HOÀN THIỆN GIẾNG (cơ sở kỹ THUẬT dầu KHÍ SLIDE)

ƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM OA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ EOPET MƠN HỌC KHOAN VÀ HỒN THIỆN GIẾNG HỒN THIỆN GIẾNG NỢI DUNG  NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ THÀNH HÊ  Nghiên cứu mùn khoan  Đo địa vật lý giếng khoan  Mẫu khoan  Thử giếng  HOÀN THIÊN GIẾNG  Phân loại  Hạ cột ống chống và trám xi măng  Bắn mở vỉa  Lắp đặt thiết bị khai thác  Gọi dòng sản phẩm HOÀN THIỆN GIẾNG NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ THÀNH HÊ  Sau xem xét cẩn thận các kết quả thu được từ các thử nghiệm khác nhau, công ty dầu quyết định hạ cột ống chống khai thác tại một hoặc nhiều thành hệ và hoàn thiện giếng hoặc đặt cầu xi măng hủy giếng  Quyết định hủy giếng được thực hiện giếng được xem là khô, nghĩa là không có khả khai thác dầu hoặc khí thương mại  Để giúp công tác hoàn thiện giếng đạt hiệu quả cao, các phương pháp đánh giá thành hệ nghiên cứu mùn khoan, đo địa vật lý giếng khoan, nghiên cứu mẫu lõi và thử giếng được áp dụng HOÀN THIỆN GIẾNG Nghiên cứu mùn khoan  Thu thập các mùn khoan tại sàn rung, sử dụng thiết bị báo khí và kính hiển vi hoặc tia cực tím để xem xét sự hiện diện của dầu mùn khoan HOÀN THIỆN GIẾNG Đo địa vật lý giếng khoan (đo carôta)  Các thiết bị đo địa vật lý giếng khoan được thả vào giếng bằng cáp đến đáy giếng và kéo ngược lên, các thiết bị này có thể đo các tính chất của thành hệ  Các phương pháp carôta điện đo và ghi dòng điện tự nhiên và dòng điện cảm ứng thành hệ Phương pháp sóng âm truyền sóng âm vào thành hệ và đo ghi sóng phản xạ Phương pháp phóng xa đo và ghi hiệu ứng phóng xạ tự nhiên và cảm ứng thành hệ  Kết quả được trình bày dưới dạng các biểu đồ  minh giải HOÀN THIỆN GIẾNG Mẫu (lõi) khoan  Hai phương pháp lấy mẫu đáy và mẫu thành (vách) giếng thường được sử dụng Các mẫu lõi khoan này được phân tích phòng thí nghiệm và cung cấp nhiều thông tin bổ ích về tính chất của đá và chất lưu tầng chứa HOÀN THIỆN GIẾNG Thử giếng  Nhờ xem xét các biểu đồ áp suất ở đáy giếng mà người ta có thể thu được các đặc tính của vỉa HOÀN THIỆN GIẾNG HOÀN THIÊN GIẾNG  Đối với giếng khoan khai thác dầu khí việc hoàn thiện giếng bao gồm một loạt các công tác nối tiếp nhau:  Trám xi măng cột ống chống khai thác  Bắn mở vỉa  Gọi dòng sản phẩm  Lắp đặt thiết bị lòng giếng  Cấu trúc kết thúc giếng khoan phải đáp ứng được các mục tiêu hoạt động của giếng sau này và được thể hiện qua công tác hoàn thiện giếng khoan HOÀN THIỆN GIẾNG Phân loại HOÀN THIỆN GIẾNG Hoàn thiện giếng thân trần  Ưu điểm  Vỉa được mở thông trực tiếp với giếng nên tăng tối đa dòng vào  Giảm giá thành giếng khoan  Dễ dàng khoan giếng sâu cần  Dễ dàng chuyển sang các kiểu hoàn thiện giếng khác  Nhược điểm  Khó áp dụng trường hợp tầng sản phẩm gồm nhiều lớp cát, sét mỏng xen kẽ, vỉa có nhiều khe nứt tự nhiên  Khó tác động lên vỉa sảm theo các khoảng lựa chọn  Khó kiểm soát giếng so với các kiểu hoàn thiện giếng khác  Thường phải ngừng quá trình