Nghiên cứu và lựa chọn phương pháp hoàn thiện các giếng khai thác trong giai đoạn phát triển mỏ sư tử trắng, lô 15 1, bồn trũng cửu long

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN MẠNH HÙNG NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP HOÀN THIỆN CÁC GIẾNG KHAI THÁC TRONG GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN MỎ SƯ TỬ TRẮNG, LÔ 15-1, BỒN TRŨNG CỬU LONG Chuyên Ngành : Kỹ Thuật Khoan - Khai Thác Công Nghệ Dầu Khí LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 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: TSKH Trần Xuân Đào Cán hướng dẫn khoa học: TS Vũ Văn Ái Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHIà VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc oOo Tp HCM, ngày tháng năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN MẠNH HÙNG Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 14-05-1981 Nơi sinh: Thái Bình Chuyên ngành: Kỹ thuật khoan - khai thác Cơng nghệ dầu khí MSHV: 03708450 1- TÊN ĐỀ TÀI: “Nghiên cứu lựa chọn phương pháp hoàn thiện giếng khai thác giai đoạn phát triển mỏ Sư Tử Trắng, lô 15-01, bồn trũng Cửu Long” 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Nghiên cứu phân tích tính chất thấm chứa tầng sản phẩm mỏ Sư Tử Trắng; - Nghiên cứu, phân tích đánh giá phương pháp mở vỉa sản phẩm cho giếng khai thác áp dụng cho mỏ Sư Tử Trắng; - Phân tích, tính tốn, đánh giá lựa chọn phương pháp mở vỉa sản phẩm phù hợp cho giếng khoan ST-XP, định hướng công nghệ bắn mở vỉa cho mỏ Sư Tử Trắng 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 02/02/2009 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30/06/2009 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TSKH TRẦN XUÂN ĐÀO TS VŨ VĂN ÁI Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) KHOA QL CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Sau thời gian chuẩn bị tài liệu, làm việc nghiêm túc khẩn trương, luận văn hoàn thành từ nỗ lực cá nhân giúp đỡ hỗ trợ từ phía gia đình, thầy cơ, bạn bè, trường đại học Tác giả xin bày tỏ biết ơn đến gia đình, người hướng dẫn khoa học bạn bè, trường đại học tạo điều kiện tốt để luận văn hoàn thành Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc hướng dẫn ý kiến góp ý chân tình hai thày TSKH Trần Xuân Đào (cán khoa học kĩ thuật – xí nghiệp liên doanh dầu khí Việt Xơ) TS Vũ Văn Ái (giảng viên khoa Kỹ thuật địa chất dầu khí – trường đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh) Cuối xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Công ty liên doanh điều hành dầu khí Cửu Long, đồng nghiệp cơng ty, đối tác cung cấp dịch vụ hoàn thiện giếng cho phát triển mỏ Sư Tử Trắng (bao gồm Công ty Schlumberger, Baker Oil Tools Halliburton) tạo điều kiện giúp đỡ trình thu thập số liệu cập nhật công nghệ tập thể lớp cao học khóa 2007 Nội dung luận văn tập trung vào việc trình bày nghiên cứu lựa chọn phương pháp hoàn thiện giếng khai thác ST-XP mỏ Sư Tử Trắng dựa tất nguồn liệu có tính đến thời điểm Bên cạnh đó, với thời gian có hạn nên luận văn chắn cịn có nhiều khiếm khuyết Tác giả mong nhận nhiều ý kiến đóng góp thầy cô, hội đồng khoa học để luận văn hoàn thiện TP HCM, Ngày 03 tháng 07 năm 2009 Người thực Nguyễn Mạnh Hùng TÓM TẮT LUẬN VĂN Cơng nghiệp dầu khí nghành mũi nhọn quốc gia năm gần ngành dầu khí Việt Nam có bước phát triển đáng kể, đóng góp phần