Nghiên cứu tính toán ứng dụng công nghệ khoan bằng ống chống cho giếng thăm dò mỏ tê giác trắng bồn trũng cửu long

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGƠ QUANG ANH NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ KHOAN BẰNG ỐNG CHỐNG CHO GIẾNG THĂM DÒ MỎ TÊ GIÁC TRẮNG BỒN TRŨNG CỬU LONG Chuyên ngành : Kỹ thuật khoan-khai thác Công nghệ dầu khí LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2008 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán hướng dẫn khoa học : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (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 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày 30 tháng năm 2008 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGƠ QUANG ANH Giới tính : Nam / Nữ  Ngày, tháng, năm sinh : 23 – 08 – 1978 Nơi sinh : Hà Nội Chuyên ngành : Kỹ thuật khoan – khai thác Cơng nghệ dầu khí Khố (Năm trúng tuyển) : 2006 1- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu tính tốn ứng dụng cơng nghệ khoan ống chống cho giếng thăm dò mỏ Tê Giác Trắng bồn trũng Cửu Long 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Nghiên cứu tổng quan công nghệ khoan ống chống - Trình bày sở lý thuyết cơng nghệ khoan ống chống - Nghiên cứu áp dụng công nghệ khoan ống chống cho giếng thăm dò mỏ Tê Giác Trắng 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 21 - 01 - 2008 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30 – 06 – 2008 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi đầy đủ học hàm, học vị ): PGS.TS Lê Phước Hảo TS Lâm Thành Phước Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) PGS.TS Lê Phước Hảo TS Lâm Thành Phước CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUN NGÀNH (Họ tên chữ ký) Lời cảm ơn Em xin chân thành cảm ơn Thầy Cô hướng dẫn tận tình giúp đỡ truyền đạt kiến thức để em hoàn thành luận văn Đặc biệt, em xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến PGS TS Lê Phước Hảo, TS Lâm Thành Phước – người động viên giúp đỡ em nhiệt tình trình làm luận văn Em xin gửi lời cảm ơn đến tất thầy cô khoa Địa chất – Dầu khí trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện tốt cho em học tập nghiên cứu suốt trình học Cao học khoa trình thực luận văn Cảm ơn tất bạn học khóa 2006, cựu học viên khóa 2005, nhiệt tình chia sẻ kinh nghiệm kiến thức quý báu, giúp làm tốt công việc Mặc dù cố gắng hoàn thành luận văn với tất nỗ lực thân, chắn luận văn không tránh khỏi thiếu sót, kính mong quý Thầy Cô tận tình bảo Một lần xin gửi đến tất người lời cảm ơn chân thành TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2008 Mở đầu MỞ ĐẦU v Mục đích đề tài Dựa điều kiện địa chất từ giếng khoan trước đặc điểm thiết kế giếng, đề tài nhằm nghiên cứu tính khả thi ứng dụng công nghệ khoan ống chống cho giếng thăm dò mỏ Tê Giác Trắng, bồn trũng Cửu Long v Tính cấp thiết đề tài Trên sở thống kê cố từ giếng thăm dò trước có liên quan đến thiết bị khoan, cần khoan, vấn đề phát sinh giếng dung dịch, khí xâm nhập, dị thường áp suất, vv…, công ty điều hành chung Hoàng Long có nhu cầu nghiên cứu áp dụng công nghệ khoan mới, công nghệ khoan ống chống, việc thi công giếng nhằm giải cố tồn Ngoài việc áp dụng công nghệ khoan ống chống có khả tiết kiệm chi phí cho công ty nói riêng tài nguyên cho quốc gia nói chung, nâng cao hệ số an toàn thi công nên việc lựa chọn công nghệ ứng dụng cho giếng khoan tới công ty cấp thiết v Đối tượng phạm vi nghiên cứu · Đối tượng: đối tượng ứng dụng khoan ống chống cho đoạn 17 1/2” với ống chống 13 3/8”, trường hợp khả thi nghiên cứu ứng dụng tiếp đoạn 12 ¼” với ống chống 5/8” HV: