Nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất lượng hoàn thiện giếng khai thác dầu khí tại mỏ rạng đông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN MẠNH TUẤN NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HOÀN THIỆN GIẾNG KHAI THÁC DẦU KHÍ TẠI MỎ RẠNG ĐƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN MẠNH TUẤN NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỒN THIỆN GIẾNG KHAI THÁC DẦU KHÍ TẠI MỎ RẠNG ĐÔNG Chuyên ngành : Kỹ thuật khoan, khai thác cơng nghệ dầu khí Mã số : 60.53.50 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Cao Ngọc Lâm HÀ NỘI - 2008 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác Tác giả Nguyễn Mạnh Tuấn MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ đồ thị 10 MỞ ĐẦU 13 Tính cấp thiết đề tài 13 Mục đích nghiên cứu 14 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 15 Nội dung nghiên cứu 15 Phương pháp nghiên cứu 15 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 16 Cơ sở tài liệu luận văn 16 Cấu trúc luận văn 17 Lời cảm ơn 18 Chương - TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ HỒN THIỆN GIẾNG TẦNG MIOCENE HẠ MỎ RẠNG ĐÔNG 19 1.1 Tổng quan mỏ Rạng Đông 19 1.2 Đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu 19 1.3 Thực trạng khoan hoàn thiện giếng tầng Miocene hạ mỏ Rạng Đông 25 1.3.1 Khoan, chống ống, bơm trám xi măng bắn mở vỉa 25 1.3.2 Khoan chống ống lửng đục lỗ sẵn 31 1.4 Phân tích đánh giá cơng nghệ hồn thiện giếng sử dụng mỏ Rạng Đông 34 1.4.1 Đánh giá cơng nghệ hồn thiện giếng tầng Mioxen hạ mỏ Rạng Đông 34 1.4.2 Khó khăn cơng tác khai thác dầu khí 36 Chương - CÁC CÔNG NGHỆ HỒN THIỆN GIẾNG KIỂM SỐT CÁT 38 2.1 Cơ sở lựa chọn cơng nghệ hồn thiện giếng kiểm soát cát 38 2.1.1 Hiện tượng sinh cát 38 2.1.2 Ảnh hưởng khai thác lẫn cát 39 2.2 Nguyên nhân gây khai thác lẫn cát 40 2.3 Các công nghệ hồn thiện giếng kiểm sốt cát 42 2.3.1 Kiểm soát cát khai thác với cát 42 2.3.2 Cơng nghệ hồn thiện giếng sử dụng ống lọc cát chèn sỏi 43 2.3.3 Cơng nghệ hồn thiện giếng sử dụng ống lọc cát giãn nở học 46 2.3.4 Cơng nghệ hồn thiện giếng sử dụng ống lọc cát 49 2.4 Đánh giá cơng nghệ hồn thiện giếng kiểm soát cát 51 2.4.1 Kiểm soát cát khai thác với cát 52 2.4.2 Cơng nghệ hồn thiện giếng sử dụng ống lọc cát chèn sỏi 53 2.4.3 Cơng nghệ hồn thiện giếng sử dụng ống lọc giãn nở học 54 2.4.4 Công nghệ hoàn thiện giếng sử dụng ống lọc cát 55 Chương - CƠNG NGHỆ HỒN THIỆN GIẾNG SỬ DỤNG ỐNG LỌC CÁT 57 3.1 Quy trình thi cơng khoan hồn thiện giếng sử dụng ống lọc cát 57 3.1.1 Những yêu cầu thiết kế giếng khoan mở vỉa 57 3.1.2 Quy trình hồn thiện giếng sử dụng ống lọc cát 59 3.2 Lựa chọn mẫu cát 64 3.3 Lựa chọn cỡ sàng lọc ống lọc cát 66 3.3.1 Tầm quan trọng cỡ sàng lọc ống lọc cát 66 3.3.2 Thí nghiệm đo độ giữ cát 67 3.3.3 Đo độ bịt kín sàng lọc 68 3.3.4 Lựa chọn sàng lọc cho ống lọc cát 69 3.4 Thử nghiệm tính tương thích ổn định dung dịch với vỉa 70 3.5 Lựa chọn dung dịch khoan mở vỉa sản phẩm 72 3.5.1 Tầm quan trọng dung dịch mở vỉa sản phẩm 72 3.5.2 Lựa chọn hệ dung dịch 73 3.5.3 Thí nghiệm xác định độ thải nước dung dịch đĩa gốm 76 3.5.4 Nghiên cứu phân bố độ hạt để tìm loại vật liệu gia cố CaCO3 phù hợp 77 3.5.5 Lựa chọn nồng độ vật liệu gia cố CaCO3 tối ưu 80 