Nghiên cứu hoàn thiện cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng cho phát triển mỏ đại hùng giai đoạn 2

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRỊNH DUY HÂN NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CẤU TRÚC HỆ THỐNG THIẾT BỊ LÒNG GIẾNG CHO PHÁT TRIỂN MỎ ĐẠI HÙNG GIAI ĐOẠN II Chuyên ngành : Kỹ thuật khoan - khai thác Công nghệ dầu khí LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2009 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS Vũ Văn Ái Cán hướng dẫn khoa học : TSKH Trần Xuân Đào Cán chấm nhận xét : PGS TS Lê Phước Hảo Cán chấm nhận xét : TS Hoàng Quốc Khánh Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc oOo Tp HCM, ngày 28 tháng 06 năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRỊNH DUY HÂN Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 20-12-1981 Nơi sinh: Thái Bình Chuyên ngành: Kỹ thuật khoan - khai thác Cơng nghệ dầu khí MSHV: 03707421 1- TÊN ĐỀ TÀI: “Nghiên cứu hoàn thiện cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng cho phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II” 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Nghiên cứu đánh giá tiêu tầng sản phẩm mỏ Đại Hùng nhằm định hướng cho giai đoạn phát triển mỏ; - Thu thập, thống kê số liệu thực tế phân tích trạng hệ thống thiết bị lòng giếng (giai đoạn I) Nghiên cứu đánh giá vấn đề tồn đọng, mặt hạn chế hệ thống thiết bị lịng giếng giai đoạn I q trình lắp đặt, vận hành, can thiệp giếng năm qua; - Nghiên cứu, tính tốn hồn thiện cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng phù hợp, đảm bảo yêu cầu thực tế cho phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II (năm 2009-2011), góp phần nâng cao tính hiệu đề án 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 02-02-2009 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 03-07-2009 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS VŨ VĂN ÁI TSKH TRẦN XUÂN ĐÀO Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH KHOA QL CHUYÊN NGÀNH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc oOo Tp HCM, ngày 28 tháng 06 năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRỊNH DUY HÂN Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 20-12-1981 Nơi sinh: Thái Bình Chuyên ngành: Kỹ thuật khoan - khai thác Cơng nghệ dầu khí MSHV: 03707421 1- TÊN ĐỀ TÀI: “Nghiên cứu hoàn thiện cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng cho phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II” 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Nghiên cứu đánh giá tiêu tầng sản phẩm mỏ Đại Hùng nhằm định hướng cho giai đoạn phát triển mỏ; - Thu thập, thống kê số liệu thực tế phân tích trạng hệ thống thiết bị lòng giếng (giai đoạn I) Nghiên cứu đánh giá vấn đề tồn đọng, mặt hạn chế hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoạn I trình lắp đặt, vận hành, can thiệp giếng năm qua; - Nghiên cứu, tính tốn hồn thiện cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng phù hợp, đảm bảo yêu cầu thực tế cho phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II (năm 2009-2011), góp phần nâng cao tính hiệu đề án 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 02-02-2009 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 03-07-2009 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS VŨ VĂN ÁI TSKH TRẦN XUÂN ĐÀO Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH KHOA QL CHUYÊN NGÀNH LỜI CẢM ƠN Sau thời gian dài chuẩn bị tài liệu làm việc nghiêm túc, luận văn thạc sĩ với đề tài “Nghiên cứu hồn thiện cấu trúc hệ thống thiết bị lịng giếng cho phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II” hồn