lớn kinh tế đất nước Sản lượng khai thác dầu khí hàng năm mỏ giảm, để trì sản lượng khai thác dầu khí cần phải mở rộng tìm kiếm, thăm dị phát triển thêm mỏ Mỏ Sư Tử Trắng dự kiến đưa vào khai thác năm 2010 sau hoàn tất cơng đoạn tìm kiếm, thăm dị thẩm lượng năm 2008 Cơng việc hồn thiện giếng cơng đoạn góp phần quan trọng tối ưu hóa q trình khai thác, kéo dài tuổi thọ giếng nâng cao hệ số thu hồi sản phẩm nhằm mang lại hiệu kinh tế đầu tư Luận văn trình bày nghiên cứu phương pháp hồn thiện giếng ứng dụng cho giếng mỏ Sư Tử Trắng từ tính tốn, lựa chọn đề xuất phương pháp hồn thiện tối ưu phù hợp với đặc tính địa chất khu vực tăng hiệu kinh tế Luận văn thạc sĩ bao gồm bốn chương sau: Chương 1: Tổng quan khu vực bồn trũng Cửu Long mỏ Sư Tử Trắng Nội dung chương bao gồm: ƒ Tổng quan địa chất bồn trũng Cửu Long mỏ Sư Tử Trắng, lịch sử thăm dị mơi trường trầm tích,… ƒ Tổng quan hoàn thiện giếng khu vực lân cận giếng thăm dò – thẩm lượng khu vực nghiên cứu Chương 2: Cơ sở lý thuyết dòng chảy từ vỉa vào giếng, dòng chảy giếng, phương pháp hoàn thiện giếng phương pháp công nghệ bắn mở vỉa Đây chương sở lí thuyết để phục vụ cơng tác nghiên cứu phương pháp hoàn thiện giếng cho chương Nội dung chương bao gồm : ƒ Dòng chảy từ vỉa vào giếng (IPR) ƒ Dòng chảy giếng (TPR) ƒ Các phương pháp hoàn giếng ƒ Các phương pháp công nghệ bắn mở vỉa ƒ Phương pháp gọi dòng Chương 3: Nghiên cứu lựa chọn phương pháp hoàn thiện giệng khai thác ST-XP Trong chương này, đưa phương pháp hồn thiện giếng áp dụng cho giếng phát triển khai thác ST-XP Trên sở lí thuyết, nghiên cứu địa chất, phân tích khả cho dịng vỉa sản phẩm tính kinh tế phương pháp, từ đề xuất phương pháp hoàn thiện cho giếng ST-XP Nội dung chương bao gồm: ƒ Giới thiệu chung sơ đồ cấu trúc giếng khai thác ST-XP nguyên nhân ảnh hưởng tới hiệu hoàn thiện giếng ƒ Nghiên cứu phương pháp hoàn thiện giếng ST-XP ƒ Lựa chọn phương pháp hoàn thiện cho giếng ST-XP Kết luận kiến nghị Phần cuối luận văn kết luận rút từ vấn đề trình bày tồn luận văn kiến nghị cần tiếp tục nghiên cứu để áp dụng đề tài thành cơng cho phương pháp hồn thiện giếng phát triển khai thác mỏ Sư Tử Trắng nói chung giếng ST-XP nói riêng Tài liệu tham khảo Lý lịch trích ngang MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu Luận điểm khoa học đề tài .2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC BỒN TRŨNG CỬU LONG VÀ MỎ SƯ TỬ TRẮNG 1.1 Tổng quan địa chất bồn trũng Cửu Long mỏ Sư Tử Trắng 1.1.1 Tổng quan địa chất khu vực bồn trũng Cửu Long 1.1.1.1 Giới thiệu chung .4 1.1.2 Đặc điểm địa chất khu vực mỏ Sư Tử Trắng .5 1.1.2.1 Giới thiệu vị trí mỏ Sư Tử Trắng .5 1.1.2.2 Lịch sử tìm kiếm thăm dò 1.1.2.3 Đặc điểm địa chất khu vực mỏ Sư Tử Trắng 1.1.2.4 Môi trường trầm tích vỉa chứa mỏ Sư Tử Trắng 17 1.2 Tổng quan hoàn thiện giếng giếng khu vực lân cận giếng thăm dò – thẩm lượng .19 1.2.1 Đặc tính đất đá tính chất lưu biến chất lưu vỉa .20 1.2.1.1 Đặc tính đất đá vỉa 20 1.2.1.2 Tính lưu biến chất lưu vỉa 20 1.2.1.3 Tính lưu biến dung dịch hồn thiện .21 1.2.1.4 Cơng nghệ quy trình thực 21 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 24 2.1 Dòng chảy từ vỉa vào giếng 24 2.1.1 Định luật Darcy 24 2.1.2 Chỉ số khai thác (PI) 25 2.1.2.1 Sự thay đổi trạng thái pha chất lưu 26 2.1.2.2 Sự thay đổi độ thấm tương đối chất lưu 26 2.1.2.3 Sự thay đổi độ nhớt lưu chất 