Nghiên cứu lựa chọn công nghệ khoan thân nhánh giếng đường kính nhỏ tại mỏ bạch hổ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT ************* NGUYỄN VĂN TUYỂN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ KHOAN THÂN NHÁNH GIẾNG ðƯỜNG KÍNH NHỎ TẠI MỎ BẠCH HỔ Ngành: Kỹ thuật dầu khí Mã số: 60.52.06.04 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Triệu Hùng Trường HÀ NỘI - 2014 LỜI CAM ðOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2014 Tác giả Nguyễn Văn Tuyển MỤC LỤC MỞ ðẦU Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu ðối tượng nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Các kết nghiên cứu luận văn Ý nghĩa khoa học thực tiễn 8 Cấu trúc khối lượng luận văn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 11 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 13 CHƯƠNG ðẶC ðIỂM ðỊA LÝ, ðỊA CHẤT Ở VÙNG MỎ BẠCH HỔ 14 1.1 ðặc ñiểm ñịa lý vùng mỏ Bạch Hổ 14 1.2 Cấu trúc ñịa chất khu vực mỏ 16 CHƯƠNG THỰC TRẠNG CÔNG TÁC THI CÔNG CÁC GIẾNG KHOAN TẠI MỎ BẠCH HỔ 26 2.1 Cấu trúc giếng khoan 26 2.2 Qũy ñạo giếng khoan 28 2.3 Choòng khoan 33 2.4 Bộ khoan cụ 35 2.5 Công tác gia cố thành giếng khoan 37 2.6 Phương pháp khoan mở vỉa 41 CHƯƠNG CƠNG NGHỆ KHOAN THÂN GIẾNG NHÁNH ðƯỜNG KÍNH NHỎ TẠI MỎ BẠCH HỔ 44 3.1 ðặt vấn ñề 44 3.2 Cơng tác đặt cầu xi măng 48 3.3 Công nghệ mở cửa sổ thân giếng nhánh 55 3.4 Công tác khoan thân giếng nhánh mỏ Bạch Hổ 64 3.5 Tổng hợp kết khoan thân nhánh từ 1997 ñến 80 CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ KHOAN THÂN GIẾNG NHÁNH ðƯỜNG KÍNH NHỎ TẠI MỎ BẠCH HỔ 82 4.1 Phân tích việc xây dựng giếng khoan điều kiện dị thường áp suất vỉa cao 84 4.2 Phân tích việc xây dựng giếng khoan điều kiện khơng có dị thường áp suất vỉa cao 87 4.3 Phân tích lựa chọn thơng số công nghệ dung dịch khoan 88 4.4 Phân tích lựa chọn chiều sâu cắt xiên quỹ ñạo giếng khoan 93 4.5 Phân tích lựa chọn cấu trúc giếng khoan thân giếng nhánh 102 4.6 Phân tích lựa chọn xi măng cơng nghệ trám xi măng 112 4.7 Phân tích lựa chọn thiết bị mở cửa sổ cho thân giếng nhánh 113 4.8 Phân tích lựa chọn choòng khoan 114 4.9 Phân tích lựa chọn cần khoan khoan cụ ñáy 117 4.10 Chống phun trào khoan giếng thân nhánh đường kính nhỏ 121 KẾT LUẬN 123 KIẾN NGHỊ 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO 128 MỞ ðẦU Tính cấp thiết ñề tài Thực tế cho thấy, mỏ dầu khí sau thời gian đưa vào hoạt động phát triển ln tồn hàng loạt giếng khoan khơng cịn khả cho sản lượng nhiều nguyên nhân khác giếng bị ngập nước, lượng vỉa giảm cố công nghệ kĩ thuật ðây thực tế mà mỏ khai thác dầu khí giới phải trải qua [9] Hiện nay, mỏ XNLD Vietsovpetro khơng tránh thực trạng Hiện sau 25 năm khai thác mỏ Bạch Hổ ñã khoan 400 giếng, ñó có ñến 22-24% số lượng giếng thực tế không cho sản phẩm nhiều lí nguyên nhân, số giếng khai thác dầu có đến 45-48% số lượng giếng có sản lượng khai thác nhỏ 30 tấn/ngày đêm Như vậy, có đến 70% tổng số giếng khoan mỏ Bạch Hổ không làm việc làm việc với sản lượng thấp, việc nghiên cứu khả tái sử dụng hay nâng cao tính hiệu làm việc giếng khoan yêu cầu cấp bách [10] Việc giảm sản lượng giếng khai thác, nguyên nhân giếng bị ngập nước, lượng vỉa giảm cố cơng nghệ kĩ thuật…., cịn giếng bị nhiễm bẩn bị lấp nhét khe nứt làm giảm độ thấm vỉa Q trình lấp nhét khơng xảy giai đoạn khoan mở vỉa mà q trình khai thác Chính mà VSP ñã áp dụng biện pháp khai thác dầu có sử dụng hình thức tác ñộng ngược trở lại vỉa nhằm tăng cường thu hồi dầu như: bơm ép nước bơm