3.5.6 Thí nghiệm kiểm chứng lựa chọn vật liệu gia cố CaCO3 86 3.5.7 Lựa chọn đơn pha chế dung dịch mở vỉa hoàn thiện giếng 88 3.6 Phục hồi độ thấm dung dịch axít 90 3.7 Kết áp dụng thử nghiệm đánh giá hiệu hoàn thiện giếng 96 Chương - ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HOÀN THIỆN GIẾNG SỬ DỤNG ỐNG LỌC CÁT TẠI GIẾNG KHOAN 15.2-RD-E-27P MỎ RẠNG ĐÔNG 98 4.1 Khái quát chung trình khoan giếng 15.2-RD-E-27P 98 4.1.1 Lỗ khoan 26” 100 4.1.2 Lỗ khoan 17-1/2” 100 4.1.3 Lỗ khoan 12-1/4” 100 4.1.4 Khoan mở vỉa sản phẩm (lỗ khoan 8.1/2”) 101 4.1.5 Doa thành giếng khoan làm ống chống khai thác 102 4.2 Hoàn thiện giếng - công đoạn định hiệu giếng khoan 105 4.2.1 Thả ống lọc cát 105 4.2.2 Bơm rửa làm lớp mùn khoan 106 4.2.3 Thả cột cần khai thác 109 4.3 Kết áp dụng đánh giá hiệu hoàn thiện giếng 114 4.3.1 Hiệu kỹ thuật 114 4.3.2 Hiệu kinh tế 117 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 120 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT JVPC : Cơng ty Dầu khí Việt Nhật (Japan Vietnam Petroleum Company Co Ltd) JOC : Công ty Liên doanh điều hành (Joint Operating Campany) K : Độ thấm PI : Hệ số sản phẩm (Productive Index) S : Hệ số nhiễm bẩn (Skin) FLT : Phục hồi độ thấm (Flow Look Test) DIF : Dung dịch khoan mở vỉa (Drill In Fluid) Gpm : Galông phút (gallon per minute) Bpm : Thùng phút (barrel per minute) DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1 : Thông số độ thấm độ rỗng tầng Miocene hạ mỏ Rạng Đông 24 Bảng 3.1 : Độ lớn hạt mịn, trung bình thơ mẫu cát thử nghiệm 65 Bảng 3.2 : Độ lớn hạt mịn, trung bình thơ mẫu cát thực tế 66 Bảng 3.3 : Các độ sâu lấy mẫu cát 70 Bảng 3.4 : Đơn pha chế dung dịch 76 Bảng 3.5 : Kết phân tích phân bố độ hạt loại CaCO3 79 Bảng 3.6 : Đơn pha chế dung dịch có lựa chọn nồng độ CaCO3 82 Bảng 3.7 : Thông số dung dịch khoan với nồng độ CaCO3 khác 82 Bảng 3.8 : Thông số thấm lọc với nồng độ CaCO3 khác 83 Bảng 3.9 : Đơn pha chế dung dịch xác định loại CaCO3 86 Bảng 3.10 : Thông số thấm lọc mẫu dung dịch chứa CaCO3 nước ngoại nhập 87 Bảng 3.11 : Đơn pha chế dung dịch mở vỉa sản phẩm tầng Miocene hạ mỏ Rạng Đông 90 Bảng 3.12 : Đơn pha chế dung dịch mở vỉa sản phẩm cho thí nghiệm FLT 93 Bảng 3.13 : Kết thí nghiệm FLT cho tầng Miocene hạ mỏ Rạng Đông 94 Bảng 3.14 : Đơn pha chế dung dịch axít rửa vỏ bùn khoan thành giếng 96 Bảng 4.1 : Dung dịch khoan mở vỉa sản phẩm Mioxen hạ cho giếng 15.2-RD-E-27P 101 Bảng 4.2 : Các thông số đặc trưng ống lọc cát 105 Bảng 4.3 : Đơn pha chế dung dịch axít rửa bùn khoan thành giếng 107 Bảng 4.4 : Thơng số q bơm axít HCl 10% 108 10 Bảng 4.5 : Kết thử giếng tính tốn phương pháp phục hồi áp suất 115 Bảng 4.6 : Chi phí hồn thiện giếng (tính thời gian sử dụng giàn khoan) 117 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 : Sơ đồ bồn trũng Cửu Long 21 Hình 1.2 : Sơ đồ vị trí mỏ Rạng Đơng 22 Hình 1.3 : Cột địa tầng tổng hợp mỏ Rạng Đông 23 Hình 1.4 : Sơ đồ cơng nghệ hoàn thiện giếng khoan, chống ống, trám xi măng bắn mở vỉa 27 Hình 1.5 : Mối quan hệ loại đạn chiều sâu lỗ đạn bắn vào vỉa 28 Hình 1.6 : Mối quan hệ tiết diện dòng chảy qua lỗ bắn loại đạn 28 Hình 1.7 : Mối quan hệ hệ số nhiễm bẩn (skin) loại đạn 29 Hình 1.8 : Sơ đồ thiết bị lịng giếng cột ống khai thác 30 