26 2.1.2.4 Sự thay đổi hệ số thể tích dầu 26 2.1.3.1 Hiệu ứng Skin S’ 27 2.1.3.2 Các nguồn lượng vỉa 28 2.2 Dòng chảy giếng (TPR) 29 2.3 Các phương pháp hoàn thiện giếng 30 2.3.1 Hoàn thiện giếng với ống chống, trám xi măng bắn mở vỉa 30 2.3.1.1 Đặc điểm phạm vi ứng dụng .30 2.3.1.2 Các ưu nhược điểm 31 2.3.2 Hoàn thiện giếng với ống chống, trám xi măng, bắn mở vỉa chèn sỏi 32 2.3.2.1 Đặc điểm phạm vi ứng dụng .32 2.3.2.2 Các ưu nhược điểm 33 2.3.3 Hoàn thiện giếng ống chống lửng phin lọc 33 2.3.3.1 Đặc điểm phạm vi ứng dụng .34 2.3.3.2 Các ưu nhược điểm 34 2.4 Các phương pháp công nghệ bắn mở vỉa 35 2.4.1 Các phương pháp bắn mở vỉa 35 2.4.1.1 Súng bắn mở vỉa đầu đạn 35 2.4.1.2 Ngòi nổ định hướng (hình nón) 37 2.4.2 Các thông số bắn mở vỉa 38 2.4.2.1 Mật độ lỗ bắn 38 2.4.2.2 Chiều sâu xâm nhập .38 2.4.2.3 Đường kính lỗ bắn 38 2.4.2.4 Góc pha bắn 39 2.5 Phương pháp gọi dòng 39 2.5.1 Mục đích, yêu cầu nguyên lí 39 2.5.2 Các phương pháp gọi dòng 40 2.5.2.1 Phương pháp thay dung dịch 40 2.5.2.2 Phương pháp gọi dòng Nitơ lỏng 40 2.5.2.3 Phương pháp gọi dòng gaslift 41 2.5.2.4 Phương pháp gọi dòng sử dụng hệ bọt 42 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP HOÀN THIỆN GIẾNG KHAI THÁC ST-XP 43 3.1 Sơ đồ cấu trúc giếng khai thác ST-XP nguyên nhân ảnh hưởng tới hiệu hoàn thiện giếng 43 3.1.1 Sơ đồ cấu trúc giếng khoan ST-XP 43 3.1.2 Các nguyên nhân ảnh hưởng tới hiệu hoàn thiện giếng 44 3.2 Các phương pháp hoàn thiện đề xuất cho giếng ST-XP 44 3.2.1 Phương pháp hoàn thiện giếng với ống chống, trám xi măng bắn mở vỉa 45 3.2.1.1 Ảnh hưởng thông số bắn vỉa 45 3.2.1.2 Ảnh hưởng điều kiện bắn vỉa 46 3.2.1.3 Ảnh hưởng độ nghiêng thân giếng 48 3.2.1.4 Ảnh hưởng tính khơng đồng vỉa, Kh/Kv 49 3.2.1.5 Dự kiến chi phí bắn mở vỉa cho phương pháp hoàn thiện chống ống, trám xi măng bắn mở vỉa .51 3.2.2 Hoàn thiện giếng với ống chống, trám xi măng, bắn mở vỉa chèn sỏi 53 3.2.2.1 Ảnh hưởng độ thấm kênh dẫn tạo bắn mở vỉa/hình dạng bắn mở vỉa 53 3.2.2.2 Ảnh hưởng hình dạng thân giếng 54 3.2.2.3 Dự kiến chi phí bắn mở vỉa cho phương pháp hồn thiện giếng chống ống, trám xi măng, chèn sỏi .55 3.2.3 Hoàn thiện giếng ống chống lửng phin lọc 56 3.2.3.1 Ảnh hưởng độ thấm khoảng lưới lọc/đới thân trần hệ số rửa vỏ bùn .56 3.2.3.2 Ảnh hưởng độ nghiêng thân giếng .57 3.2.3.3 Dự kiến chi phí bắn mở vỉa cho phương pháp hồn thiện giếng ống chống lửng phin lọc .58 3.3 Lựa chọn phương pháp hoàn thiện cho giếng ST-XP 59 3.3.1 Tính tốn giá trị Skin S’ hệ số chảy rối D phương pháp hoàn thiện nêu cho tập vỉa sản phẩm 59 3.3.1.1 Tính tốn cho tập cát E giếng ST-XP 61 3.3.1.2 Kết so sánh cho giếng ST-XP tập cát E 64 3.3.1.3 Tính tốn cho tập cát F giếng ST-XP 65 3.3.1.4 Kết so sánh cho giếng ST-XP tập cát F 67 3.3.2 Tính tốn kích thước ống khai thác 72 CÁC KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .73 1.Các kết luận .73 2.Kiến nghị 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 LÍ LỊCH TRÍCH NGANG .77 - 63 - 3.1.1.1 Kết so sánh cho giếng ST-XP tập cát E Kết so sánh lưu lượng dòng vào giếng theo áp suất đáy giếng (IPR) phương pháp hồn thiện giếng trình bày hình 3.18 Đánh giá khả khai thác lớp khu vực giếng ST-XP, tập 9000 8000 Áp su ấ t đá y g iế n g , p sia 7000 6000 5000 Trám xi măng, đục lỗ, SPF=4, Pha bắn=180, Độ nghiêng giếng=60 Trám xi măng, đục lỗ, SPF=6, Pha bắn=60, độ nghiêng giếng=0 Trám xi măng, đục lỗ, SPF=4, Pha bắn=180, Độ nghiêng giếng=0 4000 3000 Đục lỗ, chèn sỏi, SPF=18, Dp=1.15", độ nghiêng giếng=0 2000 Ống chống ống lọc Kann/Kr=0.2, Độ nghiêng giếng=0 Ống chống ống lọc Kann/Kr=0.2, Độ nghiêng giếng=60 Ống khai thác: WHP=4400 psia, kích thước 4-1/2" Ống khai thác: WHP=1300psia, kichq thước 4-1/2" 1000 00 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Lưu lượng ,MMSCFD Hình 3.18: Lưu lượng dịng vào theo áp suất đáy giếng cho giếng tập cát E Trên hình 3.18 trục X biểu diễn lưu lượng khai thác theo ngày (MMscfd), trục Y biểu diễn áp suất đáy giếng theo psia Khi khơng có dịng vào giếng áp suất đáy giếng áp suất vỉa Đường cong dòng khỏi giếng biểu diễn cho trường hợp ống khai thác có đường kính 4-1/2” giá trị áp suất miệng giếng 4400 1300 psia Tỉ số pha lỏng pha khí, LGR, giữ cố định bbl/MMscfd theo đánh giá lượng nước tồn pha khí điều kiện vỉa Đường cong cắt đường cong dòng vào IPR phương án hoàn thiện giếng vị trí có lưu lượng khai thác cao theo lý thuyết So sánh lưu lượng khai thác cao theo lý thuyết phương pháp hoàn thiện giếng, phương pháp chống ống, trám xi măng, đục lỗ chèn sỏi cho lưu lượng khai thác cao nhất, nhiên phương pháp chống ống, trám xi măng, đục lỗ mật độ cao cho giá trị lưu lượng tương đương với chi phí thấp Các phương pháp cịn lại cho lưu lượng thấp chi phí cao phương pháp chống ống, trám xi măng, đục lỗ mật độ cao - 64 - Chi phí cho phương pháp hoàn thiện giếng tổng hợp bảng 3.6 Bảng 3.6 Chi phí lưu lượng khai thác theo li thuyết cho phương pháp tập E Phương pháp Chi phí Chống ống, trám xi măng, đục lỗ Chống ống, trám xi măng, đục lỗ chèn sỏi Ống chống lửng làm lưới lọc Lưu lượng tối đa theo lí thuyết $2.95MM 114MMscfd $7.07MM 115MMscfd $4.55MM 115MMscfd Dựa kết so sánh tính động việc bắn mở khoảng khai thác cho giếng, kiểm tra khả cho dòng đới sản phẩm tính khả thi cao, phương pháp chống ống, trám xi măng, đục lỗ với mật độ cao đề xuất thực cho giếng ST-XP tập cát E 3.3.1.3 Tính tốn cho tập cát F giếng ST-XP Tại vị trí giếng ST-XP tập cát F có độ thấm tập cát E, nhiên cao có giá trị trung bình lớn 10md Các tính chất đất đá tập cát F sử dụng để phân tích dịng cho giếng ST-XP: Độ thấm trung bình, Kavg = 8.6 mD; Bề dày tổng, Htotal = 241ft TVD; Số phân lớp theo độ thấm : lớp : Lớp có độ thấm thấp (Lớp 1): K1 = 0.8 mD, H1 = 225ft Ỉ K1*H1 = 187 mD*ft; Lớp có độ thấm cao (Lớp 2): K2 = 14 mD, H2 = 84 ft Ỉ K2*H2 = 1216 mD*ft; Lớp có độ thấm cao (Lớp 3): K3 = 66 mD, H1 = 10 ft Ỉ K3*H3 = 690 mD*ft Tỉ số độ thấm ngang/độ thấm dọc, Kh/Kv = 1.6; Nhiệt độ vỉa: 3500F; - 65 - Độ nhớt khí: 0.3 cp thân giếng; Tỷ trọng khí: 0.62; Diện tích tháo khơ: 640 Acres; Bán kính tháo khơ, re = 2979 ft; Các hệ số hình học vỉa (Reservoir Geometric Factor ): GF Điều kiện dòng chảy hướng tâm giả ổn định GF = Ln(re/rw) – 3/4 Điều kiện dòng chảy rối GF = Sshapefactor + Ln(re/rw) – 3/4 Với: Sshapefactor ảnh hưởng hệ số hình dạng vỉa cho dịng chảy rối Giá trị skin S’ theo Darcy phi Darcy tính cho phương án hồn thiện giếng ST-XP tập F trình bày bảng 3.7 Bảng 3.7 Tính S’ D cho phương hồn thiện giếng ST-XP tập F Phương án hoàn thiện giếng Chống ống, trám xi măng bắn mở vỉa Kc/K 0.4 Kmf/Kr 0.5 mf/rw Đường kính lỗ bắn, Dp 0.35" Chiều dài lỗ bắn, Lp 16" Độ nghiêng thân giếng, Độ nghiêng, 60 Chống ống, trám xi măng, Đục lỗ, sỏi chèn Ống