Ngơ Quang Anh Mở đầu · Phạm vi nghiên cứu: địa tầng từ bề mặt đến Miocen trung, độ sâu 1000m mỏ Tê Giác Trắng v Ýù nghóa khoa học – Thực tiễn đề tài nghiên cứu · Ý nghóa khoa học: đề tài nhằm nghiên cứu ứng dụng công nghệ khoan nhằm tiết kiệm chi phí cho giếng khoan thăm dò mỏ Tê Giác Trắng nâng cao khả an toàn cho người thiết bị trình thi công khoan · Thực tiễn đề tài: công nghệ khoan ống chống mà đề tài nghiên cứu ứng dụng thành công số mỏ khu vực thềm lục địa Việt Nam nhiều mỏ khác giới, thực tế hướng nghiên cứu nhằm mang lại hiệu kinh tế cao công tác khoan giếng dầu khí Hiện khu vực mỏ Tê Giác Trắng chưa có giếng khoan ứng dụng công nghệ nên việc nghiên cứu ứng dụng thách thức cần hoàn thiện thêm tương lai HV: Ngơ Quang Anh Tóm tắt luận văn TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn bao gồm chương với nội dung sau đây: MỞ ĐẦU – Giới thiệu mục đích, tính cấp thiết đề tài, bên cạnh trình bày đối tượng phạm vi nghiên cứu ý nghóa khoa học thực tiễn đề tài; CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ KHOAN BẰNG ỐNG CHỐNG – Giới thiệu chung hệ thống thiết bị ưu điểm vượt trội công nghệ so với khoan thông thường; CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ KHOAN BẰNG ỐNG CHỐNG – Trình bày sở lí thuyết mặt thiết kế công nghệ khoan ống chống; CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KHOAN BẰNG ỐNG CHỐNG CHO GIẾNG THĂM DÒ MỎ TÊ GIÁC TRẮNG – Trình bày thực trạng giếng thăm dò khu vực mỏ, từ đưa giải pháp sử dụng công nghệ khoan ống chống dựa phân tích tính toán khả khoan tác động mặt tiết kiệm chi phí; KẾT LUẬN – Đề xuất sử dụng công nghệ khoan ống chống dựa phân tích ưu điểm phương pháp so với khoan thông thường; TÀI LIỆU THAM KHẢO HV: Ngô Quang Anh Mục lục MỤC LỤC MỞ ĐẦU TÓM TẮT LUẬN VĂN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG DANH MỤC VIẾT TẮT CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ KHOAN BẰNG ỐNG CHỐNG 1.1 GIỚI THIỆU 01 1.1.1 Giới thiệu chung coâng nghệ khoan ống chống 01 1.1.2 Thực tiễn sử dụng 02 1.2 ƯU ĐIỂM CÔNG NGHỆ KHOAN ỐNG CHỐNG 05 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ KHOAN BẰNG ỐNG CHỐNG 2.1 ĐẶC TÍNH THIẾT BỊ 11 2.2 THIẾT KẾ ỐNG CHỐNG 26 2.2.1 Giới thiệu chung 26 2.2.2 Dữ liệu thiết kế 26 2.2.3 Xác định chiều sâu đặt chân đế ống chống 27 2.2.3.1 Yếu tố địa chất 27 2.2.3.2 Yếu tố liên quan đến độ bền đất đá hay ống chống 29 2.2.3.3 Yếu tố khác 29 2.2.4 Tính toán độ bền học cột ống chống 29 HV: Ngô Quang Anh i Mục lục 2.2.4.1 ng định hướng 29 2.2.4.2 ng chống kỹ thuật 30 2.2.4.3 Cột ống chống khai thác 31 2.3 THỦY LỰC KHOAN 32 2.3.1 Aùp suất thủy tónh cột chất lỏng 32 2.3.2 Công thức tính toán thủy lực khoan 34 2.3.3 Đánh giá thủy lực khoan 36 2.4 KIỂM SOÁT GIEÁNG 39 2.5 CHOOØNG KHOAN 43 2.5.1 Choòng chân đế 43 2.5.2 Choòng khoan thường với khoan cụ có khả thu hồi 45 2.5.3 Tính toán khả khoan choòng 46 2.6 YÊU CẦU LỰC XOẮN REN ỐNG CHỐNG 47 2.6.1 Vòng đệm ren 47 2.6.2 Yêu cầu lực xoắn 48 2.6.2.1 Lực xoắn dạng ren tròn API (chưa có vòng đệm MLT) 49 2.6.2.2 Lực xoắn dạng ren trụ API (chưa có vòng đệm MLT) 49 2.6.2.3 Lực xoắn dạng ren tròn dạng ren trụ API (có vòng đệm MLT) 49 2.6.2.4 Đánh giá ren ống chống 50 2.6.3 Vỏ bọc ống chống 59 2.6.3.1 Ứng dụng & Ưu điểm 59 2.6.3.2 Đặc điểm thiết kế 59 2.6.4 Thiết bị định tâm ống chống cân ống chống khoan 60 2.6.4.1 Ứng dụng Ưu điểm 60 2.6.4.2 Đặc điểm thiết kế 61 2.7 DUNG DÒCH TRONG KHOAN BẰNG ỐNG CHỐNG 63 HV: Ngô Quang Anh ii Mục lục CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KHOAN BẰNG ỐNG CHỐNG CHO CÁC GIẾNG THĂM DÒ MỎ TÊ GIÁC TRẮNG 3.1 HIỆN TRẠNG TÌNH HÌNH KHOAN THĂM DÒ MỎ TGT .64 3.1.1 Tổng quan tình hình giếng khoan thăm dò mỏ Tê Giác Trắng 64 3.1.1.1 Dữ liệu giếng 64 3.1.1.2 Giới thiệu chung chương trình khoan giếng 65 3.1.1.3 Bản đồ khu vực moû .67 3.1.1.4 Dự kiến thời gian thi công 68 3.1.1.5 Biểu đồ gieáng khoan 69 3.1.1.6 Chương trình dung dịch 70 3.1.1.7 Chương trình choòng khoan sử dụng & thủy lực 71 3.1.1.8 Chương trình khoan cụ 72 3.1.1.9 Chương trình ống choáng .74 3.1.1.10 Chương trình trám xi măng .75 3.1.1.11 Bộ đối áp / Đầu giếng/ p suất thử ống chống 76 3.1.2 Sự cố trình khoan giếng thăm dò mỏ Tê Giác Trắng 77 3.2 NGHIÊN CỨU TÍNH ỨNG DỤNG KHOAN BẰNG ỐNG CHỐNG CHO CÁC GIẾNG THĂM DÒ MỎ TÊ GIÁC TRẮNG 79 3.2.1 Khảo sát thị trường 79 3.2.2 Thu thập thông tin – Đề xuất từ công ty dịch vụ 81 3.2.2.1 Phân tích đề xuất cho phương pháp khoan ống chống sử dụng khoan cụ thu hồi 82 3.2.2.2 Phân tích đề xuất cho phương pháp khoan công nghệ khoan ống chống sử dụng choòng ống chống 82 3.2.3 Nghiên cứu, đánh giá độ cứng đất đá khu vực mỏ 90 3.2.4 Tính toán thủy lực 104 3.2.5 So sánh đánh giá hiệu kinh teá 109 HV: Ngô Quang Anh iii Nghiên cứu tính toán ứng dụng công nghệ khoan ống chống cho mỏ TGT Bảng 3.19 Tính toán thủy lực (tối ưu) [21] ver 2.05 Casing Drilling Hydraulics Designed for use with Weatherford/BBL Casing Drilling Equipment Customer Location Rig Well No Ordered By KNOC Vietnam Prepared by Date Location Job No Chuck Lohn Casing Information Flow Analysis In Bore of Casing 13 3/8 Casing size, in Casing yield strength, psi Total depth, ft Casing weight, lb/ft Casing ID, in Fluid velocity, ft/min Bingham (Plastic) Model Estimated pressure drop, psi 55000 3280 68 12.347 Pressure loss in surface equipment, psi Pressure rating of packoff, psi Packoff ID, in Pressure rating of spear o-ring, psi Casing Yield/Burst pressure, psi Total Flow Area (TFA), in Nozzle velocity, ft/sec Jet Impact Force (JIF), lbf Hydraulic horsepower, HP 2 Horsepower/in , HP/in Bit pressure drop, psi: 30.0 1164 Slip Contact Area, in^2 Flow Analysis In Annulus Flow Rate, gpm Mud Weight, lb/gal Yield point, lbs/100 ft 1100 9.163 15.0 328 656 984 1312 1640 1968 2296 2624 2952 3280 16 16 2550 2550 2550 112229 121848 131467 Estimated Standpipe pressure @ TD, psi Max Allowable standpipe pressure @ TD, psi 956 2550 WARNING: DO NOT EXCEED MAX ALLOWED STANDPIPE PRESSURE MINIMUM CASING WEIGHT REQUIRED BEFORE TOOL ROTATION: 5000lbf Max Estimated Max Allowed Torque Overpull Standpipe Standpipe Capacity, (with above ft-lbs Pressure, psi Pressure, psi hydraulics), Klbs 786 2550 35277 183 803 2550 44896 181 820 2550 54515 180 837 2550 64134 178 854 2550 73753 176 871 2550 83372 174 888 2550 92991 173 905 2550 102610 171 922 939 956 350 turbulent 152 Total Flow Analysis 16 16 169 167 165 Casing Drilling Hydraulic Analysis Estimated Standpipe Pressure, psi Max Allowed Standpipe Pressure, psi 3000 Standpipe Pressure, Psi 16 16 16 1.18 300 1563 472 2.35 736 Fluid velocity, ft/min Bingham (Plastic) Model Estimated pressure drop, psi DrillShoe and Mud Info Bit OD, in Nozzle size (1/32's) primary: Nozzle size (1/32's) secondary: 177 laminar 18 Flow Analysis Across DrillShoe 50 2500 4.5 2500 3700 Casing Spear Information Slip Angle, degrees Slip Length, inches Depth, ft Guy Feasey 29th September 2004 2500 2000 1500 1000 500 0 500 1000 1500 2000 Depth Drilled, Ft 2500 3000 3500 NOTE: No warranties are expressed or implied with this hydraulics estimate © Copyright 2001, Weatherford International, Inc All rights reserved Use of spreadsheet implies your agreement with "Terms of Use" as included in this file For Questions regarding the proper