khai thác để rửa sạch cát ở đáy giếng và mức độ phức tạp quá trình này sẽ tăng đối với giếng sâu và nghiêng HỒN THIỆN GIẾNG 10 Gọi dịng sản phẩm  Mục đích yêu cầu  Là tạo dòng sản phẩm dịch chuyển từ vỉa • vào Vangiếng tiết lưu  Yêu cầu việc lựa chọn và áp dụng phương pháp gọi dòng: − Không làm ảnh hưởng xấu đến các tính chất vật lý vỉa, đặc biệt vùng cận đáy giếng và môi trường xung quanh − Không phá vỡ sự phân bố trạng thái ổn định tương đối ban đầu của các loại chất lưu khác chứa vỉa hoặc kích thích sự xâm nhập các chất lưu không mong muốn tới giếng − Ưu tiên phương pháp sử dụng các thiết bị có sẵn giàn, hiệu quả cao − Đảm bảo tối đa các u cầu về an toàn lao đợng HỒN THIỆN GIẾNG 25 Gọi dòng sản phẩm  Nguyên lý:  Nhằm tạo độ chênh áp P cần thiết giữa vỉa Pv đáy giếng Pw để dòng sản phẩm thắng mọi lực cản thuỷ lực ở vùng cận đáy giếng khoan chảy vào giếng  Độ chênh áp: P Pv  Pw Pv  hay: P Pv  H. cos   Pskin  Plost 10 H  cos   (Pskin  Plost )  10 - áp suất thủy tĩnh cột chất lỏng giếng H - chiều cao cột chất lỏng giếng, (m)  - tỉ trọng cột chất lỏng giếng, (g/cm3)  - góc nghiêng trung bình giếng Pskin - chênh áp bổ sung hiệu ứng skin, (at) Plost - tổn thất thuỷ lực dòng chảy từ vỉa vào giếng (at) Pv - áp suất vỉa, (at) HỒN THIỆN GIẾNG 26 Gọi dịng sản phẩm  Để tạo độ chênh áp P cần:  Giảm tỷ trọng chất lỏng giếng khoan (giảm )  Giảm chiều cao cột dung dịch giếng (giảm H)  Giảm đồng thời cả hai thông số  và H  Giảm trị số chênh áp bổ sung Pskin  Việc lựa chọn mức chênh áp P phải dựa vào mức an toàn cho phép nhằm:  Bảo vệ cấu trúc của đá tầng chứa tại vùng cận đáy giếng và cấu trúc giếng  Chống sự xâm nhập của nước vỉa, nước đáy và mũ khí và mức chênh áp tối thiểu cần thiết để thắng sức cản thuỷ lực HOÀN THIỆN GIẾNG 27 Các phương pháp gọi dòng sản phẩm  Giảm tỷ trọng dung dịch  Thay dung dịch − Áp dụng cho đối tượng có áp suất vỉa cao và độ thấm tốt − Ưu điểm: cho phép giảm áp suất đáy một cách từ từ theo sự gia tăng của cột chất lỏng thay thế − Nhược điểm: chỉ đạt được độ chênh áp nhất định Muốn giảm áp cao phải thay dung dịch có tỷ trọng nhỏ Điều này làm tăng đáng kể thời gian cần thiết gọi dòng, đặc biệt đối với các vỉa có áp suất dị thường nhỏ áp suất thuỷ tĩnh HOÀN THIỆN GIẾNG 28 Các phương pháp gọi dòng sản phẩm  Khí hoá cợt dung dịch  Áp dụng cho các vỉa có áp suất cao áp suất thuỷ tĩnh  Ưu điểm: giảm giá thành gọi dòng khí và các thiết bị có sẵn giàn  Nhược điểm: tương đối phức tạp, có nguy tạo hỗn hợp nở, vì vậy ít áp dụng HỒN THIỆN GIẾNG 29 Các phương pháp gọi dòng sản phẩm  Dùng máy nén khí  Sử dụng máy nén khí hoặc tổ hợp thiết bị cùng với máy nén khí nhằm nâng cao khả làm việc của máy nén khí gọi dòn  Ưu điểm: cho phép điều chỉnh mức chênh áp một dải khá rộng và có thể thực hiện với nhiều mức khác  Nhược điểm: vào thời điểm bắt đầu đưa khí nén cao áp vào giếng, nếu không có biện pháp điều chỉnh thích hợp sẽ tạo nên xung áp lớn tác động lên vỉa làm tăng khả xâm nhập dung dịch vào vỉa Ngoài ra, nếu xả nhanh khí nén sẽ tạo