ép khí để trì áp suất vỉa; thay đổi tính chất thủy ñộng chất lưu nhằm tăng tính linh ñộng ñể dầu dễ dàng vào giếng khai thác; xử lí ñá chứa vùng cận ñáy giếng phương pháp học hay hóa học sau giếng bị nhiễm bẩn ñể phục hồi tính thấm tự nhiên tầng sản phẩm; khơi thơng khe nứt bị lấp nhét tạo khe nứt nhân tạo (nứt vỉa); ngăn cách vỉa ngập nước chuyển ñổi từ giếng khai thác sang giếng bơm ép ngược lại… [11] Các phương pháp sử dụng độc lập kết hợp Thực tế mỏ Bạch Hổ cho thấy, phương pháp ñã phần cải thiện trì sản lượng mỏ Tuy nhiện, có giếng xử lí phương pháp kể khơng thành cơng gây tổn thất kinh tế khơng nhỏ Ngồi ra, thực tế cho thấy, bán kính ảnh hưởng phương pháp xử lí tạo nên khơng lớn đặc biệt thời gian cho phép khai thác có hiệu giếng sau xử lí khơng dài Cụ thể, giải pháp cơng nghệ kĩ thuật xử lí vùng cận ñáy giếng nứt vỉa thủy lực, xử lí axit, ngăn cách vỉa ngập nước, chuyển đổi mục ñích khai thác sang bơm ép ngược lại, chuyển ñổi ñối tượng khai thác… cho thấy lúc đạt thành cơng mong đợi Ví dụ: giải pháp nứt vỉa thủy lực dừng lại số 50% thành cơng; xử lí axit vùng cận đáy có mang lại hiệu nhiều song thực tế ñã ñể lại nhiều hậu làm cho hệ thống cột cần khai thác, ống chống thiết bị lịng giếng bị hỏng hóc nhiều gây phức tạp cho trình sửa giếng sau này; chuyển đổi mục đích khai thác hay đối tượng khai thác hạn chế thân giếng hữu tính hiệu chúng khó cải thiện mà lượng vỉa suy giảm mạnh hay khu vực bị ngập nước trầm trọng Một giải pháp khác ñầu tư ñể xây dựng thêm cơng trình biển nhằm tăng cơng suất, tăng số lượng giếng khoan khu vực đới mà tăng thêm sản lượng khai thác dầu hoàn chỉnh thêm mạng lưới giếng bơm ép nước nhằm trì sản lượng vỉa tối ưu với mục đích tăng cường thu hồi dầu cho toàn mỏ Với giải pháp thể nhiều ưu điểm cơng suất cơng trình biển khơng bị hạn chế, tức số lượng giếng khoan tính tốn xác định trước thi cơng cơng trình biển, vị trí cơng trình biển xác định khu vực mà có nhu cầu tăng số lượng giếng khoan Ngoài việc khoan giếng nên công nghệ khoan cấu trúc giếng khoan tính tốn phù hợp với mục đích sử dụng mà khơng địi hỏi giải pháp kĩ thuật, cơng nghệ đặc biệt Tuy nhiên, giải pháp thể nhiều hạn chế chi phí đầu tư ban đầu lớn, khả khơng sử dụng hết công suất tuổi thọ cơng trình biển, tăng chi phí vận hành chi phí dọn mỏ sau Từ hạn chế giải pháp ñặt vấn ñề cần tiếp tục nghiên cứu áp dụng biện pháp tăng cường thu hồi dầu nhằm tận thu lượng dầu cịn nằm vỉa chứa nhiệm vụ cần thiết cho năm tới mà nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày cạn kiệt Qua phân tích tình hình nghiên cứu quốc tế nước, kết hợp với thực tế khai thác ñặc ñiểm mỏ Bạch Hổ cho thấy việc “Nghiên cứu lựa chọn cơng nghệ khoan thân nhánh giếng đường kính nhỏ mỏ Bạch Hổ” sở cắt xiên thân giếng ñang khai thác ñã suy giảm sản lượng ñã ngừng hoạt ñộng kết hợp với việc hồn thiện cơng nghệ khai thác tam cấp để giải vấn ñề tăng cường thu hồi dầu, giảm chi phí thời gian thi cơng cần thiết hồn tồn có sở thực tiễn khoa học [13][14][15][16] Mục đích nghiên cứu Phân tích lựa chọn cơng nghệ khoan thân nhánh đường kính nhỏ mỏ Bạch Hổ ðối tượng nghiên cứu Cơng nghệ khoan thân nhánh đường kính nhỏ cho giếng khai thác tầng Mioxen tầng móng mỏ Bạch Hổ Nội dung nghiên cứu ðề tài nghiên cứu quy trình cơng nghệ trang thiết bị phục vụ công tác khoan cắt xiên thân nhánh đường kính nhỏ, từ tính tốn thiết kế lựa chọn công nghệ khoan thân giếng nhánh ñường kính nhỏ mỏ Bạch Hổ Phương pháp nghiên cứu - Tổng hợp, thống kê xử lý tài