Nghiên cứu đánh giá các hệ dung dịch khoan sử dụng tại bồn trũng cửu long và đề xuất các đơn pha chế dung dịch thích hợp cho tầng sét bạch hổ ở các giếng khoan lô 15 1

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ QUỐC THÁI NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC HỆ DUNG DỊCH KHOAN SỬ DỤNG TẠI BỒN TRŨNG CỬU LONG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC ĐƠN PHA CHẾ DUNG DỊCH THÍCH HỢP CHO TẦNG SÉT BẠCH HỔ Ở CÁC GIẾNG KHOAN LÔ 15.1 Chuyên ngành : KỸ THUẬT KHOAN-KHAI THÁC VÀ CƠNG NGHỆ DẦU KHÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2009 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Cán hướng dẫn khoa học: PSG.TS Lê Phước Hảo, Trưởng ban QLDA trường Đại Học Dầu Khí Việt Nam Tiến sĩ Mai Cao Lân, Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh Cán chấm nhận xét 1: ……………………………………………………………………………………… (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: ……………………………………………………………………………………… (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA , ngày…., tháng … năm 2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày ….tháng… năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Lê Quốc Thái Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 05/06/1974 Nơi sinh: Đồng nai Chuyên ngành: Kỹ thuật khoan, khai thác Cơng nghệ MSHV: 03805655 Dầu khí I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC HỆ DUNG DỊCH KHOAN SỬ DỤNG TẠI BỒN TRŨNG CỬU LONG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC ĐƠN PHA CHẾ DUNG DỊCH THÍCH HỢP CHO TẦNG SÉT BẠCH HỔ Ở CÁC GIẾNG KHOAN LÔ 15.1 II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Trên sở nghiên cứu lý thuyết đánh giá hệ dung dịch sử dụng bồn trũng Cửu Long, đề xuất đơn pha chế thích hợp cho tầng sét Bạch Hổ giếng khoan lô 15.1 III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Phó giáo sư, Tiến sĩ Lê Phước Hảo, Trưởng ban QLDA Trường Đại Học Dầu Khí Việt Nam Tiến sĩ Mai Cao Lân, Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH PGS.TS Lê Phước Hảo TS Mai Cao Lân Nội dung đề cương luận văn Hội đồng chuyên ngành thông qua TRƯỞNG PHÒNG ĐT-SĐH Ngày… tháng……năm TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CÁM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: - Thầy PGS TS LÊ PHƯỚC HẢO_Trưởng Ban QLDA Trường Đại học Dầu Khí Việt Nam - Thầy TS MAI CAO LÂN_Giảng viên khoa kỹ thuật Địa chất & Dầu khí Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM - Đã động viên, hướng dẫn tận tình giúp đỡ nhiều việc hoàn thành luận văn - Thầy Đỗ Quang Khánh CNBM Khoan khai thác dầu khí tạo điều kiện tốt thời gian thực luận văn - Các kỹ sư khoan công ty Cửu Long thầy cô Khoa kỹ thuật Địa Chất & Dầu Khí tận tình dạy bảo, hướng dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn - Ba mẹ sinh thành duỡng dục nuôi dưỡng thành người - Các bạn lớp Cao học Khoan, Khai thác công nghệ Dầu khí niên khóa 20052007 động viên, trao đổi hỗ trợ tơi q trình học tập rèn luyện mái trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Cơng tác thi cơng khoan tai bồn trũng Cửu Long đựơc thực từ ngành cơng nghiệp dầu khí bắt đầu có hội phát triển Việt Nam Các công ty dầu khí sử dụng nhiều hệ dung dịch khác để tiến hành thi công hầu đạt kết tối ưu kinh tế kỹ thuật, công nghệ Nhiều cố xảy thi công khoan qua tầng sét Bạch Hổ bồn trũng Cửu Long Các cố dẫn đến chi phí cho giếng khoan vượt ngân sách dự đoán ban đầu cho thi cơng khoan Một ngun nhân dẫn đến thực tế viêc sử dụng dung dịch không phù hợp khoan qua tầng sét Bạch Hổ, dung dịch không ổn định thành giếng suốt q trình thi cơng gây các phức tạp cố Với cố gắng hồn thiện cơng tác thi cơng khoan, cơng ty nhà thầu đưa hệ dung dịch nhằm cải thiện khắc phục cố xảy Ngồi cơng nghệ thiết bị hỗ trợ, việc nghiên cứu lựa chọn đơn pha chế dung dịch phù hợp với tầng sét Bạch Hổ bồn trũng Cửu Long nói chung Lơ 15.1 nói riêng quan trọng Dựa vào nghiên cứu lý thuyết chế ức chế sét kết đơn pha chế hệ dung dịch sử dụng bồn trũng Cửu Long, tác giả đề xuất hệ dung dịch thích hợp cho tầng sét Bạch Hổ Lô 15.1 Việc đánh giá đơn pha chế hệ dung dịch dựa hai yếu tố chính: kỹ thuật kinh tế Tất đơn pha chế xem xét mặt kỹ thuật (chủ yếu khả ức chể sét hệ dung dịch, số yếu tố khác ảnh hưởng đến thiết bị, công nghệ khoan) Sau thỏa mãn mặt kỹ thuật, đơn pha chế xem xét mặt kinh tế quan điểm tổng thể chi phí Từ đó, đề xuất hệ dung dịch thích hợp cho lơ 15.1 Mục lục MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục đích Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp luận Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc luận văn CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Thành phần phân lọai dung dịch khoan 1.1.1 Phân lọai dung dịch khoan 1.1.1.1 Dung dịch khoan gốc nước a Nước kỹ thuật b Dung dịch sét c Dung dịch Polyme 1.1.1.2 Dung dịch khoan gốc dầu 1.1.1.3 Dung dịch khoan nhũ tương a Dung dịch nhũ tương dầu nước b Dung dịch nhũ tương nước dầu 1.1.2 Thành phần dung dịch khoan dung dịch khoan 1.1.2.1 Chất tạo cấu trúc tăng độ nhớt 1.1.2.2 Chất giảm độ thải nước 10 1.1.2.3 Chất làm nặng 10 1.1.2.4 Chất tạo độ pH 11 1.1.2.5 Chất bít nhét 12 1.2 Các hệ dung dịch khoan sử dụng phổ biến 12 1.2.1 Hệ dung dịch không ức chế-không phân ly 12 1.2.1.1 Hệ dung dịch Polyme-Bentonite Extended -Bento 12 1.2.1.2 Hệ dung dịch Polyme nhiệt độ cao (PHPA) 13 1.2.2 Hệ dung dịch ức chế-không phân ly 13 1.2.2.1 Hệ dung dịch muối bảo hòa 13 1.2.2.2 Hệ dung dịch KCl-Polymer 14 1.2.3 Hệ dung dịch