chênh áp đột ngột, gây phá hủy vùng đáy và tạo lưỡi nước rất lớn HOÀN THIỆN GIẾNG 30 Các phương pháp gọi dòng sản phẩm  Bơm nén khí qua van gaslift  Lắp mợt van gaslift tại chiều sâu H nhỏ chiều sâu tối đa Hmax mà máy nén khí có thể hạ được mực nuớc ngoài cần Do chênh áp ngoài và cần, tại đó sẽ có một phần khí từ ngoài cần vào cần và bắt đầu quá trình khí hóa cợt nước cần HỒN THIỆN GIẾNG 31 Các phương pháp gọi dòng sản phẩm  Bơm khí nén kết hợp với thiết bị bơm dung dịch  Máy nén khí và máy bơm dung dịch được nối với đường ngoài cần của giếng khoan qua các van một chiều Những van này có tác dụng không cho dòng khí (hoặc nước) về phí thiết bị Lúc đầu ép khí nén tới áp suất tối đa (Pmax) để đẩy cột chất lỏng giếng ngoài, sau đó dùng máy bơm dung dịch bơm vào giếng khoan một lượng nước nhất định tạo “nút khí”  Áp dụng cho vỉa sản phẩm nằm ở độ sâu lớn có thành hệ vững chắc và hệ số sản phẩm thấp  Ưu điểm: có thể tạo chênh áp lớn, vượt quá công suất của máy nén khí Dung dịch tỷ troïng  Khí nén Nước  Nhược điểm: chu trình lắp ráp và công nghệ gọi dòng tương đối phức tạp Tồn tại nguy tạo hỗn hợp cháy nở HỒN THIỆN GIẾNG 32 Các phương pháp gọi dòng sản phẩm  Bọt hai pha  Chất tạo bọt thuộc loại hai thành phần: bơm riêng biệt (với các chất ức chế) xuống đáy giếng, điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định Hai chất này sẽ phản ứng với và sinh bọt  Sau hình thành, bọt sẽ chiếm chỗ của dung dịch tại đáy giếng và hoà tan dần vào dung dịch, dẫn đến làm giảm tỷ trọng của dung dịch  Nitơ lỏng  Nitơ lỏng được chứa các bồn với áp suất cao và được bơm qua ống mềm xuống tới đáy giếng Do áp suất thủy tĩnh của cột dung dịch giếng nhỏ áp suất hoá lỏng của nitơ, nên nitơ lỏng hoá khí với một thể tích khá lớn đủ để hòa tan vào dung dịch, tạo mức chênh áp cần thiết  Ưu điểm: không có khả tạo thành hỗn hợp nổ với khí vỉa (do nitơ là khí trơ) Với phương pháp này, khả tạo mức chênh áp là khá lớn và tốc độ tạo chênh áp có thể rất nhanh tùy thuộc vào lượng nitơ lỏng được bơm vào giếng  Nhược điểm: giá thành cao, công nghệ phức tạp, phụ thuộc rất lớn vào các phương tiện vận chuyển và khí hậu HỒN THIỆN GIẾNG 33 Các phương pháp gọi dịng sản phẩm  Giảm chiều cao cột dung dịch  Dùng bơm phun tia (JET-PUMP) − Bơm phun tia thường được sử dụng để tạo mức chênh áp lớn theo chu kỳ − Ưu điểm: việc sử dụng bơm phun tia để gọi dòng có nhiều ưu điểm có thể tạo chênh áp lớn, điều chỉnh dễ dàng độ chênh áp tạo qua lưu lượng và áp suất của chất lỏng làm việc thông qua điều chỉnh máy bơm mặt đất, độ tin cậy cao − Nhược điểm: hiệu suất của bơm nhỏ dẫn đến tiêu tốn lượng nhiều Khi sử dụng bơm phun tia bắt buộc phải sử dụng packer và một số thiết bị chuyên dụng để lắp đặt đoạn cuối cột cần khai thác nên phải có kế hoạch trước hay kéo cả cột cần lên để lắp đặt các thiết bị phục vụ bơm HOÀN THIỆN GIẾNG 34 Các phương pháp gọi dịng sản phẩm  Dùng gàu múc hoặc bơm pittơng  Ưu điểm: các phương pháp này cho phép tiến hành hạ cột áp từ từ bằng cách múc chất lỏng giếng với lưu