liệu, số liệu từ sản xuất ñể nắm ñược thực trạng công nghệ khoan thân nhánh cho giếng mỏ Bạch Hổ - Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu thư mục ñể làm sáng tỏ lý thuyết liên quan đến khoan thân nhánh đường kính nhỏ - Xử lí số liệu thực tế nhằm đánh giá kết thống kê từ thực tế khoan thân nhánh cho giếng mỏ Bạch Hổ, từ tính tốn thiết kế lựa chọn cơng nghệ khoan thân giếng nhánh đường kính nhỏ mỏ Bạch Hổ Các kết nghiên cứu luận văn - Thực trạng công tác khoan thân nhánh cho giếng khơng cịn cho khả khai thác mỏ Bạch Hổ nhằm kéo dài tuổi thọ mỏ hướng tới ñối tượng khai thác - Kết phân tích, tính tốn thiết kế lựa chọn cơng nghệ khoan thân nhánh giếng đường kính nhỏ mỏ Bạch Hổ Ý nghĩa khoa học thực tiễn Việc áp dụng công nghệ khoan thân nhánh giúp kéo dài tuổi thọ mỏ, hướng tới đối tượng khai thác mà cịn giúp tiết kiệm chi phí xây dựng giếng khoan như: hạn chế số lượng cột ống chống, khơng chi phí xây dựng giàn nhẹ Tuy nhiên, thực tế áp dụng cơng nghệ mỏ Bạch Hổ cho thấy có nhiều phức tạp cố xảy Do vậy, việc nghiên cứu quy trình cơng nghệ trang thiết bị phục vụ công tác khoan cắt xiên thân nhánh, từ tính tốn thiết kế lựa chọn công nghệ phù hợp khoan thân giếng nhánh đường kính nhỏ mỏ Bạch Hổ có ý nghĩa khoc học thực tiễn cao Cấu trúc khối lượng luận văn Luận văn trình bày 130 trang gồm phần mở ñầu, chương nội dung, kết luận, kiến nghị tài liệu tham khảo với 10 bảng biểu, 38 hình vẽ đồ thị Luận văn hồn thành mơn Khoan Khai thác, khoa Dầu khí, trường ðại học Mỏ - ðịa chất, hướng dẫn khoa học Tiến sĩ Triệu Hùng Trường Trong trình làm luận văn, tác giả nhận giúp đỡ nhiệt tình chuyên gia, nhà khoa học thuộc Liên doanh dầu khí Việt – Nga, đặc biệt ơng Nguyễn Thành Trường, Phó Tổng Giám đốc Liên doanh Việt - Nga Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc trước hỗ trợ giúp ñỡ q báu Tác giả xin chân thành cảm ơn giúp ñỡ tạo ñiều kiện Lãnh ñạo trường ðại học Mỏ - ðịa chất, cán hướng dẫn khoa học, quan, ñồng nghiệp ñã ñộng viên giúp ñỡ tác giả hoàn thành luận văn ðề tài luận văn vấn đề mở, đó, chắn cịn nhiều vấn đề cần tiếp tục hồn thiện Vì vậy, tác giả mong nhận ñược ý kiến góp ý chun gia, nhà khoa học để nâng cao chất lượng luận văn nhằm góp phần đưa giải pháp hiệu để khoan thân nhánh giếng khơng cịn cho khả khai thác nhằm kéo dài tuổi thọ mỏ, hướng tới ñối tượng khai thác tiết kiệm chi phí xây dựng giếng khoan Trân trọng cảm ơn! Vũng Tàu, ngày 20 tháng năm 2014 Học viên: Nguyễn Văn Tuyển 10 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT VÀ CÁC THUẬT NGỮ - HWU: Hydraulic work over unit - XNLD: Xí nghiệp liên doanh - CT: Coiled tubing - TVD: True vertical depth - ID: Inside diameter - WOB: Weight on bit - ROP: Rate of penetration - XM: Xi măng - GK: Giếng khoan - E: lượng choòng - RPM: tần số quay chng - DB: đường kính chng khoan - R: bán kính đường cong - ECD: tỷ trọng dung dịch tương ñương - PV: ñộ nhớt dẻo - YP: ñộ nhớt ñộng - Q: lưu lượng bơm - TFA: diện tích vịi phun - Cement Stinger: Thiết bị dung để ñổ cầu xi măng (ở ñây Tubing) - Top of Cement ñến Top of Stinger: khoảng cách từ ñầu cầu xi măng ñến ñầu Tubing - Capacity: thể tích 115 Hình 4.8 Tỷ lệ tải trọng diện tích ổ bi chng 4-3/4” so với 7-7/8” Thực tế Vietsovpetro, thường sử dụng loại choòng 8-1/2”FGi40, 6-1/2”XR40 4-1/2”XR45, tải trọng khuyến cáo cao 25, 16 6.8 Với nguyên tắc tốc độ học tỷ lệ tuyến tính với tải trọng, để giữ ngun tốc độ, so chng 6-1/2” với 8-1/2” tỷ lệ phải 6.5 / 8.5 = 0.76, tỷ lệ khuyến cáo chng 6-1/2”XR40 81/2”FGi40 16/25 = 0.64 Tương tự, so chng 4-1/2” với 8-1/2” tỷ lệ phải 4.5/8.5 = 0.53, tỷ lệ khuyến cáo chng 41/2”XR45 8-1/2”FGi40 6.8/25 = 0.27 (xem hình 4.9) Hình 4.9 Tỷ lệ tải trọng cần thiết khuyến cáo ñối với chng 4-1/2”XR45 6-1/2”XR40 so với 8-1/2”FGi40 116 Ngồi ra, khoan tầng móng, chng 8-1/2”, Vietsovpetro thường dùng tải vào khoảng 20-22 tấn, khi, dùng chng 4-1/2”, ấn tải ðúng theo tỷ lệ lý thuyết, tải chng 8-1/2” 20-22 tấn, khoan chng 4-1/2”, tải trọng phải 10.6 – 11.6 Qua ta thấy rõ theo lý thuyết thực tế Vietsovpetro, nhược điểm rõ nét khoan đường kính nhỏ ấn tải trọng cần thiết, dẫn tới vận tốc học khơng đạt giá trị mong muốn ðặc biệt, tập trung vào thiết kế sản xuất loại chng với đường kính phổ biến, nên chủng loại chng đường kính nhỏ hạn chế, làm cho khả chọn lựa chủng loại chng phù hợp khó khăn Hình 4.10 minh hoạ số lượng chủng loại chng cho cấp đường kính khác hãng sản xuất choòng lớn giới Thực tế Vietsovpetro, cho ñến năm 2012, để khoan tầng móng, chng 8-1/2”, sử dụng tới 37 chủng loại khác ñối với đường kính 4-1/2”, dùng có loại khác Hình 4.10 Các chủng loại chng hãng tiếng sản xuất (theo World Oil năm 1994) 117 Tóm lại, khoan giếng thân nhánh đường kính nhỏ tuỳ thuộc vào yêu cầu thiết kế mà lựa chọn đường kính chng cho hợp lý Nhưng theo thực tế ñã cho thấy khoan ñịa tầng từ Mioxen ñến hết Oligoxen nên sử dụng chng PDC, địa tầng đất đá chủ yếu có ñộ cứng từ mềm ñến cứng nên việc sử dụng chng PDC hồn tồn hợp lý Việc sử dụng chng PDC cho địa tầng giúp có tốc độ khoan cao (đặc biệt kết hợp với hệ thống Powerdrive), giảm ñược thời gian kéo thả Cịn thi cơng tầng đá móng ta nên lựa chọn chng khoan chop xoay có sử dụng đính hạt kim Sẽ khơng hợp lý ta sử dụng cho địa tầng đá móng chủ yếu granit, ñây loại ñá cứng, sử dụng choòng PDC gây phá huỷ choòng 4.9 Phân tích lựa chọn cần khoan khoan cụ đáy Khi thi cơng giếng khoan nhánh đườn kính nhỏ, kéo theo cần khoan, cần dày, cần nặng, ñộng đáy, búa thuỷ lực… có đường kính nhỏ ða số giàn ñều ñược trang bị thiết bị, dụng cụ thiết kế cho cần thơng thường nên gặp khó khăn khoan với cần có ñường kính nhỏ Mặt khác, ñội khoan thường quen làm việc với cần thông thường, với tải thông thường, nên ñối với cần nhỏ, dễ sơ suất gây nên cố ñối với cần nhỏ ðường kính nhỏ, cần khoan nhỏ, dẫn tới đường kính cần nhỏ diện tích vành xuyến nhỏ (xem hình 4.11), vậy: - Tổn hao áp suất cần cao, - Tổn hao áp suất vành xuyến cao làm cho tỷ trọng dung dịch tương ñương (ECD) cao, - Hiệu ứng áp suất dâng (surge and swab) cao, - Gặp khó khăn rửa đáy giếng mùn khoan 118 Hình 4.11.Khoảng khơng vành xuyến khoan thân giếng có đường kínhhác khác với cần khoan cụ ñáy tương ứng Thực tế Vietsovpetro, thi công giếng thân nhánh 465B-BK8, cửa sổ mở chiều sâu 1275, khoan thân 215.9 từ cửa sổ 2300, mở rộng thành, thả ống 7-5/8”, khoan thân 6-1/2” tới 4000 nhằm thả ống 5-1/2” Khi khoan thân 6-1/2”, ñã sử dụng dung dịch tỷ trọng 1.32SG, ñộ nhớt dẻo PV – 25 cP, YP – 35 lbf/100ft2, lưu lượng bơm Q – 18 l/sec, tần số quay RPM 150, tốc ñộ khoan ROP – 10 m/h, diện tích vịi phun TFA – 0.372 ìn Bộ cần bao gồm: 6-1/2” PDC Bit + PD475 (30m) + 4-3/4”DC (114m) + 4”DP(3856m) Khi tính tốn tổn hao áp suất, sử dụng phần mếm Drilling Office Schlumberger với mơ hình Power Law – Bingham, số liệu tính tốn sát với số liệu thực tế Vì vậy, để so sánh khác biệt thuỷ lực khoan đường kính nhỏ đường kính thơng thường, giả sử với dung dịch tỷ trọng tính lưu biến kể trên, phần mềm mơ hình trên, tiến