thành Để có kết này, tác giả xin chân thành cảm ơn bảo, giúp đỡ tận tình Thầy hướng dẫn, Thầy Cơ Khoa Kỹ Thuật Địa Chất Dầu Khí – Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM, đồng nghiệp, bạn bè gia đình Tác giả xin chân thành cám ơn TS Vũ Văn Ái – ĐHBK TPHCM TSKH Trần Xuân Đào – Xí Nghiệp Liên Doanh Dầu Khí Việt Xơ hướng dẫn, cho ý kiến chỉnh sửa tạo điều kiện tốt để hoàn thiện luận văn Cuối xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Tổng cơng ty Thăm dị Khai thác Dầu khí (PVEP), Cơng ty dầu khí Đại Hùng, đồng nghiệp dự án phát triển mỏ Đại Hùng đối tác cung cấp thiết bị lòng giếng cho dự án phát triển mỏ Đại Hùng bao gồm Công ty Weatherford, Schlumberger, Baker Oil Tools, Halliburton, Sumitomo tạo điều kiện giúp đỡ trình thu thập số liệu, chạy phần mềm mô cập nhật cơng nghệ Trân trọng Trịnh Duy Hân TĨM TẮT LUẬN VĂN Hiện tại, dầu khí nguồn lượng chiến lược quan bậc kinh tế có Việt Nam Ngành dầu khí Việt Nam cho thấy vai trò quan trọng kinh tế quốc dân, đóng vai trị mũi nhọn tiến trình phát triển đất nước Thực tế thấy sản lượng khai thác dầu khí hàng năm nước ta giảm dần, việc tích cực tìm kiếm mỏ phát triển mở rộng mỏ khai thác cơng ty Dầu khí tiến hành tích cực nhằm trì gia tăng sản lượng khai thác Dầu Mỏ Đại Hùng đưa vào khai thác giai đoạn I năm 1994 với 11 giếng ngầm khu vực phía Bắc mỏ Năm 2006, Thủ tướng Chính phủ phê duyệt cho phép Cơng ty Dầu khí Đại Hùng tiến hành phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II Mỏ Đại Hùng mỏ nước sâu xa bờ, điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, trình thực đề án phát triển mỏ Đại Hùng gặp nhiều khó khăn liên quan đến cơng nghệ chi phí đầu tư, đề án khai thác dầu Việt Nam với hệ thống trang thiết bị ngầm điều khiển từ giàn bán chìm DH-01 Qua trình quản lý điều hành khai thác mỏ năm qua, hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoạn I cho thấy bất cập, tồn đọng xem nguyên nhân vận hành không hiệu cơng nghệ lạc hậu khơng cịn tương thích với điều kiện thực tế khai thác quản lý mỏ công ty Từ đưa vào khai thác từ năm 1994 đến cho thấy hạn chế định, gây khó khăn q trình thi công, lắp đặt, vận hành can thiệp sửa chữa giếng điều kiện khai thác ngầm vùng nước sâu xa bờ mỏ Đại Hùng Chính vậy, việc phân tích, nghiên cứu hồn thiện hệ thống thiết bị lòng giếng cho phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II sở yêu cầu đáp ứng tiêu chí giải vấn đề tồn đọng hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoạn I xem vấn đề có tính cấp thiết Nội dung luận văn bao gồm: Chương 1: Tổng quan mỏ Đại Hùng; Trình bày tổng qt vị trí địa lý, đặc điểm địa chất, lịch sử tìm kiếm, thăm dị, phát triển khai thác dầu khí mỏ Đại Hùng Chương 2: Thực trạng hệ thống thiết bị lịng giếng mỏ Đại Hùng; Giới thiệu tình hình khai thác thực tế, phân tích trạng thống kê tồn hệ thống thiết bị lòng giếng (giai đoạn I) trình lắp đặt vận hành khai thác mỏ Chương 3: Cơ sở lý thuyết; Phân tích lĩnh vực liên quan đến cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng hồn thiện giếng Trình bày sở lý thuyết dòng chảy từ đáy giếng lên bề mặt, giới thiệu phần mềm chuyên dụng phục vụ công tác tính tốn, nghiên cứu hồn thiện cấu trúc đánh giá hiệu kỹ thuật, kinh tế hệ thống thiết bị lòng giếng cho phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II Chương 4: Nghiên cứu hoàn thiện cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng cho phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II; Nghiên cứu hoàn thiện hệ thống thiết bị lòng giếng cho phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II sở yêu cầu đáp ứng tiêu chí giải vấn đề tồn đọng hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoạn I Đánh giá hiệu kỹ thuật kinh tế cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng Monobore đề xuất Kết luận kiến nghị; Phần cuối nêu lên kết luận tổng kết rút từ vấn đề trình bày tồn luận văn kiến nghị cần ý tiếp tục nghiên cứu để áp dụng đề tài thành cơng cho dự án phát triển mỏ Đại Hùng Tài liệu tham khảo; Bảng viết tắt; Lý lịch trích ngang Quá trình nghiên cứu hồn thiện hệ thống thiết bị lòng giếng để áp dụng cho dự án dầu khí bao gồm nhiều lĩnh vực liên quan Do thời gian cơng tác thực tế cịn chưa nhiều, kiến thức hạn chế nên chắn luận văn nhiều vấn đề chưa thể đề cập khó tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận đóng góp giúp đỡ Thầy Cơ tồn thể Hội đồng chuyên ngành bạn đồng nghiệp MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MỎ ĐẠI HÙNG 1.1 Khái quát đặc điểm vị trí địa lý ………………………………………… 04 1.2 Đặc điểm địa tầng…………………………….…………….…………… 05 1.3 Đặc tính dầu thơ………………………………….………… ……… 09 1.4 Dầu khí chỗ trữ lượng thu hồi……………………………….…… 11 1.5 Lịch sử tìm kiếm – thăm dị phát triển…………………….………… 12 CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG HỆ THỐNG THIẾT BỊ LÒNG GIẾNG GIAI ĐOẠN I MỎ ĐẠI HÙNG 2.1 Giới thiệu …… ……………………………………………….……….… 16 2.2 Vai trò hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoạn I ……….………… 21 2.3 Thành phần cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoạn I.… 21 2.4 Những vần đề tồn đọng hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoạn I.… 31 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Các lĩnh vực liên quan đến hệ thống thiết bị lòng giếng … 37 3.2 Lý thuyết chuyển động dòng chảy ống đứng……… … 39 3.3 Giới thiệu phần mềm chuyên dụng ……………………………… 51 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CẤU TRÚC HỆ THỐNG THIẾT BỊ LÒNG GIẾNG CHO PHÁT TRIỂN MỎ ĐẠI HÙNG GIAI ĐOẠN II 4.1 Nghiên cứu hoàn thiện cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng cho phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II………………………………….… 53 4.2 Phân tích, đánh giá hiệu kỹ thuật kinh tế việc áp dụng cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng dạng Monobore.…………….…….…… 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO BẢNG VIẾT TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mỏ Đại Hùng mỏ nước sâu xa bờ, điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, trình thực dự án phát triển mỏ Đại Hùng gặp nhiều khó khăn liên quan đến cơng nghệ chi phí đầu tư, dự án khai thác dầu Việt Nam với hệ thống trang thiết bị ngầm điều khiển từ giàn bán chìm DH-01 Mỏ Đại Hùng đưa vào khai thác giai đoạn I năm 1994 với 11 giếng ngầm khu vực phía Bắc mỏ Năm 2006, Thủ tướng Chính phủ phê duyệt cho phép Cơng ty Dầu khí Đại Hùng tiến hành phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II Qua trình khai thác, hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoạn I cho thấy hạn chế lắp đặt, khó khăn vận hành không hiệu can thiệp giếng nâng cao sản lượng thu hồi dầu Nguyên nhân công nghệ hệ thống thiết bị lòng giếng lạc hậu, cấu trúc phức tạp với nhiều thiết bị khơng cịn phù hợp với điều kiện thực tế, sách khai thác quản lý mỏ đặc thù cơng ty Dầu khí Đại Hùng Chính vậy, việc phân tích, nghiên cứu, hồn thiện cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng cho phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II sở đáp ứng tiêu chí giải vấn đề tồn đọng hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoạn I nhằm đảm bảo tiết kiệm chi phí đầu tư, rút ngắn thời gian khoan hoàn thiện giếng, dễ dàng lắp đặt, vận hành an tồn xem đề tài có tính