Hình 1.9 : Sơ đồ giếng tiêu biểu hoàn thiện công nghệ khoan chống ống lửng đục lỗ sẵn 32 Hình 1.10 : Sơ đồ ống đục lỗ đặc tính 32 Hình 1.11 : Sơ đồ cột ống khai thác giếng hoàn thiện sử dụng ống đục lỗ 33 Hình 1.12 : Hệ số nhiễm bẩn (S) 35 Hình 1.13 : Hệ số sản phẩm (PI) 35 Hình 1.14 : Hình ảnh mẫu cát lấy lên cách thả cáp tời 37 Hình 2.1 : Sơ đồ cơng nghệ hồn thiện giếng sử dụng ống lọc cát có chèn sỏi 45 110 - Tuần hoàn trước kích hoạt pake treo ống - Tuần hồn bơm axít HCl 10% rửa lớp mùn khoan Cột cần khoan Pake treo ống lọc cát Chân đế ống chống khai thác Cột ống làm việc Ống lọc cát Vịng làm kín để tuần hồn - Thả ống lọc cát đến độ sâu vỉa sản phẩm - Tuần hoàn trước kích hoạt pake treo ống - Kéo cột ống làm việc đến vị trí tuần hồn - Bơm rửa mùn khoan tuần hồn axít Hình 4.3: Sơ đồ cấu trúc ống lọc cát cột cần làm việc thả ống lọc cát xuống đáy giếng 111 Pake cột ống khai thác Pake treo ống lọc cát Chân đế ống chống khai thác Van nắp chống dung dịch vào vỉa Ống lọc cát Vỉa sản phẩm - Chuẩn bị thả cột ống khai thác - Cột ống khai thác thả - Van nắp chống dung dịch phá hủy thủy lực Hình 4.4: Sơ đồ lòng giếng trước sau thả cột ống khai thác đưa giếng vào làm việc 112 # Độ sâu m 2452.500 2.265 8.450 6.000 Pa ke treo ống cát 2454.765 1.320 7.250 6.000 Nút chặn cao su pa ke 2456.085 2457.588 1.503 1.343 8.110 8.120 4.770 5.752 Van nắp chống dung dịch 2458.931 2464.097 5.166 0.967 7.390 7.405 5.921 4.750 Ống 6.5/8" Vịng làm kín 2465.064 12.047 7.390 5.921 Ống lọc cát, sàng lọc cỡ 175 micron 8 2477.111 1.722 7.390 5.921 Ống 6.5/8" 10 11 12 13 10 11 12 13 2478.833 2479.800 2491.892 2492.858 2504.946 0.967 12.092 0.966 12.088 0.969 7.405 7.390 7.405 7.390 7.405 4.750 5.921 4.750 5.921 4.750 14 14 2505.915 288.000 7.390 5.921 15 16 17 18 19 15 16 17 18 19 2793.915 2794.881 2807.014 2807.981 2820.031 0.966 12.133 0.967 12.050 0.971 7.405 7.390 7.405 7.390 7.405 4.750 5.921 4.750 5.921 4.750 20 20 2821.002 288.000 7.390 5.921 24 Ống lọc cát, sàng lọc cỡ 175 micron 21 22 23 3109.002 3109.970 3122.006 0.968 12.036 0.967 7.405 7.390 7.405 4.750 5.921 4.750 Vịng làm kín cho vị trí tuần hồn Ống lọc cát, sàng lọc cỡ 175 micron Vịng làm kín cho vị trí tuần hoàn 24 25 3122.973 3147.257 3148.000 24.284 0.743 7.390 7.405 5.921 GP # Chiều dài ĐK ĐK Số m in in lượng Mô tả thiết bị 21 22 23 24 25 Tổng chiều dài ống lọc cát 695m Độ sâu vỉa Độ sâu đáy giếng khoan 1 24 1 Vịng làm kín cho vị trí an tồn điểm tuần hồn Ống 6.5/8" Vịng làm kín cho vị trí an tồn /vị trí tuần hồn Ống lọc cát, sàng lọc cỡ 175 micron Vòng làm kín cho vị trí tuần hồn Ống lọc cát, sàng lọc cỡ 175 micron Vịng làm kín cho vị trí an tồn điểm tuần hồn Ống 6.5/8" Vịng làm kín cho vị trí an tồn /vị trí tuần hoàn Ống lọc cát, sàng lọc cỡ 175 micron Vịng làm kín cho vị trí tuần hồn Ống 6.5/8" Van chiều 2503m 3150m Hình 4.5: Sơ đồ ống lọc cát giếng 15.2-RD-E-27P 113 THIẾT BỊ CỦA CỘT ỐNG KHAI THÁC Tên giếng: 15.2-RD-E-27P T hành phần cột ống Đầu t reo ống khai thác Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Số lượng ốn 26 Ống khai t hác 4-1/2" dài 2m Van an toàn sâu Ống khai t hác 4-1/2" dài 2m Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Số lượng ốn 19 Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Nhíp