use of the spreadsheet, please see your Weatherford/BBL representative, email Adrian.Vuyk@weatherford.com or call him at 713-693-4000 (ext 5409) HV: Ngô Quang Anh 108 Nghiên cứu tính toán ứng dụng công nghệ khoan ống chống cho mỏ TGT Hình 3.18 Mô hình tính toán lực xoắn trượt [21] 3.2.5 So sánh đánh giá hiệu kinh tế Bên cạnh việc tính toán lựa chọn thực khoan ống chống theo phương pháp mặt đặc tính kỹ thuật, khả khoan theo độ cứng, chương trình thủy lực thích hợp, cần đánh giá cụ thể mặt chi phí theo phương pháp khoan Ta thực so sánh khoan ống chống khoan thông thường, phương pháp khoan ống chống với nhau, khoan choòng chân đế hay khoan cụ, khoan choòng chân đế DS3 hay choòng chân đế DS2, vv… Tất so sánh tính toán đầy đủ chi tiết với công đoạn thực chi phí liên quan chủ yếu (chi phí thuê giàn, dịch HV: Ngô Quang Anh 109 Nghiên cứu tính toán ứng dụng công nghệ khoan ống chống cho mỏ TGT vụ, vv…) cho chi tiết xác nêu bật tính hiệu kinh tế phương pháp khoan lựa chọn Dưới số so sánh khoan thông thường khoan ống chống công ty dịch vụ đề xuất (Bảng 3.20) phần tính toán cụ thể (Bảng 3.21, 3.22, 3.23) Qua ta thấy hiệu kinh tế rõ rệt công nghệ khoan ống chống, tiết kiệm so với khoan thường phương pháp khoan nào, sử dụng choòng chân đế hay khoan cụ (kết hợp choòng khoan doa mở rộng lỗ) Với tình hình giá thuê giàn dịch vụ khoan ngày cao thị trường khoan giếng dầu khí, công nghệ khoan ống chống thể tính ưu việt việc tiết giảm chi phí khoan mang lại hiệu kinh tế cao HV: Ngô Quang Anh 110 Nghiên cứu tính toán ứng dụng công nghệ khoan ống chống cho mỏ TGT Bảng 3.20 Tổng hợp đánh giá hiệu kinh tế [21] DRILLING WITH CASING ECONOMIC ANALYSIS COUNTRY CUSTOMER Ver.6.0 WELL NAME HOLE SIZE Vietnam KNOC 13-3/8" CONNECTION TIME DwC Conv Drillpipe Length / Std, ft 40.0 100.0 Conn Time / Std, 5.00 3.50 Tripping Rate, ft/hr 480 1714 393 DP In, ft - 3,280 No.of DP Connections DP Connection Time, hr DP Out/TD, ft 0.00 64 3.73 Csg In, ft 393 Csg TD, ft 3,280 No.of Csg Connections Csg Connection Time, hr 72 6.00 76.1 DwC Breakeven ROP, ft/hr OPERATIONAL TIME BREAKDOWN 60 1.00 2.0 1.0 2.0 50 Total Csg Running Time, hr 6.00 6.00 Csg Running+DP Conn Time, hr 6.00 9.73 9.7 40 1.00 0.0 1.0 0.0 1.0 DwC VERSUS CONVENTIONAL DRILLING Drill & Run Csg On Bottom ROP, ft/hr 100.0 75.0 Total Footage 2887 2887 Hours On Bottom 28.87 38.49 Csg Running+DP Conn Time, hr 6.00 9.73 - 2.00 1.00 1.00 - 2.00 1.00 1.00 - - 36.9 1.5 54.2 2.3 Make Up BHA Prepare to Run Casing Reaming Circulate, Displ Hi-Vis Other NPT Other NPT Total Hrs Total Days ROP (incl Connection), ft/hr Rig Rate, USD/day Rig Rate, USD/hr Drlg Cost excl DwC/Bit, USD Total DwC Cost, USD Bit Cost, USD 82.8 68.4 $200,000 $200,000 $8,333 $8,333 $307,250 $451,889 $86,952 $- - $18,000 $394,202 $469,889 Cost / ft $137 Saving $75,687 Drlg incl DwC/Bit,USD HOURS DwC 6.0 30 20 38.5 28.9 10 DwC Drill & Run Csg Hours On Bottom Csg Running+DP Conn Time, hr #REF! Make Up BHA $163 Prepare to Run Casing Reaming - Circulate, Displ Hi-Vis Other NPT Other NPT Time DepthDays Curve 0.0 1.0 2.0 3.0 300 800 Depth, ft 1,300 DwC Conventional 1,800 2,300 2,800 3,300 3,800 HV: Ngô Quang Anh 111 Nghiên cứu tính toán ứng dụng công nghệ khoan ống chống cho mỏ TGT Bảng 3.21 So sánh chi phí (1) COST COMPARISION - CASING DRILLING 1.1 10 Conventional method Drill 17 1/2" hole MAKE UP 17 1/2" BHA AND RIH TO TOC DRILL SHOE TRACK AND CLEAN OUT RAT HOLE DRILL 17 1/2" HOLE @ avg ROP = 30 mph CIRCULATE HOLE CLEAN FLOW CHECK SPOT HI-VIS & CIR HOLE CLEAN Pump OUT OF HOLE TO 30" SHOE RIH TO BOTTOM CIRCULATE HOLE CLEAN AND SPOT HI-VIS PULL OUT OF