cấp thiết tính thời Cơng ty Dầu khí Đại Hùng Luận điểm khoa học Luận điểm khoa học đề tài bao gồm: Nghiên cứu đánh giá hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoạn I trình lắp đặt, vận hành, can thiệp giếng năm qua; Nghiên cứu, tính tốn hồn thiện cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng phù hợp, đảm bảo yêu cầu thực tế cho phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II 80 Quy trình khoan giếng theo phương án Monobore sau: Khoan, thả ống trám xi măng ống dẫn hướng 30” đến chiều sâu 170m; Khoan, thả ống trám xi măng ống định hướng 20” đến chiều sâu 170m; Khoan, thả ống trám xi măng ống chống khai thác 9-5/8” đến chiều sâu 1600m; Khoan, thả ống trám xi măng ống chống lửng 7” đến chiều sâu 2400m; Thả hệ thống treo ống chống lửng kết nối ống khai thác 3-1/2” đến đáy giếng khoan; Tiến hành kích hoạt Packer để đầu treo ống chống lửng bám chặt vào thành ống lửng in; Bơm trám xi măng từ đáy giếng đến hệ thống treo ống chống lửng 3-1/2” Thời gian hoàn thành công tác khoan mô tả chi tiết bảng 4.3 81 Bảng 4.3: Thống kê thời gian khoan giếng [6] STT Giếng giai đoạn I Thành phần Giếng giai đoạn II (Monobore) Số ngày Thành phần Số ngày 2.72 Khoan lỗ 36” tới độ sâu 170mMD, thả ống dẫn hướng 30” trám xi măng 2.72 4.92 Khoan lỗ 26” tới độ sâu 650mMD, thả ống định hướng 20” trám xi măng 4.92 6.70 Khoan lỗ 36” tới độ sâu 170mMD, thả ống dẫn hướng 30” trám xi măng Khoan lỗ 26” tới độ sâu 650mMD, thả ống định hướng 20” trám xi măng Khoan lỗ 17-1/2” tới độ sâu 1600mMD, thả ống chống 13-3/8” trám xi măng 8.89 Khoan lỗ 12-1/4” tới độ sâu 1600mMD, thả ống chống 9-5/8” trám xi măng Khoan lỗ 12-1/4” tới độ sâu 3200mMD 7.75 Khoan lỗ 8-1/2” tới độ sâu 2400mMD, thả ống chống lửng 7” trám xi măng 6.26 Tiến hành Wireline Logging 3.00 Khoan lỗ 6-1/2” tới độ sâu 3200mMD 4.95 Thả ống chống khai thác 95/8” đến đáy giếng trám xi măng 2.80 Tiến hành Wireline Logging 3.00 Thả ống khai thác 3-1/2” đến đáy giếng trám xi măng 2.5 TOTAL 30.04 TOTAL 31.05 Từ bảng 4.3 cho thấy thời gian dự kiến để khoan hoàn thành chống ống trám xi măng theo phương án Monobore nhiều 1,5 ngày so với giai đoạn I 82 4.2.3 Cơng tác hồn thiện giếng 4.2.3.1 Qui trình lắp đặt Qui trình lắp đặt hệ thống thiết bị lòng giếng Monobore tiến hành sau: Thả phần hệ thống thiết bị lòng giếng (Upper Completion) với Packer đầu nối vào hệ thống treo ống chống lửng 3-1/2” chờ sẵn [7]; Kích hoạt Packer tiến hành thử độ kín hệ thống thiết bị lịng giếng cách tăng dần áp suất ống khai thác; Quá trình lắp đặt hệ thống thiết bị lòng giếng Monobore tương đối đơn giản tiết kiệm khoảng 1.5 ngày sử dụng giàn cấu trúc gọn nhẹ, thiết bị so với phương án hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoạn I (Bảng 4.4), [14] 4.2.3.2 Qui trình bắn mở vỉa gọi dịng Q trình gọi dòng sản phẩm khai thác tiến hành sau kết thúc thành cơng q trình lắp đặt hệ thống thiết bị lòng giếng, bao gồm giai đoạn sau: Mìn thả thơng qua ống khai thác đến vị trí mong muốn để bắn xuyên thủng thành ống chống khai thác lớp xi măng bao bọt kỹ thuật cáp tời ống Coiled Tubing; Tiến hành tuần hoàn dung dịch khoan dung dịch có tỷ trọng nhẹ hơn; Sử dụng kỹ thuật cáp tời để mở van tuần hoàn; Thay dung dịch hồn thiện giếng dầu lửa có tỷ trọng nhẹ cách bơm dầu lửa vào vành xuyến vào giếng thơng qua van tuần hồn; Theo dõi thay đổi áp suất đầu giếng độ chinh chênh áp suất (áp suất vỉa áp suất đáy giếng) tạo ra, giá trị chinh chêch áp suất đủ lớn xuất dịng dầu khai thác, q trình gọi dịng thành cơng; Nếu q trình thay dung dịch hồn thiện dầu lửa khơng thể gọi dịng sản phẩm khai thác sử dụng Nitrơ lỏng thông qua hệ thống Coiled Tubing Trong trường hợp này, hệ thống Coiled Tubing hoạt động hiệu đạt đến độ sâu mong ước khơng bị hạn chế thắt nút vài thiết bị có đường kính bên nhỏ mà cụ thể qua thiết bị bù trừ nhiệt 83 Với hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoạn I cơng tác bắn mở vỉa phải tiến hành trước thả thiết bị lòng giếng, điều nhiều làm tác động xấu đến vỉa, khó khăn cho cơng tác gọi dịng sau ảnh hưởng bít nhét khoảng bắn vỉa tạp chất dung dịch hoàn thiện thả thiết bị lịng giếng Đối với phuơng án Monobore công tác bắn mở vỉa tiến hành sau thả thiết bị lịng giếng, tiếp cơng tác gọi dịng thử giếng 4.2.3.3 Q trình thử vỉa Quá trình thử vỉa tiến hành lần cách thay đổi đường kính van tiết lưu bề mặt từ giá trị thấp đến giá trị cao tất tầng khai thác mở Nếu so sánh với trình thử vỉa hệ thống thiết bị lịng giếng có nhiều Packer van trượt giai đoạn I với phương án Monobore trình thử vỉa giảm thời gian sử dụng giàn khoan, ước tính khoảng 2,5 ngày [7] Bảng 4.4: Thống kê thời gian hoàn thiện giếng [14, 17] STT Giếng giai đoạn I Thành phần Giếng giai đoạn II (Monobore) Số ngày Lắp đặt thân thông ngầm 2,5 Bắn mở vỉa 2,5 Lắp đặt thả hệ thống thiết bị lịng giếng, kích hoạt Parker kiểm tra độ kín Gọi dịng thử vỉa Lắp đặt ITC, CTC thử áp suất thông ngầm TOTAL Thành phần Lắp đặt thân thông ngầm Lắp đặt thả hệ thống thiết bị lòng giếng, kích hoạt Parker kiểm tra độ kín Số ngày 2,5 2.0 3,5 Bắn mở vỉa 2,5 5.5 Gọi dòng thử vỉa Lắp đặt ITC, CTC thử áp suất thông ngầm TOTAL 3,0 2,0 16 2,0 12 84 Như vậy, từ bảng 4.3 bảng 4.4 cho thấy, so với giai đoạn I thời gian khoan hoàn thiện giếng Monobore cho phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II tính tốn khoảng ngày Với giá thuê giàn khoan dịch vụ vào khoảng 480.000 đơla/ngày [6] việc giảm thời gian khoan hoàn thiện ngày tiết kệm khoảng 1,44 triệu đơ, số có ý nghĩa thể tính hiệu lớn việc áp dụng cơng nghệ hồn thiện giếng với cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng theo kiểu Monobore cho phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II 4.2.4 Thiết bị lịng giếng Do cấu trúc hồn thiện giếng dạng Monobore đơn giản phí đầu tư thiết bị giảm đáng kể so với giai đoạn I Bảng 4.5: So sánh chi phí đầu tư thiết bị (liệt kê theo cấu trúc từ xuống) [7, 11] Thiết bị lịng giếng Tubing ½” Đơn vị Giai đoạn I Giai đoạn II (Monobore) Chêch lệch, (USD) m 1250 75.000 Cái 28 17 16.500 Bộ 02 01 180.000 Bộ 01 01 0 Flow Pup Joint Van an toàn (bao gồm hệ thống điều khiển thủy lực…) Van Bơm hóa phẩm Side Pocket Mandrell Dymmy Valve Tubing ½” Van bù trừ nhiệt Van tuần hoàn Đầu nối Liner Hanger Bộ 04 04 m Cái Cái Cái 2000 01 01 2400 01 01 - 20.000 30.000 - 40.000 Packer Cái 03 01 20.000 Van liên thông Cái 02 30.000 Ống Blast Joint (10ft) Ống 20 36.000 Ống đục lỗ Ống 05 22.500 Wireline Re-entry Guide Cái 01 800 Chênh lệch 350.800 85 Hệ thống thiết bị lòng giếng Monobore đề xuất cho hoàn thiện giếng phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II có cấu trúc gọn nhẹ, thành phần thiết bị khơng q phức tạp, thời gian chế tạo không dài sử dụng nhiều giới 4.2.5 Khả hoạt động sửa chữa giếng Hệ thống thiết bị lòng giếng dạng Monobore mang lại hiệu hoạt động cao toàn phần hệ thống thiết bị lòng giếng (Lower Completion) treo vào ống chống bơm trám xi măng khả hư hỏng phần thấp Theo đó, hệ thống thiết bị lòng giếng phân chia thành phần tách biệt bao gồm phần (Upper Completion) phần (Lower Completion) nên trường hợp Van an tồn khơng hoạt động địi hỏi phải thay cần kéo phần hệ thống thiết bị lòng giếng lên bề mặt, thay phải kéo tồn hệ thống thiết bị lịng giếng Thao tác khơng ảnh hưởng đến việc kích thích vỉa