Bài thuyết trình High pressure and high temperature well

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ CNKTDK-2017 High pressure and high temperature well SVTH: Trần Thị Trang Phạm Thành Cơng Hồng Văn Long 1513584 1510334 1511804 1510455 Đỗ Phú Sang GVHD: 1512780 Ph.D Phạm Sơn Tùng Lê Đức Duy I Định nghĩa • Theo bảng giải thuật ngữ SPE E & P, giếng HT có nhiệt độ lỗ đáy khơng bị xáo trộn (ở chiều sâu hồ chứa chiều sâu tổng thể) lớn 300 °F 150 °C Đối với giếng HP, định nghĩa đáp ứng áp suất lỗ rỗng dự kiến tối đa cho việc khoan vượt 0,8 psi / ft, thiết bị kiểm sốt áp lực địi hỏi phải có áp suất làm việc cao 10,000 psi 69 MPa • Theo Bộ lượng Thay đổi Khí hậu (DECC), giếng áp suất nhiệt độ cao (uHPHT) giếng dầu khí, nơi vỉa có áp lực lớn 12.500 psi nhiệt độ 330 Fahrenheit (862 bar 166 Celsius) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ I Định nghĩa • Tổng cục Dầu khí Na Uy (NPD) xác định giếng khoan HPHT có chiều sâu 4000m / có áp suất khoan giếng vượt 69 MPa (10.000 psi) / có nhiệt độ 150 oC • Viện Dầu mỏ định nghĩa giếng khoan HP giếng địi hỏi thiết bị kiểm sốt áp lực với áp suất làm việc cao 69 MPa (10.000 psi) Những định nghĩa có tính hạn chế địi hỏi phải có giải thích kỹ thuật sâu rộng điều kiện cho giếng khoan Hình 1a: Định nghĩa Halliburton giếng HPHT Hình 1b: Định nghĩa Baker Hughes giếng HPHT CNKTDK-2017 Hình 1c: Định nghĩa Schlumberger giếng HPHT CNKTDK-2017 II Thách thức khoan giếng HPHT Các mối quan tâm kĩ sư khoan Khả đánh giá hạn chế ROP thấp vùng sản xuất Well Control Thời gian non-productive Dung dịch khoan TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ CNKTDK-2017 II Thách thức khoan giếng HPHT Khả đánh giá hạn chế • o o o Hầu hết công cụ làm việc đến 425 F wireline; cơng cụ sử dụng từ 425 F đến 450 F • o Công nghệ pin hoạt động đến 400 F (thủy ngân) cho ứng dụng MWD • Độ xác cảm biến giảm xuống nhiệt độ tăng • o o Các dụng cụ LWD / MWD có độ tin cậy tới 275 F với giảm xuống rõ rệt 350 F TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ CNKTDK-2017 SlimXtreme toolstring hoạt động áp suất lên đến 207 MPa Thiết bị phần mềm cho wireline logging lấy mẫu giếng HPHT SlimXtreme (trái), thiết kế để khoan slimhole HPHT giếng khoan có độ góc cao, cung cấp phép đo lỗ khoan nhỏ 37/8 inch Các kỹ sư vận hành công cụ với tốc độ lên đến 1.097 m / h [3.600 ft / h], liệu truyền lên bề mặt thông qua đường dây dây chừng 10.970 m [36.000 ft] CNKTDK-2017 II Thách thức khoan giếng HPHT ROP thấp vùng sản xuất • Tốc độ khoan (ROP) vấn đề giếng khoan sâu đến nửa thời gian giàn khoan sử dụng vài nghìn feet cuối • ROP chậm (3 đến feet giờ) đá tải với cường độ nén cao • Lựa chọn hiệu suất chng khoan quan trọng để khoan giếng sâu có hiệu TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ CNKTDK-2017 10 V Mỏ Hải Thạch – Mộc Tinh Giếng 05-2-HT-1P Mud program for well X • Thường giếng người ta sử dụng dung dịch khoan có tỷ trọng cao để giảm áp suất bề mặt, việc gây khó khăn: cho trình khoan, clean up giếng, gây kẹt cần… • Đối với giếng 05-2-HT-1P lựa chọn tỷ trọng dung dịch khoan dựa vào đá thành hệ, pore pressure, fracture pressure • Khi khoan giếng vùng khơng ổn định, áp suất mùn khoan phải nằm khoảng pore pressure fracture pressure TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ 47 V Mỏ Hải Thạch – Mộc Tinh   Giếng 05-2-HT-1P Depth MD RKB (Length) Hole Size Mud