hành tính tốn tổn hao áp suất cho ba trường hợp khác là: - Ống 13-3/8” thả tới 2300m, khoan thân 12-1/4” tới chiều sâu 4000m với cần: 12-1/4” PDC Bit + PD900 (29m) + 8”DC (53m) + 5”HWDP (110m) + 5”DP(3808m) 119 - Ống 9-5/8” thả tới 2300m, khoan thân 8-1/2” tới chiều sâu 4000m với cần: 8-1/2” PDC Bit + PD675(29m) + 5”HWDP(253m) + 5”DP(3718m) - Ống 6-5/8” thả tới 2300m, khoan thân 5-1/2” tới chiều sâu 4000m với cần: 5-1/2”PDC Bit + 3-3/4”DC(155m) + 3-1/2” 5”DP(3845m) Cần lưu ý rằng, cần cho ba trường hợp cần thực tế thi cơng điều kiện tương ứng ðối với lưu lượng bơm, ta dựa tiêu chí lưu lượng riêng (lưu lương bơm dung dịch khoan đơn vị diện tích đáy giếng khoan) Vì vậy, giếng 465B-BK8, chng đường kính 6-1/2”, ta sử dụng lưu lượng 18 L/sec, trường hợp khác, ta có: - Chng 12-1/4”: lưu lượng tương đương Q = 18×(12.25/6.5)2 = 63.9 - Chng 8-1/2”: lưu lượng tương đương Q = 18 × (8.5 / 6.5)2 = 30.8 - Chng 5-1/2”: lưu lượng tương đương Q = 18 × (5.5 / 6.5)2 = 12.9 ðối với vòi phun thuỷ lực, ta dựa tiêu chí cơng suất thuỷ lực riêng (cơng suất thuỷ lực đơn vị diện tích ñáy giếng khoan) Nếu giếng 465B-BK8, diện tích vịi phun thuỷ lực TFA = 0.372, ta có trường hơp khác sau: - Chng 12-1/4”, diện tích vịi phun thuỷ lực TFA = 0.366×(12.25/6.5)2 = 1.321 - Chng 8-1/2”, diện tích vịi phun thuỷ lực TFA = 0.366×(8.5/6.5)2 = 0.636 - Chng 5-1/2”, diện tích vịi phun thuỷ lực TFA = 0.366×(5.5/6.5)2 = 0.266 Tính tốn tổn hao áp suất phần mếm Drilling Office Schlumberger với mơ hình Power Law – Bingham, số liệu tính tốn bảng sau: 120 Bảng 4.4 Tổn hao áp suất giếng với đường kính khác 12-1/4"Bit 8-1/2"Bit 6-1/2"Bit 5-1/2"Bit Surf Eqpt: 8.2 2.7 1.4 0.8 Inside Drillstr 297.3 120.5 139.9 163.7 Bit Nozzles: 38.6 36.9 38.5 42.5 Annulus: 9.7 29.9 51.0 94.4 TOTAL: 353.7 190.0 230.8 301.3 Phân bổ áp suất ñược minh hoạ hình 4.12 Ta thấy rõ, điều kiện lưu lượng riêng công suất thuỷ lực riêng nhau, ñối với ñiều kiện cụ thể Vietsovpetro sử dụng cần khoan, cần nặng, cấu trúc ống chống, tổn hao áp suất ngồi vành xuyến khoan đường kính nhỏ lớn Ngồi ra, Vietsovpetro, ngoại trừ thân giếng 12-1/4” có tổn hao áp suất lớn tổn hao áp suất cần lớn dùng cần khoan 5”, xu tổn hao áp suất tổng ñối với thân giếng 8-1/2”, 6-1/2” 5-1/2” tăng dần Hình 4.12 Phân bổ tổn hao áp suất 121 4.10 Chống phun trào khoan giếng thân nhánh đường kính nhỏ Phun trào thường bắt ñầu lượng chất lưu, khí, xâm nhập vào khoảng khơng vành xuyến Lượng chất lưu chiếm chiều cao ñịnh khoảng không vành xuyến, tỷ trọng chất lưu thấp, nên làm cho cột áp suất thuỷ tĩnh cột dung dịch giảm Thơng thường, phát khí xâm nhập, ta đóng đối áp, theo dõi áp suất cần ngồi cần, vừa bơm đẩy tập khí khỏi giếng nhằm khơi phục tỉ trọng dung dịch ngăn chặn khí tiếp tục xâm nhập vào giếng khoan Phương pháp dựa tổn hao áp suất cần chiếm phần nhỏ tổng tổn hao áp suất nên bơm với lưu lượng thấp tỷ trọng tương đương khơng tăng nhiều ðối với khoan đường kính nhỏ, tổn hao áp suất ngồi vành xuyến lớn nên gây khó khăn cho việc dập giếng [2] Ngoài ra, tiết diện vành xuyến nhỏ nên lượng khí cố định xâm nhập vào giếng đường kính nhỏ có chiều cao khoảng không vành xuyến lớn so với xâm nhập vào giếng khoan đường kính thơng thường ðể minh hoạ ñiều này, ta giả sử lượng khí Barrel xâm nhập giếng khoan trường hợp kể Vietsovpetro Ta thấy rằng, chiều cao Barrel khí xâm nhập vào thân giếng 12-1/4” 7.3m thân giếng 5-1/2” 73.8m (xem hình 4.13) Do vậy, q trình khoan đường kính nhỏ, cần lưu ý việc lựa chọn ñối áp phù hợp