill bit final well report, Performance report of HRD-1X-ST for PVEP Người phản biện: PGS,TS NGUYỄN XUÂN THẢO ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 ... phát triển di n tích phát triển chung: + Phƣơng án 4: Sẽ khoan 833 giếng khai thác, giếng ơm ép 29 giếng th m lƣợng/ph n định ranh gi i LỰA CHỌN CẤU TRÚC GIẾNG KHOAN CHO GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN... LUẬN Trong q trình khoan phát triển mỏ Lơ B&48/95 Lô 52/97, vi c nghiên cứu lựa chọn cấu trúc giếng khoan hợp lý vô cần thiết nhiều phƣơng di n, góc đ Kết hợp kinh nghi m khoan vịnh Thái Lan... điều chỉnh quỹ đạo nhƣ giếng khoan phát triển t i đ s u cu i c a giếng Sau đo địa vật lý giếng khoan để th m định lại cấu tạo vỉa sản ph m, giếng khoan huỷ ỏ vĩnh viễn 3.3 Giếng bơm ép nƣớc, xử