sản phẩm, dẫn đến khả gây nhiễm bẩn thành hệ khai thác giảm khả thu hồi sản lượng Đây xem ưu điểm quan trọng mà hệ thống thiết bị lòng giếng dạng Monobore mang lại so với kiểu thiết bị lòng giếng giai đoạn I 4.2.6 Khả can thiệp giếng để cô lập tầng khai thác Đối với hệ thống thiết bị dạng Monobore ban đầu cho phép khai thác đồng thời tầng sản phẩm Trong trình khai thác sau này, cần thiết cô lập tầng khai thác ngập nước hay lý ta dùng thiết bị chun dụng gọi Thru-Tubing Inflatable System lắp bằng Coil-Tubing Electrical Wireline (Hình 4.15) 86 End Sleeve Upper Straddle Packer External Cover (Nitrile Elastomeric Band) Stainless Steel Inconel Ribs Tầng cô lập Lower Straddle Packer Tầng khai thác dầu Hình 4.15: Mơ hình thiết bị Thru-Tubing Inflatable System [19] Như vậy, qua q trình phân tích, đánh giá hiệu mặt kỹ thuật kinh tế cho thấy phù hợp hệ thống thiết bị lòng giếng Monobore phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II Bảng 4.6 tổng hợp, so sánh hiệu phương án Monobore sở đáp ứng tiêu chí phát triển mỏ giải vấn đề tồn đọng hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoạn I kiện thuận lợi cho can thiệp giếng tương lai Có thể đóng khảo sát đóng/mở tầng khai thác có điều - Đảm bảo tiêu chí phát triển mỏ giai đoạn II - Đảm bảo tiêu chí phát triển mỏ giai đoạn II Có thể khai thác gaslift chuyển sang bơm ép nước cần thiết - Đảm bảo tiêu chí phát triển mỏ giai đoạn II - Đảm bảo tiêu chí phát triển mỏ giai đoạn II - Đảm bảo tiêu chí phát triển mỏ giai đoạn II Hiệu Tối thiểu ăn mòn thiết bị lòng giếng tầng sản phẩm, tối đa khả khai thác giếng Hệ thống thiết bị lòng giếng cho phép khai thác dầu tự phun từ tất trình vận hành điều kiện giếng khai thác ngầm tư, thuận tiện q trình lắp đặt hồn thiện, tránh rủi ro Cấu trúc hệ thống thiết bị lịng giếng đơn giản để giảm chi phí đầu triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II Đáp ứng tiêu chí hệ thống thiết bị lịng giếng cho phát Thành phần I STT Bảng 4.6: Bảng tổng hợp, so sánh hiệu phương án Monobore 87 II bố trí van an tồn sâu Van bơm hóa phẩm thủy lực Flapper dễn tới Flapper mở mở phần Flapper để bảo vệ hoạt động tốt van an toàn sâu, tránh rủi ro parafin làm kẹt - Phát huy tối đa chức chống hình thành Parafin khu vực thác ngầm hệ thống thiết bị điều khiển thủy lực bề mặt tới giảm thời gian chế tạo phí đầu tư khoảng 900 nghìn đô la cho thông khai - Chỉ cần 01 đường thủy lực thay 04 đường giai đoạn I, điều dẫn van tự cân 0.3%), [20] kiểu với 01 đường điều khiển hành, tỷ lệ hỏng hóc thấp (thống kê giới tới thời điểm tỷ lệ hỏng - Van đại, sử dụng rộng rãi toàn giới, dễ dàng lắp đặt, vận - Dễ dàng yêu cầu thu hồi thiết bị lòng giếng sau lắp đặt - Giảm thời gian lắp đặt thử Packer dẫn tới giảm thời gian hoàn thiện giếng - Tiết kiệm chi phí đầu tư - Tiết kiệm chi phí mua thiết bị lịng giếng khoảng 366 nghìn la khoảng 1,44 triệu so với giai đoạn I - Giảm khoảng ngày sử dụng giàn cho q trình khoan-hồn thiện giếng, tiết kiệm - Dễ dàng lắp đặt vận hành 01 Van an toàn sâu tự cân Chỉ cần 01 Parker đường kính ½” thiết bị với cấp Cấu trúc gọn nhẹ, đơn giản, bị lòng giếng giai đoạn I tồn đọng hệ thống thiết Giải vấn đề 88 89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Từ kết phân tích đánh giá thực trạng hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoạn I mỏ Đại Hùng, đưa số kết luận sau: - Hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoạn I đánh giá khơng cịn tương thích với điều kiện điều kiện thực tế sách khai thác quản lý mỏ đặc thù công ty; - Cấu trúc phức tạp hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoan I mỏ Đại Hùng làm cho chí phí đầu