pen Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Số lượng ốn 26 Ống khai t hác 4-1/2" dài 3m T hiết bị đặt van Gas Lift Ống khai t hác 4-1/2" dài 3m Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Số lượng ốn 54 Ống khai t hác 4-1/2" dài 3m T hiết bị đặt van Gas Lift Ống khai t hác 4-1/2" dài 3m Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Số lượng ốn 38 Ống khai t hác 4-1/2" dài 3m T hiết bị đặt van Gas Lift Ống khai t hác 4-1/2" dài 3m Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Số lượng ốn 26 Ống khai t hác 4-1/2" dài 3m T hiết bị đặt van Gas Lift ĐK ngo ài ĐK tro ng C hiều dài C hiều sâu C hiều sâu Độ lệch (độ) 0.0 0.0 0.0 (in) 13.486 5.02 4.5 (in) 3.9 3.865 3.958 (m) (mMDBRT )mT VDBRT 0.513 21.56 21 1.740 22.07 22 247.810 23.81 23 4.5 5.02 6.73 5.02 4.5 4.5 3.958 3.865 3.813 3.865 3.958 3.958 1.970 1.802 1.565 1.800 1.989 181.114 271.62 273.59 275.39 276.96 278.76 280.75 271 273 275 278 278 280 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 4.5 3.958 9.585 0.359 248.225 461.86 471.44 471.80 461 471 471 3.1 3.1 3.1 4.5 6.415 3.958 3.833 2.970 2.345 720.03 723.00 720 723 1.2 1.2 4.5 4.5 3.958 3.958 2.715 515.667 725.34 728.06 274 727 1.2 1.2 4.5 6.415 3.958 3.833 2.972 2.350 1,243.73 1,246.70 1,242 1,245 0.3 0.3 4.5 4.5 3.958 3.958 3.000 1,249.05 363.636 1,252.05 1,248 1,251 0.3 0.3 4.5 6.415 3.958 3.833 1,615.68 1,618.65 1,611 1,613 15.0 15.0 4.5 4.5 3.958 3.958 2.980 1,620.99 249.231 1,623.97 1,616 1,620 15.0 15.0 4.5 6.415 3.958 3.833 1,873.20 1,876.17 1,845 1,848 32.6 32.6 2.988 1,878.53 220.541 1,881.52 1,851 1,855 32.7 32.7 2.970 2.335 2.975 2.360 Ống khai t hác 4-1/2" dài 3m Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Số lượng ốn 23 Ống khai t hác 4-1/2" dài 3m T hiết bị đặt van Gas Lift 4.5 4.5 3.958 3.958 4.5 6.415 3.958 3.833 2.972 2.360 2,102.06 2,105.04 2,011 2,013 45.1 45.2 Ống khai t hác 4-1/2" dài 3m Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Đồng hồ đo áp suất nhiệt độ 4.5 4.5 5.75 3.958 3.958 3.958 2.985 9.579 9.595 2,107.40 2,110.38 2,119.96 2,014 2,016 2,022 45.2 45.2 45.2 Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Van t uần hoàn sâu 4.5 4.5 5.6 3.958 3.958 3.813 9.580 9.450 1.291 2,129.55 2,139.14 2,148.59 2,027 2,033 2,038 47.1 47.1 47.1 Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Nhíp pen Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Ống khai t hác 4-1/2" dài 1.5m Bộ bù t rừ nhiệt 4.5 4.5 4.911 4.5 4.5 3.958 3.958 3.813 3.958 3.958 3.85 9.587 9.489 0.359 9.579 1.480 11.115 1.720 2,149.88 2,159.46 2,168.95 2,169.31 2,178.89 2,180.37 2,039 2,044 2,049 2,050 2,055 2,056 55.0 55.1 55.2 55.3 55.4 56.0 2,182.09 2,057 57.0 Ống khai t hác 4-1/2" dài 1m Ống khai t hác 4-1/2" dài 1.5m 4.5 4.5 5.29 3.958 3.958 3.938 2,191.49 2,192.46 2,193.94 2,062 2,062 2,063 57.0 57.0 57.0 8.125 3.875 Pake Ống khai t hác 4-1/2" dài 1m Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Nhíp pen Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Ống khai t hác 4-1/2", 12.6 lb/ft Nhíp pen Ống khai t hác 4-1/2" dài 6m Nút đặt để lắp Pake Ống đục lỗ dài 3m Phễu định hướng 5.05 5.61 4.5 4.5 4.5 4.911 4.5 4.5 4.911 4.5 5.88 4.5 5.61 4.27 3.91 3.958 3.958 3.958 3.813 3.958 3.958 