HOLE WITH BHA 1.2 10 Run 13 3/8" CSG RIG UP TO RUN 13 3/8" CASING HOLD SAFETY MEETING RUN 13 3/8" CASING RIG UP CMT LINES CIRCULATE CASING CONTENTS W ITH WBM FLUSH AND TEST CMT LINES CEMENT 13 3/8" CASING CHECK FLOATS RIG DOWN CMT LINES RELEASE 18 3/4" RUNNING TOOL AND POOH 2.50 3.00 30.43 1.25 0.25 2.00 4.00 2.00 2.00 3.50 1.25 0.25 8.00 0.50 1.00 0.50 3.00 0.25 0.25 1.50 Total operating time 67.43 1.3 Case of stuck casing (assume half way 550m) Pull casing Time to make up 17 ½” BHA and run wiper trip: Time to circulate hole clean Time to rig up CSG running tools: Time to re-run CSG to previous stuck depth Total time to get free and run in hole 4.00 8.00 3.00 1.00 4.00 20.00 1.4 Cost Conventional case (rig day rate = US$200,000/day) Cost for operation Tool cost: 17 1/2" Bit Cost impact from pull casing, with 16% chance of occurance Total Time (non risked) TOTAL COST CONVENTIONAL DRILLING Savings Compared to Conventional Drilling Time Savings Compared to Conventional Drilling HV: Ngoâ Quang Anh 2.1 Weatherford Drill Shoe II 17 1/2" PDC bit to drill 30" shoe MAKE UP 17 1/2" BHA AND RIH TO TOC DRILL OUT 30" SHOE TRACK DRILL 500M, 17 1/2" HOLE @ avg ROP = 50 mph POOH & RACK BACK BHA 2.50 0.50 10.00 1.00 2.1 DwC RIG UP FOR DwC HOLD SAFETY MEETING MAKE UP 13 3/8" SHOE TRACK AND RIH to 30" SHOE RIH - WASH DOWN LAST JOINTS DRILL 17 1/2" HOLE WITH CASING @avg ROP= 40 mph CIRCULATE HOLE CLEAN WITH WBM DROP BALL – EXPAND BIT POOH AND P.U H.P WHH RIH AND LAND H.P WHH OVERPULL TEST 1.00 0.25 1.00 2.00 10.30 0.50 0.00 0.50 1.00 2.2 Cementing RIG UP CMT LINES CIRCULATE CASING CONTENTS WITH WBM FLUSH AND TEST CMT LINES CEMENT 13 3/8" CASING CHECK FLOATS RIG DOWN CMT LINES RELEASE 18 3/4" RUNNING TOOL AND POOH 0.50 1.00 0.50 3.00 0.25 0.25 1.50 Total time 601,281 15,000 17,333 67.4 $ 633,614 $ 2.3 Dwc Equipment Drill shoe DS2, blades Large bore Float Collar Casing Spear + redress Equipment mob/demob Engineer mob/demob + day rate 2.4 Cost Dwc case Cost for operation Tool cost: 17 1/2" Bit DwC equipment Total Time (non risked) TOTAL COST WEATHERFORD DRILL SHOE METHOD Savings Compared to Conventional Drilling Time Savings Compared to Conventional Drilling 37.55 34,600 4,600 10,106 5,000 13,260 334,821 15,000 67,566 $ $ 37.6 417,387 216,227 30 112 Nghiên cứu tính toán ứng dụng công nghệ khoan ống chống cho mỏ TGT Bảng 3.22 So sánh chi phí (2) COST COMPARISION - CASING DRILLING 2.1 10 Baker Casing Drilling System with PDC Underreamer DwC RIG UP FOR DwC HOLD SAFETY MEETING MAKE UP 13 3/8” SHOE TRACK AND RIH TO TOC DRILL SHOE TRACK DRILL 17 1/2" HOLE WITH CASING @avg ROP=90 mph CIRCULATE HOLE CLEAN WITH WBM POOH +/- 120 m and PU HP WHH RIH AND LAND H.P WHH OVERPULL TEST RIH w/DP and Pump OOH W/ BHA PU CART with plug set RIH and MU Same to HP WHH 2.2 Cementing RIG UP CMT LINES CIRCULATE CASING CONTENTS WITH WBM FLUSH AND TEST CMT LINES CEMENT 13 3/8" CASING WAIT ON CEMENT RIG DOWN CMT LINES RELEASE 18 3/4" RUNNING TOOL AND POOH 1.00 0.25 1.00 3.00 10.00 0.50 1.00 1.00 5.00 0.50 0.50 1.00 0.50 3.00 4.00 0.25 1.50 Total time 2.3 Dwc Equipment Operation charge Rental charge Control bushing + PDC cutters + Pack off Equipment mob/demob Engineer mob/demob Engineer rate 2.4 Cost Dwc case Cost for operation DwC equipment & personnel Total Time (non risked) TOTAL COST BAKER DRILLING METHOD Savings Compared to Conventional Drilling Time Savings Compared to Conventional Drilling HV: Ngoâ Quang Anh 2.1 Weatherford Drill Shoe III 17 1/2" PDC bit to drill 30" shoe MAKE UP 17 1/2" BHA AND RIH TO TOC DRILL OUT 30" SHOE TRACK DRILL 500M, 17 1/2" HOLE @ avg ROP = 50 mph POOH & RACK BACK BHA 2.1 DwC RIG UP FOR DwC HOLD SAFETY MEETING MAKE UP 13 3/8" SHOE TRACK AND RIH to 30" SHOE RIH - WASH DOWN LAST JOINTS DRILL 17 1/2" HOLE WITH CASING @avg ROP= 50 mph CIRCULATE HOLE CLEAN WITH WBM DROP BALL – EXPAND BIT POOH AND P.U H.P WHH RIH AND LAND H.P WHH OVERPULL TEST 2.2 Cementing RIG UP CMT LINES CIRCULATE CASING CONTENTS WITH WBM FLUSH AND TEST CMT LINES CEMENT 13 3/8" CASING CHECK FLOATS RIG DOWN CMT LINES RELEASE 18 3/4" RUNNING TOOL AND POOH 34.00 20,519 6,902 42,926 4,500 1,760 6,900 303,167 83,507 $ $ 34 386,674 246,940 33 0.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.25 3.00 0.00 18.24 0.50 0.50 0.50 1.00 0.50 1.00 0.50 3.00 0.25 0.25 1.50 Total time 2.3 Dwc Equipment Drill shoe DS3 Trial cost Large bore Float Collar Casing Spear + redress Equipment mob/demob Engineer mob/demob + day rate 2.4 Cost Dwc case Cost for operation Tool cost: 17 1/2" Bit DwC equipment Total Time (non risked) TOTAL COST WEATHERFORD DRILL SHOE METHOD Savings Compared to Conventional Drilling Time Savings Compared to Conventional Drilling 31.99 65,000 4,600 10,106 5,000 7,200 285,244 91,906 $ $ 32.0 377,150 256,464 35 113 Nghiên cứu tính toán ứng dụng công nghệ khoan ống chống cho mỏ TGT Bảng3.22 So sánh chi phí (3) COST COMPARISION - CASING DRILLING 1.1 10 Conventional method Drill 17 1/2" hole MAKE UP 17 1/2" BHA AND RIH TO TOC DRILL SHOE TRACK AND CLEAN OUT RAT HOLE DRILL 17 1/2" HOLE @ avg ROP = 30 mph CIRCULATE HOLE CLEAN FLOW CHECK SPOT HI-VIS & CIR HOLE CLEAN Pump OUT OF HOLE TO 30" SHOE RIH TO BOTTOM CIRCULATE HOLE CLEAN AND SPOT HI-VIS PULL OUT OF HOLE WITH BHA 1.2 10 Run 13 3/8" CSG RIG UP TO RUN 13 3/8" CASING HOLD SAFETY MEETING RUN 13 3/8" CASING RIG UP CMT LINES CIRCULATE CASING CONTENTS WITH WBM FLUSH AND TEST CMT LINES CEMENT 13 3/8" CASING CHECK FLOATS RIG DOWN CMT LINES RELEASE 18 3/4" RUNNING TOOL AND POOH 2.50 3.00 30.43 1.25 0.25 2.00 4.00 2.00 2.00 3.50 4.1 10 Tesco Casing Drilling System with PDC Underreamer DwC RIG UP FOR DwC HOLD SAFETY MEETING MAKE UP 13 3/8” SHOE TRACK AND RIH TO TOC DRILL SHOE TRACK DRILL 17 1/2" HOLE WITH CASING @avg ROP=90 mph CIRCULATE HOLE CLEAN WITH WBM POOH +/- 120 m and PU HP WHH RIH AND LAND H.P WHH OVERPULL TEST RIH w/DP and Pump OOH W/ BHA PU CART with plug set RIH and MU Same to HP WHH 1.25 0.25 8.00 0.50 1.00 0.50 3.00 0.25 0.25 1.50 4.2 Cementing RIG UP CMT LINES CIRCULATE CASING CONTENTS WITH WBM FLUSH AND TEST CMT LINES CEMENT 13 3/8" CASING WAIT ON CEMENT RIG DOWN CMT LINES RELEASE 18 3/4" RUNNING TOOL AND POOH Total operating time 67.43 1.3 Case of stuck casing (assume half way 550m) Pull casing Time to make up 17 ½” BHA and run wiper trip: Time to circulate hole clean Time to rig up CSG running tools: Time to re-run CSG to previous stuck depth Total time to get free and run in hole 4.00 8.00 3.00 1.00 4.00 20.00 1.4 Cost Conventional case (rig day rate = US$200,000/day) Cost for operation Tool cost: 17 1/2" Bit Cost impact from pull casing, with 16% chance of occurance Total Time (non risked) TOTAL COST CONVENTIONAL DRILLING Savings Compared to Conventional Drilling Time Savings Compared to Conventional Drilling HV: Ngoâ Quang Anh Total time 601,281 15,000 17,333 67.4 $ 633,614 $ 4.3 Dwc Equipment Operation charge Rental charge Footage charge, redress & consumables Equipment mob/demob Engineer mob/demob Engineer rate 4.4 Cost Dwc case Cost for operation DwC equipment & personnel Total Time (non risked) TOTAL COST TESCO DRILLING METHOD Savings Compared to Conventional Drilling Time Savings Compared to Conventional Drilling 1.00 0.25 