tư cao, q trình lắp đặt phức tạp vận hành, can thiệp khó khăn Nghiên cứu hoàn thiện đề xuất cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng dạng Monobore phù hợp với giai đoạn II phát triển mỏ Đại Hùng, cho phép đảm bảo hiệu đề án, nhờ: - Cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng đơn giản, thiết bị gọn nhẹ so với giai đoạn I, làm giảm chi phí đầu tư, thuận tiện q trình lắp đặt hồn thiện, tránh rủi ro trình vận hành điều kiện giếng khai thác ngầm, bao gồm: 01 SCSSV, 01 CIV, 04 SWG; 01 CV, 01 Parker, 01 MLHC ống khai thác ½”; - Hệ thống thiết bị lịng giếng cho phép khai thác dầu tự phun từ tất tầng sản phẩm, tối đa khả khai thác giếng, phù hợp với điều kiện khai thác ngầm tương thích với hệ thống thiết bị mỏ; - Tối thiểu ăn mòn thiết bị lịng giếng; - Có thể khai thác gaslift chuyển sang bơm ép nước cần thiết; - Có thể đóng khảo sát đóng/mở tầng khai thác có điều kiện tiến hành can thiệp giếng; - Cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng Monobore linh động phân chia thành phần nên trường hợp can thiệp, sửa chữa giếng cần kéo phần hệ thống thiết bị lòng giếng (Upper Completion) nên giảm đáng kể thời gian sử dụng giàn khoan, đồng thời không làm 90 ảnh hưởng nhiễm bẩn thành hệ sản phẩm; - Giảm đáng kể thời gian sử dụng giàn khoan phục vụ trình khoan hồn thiện giếng; - Tiết kiệm chi phí mua thiết bị giảm số lượng chủng loại thiết bị Kiến nghị: Hoàn thiện cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng dạng Monobore áp dụng cho toàn dự án vấn đề quan trọng, ảnh hưởng lớn đến trình phát triển mỏ, cần phải nghiên cứu thêm theo diện rộng chiều sâu nhằm ngăn ngừa rủi ro bất cập xảy Bên cạnh ưu điểm cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng Monobore phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II tiềm ẩn rủi ro hạn chế liên quan đến cơng tác khoan hồn thiện giếng, cần tiếp tục nghiên cứu sau: - Cập nhật, minh giải mơ hình vỉa, tính chất đất đá thành hệ, đặc tính chất lưu để tính tốn tính tốn đường kính hiệu dụng cần thiết nhỏ ống Tubing đảm bảo sản lượng khai thác yêu cầu kiểu hệ thống thiết bị lòng giếng Monobore; - Nghiên cứu thiết kế giếng cấu trúc hệ thống ống chống phương án khoan giếng Monobore để tối ưu thời gian chi phí khoan, đảm bảo thi cơng an tồn, đáp ứng u cầu điều kiện vỉa tiêu chí hồn thiện giếng; - Xem xét, tính tốn kỹ lưỡng để đánh giá xác tiềm dầu-khí-nước tầng khai thác để lựa chọn bắn mở vỉa đối tượng khai thác hiệu nhất, tránh vỉa áp suất thấp ngăn ngừa tượng xuất nước khai thác sớm; - Nghiên cứu phương án thích hợp cho q trình gọi dịng đồng thời khai thác nhằm kich thích tối đa khả cho dòng vỉa sản phẩm giếng khai thác với cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng Monobore - Đặc biệt ý đến hệ thống đầu treo ống chống lửng trong trình lắp đặt thử áp suất để loại trừ khả bị rị rỉ q trình khai thác sau 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO Công ty Dầu khí Đại Hùng – GIỚI THIỆU VỀ CƠNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ KHAI THÁC NGẦM MỎ ĐẠI HÙNG – 2004; Cơng ty Dầu khí Đại Hùng – HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG THIẾT BỊ TRÊN GIÀN KHAI THÁC FPU-DH1 – Năm 2004; Cơng ty Dầu khí Đại Hùng – BÁO CÁO SẢN XUẤT THÁNG VÀ NĂM MỎ ĐẠI HÙNG; Cơng ty Dầu khí Đại Hùng – QUY TRÌNH VẬN HÀNH HỆ THỐNG BƠM HĨA PHẨM MỎ ĐẠI HÙNG – Năm 2004; Cơng ty Dầu khí Đại Hùng – QUY TRÌNH VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG THỦY LỰC MỎ ĐẠI HÙNG – Năm 2004; Cơng ty Dầu khí Đại Hùng – ƯỚC TÍNH CHI PHÍ KHOAN CHO DỰ ÁN PHÁT TRIỂN MỎ ĐẠI HÙNG GIAI ĐOẠN II – Năm 2008; Công ty Dầu khí Đại Hùng – ƯỚC TÍNH CHI