chống lửng làm phin lọc Đường kính lỗ bắn, Dp, 1.15" Kann/Kr 0.2 Độ nghiêng Hệ số rửa mùn 20% Góc pha bắn, 60 Góc pha bắn, 180 Loại súng, SPF, Loại súng, SPF, Loại súng, SPF 18 Độ nghiêng Krmf/Kr Độ nghiêng 60 Lớp K, md 0.8 H, ft 225 D, 1/Mscfd 2.20E-05 S' 1.1 14 84 3.30E-05 1.1 66 10 2.00E-04 1.1 0.8 225 4.70E-05 1.8 14 84 7.10E-05 1.8 66 10 4.40E-04 1.8 0.8 225 1.20E-05 -0.4 14 84 1.80E-05 66 10 1.10E-04 0.9 0.8 225 1.70E-04 1.9 14 84 2.60E-04 1.9 66 10 1.60E-03 1.9 0.8 225 2.60E-05 1.5 14 84 4.00E-05 1.5 66 10 2.40E-04 1.5 0.8 225 8.10E-06 -1.3 14 84 1.20E-05 -0.9 66 10 7.50E-05 -0.1 3.3.1.4 Kết so sánh cho giếng ST-XP tập cát F - 66 - Kết so sánh lưu lượng dòng vào theo áp suất đáy giếng (IPR) phương án hoàn thiện giếng trình bày hình 3.19 Đánh giá khả khai thác lớp khu vực giếng ST-XP, tập 9000 Ống chống ống lọc, Kann/Kr=0.2, Độ nghiêng giếng=60 Trám xi măng, đục lỗ, SPF=4, Pha bắn=180, Lp=16", Độ nghiên giếng=60 Trám xi măng, đực lỗ, SPF=6, Pha bắn=60, Độ nghiêng giếng=0, tổng lớp Ống chống ống lọc, Kann/Kr=0.2, Độ nghiêng giếng=0 Trám xi măng, đục lỗ, SPF=4, Pha bắn=180, Độ nghiêng giếng=0 Đục lỗ, chèn sỏi, SPF=18, Dp=1.15", Độ nghiêng giếng=0 Ống khai thác: WHP=4400psi, kích thước 1/2" Ống khai thác: WHP=1300psia, kích thước 4-1/2” 8000 Áp suất đáy giếng, psia 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Lưu lượng ,MMSCFD Hình 3.19: Lưu lượng dòng vào theo áp suất đáy giếng cho giếng tập cát F Trên hình 3.19 trục X biểu diễn lưu lượng khai thác theo ngày (MMscfd), trục Y biểu diễn áp suất đáy giếng theo psia Khi khơng có dịng vào giếng áp suất đáy giếng áp suất vỉa Đường cong dòng khỏi giếng biểu diễn cho trường hợp ống khai thác có đường kính 4-1/2” giá trị áp suất miệng giếng 4400 1300 psia Tỉ số pha lỏng pha khí, LGR, giữ cố định 4.5 bbl/MMscfd theo đánh giá lượng nước tồn pha khí điều kiện vỉa Đường cong cắt đường dịng vào IPR phương pháp hồn thiện giếng vị trí có lưu lượng khai thác cao theo lý thuyết So sánh lưu lượng khai thác cao theo lý thuyết phương pháp hoàn thiện giếng phương pháp chống ống, trám xi măng, đục lỗ chèn sỏi cho lưu lượng khai thác cao nhất, phương pháp chống ống, trám xi măng đục lỗ mật độ cao cho giá trị lưu lượng tương đương có chi phí thấp đáng kể Các phương pháp lại cho lưu lượng thấp chi phí cao phương pháp chống ống, trám xi măng, đục lỗ mật độ cao - 67 - Chi phí cho phương án hoàn thiện giếng tổng hợp bảng 3.8 [13], [14]: Bảng 3.8 Chi phí lưu lượng khai thác theo lí thuyết cho phương pháp tập F Phương pháp Chống ống, trám xi măng, đục lỗ Chống ống, trám xi măng, đục lỗ chèn sỏi Ống chống lửng làm lưới lọc Chi phí Lưu lượng tối đa theo lí thuyết $2.98MM 41MMscfd $7.95MM 43MMscfd $4.5MM 41MMscfd Dựa kết so sánh tính động việc bắn mở khoảng khai thác cho giếng, kiểm tra khả cho dòng đới sản phẩm tính khả thi cao, phương pháp chống ống, trám xi măng, đục lỗ với mật độ cao đề xuất thực cho giếng ST-XP tập cát F Trong hình 3.25 3.26, phương pháp khác như: chống ống, trám xi măng, đục lỗ, chèn sỏi ống chống ống lọc giếng khoan thẳng đứng (góc nghiêng=00) khơng đề cập tới khả cho dịng phương pháp khơng cao Trong trường hợp góc nghiêng giếng 600, phương pháp ống chống ống lọc cho hiệu tốt phương pháp bị giới hạn việc cách li đới cho dịng gây khó khăn cho việc kiểm tra khả cho dòng đới sản phẩm Nhằm phục vụ mục đích khai thác