3.725 3.958 3.88 3.958 3.85 9.365 0.975 1.480 0.553 0.472 1.810 0.585 1.220 1.659 0.294 0.986 9.596 9.340 0.359 9.599 9.480 0.425 5.985 1.485 2.970 0.240 2,194.49 2,063 57.0 2,195.08 2,064 57.0 2,196.30 2,197.96 2,198.26 2,199.24 2,208.84 2,218.18 2,218.54 2,228.14 2,237.62 2,238.04 2,244.03 2,245.51 2,248.48 2,064 2,065 2,065 2,066 2,071 2,076 2,076 2,081 2,085 2,086 2,289 2,289 2,090 57.0 57.2 57.4 57.6 58.2 58.3 58.3 58.6 58.6 59.0 60.0 60.0 60.0 B n ro to Từ bàn Ro to tới mặt biển:41.4mM SL C hiều sâu nước biển 57.25 m M S L C hâ n đế ống 13-3/8" 1,878 m B R T C hiếu sâu đặt P ake 2,195 m B R T Đỉnh ống lọc cát lửng 6-5/8" 2,452.5 m B R T C hâ n đế ống 9-5/8" 2,503 m B R T Đáy ống lọc cát lửng 6-5/8" 3,148 m B R T C hiều sâu cuối giếng 3,150m B R T Hình 4.6: Sơ đồ cột ống khai thác giếng 15.2-RD-E-27P 114 Nhìn chung, trình thi cơng hồn thiện giếng 15.2-RD-E-27P tiến hành theo thiết kế, tồn q trình thả ống lọc cát, tuần hồn bơm xử lý axít hồn thành 82 giờ, thời gian thả cột ống khai thác 42 giờ, tổng cộng cơng đoạn hồn thiện giếng chiếm 124 (~6 ngày) 4.3 Kết áp dụng đánh giá hiệu hoàn thiện giếng 4.3.1 Hiệu kỹ thuật Q trình gọi dịng giếng: Giếng 15.2-RD-E-27P sau hoàn thiện đưa vào khai thác ngay, q trình gọi dịng giếng thực cách bơm khí gaslift vào khoảng khơng vành xuyến cột cần khai thác ống chống khai thác Cơng tác gọi dịng khí gaslift đơn giản nhiều so với phương pháp khác thả ống mềm bơm ni tơ lỏng, bơm dầu nhẹ,…v.v Quá trình khai thác: Giếng 15.2-RD-E-27P đưa vào khai thác tháng năm 2006, tính đến hai năm Giếng cho lưu lượng ổn định, kết thử giếng cho thấy khơng có nhiễm bẩn thành hệ q trình khoan hồn thiện giếng, khơng có xâm nhập cát từ vỉa vào thân giếng nhờ có ống lọc cát Kết thử giếng cho thông số Bảng 4.5 115 Bảng 4.5: Kết thử giếng tính tốn phương pháp phục hồi áp suất (build-up test) Tên giếng 15.2-RD-E-27P Tầng sản phẩm khai thác Mioxen hạ Khoảng khai thác 2503-3150m Thời gian thử vỉa 240 Cỡ choke 64/64” Lưu lượng dầu 5250 thùng/ngày đêm Lưu lượng nước Lưu lượng khí 3.000.000 ft3/ngày đêm Tỉ số khí dầu (GOR) 500 ft3/thùng dầu Áp suất đầu giếng 500 psi Áp suất chảy đáy giếng (Pf) 2400 psi Áp suất đóng giếng đáy giếng (Ps) 2540 psi Áp suất ban đầu tính đáy giếng 2630 psi Hệ số sản phẩm (PI) 22,5 Hệ số nhiễm bẩn (skin-S) -0,5 116 Thực tế cho thấy, năm trước đây, số lượng đáng kể giếng khoan khai thác tầng Miocene hạ mỏ Rạng Đông mỏ lân cận mỏ Ruby, Bạch Hổ,…v.v thi công theo công nghệ cũ chống ống, bơm trám xi măng bắn mở vỉa sử dụng ống đục lỗ thường cho sản lượng khai thác không cao, thường khoảng 2000 đến 4000 thùng dầu ngày đêm Một số giếng phải đóng lại cát xâm nhập nghiêm trọng ảnh hưởng đến thiết bị bề mặt, số giếng bị cát bít kín cột ống khai thác tầng sản phẩm ngừng chảy Trong số giếng lại, xảy nhiều giếng có tình trạng khai thác lẫn cát với hàm lượng cao Như vậy, giếng 15.2-RD-E-27P, việc sử dụng cơng nghệ hồn thiện giếng ống lọc cát hoàn thành tốt nhiệm vụ: - Ngăn chặn cát xâm nhập từ vỉa vào thân giếng - Hiệu hoàn thiện giếng cao, hệ số sản phẩm tốt (Skin = -0,5) Cho đến tháng năm 2007, giếng khoan ngang sử dụng đơn pha chế dung dịch mở vỉa sản phẩm cơng nghệ hồn thiện ống lọc cát thi công xong đưa vào khai thác hầu hết giếng