ñể ñảm bảo ứng phó kịp thời hiệu với tượng phun trào [3] 122 Hình 4.13 Chiều cao (m) Barrel khí khoảng khơng vành xuyến sau xâm nhập vào giếng 123 KẾT LUẬN Việc áp dụng công nghệ khoan thân nhánh giúp kéo dài tuổi thọ mỏ, hướng tới ñối tượng khai thác mà cịn giúp tiết kiệm chi phí xây dựng giếng khoan như: hạn chế số lượng cột ống chống, không chi phí xây dựng giàn nhẹ ðặt cầu xi măng giải pháp chủ yếu ñược lựa chọn để cách ly hồn tồn phần thân giếng phía vị trí mở cửa sổ nhằm phục vụ cơng tác khoan thân giếng nhánh từ vị trí cửa sổ Cầu xi măng ñược ñặt ñiều kiện mực thủy tĩnh giếng khoan ổn ñịnh, giếng khoan bị dung dịch mực chất lỏng tụt sâu phía dưới, đề xuất sử dụng cầu học (Cement Retainer) Các loại cầu học cần ñặt khoảng chiều sâu cao khoảng dung dịch tối thiểu 60m ñể lại tối thiểu 50m xi măng phía phía mặt cầu học Trường hợp giếng khoan dung dịch toàn phần với mực chất lỏng cách xa bề mặt, ñề xuất ñặt cầu cách ly nút kim loại bịt ñầu Vật liệu xi măng ñể ñặt cầu nên sử dụng xi măng Portland bảo đảm độ bền khơng thấp 21kG/cm2 sau 24h 56 kG/cm2 sau 72h với nhiệt ñộ thử 350C áp suất mẫu thử 5.6MPa ðể tăng ñộ bền nhiệt ñá xi măng ñiều kiện nhiệt ñộ ñáy giếng lớn 1100 C ñề xuất sử dụng cát thạch anh (oxit silic) làm phụ gia chịu nhiệt pha trộn trực tiếp vào xi măng Nhằm ñạt ñộ bền ñá xi măng tối ña rút ngắn thời gian đơng cứng, đề xuất sử dụng dung dịch xi măng với tỷ trọng nằm khoảng 1.851.89kG/cm3, giếng khoan khơng có tượng dung dịch Khi khoan thân nhánh giếng đường kính nhỏ ta bị hạn chế cấp đường kính thân giếng khoảng vành xuyến thân giếng với khoan 124 cụ nên yêu cầu ñặt cho việc ổn ñịnh thân giếng ổn định thơng số dung dịch quan trọng, ñặc biệt Mioxen Oligoxen Hơn ñịa tầng Mioxen Oligoxen đề xuất khoan chng PDC việc ức chế Sét ñược ñặt lên hàng ñầu Qua thực tế so sánh hệ dung dịch FCL-AKK hệ dung dịch Ultradrill tơi nhận thấy hệ dung dịch Ultradrill đáp ứng ñược yêu cầu ñặt ra: - Giữ ổn ñịnh thân giếng tốt - ðộ dày vỏ mùn nhỏ bền vững - Thơng số dung dịch ổn định kể ngừng tuần hoàn - Ức chế sét tốt (chng khơng bị bó, cần khoan chịu xoắn ít) - Bôi trơn tốt, cho phép khoan với vận tốc vịng quay cao Chính tơi đề nghị sử dụng hệ dung dịch Ultradrill khoan ñịa tầng từ Mioxen-giữa đến Oligoxen, khoan giếng đường kính nhỏ địa tầng quan trọng nhất, định thành cơng giếng khoan Khoan thân nhánh, việc mở cửa sổ từ ống chống khai thác, việc thi công tương tự khoan giếng thơng thường Vì vậy, tất phức tạp, cố xảy giếng khoan dầu khí truyền thống, hồn tồn gặp thi công giếng khoan thân nhánh Tuy nhiên, ñặc thù giếng khoan thân nhánh quỹ ñạo phức tạp hơn, cường độ thay đổi góc lớn nhiều trường hợp khơng phải quỹ đạo mặt phẳng mà quỹ đạo dạng khơng gian (3D); ñặc biệt, ñường kính giếng khoan nhỏ hơn, nên thi cơng giếng khoan thân nhánh có số khó khăn, phức tạp, cố mang tính đặc thù Các phức tạp đặc trưng khoan giếng nói chung đặc biệt giếng đường kính nhỏ nói riêng là: gia tăng thể tích dung dịch khoan khoan Mioxen Giữa, ổn ñịnh thành giếng khoan (do trương nở, 125 tạo nút co thắt thân giếng) lớp sét Mioxen Dưới; ổn ñịnh thành giếng khoan Oligoxen (do sập lở sét kết, nguy kẹt dính cao khoan vùng áp suất vỉa khơng tương thích) dung dịch khoan móng (từ phần ñến trầm trọng với mực dung dịch hạ thấp ñến 1500m so với miệng giếng) ðặc biệt, ñối với giếng khoan có ñộ lệch ñáy lớn (góc ngiêng lớn 30 độ), phức tạp gây nhiều khó khăn cho q trình khoan làm giảm tiêu kinh tế kĩ thuật xây dựng giếng khoan Việc lựa