lượng phụ thuộc vào tốc độ kéo thả của gàu múc hoặc bơm pittông  Nhược điểm: đối các vỉa sản phẩm chứa nhiều khí và lưu lượng lớn, phương pháp này rất nguy hiểm vì tạo được dòng, khí phun rất mạnh miệng giếng hở sẽ gây nên nguy phun trào và cháy nổ Do có hạn chế ở trên, hiện phương pháp này không được sử dụng HỒN THIỆN GIẾNG 35 Các ́u tớ ảnh hưởng đến gọi dịng  Mức đợ hồn thiện giếng  Công tác hoàn thiện giếng là một chuỗi công đoạn được thực hiện kể từ khoan xong đến đưa giếng vào khai thác Hoàn thiện giếng bao gồm công tác: chống ống khai thác, trám xi măng ống chống khai thác, bắn mở vỉa, rửa giếng, xử lý vùng cận đáy giếng và gọi dòng sản phẩm Mức độ hoàn thiện của giếng có ảnh hưởng rất lớn tới sản lượng khai thác của giếng  Mục đích của công tác hoàn thiện giếng về thủy lực là khôi phục hoặc thậm chí cải thiện tính thấm tự nhiên của tầng sản phẩm  Việc đánh giá mức độ hoàn thiện giếng về thủy lực cho phép dự đoán được khả làm việc của giếng và là sở áp dụng các biện pháp kỹ thuật phù hợp để đạt hiệu quả cao nhất HỒN THIỆN GIẾNG 36 Các ́u tớ ảnh hưởng đến gọi dòng  Dung dịch khoan mở vỉa sản phẩm  Lưu lượng khai thác ban đầu của giếng phụ thuộc chủ yếu vào công nghệ khoan, thành phần và tính chất của dung dịch khoan, thời gian tiếp xúc của dung dịch khoan với vỉa sản phẩm, chất lượng vành trám xi măng  Mức độộ̣ nhiễm bẩn thành hệ dung dịch khoan gây có thể được khắc phục nhờ công nghệ khoan dưới cân bằng, sử dụng các hệ dung dịch thích hợp ít gây ảnh hưởng xấu đến tầng chứa, đồng thời có biện pháp khắc phục và hạn chế các tác nhân gây hư hỏng tầng sản phẩm HOÀN THIỆN GIẾNG 37 Các yếu tớ ảnh hưởng đến gọi dịng  Xi măng trám  Vành đá xi măng có thể ảnh hưởng xấu đến công tác gọi dòng Để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật về độ cứng vững và độ bám của xi măng trám ống chống khai thác và đất đá thành hệ, trước trám xi măng cần tiến hành rửa giếng và sử dụng các vòng nạo để loại bỏ lớp vỏ sét thành giếng Hơn nữa, vữa xi măng cần được bơm ép với áp suất nhất định để bảo đảm khả lấp đầy khoảng không ngoài ống chống khai thác, đồng thời tránh nguy vỡ vỉa  Sau vữa xi măng đông cứng, khu vực bị nhiễm bẩn xi măng có độ thấm bằng không Sau bắn mở vỉa, lưu chất vỉa muốn tới được giếng khoan phải thắng sức cản lưu thông qua các lổ bắn mở vỉa và kênh dẫn vành đá xi măng Điều này làm tổn hao một phần áp lực vỉa và làm giảm hệ sớ sản phẩm của giếng HỒN THIỆN GIẾNG 38 VIDEO Bắn mở vỉa – nứt vỉa – khống chế cát HOÀN THIỆN GIẾNG 39 ... dịng  Mức đợ hồn thiện giếng  Công tác hoàn thiện giếng là một chuỗi công đoạn được thực hiện kể từ khoan xong đến đưa giếng vào khai thác Hoàn thiện giếng bao gồm công... của công tác hoàn thiện giếng về thủy lực là khôi phục hoặc thậm chí cải thiện tính thấm tự nhiên của tầng sản phẩm  Việc đánh giá mức độ hoàn thiện giếng về thủy... khai thác tại một hoặc nhiều thành hệ và hoàn thiện giếng hoặc đặt cầu xi măng hủy giếng  Quyết định hủy giếng được thực hiện giếng được xem là khô, nghĩa là không có