1.00 3.00 10.00 0.50 1.00 1.00 5.00 0.50 0.50 1.00 0.50 3.00 4.00 0.25 1.50 34.00 12,225 41,670 59,756 4,500 1,760 18,600 303,167 138,511 34 $ 441,678 $ 191,936 33 114 Nghiên cứu tính toán ứng dụng công nghệ khoan ống chống cho mỏ TGT 3.2.6 Đánh giá công nghệ sau khoan Việc thực giếng khoan với công nghệ khoan ống chống thách thức công ty ứng dụng công ty cung cấp dịch vụ, việc đánh giá lại công tác thi công khoan để rút kinh nghiệm hoàn thiện cho giếng khoan cần thiết thiết thực Sau số đánh giá ví dụ từ số giếng khoan hoàn thành công nghệ khoan ống chống: · Ở đoạn ống chống chủ yếu bơm phun, lưu lượng bơm thường thấp 100-110 gpm để tránh làm sụp lở thành giếng gần sát đáy biển; · Bắt đầu khoan công nghệ khoan ống chống từ 389ft với vòng quay chậm 20-30 vòng/phút, tải trọng lên choòng 0-1000lbs tăng dần theo điều kiện giếng; · Bơm rửa 20-25bbl dung dịch độ nhớt cao sau đoạn ống khoan để rửa mùn khoan; · Duy trì bơm vào giếng kéo ống lên để tiếp ống để tránh tượng giếng bị xâm nhập; · Khi khoan đến độ sâu thiết kế, thông số khoan tăng lên để tối ưu hóa tốc độ khoan; · Đánh giá giếng khoan công nghệ khoan ống chống thành công; · Công đoạn bơm trám xi măng thành công Biểu đồ đánh giá thông số giếng theo độ sâu ghi nhận theo hình 3.19, số liệu tham khảo cho giếng khoan HV: Ngô Quang Anh 115 Nghiên cứu tính toán ứng dụng công nghệ khoan ống chống cho mỏ TGT Hình 3.19 Thông số đánh giá sau khoan [21] HV: Ngô Quang Anh 116 Kết luận KẾT LUẬN v Kết đạt luận văn Luận văn trình bày tổng quan công nghệ khoan ống chống, đặc điểm thiết bị, vận hành, ứng dụng hiệu công nghệ công tác thi công giếng khoan dầu khí Công nghệ chứng minh việc giảm thời gian thi công giếng từ 15-25% so với điều kiện giếng thông thường Giếng khoan ổn định hơn, tỷ lệ khí xâm nhập dung dịch Các thiết bị khoan ống chống có công suất hoạt động mạnh mẽ đáng tin cậy, nâng cao thời gian khoan an toàn, giảm thiểu tượng kẹt cần thời gian xử lý giếng Tất điều cho thấy công nghệ chứng minh khả cạnh tranh cao thị trường khoan dầu khí Mặt khác, công nghệ tiếp tục nghiên cứu sâu sở kỹ thuật kinh nghiệm vận hành nhằm ngày hoàn thiện tốt nâng cao khả cạnh tranh so với khoan thông thường v Ứng dụng phát triển công nghệ khoan ống chống giếng thăm dò mỏ Tê Giác Trắng Qua nghiên cứu đánh giá đặc điểm thành hệ nhằm giảm thiểu cố khoan cho giếng thăm dò mỏ Tê Giác Trắng, ta thấy việc cần ứng dụng công nghệ khoan ống chống cho giếng Khả khoan choòng chân đế đáp ứng so với độ cứng đất đá khu vực mỏ Đất đá khu vực mỏ độ sâu thiết kế đặt chân đế HV: Ngô Quang Anh 117 Kết luận ống chống 13 3/8” lên bề mặt có độ cứng trung bình, thành phần chủ yếu cát kết, cát mịn, than, đá vôi, cho thấy khả khoan choong chân đế khả thi Đề xuất sử dụng choòng chân đế loại DS2 với khả khoan đất đá có độ cứng 7,000 psi Trong khu vực tượng khí nông nên khoan đoạn 13 3/8” rủi ro tiềm ẩn Tuy nhiên ta cần thực nghiên cứu chuyên sâu thành hệ mỏ để tìm phương pháp khoan thích hợp nhằm giảm thiểu cố khoan kẹt cần, dung dịch, khí xâm nhập giảm bớt chi phí khoan cho công ty Về mặt chi phí thiết bị, qua số nghiên cứu đánh giá luận văn ta thấy công nghệ tiết kiệm chi phí so với khoan thông thường, điều kiện giá thuê giàn công ty ngày gia tăng việc ứng dụng công nghệ vô cấp thiết Về mặt cấu trúc giếng, sử dụng khoan ống chống giảm bớt cấp ống chống, tiết kiệm thời gian thi công chi phí ống chống Ta nghó đến giải pháp có số liệu từ giếng trước khu vực, nắm rõ đặc điểm thành hệ chắn tính toán thiết kế giếng HV: Ngô Quang Anh 118 Kết luận Khoan thông thường Khoan ống chống Hình 4.1 Hiệu khoan ống chống cấu trúc giếng v