Miocene lại cho sản lượng khai thác dầu cao so với dự định khơng có nhiễm bẩn thành hệ, hệ số skin khoảng -0.5~0, lưu lượng khai thác khoảng 2000 - 6000 thùng dầu /ngày đêm, hệ số khai thác (PI) biến đổi khoảng đến 24 thùng dầu/ngày đêm/ psi Hệ số nhiễm bẩn từ -0.5~0 cho thấy hiệu hoàn thiện giếng tốt hẳn giếng hoàn thiện giếng trước thả ống chống, trám xi măng bắn vỉa sử dụng ống đục lỗ sẵn trình bày Chương 1, Hình 1.12 Hình 1.13 Tất giếng hồn thiện cơng nghệ hồn thiện sử dụng ống lọc cát từ đưa vào khai thác chưa thấy có xâm nhập cát, sản lượng giếng tương đối ổn định Như vậy, ta đến nhận xét cơng nghệ hồn thiện giếng sử dụng ống lọc cát cho vỉa Mioxen hạ thành công 117 Cơng nghệ hồn thiện tiếp tục áp dụng cho giếng khoan tầng Mioxen hạ mỏ Rạng Đông 4.3.2 Hiệu kinh tế Để đánh giá so sánh hiệu kinh tế cơng nghệ hồn thiện giếng có sử dụng ống lọc cát cơng nghệ hồn thiện giếng cũ (chống ống, trám xi măng bắn vỉa hay thả ống chống lửng, ta so sánh hai tiêu: - Chi phí hồn thiện giếng theo cơng nghệ hồn thiện bao gồm: • Chi phí hồn thiện giếng ban đầu • Chi phí phát sinh khắc phục cố trình khai thác - Lợi nhuận mang lại theo cơng nghệ hồn thiện giếng * Chi phí hồn thiện giếng cho cơng nghệ trình bày Bảng 4.6 Bảng 4.6: Chi phí hồn thiện giếng (tính thời gian sử dụng giàn khoan) Loại chi phí Chi tiết Ống lọc cát Bắn vỉa (nghìn USD) (nghìn USD) Ống đục lỗ sẵn (nghìn USD) Chi phí hồn - Chi phí thêm thiện giếng thay đổi công 1.200 0 nghệ khoan 300 650 800 - Thiết bị 140 320 400 - Dịch vụ lắp đặt ngày x 400 ngày x 400 4.5 ngày x 400 - Thời gian sử USD/ngày = USD/ngày = = USD/ngày dụng giàn khoan 2.800 1.800 2.000 Chi phí phát - Súc rửa cát sinh (1 năm) 12 lần/năm x 20 12 lần/năm x USD/lần/giếng 20USD/lần/giếng = 240 = 240 Tổng chi phí cố định 5.200 3.700 Tổng chi phí phát sinh đời giếng (8 năm) năm x 240 năm x 240 = USD/năm = USD/năm 1.920 1.920 Tổng cộng chi phí 5.200 5.620 2.240 4.160 118 Bảng chi phí đơn giản hóa với việc tính đến chi phí lớn tất chi phí hồn thiện giếng khoan Nhìn chung, chi phí hồn thiện giếng cho cơng nghệ sử dụng ống lọc cát nhỏ chi phí cho cơng nghệ hoàn thiện giếng bắn vỉa 420.000 USD lớn chi phí cơng nghệ thả ống đục lỗ sẵn 1.040.000 USD * Lợi nhuận: Để đơn giản hóa ta tính lợi nhuận thu năm cho giếng với cơng nghệ hồn thiện giếng khác với giả thiết: - Lưu lượng khai thác ổn định năm - Hiệu suất hoạt động giếng đạt 90% - Tốc độ suy giảm sản lượng - Giá dầu thơ trung bình năm: 60 USD/thùng (giá thời điểm hoàn thiện giếng) - Lưu lượng khai thác trung bình năm 4830 thùng/ngày đêm với hệ số Skin = 0, PI = 21 - Lưu lượng khai thác trung bình năm cho giếng hoàn thiện sử dụng ống lọc cát với hệ số skin = -0.5, PI tương ứng 22.5, lưu lượng khai thác trung bình: 5100 thùng/ngày đêm - Lưu lượng khai thác trung bình năm cho giếng hồn thiện bắn vỉa thả ống đục lỗ với hệ số skin trung bình (lấy trung bình kết thống kê Hình 1.12), PI tương ứng 16, lưu lượng khai thác trung bình: 3680 thùng /ngày đêm Cơng nghệ hồn thiện giếng sử dụng ống lọc cát: Lợi nhuận năm = 5100 x 60 x 365 x 90% = 100.521.000 USD Cơng nghệ hồn thiện giếng bắn vỉa: Lợi nhuận năm = 3680 x 60 x 365 x 90% = 72.532.800USD 119 Như chênh lệch lợi nhuận năm công nghệ hoàn thiện giếng sử