ức chế phần-phân ly 14 1.2.3.1 Hệ dung dịch chứa Ca(OH)2 14 1.2.3.2 Hệ dung dịch thạch cao CaSO4 -lignosulfonate 14 1.2.3.3 Hệ dung dịch nuớc biển – Prehydrat Bentonite 14 1.2.3.4 Hệ dung dịch KOH/K - Lignite 14 1.2.4 Hệ dung dịch không ức chế - phân ly 15 1.2.4.1 Hệ dung dịch Lignite - Lignosulphonate 15 1.3 Vấn đề trương nở tầng sét Bạch Hổ 15 1.3.1 Tầng sét trương nở 15 1.3.2 Tìm hiểu chế ức chế chất phụ gia 21 1.3.2.1 Cơ chế ức chế muối đơn hóa trị 21 1.3.2.2 Cơ chế ức chế ion đa hóa trị 21 1.3.2.3 Cơ chế ức chế hóa phẩm làm lỗng 22 1.3.2.4 Cơ chế ức chế polymer cao phân tử 22 1.3.3 Cơ chế ức chế sét dung dịch koan gốc dầu 23 1.4 Kết luận 23 CHƯƠNG KHẢO SÁT CÁC HỆ DUNG DỊCH ĐÃ VÀ ĐANG SỬ DỤNG TẠI BỒN TRŨNG CỬU LONG 25 2.1 Đặc điểm địa chất khu vực bồn trũng Cửu Long 25 2.1.1 Đặc điểm tập sét bồn trũng Cửu Long 25 2.2 Đặc điểm địa chất lô 15.1 bồn trũng Cửu Long 26 2.2.1 Đặc điểm nhiệt độ áp suất 26 a Dữ liệu áp suất 27 b Dữ liệu nhiệt độ 28 2.2.2 Đặc điểm địa tầng lô 15.1 30 2.2.3 Cấu trúc ống chống giếng khoan lô 15.1 34 2.3 Đánh giá số đơn pha chế sử dụng bồn trũng Cửu long khoan công đọan 12-1/4” qua tầng sét Bạch hổ 35 2.3.1 Hệ dung dịch KCl/Polymer 35 2.3.2 Hệ dung dịch KCl/Polymer/Glycol 37 2.3.3 Hệ dung dịch KCl/Sildril 39 2.3.4 Hệ dung dịch Flo-Pro 40 2.3.5 Hệ dung dịch Ultradril 40 2.3.6 Hệ dung dịch Lignosulfonate - AKK 42 2.3.7 Hệ dung dịch SOBM 43 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ CÁC HỆ DUNG DỊCH ĐÃ VÀ ĐANG SỬ DỤNG TẠI BỒN TRŨNG CỬU LONG VÀ ĐỀ XUẤT ĐƠN PHA CHẾ DUNG DỊCH KHOAN SỬ DỤNG CHO TẦNG SÉT BẠCH HỔ LÔ 15.1 46 3.1 Đánh giá mặt kỹ thuật 46 a Hệ dung dịch KCl/Sildril 46 b Hệ dung dịch Lignosulfonate - AKK 48 c Hai hệ dung dịch Flo-Pro KCl/Polymer 49 3.1.1 So sánh độ bôi trơn dung dịch khoan gốc nước gốc dầu 50 3.1.2 So sánh độ thu hồi sét dung dịch khoan gốc nước gốc dầu 51 3.1.3 So sánh tính chất kỹ thuật khác dung dịch khoan gốc nước gốc dầu 51 3.2 Đánh giá mặt kinh tế 55 3.3 Kết luận 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61 Kết luận 61 Kiến nghị 63 Tài liệu tham khảo 64 Lý lịch trích ngang 65 ... ĐỀ XUẤT CÁC ĐƠN PHA CHẾ DUNG DỊCH THÍCH HỢP CHO TẦNG SÉT BẠCH HỔ Ở CÁC GIẾNG KHOAN LÔ 15 . 1 II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Trên sở nghiên cứu lý thuyết đánh giá hệ dung dịch sử dụng bồn trũng Cửu Long, ... Dựa vào nghiên cứu lý thuyết chế ức chế sét kết đơn pha chế hệ dung dịch sử dụng bồn trũng Cửu Long, tác giả đề xuất hệ dung dịch thích hợp cho tầng sét Bạch Hổ Lơ 15 . 1 Việc đánh giá đơn pha chế. .. ĐÁNH GIÁ CÁC HỆ DUNG DỊCH ĐÃ VÀ ĐANG SỬ DỤNG TẠI BỒN TRŨNG CỬU LONG VÀ ĐỀ XUẤT ĐƠN PHA CHẾ DUNG DỊCH KHOAN SỬ DỤNG CHO TẦNG SÉT BẠCH HỔ LÔ 15 . 1 46 3 .1 Đánh giá mặt kỹ thuật 46 a Hệ