lựa chon phương pháp hoàn thiện giếng tốt nhất, kết so sánh lưu lượng dòng vào giếng theo áp suất đáy giếng cho giếng ST-XP hai tập cát E F tổng hợp hình 3.20 - 68 Đánh giá khả khai thác lớp khu vực giếng ST-XP, tập E & F 9000 8000 Áp suất đáy giếng, psia 7000 6000 5000 Trám xi măng, đục lỗ, SPF=4, Pha bắn=180, Độ nghiêng giếng=60 4000 Đục lỗ, trám xi măng, SPF=6, Pha bắn=60, Độ nghiêng giếng=0 3000 Trám xi măng, đục lỗ, SPF=4, Pha bắn=180, Độ nghiêng giếng=0 2000 Ống chống ống lọc, Kann/Kr=0.2, Độ nghiêng giếng=0 Đục lỗ, chèn sỏi, SPF=18, Dp=1.15", Độ nghiêng giếng=0 Ống chống ống lọc, Kann/Kr=0.2, Độ nghiêng giếng=60 1000 Ồng khai thác: WHP=4400 psia, kích thước 4-1/2" Ồng khai thác: WHP=1300 psia, kích thước 4-1/2" 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Lưu lượng ,MMSCFD Hình 3.20: Lưu lượng dòng vào theo áp suất đáy giếng tập cát E F Trên hình 3.20 trục X biểu diễn lưu lượng khai thác theo ngày (MMscfd), trục Y biểu diễn áp suất đáy giếng theo psia Khi khơng có dịng vào giếng áp suất đáy giếng áp suất vỉa Đường cong dòng khỏi giếng biểu diễn cho trường hợp ống khai thác có đường kính 4-1/2” giá trị áp suất miệng giếng 4400 psia 1300 psia Tỉ số pha lỏng pha khí, LGR, giữ cố định 4.5 bbl/MMscfd theo đánh giá lượng nước tồn pha khí điều kiện vỉa Đường cong cắt đường dịng vào IPR phương pháp hồn thiện giếng vị trí có lưu lượng khai thác cao theo lý thuyết So sánh lưu lượng khai thác cao theo lý thuyết phương pháp hoàn thiện giếng, phương pháp chống ống ống lọc cho lưu lượng khai thác cao Tuy nhiên phương pháp không linh động việc: cách li tầng khai thác bị ngập nước, kiểm tra khả cho dòng đới sản phẩm, Trong phương pháp chống ống, trám xi măng đục lỗ mật độ cao cho giá trị lưu lượng tương đương với chi phí thấp Các phương pháp cịn lại cho lưu lượng thấp chi phí cao phương pháp chống ống, trám xi - 69 - măng, đục lỗ mật độ cao Cho nên, phương pháp hoàn thiện giếng ST-XP cho hai tập cát E F lựa chọn phương pháp hoàn thiện giếng chống ống, trám xi măng đục lỗ mật độ cao (12 viên/ft – khu vực đất đá có độ cứng cao) Bảng tổng hợp vài phương pháp hoàn thiện giếng khả thi, hướng đạn có định hướng (oriented – perforation): - 70 - Bảng 3.9: Bảng tổng kết phương pháp hoàn thiện thực Tập Giá trị skin S' Lưu lượng tối đa theo lí thuyết, (MMSCFD) Chi phí, (MM$) Phương án đề xuất 1.1 - - - 180 1.8 180 60 0.1 - 0.2 114 2.95 X Chống ống, trám xi măng, đục lỗ, chèn sỏi 18 - 1.9 115 7.07 - Ống chống lửng làm lưới lọc - - 2.4 - - - - - 60 -0.9 - -0.8 115 4.55 - 60 1.1 180 1.8 180 60 -0.4 - 0.9 41 2.98 X 18 - 1.9 43 7.95 - - - 1.5 - - 60 -1.3 - 0.1 Phương pháp Chống ống, trám xi măng, đục lỗ E Chống ống, trám xi măng, đục lỗ F Chống ống, trám xi măng, đục lỗ, chèn sỏi Ống chống lửng làm lưới lọc Số đạn lần bắn, (viên) Góc pha bắn (độ) Độ nghiêng thân giếng (độ) 60 - 41 4.5 - - 71 - 3.3.2 Tính tốn lựa chọn kích thước ống khai thác Các phương pháp hoàn thiện giếng nêu giả định trường hợp ống khai thác đủ lớn để sử dụng thiết bị bắn mở vỉa (súng bắn mở vỉa, thiết bị đo wireline,…) Như yếu tố định đường kính ống khai thác thiết kế bắn mở vỉa (độ sâu bắn mở vỉa, đường kính súng bắn mở vỉa, mật độ bắn mở vỉa…) Bên cạnh đó, đường kính ống khai thác cịn bị chi phối yếu tố khác như: chi phí khả vận chuyển pha lỏng giếng Trong điều kiện cụ thể mỏ Sư Tử Trắng, khả cho dịng giếng