dụng ống lọc cát so với công nghệ bắn vỉa thả ống đục lỗ gần 29 triệu USD lớn so với chênh lệch chi phí hồn thiện giếng Với tình hình giá dầu thơ cao nay, lợi ích kinh tế thu lớn nhiều Việc áp dụng công nghệ hoàn thiện giếng sử dụng ống lọc cát cho giếng khai thác dầu khí tầng sản phẩm Mioxen hạ mỏ Rạng Đông đem lại hiệu kỹ thuật kinh tế tốt Tác giả kiến nghị cơng nghệ hồn thiện giếng sử dụng ống lọc cát tiếp tục sử dụng cho giếng khai thác tầng sản phẩm Mioxen hạ mỏ Rạng Đông tương lai 120 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đề tài khái qt hóa cơng nghệ hồn thiện giếng sử dụng giếng giải pháp ngăn ngừa xâm nhập cát vào giếng khai thác dầu vỉa sản phẩm Mioxen hạ mỏ Rạng Đơng Cơng nghệ hồn thiện giếng sử dụng ống lọc chặn cát công nghệ áp dụng lâu đời giới, nhiên việc áp dụng công nghệ vào mỏ khác với cấu trúc địa chất cần triển khai kỹ lưỡng toàn diện tùy theo điều kiện địa chất vùng mỏ, công nghệ khoan sử dụng Việc áp dụng thành cơng cơng nghệ hồn thiện giếng sử dụng ống lọc cát số giếng vỉa Mioxen hạ mỏ Rạng Đông cho thấy tiềm áp dụng cơng nghệ hồn thiện giếng vào giếng tương lai mỏ lân cận có đặc tính vỉa sản phẩm tương đồng Kiến nghị Qua kinh nghiệm quan sát vỉa Mioxen hạ mỏ Rạng Đông cho thấy tượng cát sập lở xâm nhập khơng xảy giai đoạn khai thác ban đầu mỏ xảy giai đoạn mỏ trưởng thành Hiện tượng cát sập lở xâm nhập vào thân giếng hay nhiều lý kết hợp mức độ cố kết đất đá, giảm áp suất vỉa, lưu lượng khai thác, thông số chất lưu vỉa xâm nhập nước vỉa hay nước bơm ép vào thân giếng khai thác Việc áp dụng cơng nghệ hồn thiện giếng đơn giản vào giai đoạn đầu mỏ cho phép đẩy nhanh tiến độ khai thác mỏ gây nhiều khó khăn cho cơng tác khai thác kiểm sốt cát giai đoạn sau, có cát xâm nhập Cơng nghệ hồn thiện giếng sử dụng ống lọc cát cho hiệu tốt mặt kỹ thuật lẫn kinh tế Tác giả có kiến nghị sau: 121 Cơng nghệ hồn thiện giếng sử dụng ống lọc cát nên tiếp tục áp dụng cho giếng khai thác phát triển vỉa Mioxen hạ mỏ Rạng Đơng Đề nghị áp dụng cơng nghệ hồn thiện giếng sử dụng ống lọc cát cho mỏ lân cận có vỉa sản phẩm Mioxen hạ vỉa cát với đặc điểm địa chất tương tự vỉa sản phẩm Mioxen hạ oligôxen giai đoạn đầu mỏ Việc áp dụng cơng nghệ hồn thiện giếng từ đầu không giúp ngăn ngừa nguy cát xâm nhập tương lai mà cịn cho hiệu hồn thiện cao, giảm tối đa độ nhiễm bẩn thành hệ đạt hệ số sản phẩm cao Trong giếng khoan ngang với phần thân giếng khoan vỉa sản phẩm dài, đề nghị sử dụng thiết bị khoan đặc biệt (Power Drive), thiết bị cho phép quay cần khoan với động đáy nhằm tạo nên thân giếng trơn tạo điều kiện dễ dàng cho việc thả cột ống lọc cát Thời gian cho công tác chuẩn bị giếng khoan thả thiết bị doa thành giếng khoan trước thả cột ống lọc cát cắt bỏ q trình kéo thả khơng thấy tượng bó hẹp thành giếng nhằm thả cột ống lọc cát thời gian nhanh sau khoan mở vỉa Đề nghị theo dõi chặt chẽ hoạt động khai thác giếng hoàn thiện công nghệ sử dụng ống lọc cát nhằm quan sát thay đổi sản lượng giếng kiểm sốt cát mặt từ liên hệ tới xâm nhập cát vào đáy giếng Trong trường hợp có cát xâm nhập vào thân giếng qua ống lọc cát, cần phải tiến hành công việc tìm nguyên nhân, cần thiết phải nghiên cứu thay đổi cỡ sàng ống lọc cát cho giếng sau nhằm đạt hiệu ngăn ngừa