chọn “chiều sâu cắt” kết việc phân tích, tính tốn, đánh giá cách tổng hợp nhằm ñạt ñược giếng khoan thân nhánh có giá thành nhỏ mức độ rủi ro phải thấp “Chiều sâu cắt” nên chọn khoảng đất đá bền vững, khơng phải vùng có áp suất dị thường, khơng có phức tạp địa chất Quỹ đạo tối ưu quỹ đạo có chiều dài thân nhánh nhỏ ñảm bảo ñoạn nằm vỉa sản phẩm mong muốn tổng góc nghiêng thay đổi khơng gian nhỏ – điều kiện lực ma sát kéo thả khoan cụ - ống chống nhỏ Cấu trúc ống chống cho giếng thân nhánh nên chọn tương ñồng với cấu trúc giếng cũ, ñảm bảo nguyên tắc chia sẻ độ phức tạp là: “khó trước, dễ sau” “khó trước” khơng thực trọn vẹn san sẻ cho “dễ sau” cuối thành cơng Tuy nhiên, tuỳ vào điều kiện cụ thể, ta phải linh hoạt, đơi lúc cấu trúc khơng tương đương với giếng cũ Nhưng tiêu chí cuối phải cấu trúc hợp lý, tối ưu nhất, an tồn hiệu Nhìn chung, trường hợp ống chống ñồng tâm, ta nên dùng máng xiên (Whipstock) để cắt cửa sổ Trong trường hợp khơng có xi-măng ngồi ống chống, nên bơm nhét xi-măng nhằm đảm bảo việc cắt cửa sổ Trong trường hợp ống chống bị hỏng hay bị méo, xem xét việc sửa chữa sử 126 dụng phương pháp cắt cửa sổ sử dụng thiết bị cắt tổng hợp Tuy nhiên, trình cắt ống chống thiết bị cắt tổng hợp ñã gặp nhiều cố phức tạp Do vậy, sử dụng công nghệ phay cắt ống chống thiết bị Whipstock phù hợp ñiều kiện mỏ Bạch Hổ Việc sử dụng choòng khoan cho giếng đường kính nhỏ có nhược điểm khơng thể ấn tải trọng cần thiết, dẫn tới vận tốc học khơng đạt giá trị mong muốn Mặt khác, chủng loại chng đường kính nhỏ hạn chế, làm cho khả chọn lựa chủng loại choòng phù hợp khó khăn Thực tế mỏ Bạch Hổ, năm 2012, để khoan tầng móng, chng 81/2”, sử dụng tới 37 chủng loại khác đường kính 41/2”, dùng có loại khác Do vậy, khoan giếng thân nhánh đường kính nhỏ, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể giếng khoan, cần lưu ý ñể chọn loại chng phù hợp để tránh phức tạp, cố khó khăn phân tích luận văn Ở Vietsovpetro, ngoại trừ ñối với thân giếng 12-1/4” có tổn hao áp suất lớn tổn hao áp suất cần lớn dùng cần khoan 5”, xu tổn hao áp suất tổng ñối với thân giếng 8-1/2”, 6-1/2” 5-1/2” tăng dần ðối với việc xâm nhập khí khoan thân nhỏ, tiết diện vành xuyến nhỏ, nên lượng khí cố định xâm nhập vào giếng đường kính nhỏ có chiều cao khoảng không vành xuyến lớn so với xâm nhập vào giếng khoan đường kính thơng thường Do vậy, q trình khoan đường kính nhỏ, cần lưu ý việc lựa chọn ñối áp phù hợp ñể ñảm bảo ứng phó kịp thời hiệu với tượng phun trào 127 KIẾN NGHỊ Tiếp tục nghiên triển khai áp dụng công nghệ khoan thân nhánh giếng đường kính nhỏ mỏ Bạch Hổ sở cắt xiên thân giếng ñang khai thác ñã suy giảm sản lượng ñã ngừng hoạt động kết hợp với việc hồn thiện cơng nghệ khai thác tam cấp ñể giải vấn ñề tăng cường thu hồi dầu, giảm chi phí thời gian thi cơng Khi khoan thân giếng đường kính nhỏ, điều kiện khoảng khơng vành xuyến hẹp, khả tuần hồn dung dịch giải mùn khoan hạn chế…, để khắc phục phức tạp, cố này, cần phải ý đặc biệt thơng số dung dịch khoan nhằm ñảm bảo bền vững thành giếng, ñưa mùn khoan lên có khả bơi trơn tốt Nghiên cứu chuyển sang hệ dung dịch polimer biopolimer chất lượng cao Phát triển chng khoan đường kính nhỏ hiệu suất cao, cho phép khoan ñoạn thân dài (trong có thân ngang) hiệp 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO A.G.Kalinin, R.A Gandzumian, A.G Messer, Cẩm nang kỹ sư công nghệ khoan giếng sâu, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2006 Choe Jonggeum and Juvkam-Wold Hans