PHÍ THIẾT BỊ LÒNG GIẾNG DỰ ÁN PHÁT TRIỂN MỎ ĐẠI HÙNG - Năm 2008; Cơng ty Dầu khí Đại Hùng – BÁO CÁO KẾT QUẢ CHƯƠNG TRÌNH THỰC HIỆN CAN THIỆP GIẾNG DH-1P/2P/3P – Năm 2008; Lê Phước Hảo – GIÁO TRÌNH LÝ THUYẾT HỒN THIỆN GIẾNG; 10 Tổng cơng ty thăm dị khai thác dầu khí (PVEP) – BÁO CÁO KHOAN GIẾNG DH-7P/12X/8P/9P/10P – Năm 2004; 11 Tổng cơng ty thăm dị khai thác dầu khí (PVEP) – BÁO CÁO HOÀN THIỆN GIẾNG DH-7P/12X/8P/9P/10P – Năm 2004; 12 Tổng cơng ty thăm dị khai thác dầu khí (PVEP) – SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ DỰ ÁN PHÁT TRIỂN MỎ ĐẠI HÙNG GIAI ĐOẠN – Tháng 2/2006; 13 Xí nghiệp liên doanh Vietso (VSP) – DAI HUNG DRILLING REPORTS; 14 Bakerhuges– DAI HUNG COMPLETION ESTIMATED COST – Năm 2008; 15 FMC Energy – VERTICAL SUBSEA CHRISTMAS TREE MANUAL OPERATION – Năm 1994; 92 16 FMC Energy – HORIZONTAL SUBSEA CHRISTMAS TREE MANUAL OPERATION – Năm 2004; 17 FMC Energy – HORIZONTAL SUBSEA CHRISTMAS PROPOSAL – Năm 2008; 18 Halliburton – COMPLETION SYSTEM CATALOG – Năm 2008; 19 Halliburton – THRU-TUBING INFLATABLE SYSTEM – Năm 2009; 20 Halliburton – SELF EQUALIZING SCSSV TRACK RECORD – Năm 2009; 21 Halliburton – INTELLIGENT COMPLETION TECHNOLOGY – Năm 2009; 22 Schlumberger – COMPLETION SYSTEM CATALOG – Năm 2008; 23 Schlumberger – INTELLIGENT COMPLETION TECHNOLOGY – Năm 2009; 24 Schlumberger – PIPESIM SOFTWARE – Version 2003; 25 Schlumberger – TDAS SOFTWARE – Version 2007; 26 Sumitomo Corporation – RECOMMENDATION ABOUT MATERIAL SELECTION - 2008; 27 Sumitomo Corporation - TUBING MANUAL – 2008; 28 Sumitomo Corporation - PROPOSAL OF CLEAN-WELL TUBING – 2009 93 BẢNG VIẾT TẮT CIV – Chemical Injection Valve CV – Circulation Valve EPS – Early Production Study FPU – Floating Production Unit FSO – Floating Storing Offloading IDFC – Inverted Dual Ferrule Connection IPR – Inflow Performance Relation MLHC – Mechanical Liner Hanger Connection PVT – Pressure, Volume and Temperature PVEP – Petrovietnam Exploration and Production Company SCSSV – Surface Control Subsurface Safety Valve SWG – Side Pocket Mandrel with Gaslift Dummy Valve TDAS – Tubing Design and Analysis System 94 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Trịnh Duy Hân Ngày, tháng, năm sinh: 20-12-1981 Nơi sinh: Thái Bình Địa liên lạc: Tổng cơng ty Thăm dị khai thác Dầu khí (PVEP) Số 18 đường Láng Hạ, Quận Đống Đa, Hà Nội * Quá trình đào tạo: - Năm 1999 – 2004 : Sinh viên trường Đại Học Mỏ - Địa chất Hà Nội - Năm 2007 đến nay: Học viên cao học trường ĐH Bách Khoa Hồ Chí Minh * Q trình cơng tác: - Tháng 9/2005 – 9/2006: Kỹ sư khai thác PVEP, tham gia đề án “Nghiên cứu nội dung phương án phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II” “Sơ đồ công nghệ phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II” - Tháng 10/2006 – 2/2009: Kỹ sư biệt phái PVEP Cơng ty Dầu khí Đại Hùng, tham gia nhóm cơng tác “Hồn thiện giếng cho dự án phát triển mỏ Đại Hùng” - Tháng 3/2009 đến nay: Kỹ sư phát triển mỏ công ty PVEP ... Hùng giai đoạn II Chương 4: Nghiên cứu hoàn thiện cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng cho phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II; Nghiên cứu hồn thiện hệ thống thiết bị lịng giếng cho phát triển mỏ. .. THỐNG THIẾT BỊ LỊNG GIẾNG CHO PHÁT TRIỂN MỎ ĐẠI HÙNG GIAI ĐOẠN II 4.1 Nghiên cứu hoàn thiện cấu trúc hệ thống thiết bị lòng giếng cho phát triển mỏ Đại Hùng giai đoạn II………………………………….… 53 4 .2 Phân... khai thác giếng DH-9P [3] 20 Hình 2. 4: Cấu trúc hệ thống thiết bị lịng giếng giai đoạn I [1, 11] 21 2. 2 Vai trò hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoạn I Hệ thống thiết bị lòng giếng giai đoạn I