cát 122 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ Nguyễn Mạnh Tuấn, Nguyễn Văn Giáp (2006), “Nghiên cứu ảnh hưởng đường kính định tâm tới hướng chịong khoan”, Tuyển tập cơng trình khoa học, kỷ niệm 40 năm thành lập môn Khoan - Khai thác, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà nội, tr 15-18 Triệu Hùng Trường, Nguyễn Mạnh Tuấn (2006), “Nghiên cứu làm việc máy bơm ly tâm mạng lưới vận chuyển dầu khí”, Tuyển tập cơng trình khoa học, kỷ niệm 40 năm thành lập môn Khoan - Khai thác, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà nội, tr 65-67 Nguyễn Mạnh Tuấn, Trịnh Việt Thắng (2008), “Ultradril - Hệ dung dịch khoan ức chế sét hiệu cao, nâng cao tốc độ khoan đạt hiệu kinh tế môi trường”, Tuyển tập báo cáo hội nghị KHCN Viện Dầu Khí Việt Nam: 30 năm phát triển hội nhập, tr 663-668 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO Cao Ngọc Lâm (2000), Thiết kế chế độ khoan tối ưu, Chương trình đào tạo Cao học, Khoa sau đại học, Trường Đại học Mỏ-Địa chất Trần Đình Kiên (2000), Dung dịch khoan vữa trám, Chương trình đào tạo Cao học, Khoa sau đại học, Trường Đại học Mỏ-Địa chất Lê Xuân Lân (2000), Phá hủy đá, Chương trình đào tạo Cao học, Khoa sau đại học, Trường Đại học Mỏ-Địa chất Lê Xuân Lân (1998), Lý thuyết khai thác tài ngun lỏng khí, Chương trình đào tạo Cao học, Khoa sau đại học, Trường Đại học Mỏ-Địa chất Đinh Hữu Kháng, Vũ Văn Minh, Đỗ Văn Khạnh, Lê Đắc Hóa (2005), “Một số giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu mức độ nhiễm bẩn khoan mở vỉa sản phẩm giếng khoan thuộc bồn trũng Cửu Long”, Tạp chí Dầu khí số 6-2005 Đỗ Văn Khạnh (2006), Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ mở vỉa vỉa sản phẩm bồn trũng Cửu long, Luận án Tiến sĩ Địa chất, Trường Đại học Mỏ-Địa chất JVPC (2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007), Well Completion Reports Cuu Long JOC ( 2004, 2005, 2006, 2007), Final Well Reports Hoang Long JOC (2004, 2005, 2006, 2007), Final Well Reports 10 Hoan Vu JOC (2004, 2005, 2006, 2007), Final Well Reports 11 Adam t Bourgoyne, Jr Keith K Millheim, Martin E Chenevert, F.S Young Jr (1991)-Applied Drilling Engineering, Society of Petroleum Engineers, Richardson, TX 12 Nguyễn Tiến Long, Sung Jin Chang (1999), Regional Geology and Geological Evolution of the Cuu Long Basin 124 13 David K Manning, Dan Eckhout, Walter Martin and others (2004), Su Tu Den Formation Damage Avoidance; Drill, Complete and Procedure Successfully in the upper Miocene Sand Unit 14 Penberthy, W and Shaughnessy (1992), Sand Control, SPE Series on Special Topics, Volume 1, 1992 ... ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN MẠNH TUẤN NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HOÀN THIỆN GIẾNG KHAI THÁC DẦU KHÍ TẠI MỎ RẠNG ĐƠNG Chun ngành : Kỹ thuật khoan, khai thác cơng nghệ dầu khí Mã... thân giếng khai thác nhằm trì sản lượng dầu khí, giải khó khăn thiệt hại cho cơng tác khai thác dầu khí, nâng cao tuổi thọ khai thác giếng Do vậy, luận văn tập trung nghiên cứu ? ?Các giải pháp nâng. .. pháp nâng cao chất lượng hồn thiện giếng khai thác dầu khí mỏ Rạng Đơng” cần thiết mang tính thực tiễn cao Việc nâng cao chất lượng họat động hoàn thiện giếng với cơng nghệ hồn thiện giếng kéo