khơng ảnh hưởng đáng kể đến định đường kính ống khai thác trừ trường hợp lưu lượng giếng thấp Tương quan lưu lượng áp suất theo đường kính ống khai thác Áp suất psia thể hình 3.21 [17] Áp suất psia Lưu lượng ,MMSCFD Lưu lượng ,MMSCFD Hình 3.21: Dự báo tương quan lưu lượng áp suất theo đường kính ống khai thác Lưu lượng khí cần thiết nhỏ để vận chuyển pha lỏng (giả sử trường hợp ngập nước khoảng 90%) từ giếng cách hiệu hàm theo - 72 - đường kính ống khai thác áp suất miệng giếng Khi áp suất miệng giếng cao khoảng 4400 psi, lưu lượng cần thiết nhỏ 12MMscfd, MMscfd, 5MMscfd ứng với ống khai thác đường kính ½”, ½”, ½” Khi áp suất miệng giếng thấp khoảng 1300psi, lưu lượng cần thiết nhỏ 8MMscfd, 5MMscfd 3MMscfd ứng với ống khai thác đường kính ½”, ½”, ½” Theo kết này, sử dụng ống chống khai thác có đường kính đủ lớn để thuận tiện cho việc sử dụng súng bắn,…trong q trình hồn thiện, kết hợp với tính hiệu kinh tế theo nghiên cứu phát triển mỏ kích, thước ống khai thác 4-1/2” đề xuất lựa chọn Từ kết nghiên cứu cho thấy phương pháp hoàn thiện giếng chống ống, trám xi măng, bắn đục lỗ theo phương pháp bắn định hướng, góc nghiêng thân giếng cao (khoảng 600), kích thước ống chống khai thác ½” đề xuất lựa chọn thực cho giếng phát triển khai thác ST-XP - 73 - CÁC KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Các kết luận Từ kết nghiên cứu đặc tính thấm chứa vỉa sản phẩm mỏ Sư Tử Trắng phương pháp hoàn thiện giếng cho phép đưa số kết luận sau: Độ thấm ứng suất đá chứa mỏ Sư Tử Trắng biến đổi mạnh Độ thấm dao động khoảng cao 85md đỉnh cấu tạo vỉa cát kết E đến mức thấp 0.05md sườn tập cát F; Ứng suất chung vỉa dao động khoảng 4000 – 10000 psi Trong đó, đới cát kết yếu chiếm phần nhỏ (ít 5%) so với tổng thể tích đá chứa vỉa, có ứng suất khoảng 2500psi đới có độ rỗng cao, có ứng suất khoảng 2500psi, có ứng suất 1250psi; Mức độ xen kẹp cát/sét cao nên giếng khoan xiên với góc nghiêng lớn cho hiệu khai thác tốt giếng khoang ngang; Phương pháp hoàn thiện – bắn mở vỉa cho giếng ST-XP điều kiện địa chất, đặc tính vỉa mỏ Sư Tử Trắng khẳng định chống ống, trám xi măng bắn mở vỉa Giếng bắn mở vỉa hai vỉa cát kết tập E tập F gần khu vực giếng thăm dò ST-1X với độ nghiêng thân giếng 600; Đường kính ống khai thác đề xuất 4-1/2” Bắn mở vỉa giếng ST-XP với hướng bắn theo định hướng kĩ thuật định hướng nhằm tránh bắn vào khu vực cát yếu xác định log Điều kiện bắn mở vỉa cân Súng sử dụng theo tính chất đất đá (khu vực đất đá cứng yếu), kích thước ống khai thác (khả cho dịng vỉa) Loại súng thông số bắn vỉa sau: ƒ Với đất đá vỉa có độ cứng yếu: Kích thước súng 3-3/8”, thả cáp, loại viên đạn viên phía viên phía - 74 - (góc pha bắn 1800), loại đạn phá vỡ vỉa HMX, đường kính lỗ bắn khoảng 0.35”, chiều dài lỗ bắn khoảng 20” ƒ Với đất đá vỉa có độ cứng lớn hơn: Kích thước súng 3-3/8”, loại viên đạn, loại đạn phá vỡ vỉa HMX, góc pha bắn 600, đường kính lỗ bắn 0.35”, chiều dài lỗ bắn khoảng 20” Kiến nghị Đây giếng khoan khai thác giai đoạn đầu phát triển mỏ Sư Tử Trắng nhiều hạn chế nghiên cứu hoàn thiện giếng Là yếu tố quan trọng góp phần tối ưu hóa sản lượng, kéo dài tuổi thọ giếng, nâng cao hệ số thu hồi sản phẩm cần có nhiều cơng trình nghiên cứu sâu tổng thể - 75 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bài giảng công nghệ khai thác – PGS.TS Lê Phước Hảo [2] Bài giảng công nghệ khai thác – PGS.TS Cao Ngọc Lâm, 2002 [3] Báo cáo thử vỉa giếng thăm dị – thẩm lượng ST-A/B/C/D cơng ty liên doanh điều hành dầu khí Cửu Long (CuuLong JOC): Lưu hành nội [4] Báo cáo kết phân tích mẫu chất lưu vỉa cơng ty liên doanh điều hành dầu khí Cửu Long (CuuLong JOC): Lưu hành nội [5] Báo cáo kết khoan giếng thăm dị – thẩm lượng ST-A/B/C/D cơng ty liên doanh điều hành dầu khí Cửu Long (CuuLong JOC): Lưu hành nội Tiếng Anh [6] L.P Dake Fundermentals of reservoir engineering, 1977 [7] Michael Golan and Curtis H Whitson Well performance, August 1995 [8] Comparison of numerical and analytical inflow performance of Gravelpacked and Frac-Packed Wells, SPE paper #31102, R.C Burton, R.M.Hodge [9] Modeling Gas Condensate Well Deliverability, CH.Whiston and O.Fevang SPE paper #30714 [10] Evaluating Completion Damage in High Rate, Gravel Packed Wells, R.C Burton, W.M McKinley, R.M.Hodge and W.R Landrum, SPE paper # 31091 [11] The Impact of Formation Damage and Completion Impairment on Horizontal well Productivity, SPE paper #349097, R.C Burton, R.M.Hodge [12] BJ SERVICES, AFE Cost Estimate, HYDRAULIC FRACTURING SERVICES OFFSHORE VESSEL, VIETNAM,CUULONG JOC - SU TU TRANG FIELD [13] Schlumberger SERVICES, Budgetary AFE Cost Estimate, HYDRAULIC FRACTURING and Perforation SERVICES OFFSHORE VESSEL [14] Halliburton SERVICES, Budgetary AFE Cost Estimate, HYDRAULIC FRACTURING and Perforation SERVICES OFFSHORE VESSEL [15] Su Tu Trang (White Lion) Field Development Authorization For Development, ConocoPhillips, Vietnam Business Unit - 76 - [16] Geology of Su Tu Trang (White Lion) Field, by Eric Weiss ConocoPhillips Vietnam Business Unit [17] Su Tu Trang EPS, Appraisal Wells Review, Drilling and Completion, by Kevin O Barard ConocoPhillips Vietnam Business Unit [18] Su Tu Trang Reservoir Properties, by Mick Fetkovich ConocoPhillips Vietnam Business Unit [19] Su Tu Trang Reservoir Formation Failure and Sanding Prediction Analysis for Completion Design, by Kenji Furui and Giin-Fa-Fuh, ConocoPhillipsHouston [20] StimPlan Hydraulic Fracturing Software, INS Corp, M Smith - 77 - LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên : Nguyễn Mạnh Hùng Ngày tháng năm sinh : 14/05/1981 Địa liên lạc : Công ty Cửu Long JOC, lầu 11, Diamond Plaza, 34 Nơi sinh: Thái Bình Lê Duẩn Q1, Tp Hồ Chí Minh Q TRÌNH ĐÀO TẠO 1999 – 2004: Bộ mơn Khoan – khai thác, khoa dầu khí, trường Đại học Mỏ Địa Chất Hà Nội 9/2007-8/2009: Thạc sĩ Khoa địa chất dầu khí, trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Q TRÌNH CƠNG TÁC 11/2004 đến 3/2006: Kỹ sư dầu khí Cơng ty thăm dị khai thác dầu khí (PVEP), TP Hồ Chí Minh 3/2006 đến : Kỹ sư công nghệ mỏ Công ty liên doanh điều hành Cửu Long (CLJOC), TP Hồ Chí Minh ... thực nhiệm vụ đặt phát triển mỏ Chính thế, đề tài: ? ?Nghiên cứu lựa chọn phương pháp hoàn thiện giếng khai thác giai đoạn phát triển mỏ Sư Tử Trắng, lô 15- 01, bồn trũng Cửu Long? ?? đặt nhằm giải... khoan - khai thác Cơng nghệ dầu khí MSHV: 03708450 1- TÊN ĐỀ TÀI: ? ?Nghiên cứu lựa chọn phương pháp hoàn thiện giếng khai thác giai đoạn phát triển mỏ Sư Tử Trắng, lô 15- 01, bồn trũng Cửu Long? ??... vỉa ƒ Phương pháp gọi dòng Chương 3: Nghiên cứu lựa chọn phương pháp hoàn thiện giệng khai thác ST-XP Trong chương này, đưa phương pháp hồn thiện giếng áp dụng cho giếng phát triển khai thác ST-XP