Hướng phát triển tương lai Nếu hướng nghiên cứu ứng dụng công nghệ thành công cho giếng thăm dò mỏ Tê Giác Trắng, ứng dụng cho đoạn giếng khoan sâu nghiên cứu ứng dụng cho giếng khai thác sau Ngoài trao đổi kinh nghiệm liệu với công ty khác khu vực để nhân rộng ứng dụng rút thêm kinh nghiệm thực tiễn - KẾT THÚC - HV: Ngô Quang Anh 119 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Công ty điều hành chung Hoàng Long – CHƯƠNG TRÌNH KHOAN GIẾNG TGT-5X - Năm 2006 Lê Phước Hảo - CƠ SỞ KHOAN VÀ KHAI THÁC DẦU KHÍ - Năm 2002 Lâm Thành Phước - DRILL BIT TECHNOLOGY Baker – BAKER CASING DRILLING DATA – Đề xuất công nghệ khoan ống chống – Năm 2004 CASING DRILLING SEMINAR - Naêm 2007 KNOC– DRILLBIT ANALYSIS - Naêm 2004 Micheal J Economides, Larry T Water, Shari Dunn-Norman PETROLEUM WELL CONSTRUCTION - Naêm 1998 Norton J Lapeyrouse – FORMULAS AND CALCULATIONS FOR DRILLING, PRODUCTION AND WORKOVER – Naêm 1999 Santa Fe – DRILLING ENGINEER HANDBOOK 10.Tesco Corporation - CASING DRILLING BULLETIN – Tài liệu công nghệ khoan ống chống – Năm 2005 11.Tesco Corporation - CASING DRIVE SYSTEM – Taøi liệu công nghệ khoan ống chống – Năm 2005 HV: Ngô Quang Anh i Tài liệu tham khảo 12.Tesco Corporation – CASING PROFILE NIPPLE – Tài liệu công nghệ khoan ống chống – Năm 2005 13.Tesco Corporation – CASING DRILLINGTM – Trình bày công nghệ khoan ống chống – Năm 2007 14.Tesco Corporation – HYDRO-FORM CENTRALIZERS– Tài liệu công nghệ khoan ống chống – Năm 2005 15.Tesco Corporation – MLT RING BULLETIN – Tài liệu công nghệ khoan ống chống – Năm 2005 16.Tesco Corporation – ML TORQUE RING FIELD MAKE-UP HANDBOOK – Tài liệu công nghệ khoan ống chống – Năm 2005 17.Tesco Corporation – PDC UNDERREAMER – Tài liệu công nghệ khoan ống chống – Năm 2005 18.Tesco Corporation – TESCO CASING DRILLING DATA – Đề xuất công nghệ khoan oáng choáng – Năm 2004 19.Tesco Corporation – WEAR BAND & SLEEVE – Tài liệu công nghệ khoan ống choáng – Năm 2005 20.Weatherford - DRILLING WITH CASING DWC™ SYSTEMS - Trình bày công nghệ khoan ống chống – Naêm 2006 21.Weatherford – WEATHERFORD CASING DRILLING DATA – Đề xuất công nghệ khoan ống chống – Năm 2004 HV: Ngô Quang Anh ii LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: NGÔ QUANG ANH Ngày, tháng, năm sinh: 23 – 08 – 1978 Nơi sinh: Hà Nội Địa liên lạc: 26 Lê Văn Huân, P.13, Q Tân Bình, TP HCM Q TRÌNH ĐÀO TẠO · 1996 – 2001: Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh Chuyên ngành Kỹ thuật khoan – khai thác Công nghệ dầu khí · 2006 – 2008: Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh Cao học Kỹ thuật khoan – khai thác Cơng nghệ dầu khí Q TRÌNH CƠNG TÁC · 2002 – 2004: Công ty Khoan Dịch vụ khoan Dầu khí (PVD) Chức danh: Kỹ sư khoan · 2004 – 2007 : Tập đồn dầu khí quốc gia Hàn Quốc (KNOC) Chức danh: Kỹ sư điều vận · 2007 – 2008: Cơng ty điều hành chung Hồng Long – Hoàn Vũ Chức danh: Kỹ sư khoan · Tháng 5, 2008 đến nay: Công ty điều hành chung Thăng Long Chức danh: Kỹ sư khoan ... VỀ CÔNG NGHỆ KHOAN BẰNG ỐNG CHỐNG – Trình bày sở lí thuyết mặt thiết kế công nghệ khoan ống chống; CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KHOAN BẰNG ỐNG CHỐNG CHO GIẾNG THĂM DÒ MỎ TÊ... 1- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu tính tốn ứng dụng cơng nghệ khoan ống chống cho giếng thăm dị mỏ Tê Giác Trắng bồn trũng Cửu Long 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Nghiên cứu tổng quan công nghệ khoan ống chống. .. / Đầu giếng/ p suất thử ống chống 76 3.1.2 Sự cố trình khoan giếng thăm dò mỏ Tê Giác Trắng 77 3.2 NGHIÊN CỨU TÍNH ỨNG DỤNG KHOAN BẰNG ỐNG CHỐNG CHO CÁC GIẾNG THĂM DÒ MỎ TÊ GIÁC TRẮNG