C., "A Simplified Well Control Model for Horizontal Slimholes and Coiled Tubing Drilling", Paper SPE 37076, presented at the SPE Intemabonal Conference on Horizontal Well Technology, Calgary, Canada, November 18-20, 1996 Del wiche R A, Lejeune M, Mawet P, et al., “Slimhole drilling hydraulics”, Paper SPE 24596 presented at the 67th Annual Technical Conferenceand Exhibition of SPE held in Washington, D.C., October 4-7, 1992 Fu Jianhong , Yang Yun, Chen Ping and Zhao Jinhai, “Characteristics of helical flow in slim holes and calculation of hydraulics for ultra-deep wells”, Pet.Sci p 226-231 (2010)7 Nguyen Thanh Truong, Nguyen Van Khuong “Slimhole drilling in fractured granite basement”, Diễn đàn cơng nghệ khoan hồn thiện giếng, TP HCM, 2009 PCPP Operating Co SDN BHD, “Study slim hole technlogy in Block SK305 offshore Sarawak, Malaysia”, Decembre 2010 Steine O.G et al., “Well Control Experiments Related to Slim Hole Drilling” IADCISPE 35121, presented at the IADCISPE Drilling Conference, New Orleans, Louisiana, March 12-15, 1996 Tessari, R M (Bob) and G Madell, “Casing Drilling - A Revolutionary Approach to Reducing Well Costs”, Paper SPE/IADC 52789, Presented at the 1999 SPE/IADC Drilling Conference, Amsterdam, March 9-11,1999 129 Trần Lê ðơng nnk, “Tình hình áp dụng biện pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu khí mỏ Bạch Hổ, kết - triển vọng, Tuyển tập Hội thảo khoa học “Nâng cao hệ số thu hồi dầu dầu mỏ Bạch Hổ, Hà Nội 2003 10 Trần Xuân ðào nnk, “Nâng cao hệ số thu hồi dầu gia tăng sản lượng khai thác dầu khí phương pháp khoan xiên góc lớn khoan ngang với ña thân ña ñáy tầng móng mỏ Bạch Hổ”, Tuyển tập Hội thảo khoa học “Nâng cao hệ số thu hồi dầu dầu mỏ Bạch Hổ, Hà Nội 2003 11 Trần Xuân ðào, “Công nghệ khoan ngang-những phức tạp điển hình”, Tuyển tập Hội thảo khoa học “Nâng cao hệ số thu hồi dầu dầu mỏ Bạch Hổ, Hà Nội 2003 12 Trần Xuân ðào, “Thiết kế cơng nghệ khoan giếng dầu khí”, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2007 13 Triệu Hùng Trường, “Nghiên cứu đặc điểm mịn ống chống q trình thi cơng giếng khoan thăm dị khai thác dầu khí điều kiện Việt Nam”, Tạp chí dầu khí số 7, 2007 14 Triệu Hùng Trường, Nguyễn Thành Trường, Nguyễn Thế Vinh nnk, “Nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ khoan thân nhánh giếng khai thác đường kính nhỏ bể Cửu Long nhằm tăng cường thu hồi dầu”, ðề tài nghiên cứu khoa học thuộc ðề án ðổi ñại hố cơng nghệ ngành cơng nghiệp khai khống đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025, Hà Nội 2013-2015 15 Viện NCKH TK, “Hoàn thiện áp dụng cơng nghệ khoan sửa giếng”, Chương trình Nghiên cứu khoa học hàng năm Xí nghiệp LDVN Vietsovpetro 16 Xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro, “Áp dụng cơng nghệ khoan đường kính nhỏ vào điều kiện khoan LDVN Vietsovpetro”, ðề tài nghiên cứu cấp Xí nghiệp, Vũng Tàu, 2009 ... cơng nghệ khoan thân nhánh đường kính nhỏ mỏ Bạch Hổ ðối tượng nghiên cứu Công nghệ khoan thân nhánh đường kính nhỏ cho giếng khai thác tầng Mioxen tầng móng mỏ Bạch Hổ 8 Nội dung nghiên cứu. .. Công tác khoan thân giếng nhánh mỏ Bạch Hổ 64 3.5 Tổng hợp kết khoan thân nhánh từ 1997 đến 80 CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ KHOAN THÂN GIẾNG NHÁNH ðƯỜNG KÍNH NHỎ TẠI MỎ BẠCH HỔ... hình nghiên cứu quốc tế nước, kết hợp với thực tế khai thác ñặc ñiểm mỏ Bạch Hổ cho thấy việc ? ?Nghiên cứu lựa chọn cơng nghệ khoan thân nhánh giếng đường kính nhỏ mỏ Bạch Hổ? ?? sở cắt xiên thân giếng