program for well       17.1/2 PH 1,342 - 2,624 m (~1,282 m) PV (cP)   WPS ES (V) (lb/100 f )     (Normal Grind   Point (ppg) 10.5 – 12.5 (mg/l)     As per rpm ALAP Barite) 21.1/2” Yield   MW System SBM   and 17.1/2 x       >600 130 - 150 UR SBM     2,624 - 2,958 m (~334m) 16.1/2”     (Normal Grind 14.5 – 15.5 SBM     2,958 - 3,780 m (~822 m) 12.1/4”     (Fine As per rpm ALAP Barite) 17.0 – 17.5   >600     As per rpm ALAP Grind     130 - 150   >500 130 - 150 Barite) SBM     8.1/2” 3,780 - 4,312m (~532 m) (Fine Grind     17.5 – 17.8     ALAP As per rpm   >500 130 - 150 Barite) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ 48 V Mỏ Hải Thạch – Mộc Tinh Hole Section Giếng 05-2-HT-1P Depth Interval (m MD BRT) 30” Conductor Hammer Driven / 26” BHA Cleanout – 320 Casing seat challenges 26” Hole (during batch hole drilling with HT-3P/ HT-2P)   320 – 1,342 17 ½” Pilot Hole Section   1,342 – 2,624   16 ½” Hole Section 2,624 – 2,958 12 ¼” Hole Section 2,958 – 3,780 ½” Hole Section 3,780 – 4,312 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ 49 V Mỏ Hải Thạch – Mộc Tinh BD1 Project - Casing & Connection's Specification Giếng 05-2-HT-1P Casing Casing seat challenges Grade Weight (lbf) OD (in) ID (in) Internal External Pressure (psi) Pressure (psi) Drift ID (in) PB Yield (kips) Conductor X56 456 30 27 26.813 4,900 4,090 7,521 Surface Casing X80 224 22 20 19.813 6,360 3,870 5,278 Intermediate Liner P110 117 18 16.75 16.562 6,680 2,110 3,752 Contingency Liner P110 96 16 14.85 14.75 6,920 2,340 3,065 Intermediate Casing Q125 88.2 13.625 12.375 12.25 10,030 4,800 3,191 11.3/4" x 13.5/8" VM50 71 11.75 10.586 10.43 5,880 3,740 2,070 Expandable Liner VM50 Production Casing SM125S 73.2 10.75 9.394 9.25 13,670 10,810 2,660   SM125S 68.7 10 8.624 8.5 15,050 13,370 2,516 Contingency Liner P110 39 7.625 6.625 6.5 12,620 11,080 1,231 Production Liner SM13CRS-110 29.7 5.5 4.376 4.251 19,670 20,180 959 Production Tubing SM13CRS-110 23 5.5 4.67 4.545 14,530 14,540 729 76.1* 13.498* 12.397* 12.250* 5600* 2020* 1118* TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ CNKTDK-2017 50 V Mỏ Hải Thạch – Mộc Tinh Các yêu cầu TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ CNKTDK-2017 51 V Mỏ Hải Thạch – Mộc Tinh Giếng 05-2-HT-1P Well Control • Kiểm sốt áp suất khoan quan trọng để kiểm soát well kick ngăn ngừa tượng blowout • Một vấn đề với giếng HTHP chênh lệch pore pressure, fracture pressure nhỏ dẫn đến casing pressure dễ vượt áp suất nứt vỉa tương đương • Do đó, cần lắp thiết bị BOP size 18-3/4” chịu áp suất lên tới 15000 psi TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ CNKTDK-2017 52 Giới thiệu tổng quan PIPESIM software ĐỊNH NGHĨA PIPESIM  Phần mềm mơ dịng chảy đa pha trạng thái ổn định  Được sử dụng cho cơng việc thiết kế phân tích hệ thống khai thác dầu khí Hình 1: Lịch sử phát triển PIPESIM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ CNKTDK-2017 53 GIAO DIỆN PIPESIM A.Thông tin PIPESIM - Công ty: quyền 2015 Schlumberger - Bản dùng: PIPESIM 2014.1 dùng cho widown (32, 64bit) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ CNKTDK-2017 54 PIPESIM giúp tối ưu hóa q trình vận hành khai thác TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ CNKTDK-2017 55 MỘT VÀI CHỨC NĂNG CỦA PIPESIM  Mơ dịng chảy tĩnh đa pha  Phân tích hiệu suất dầu, khí giếng  Tính tốn thơng số u cầu đường ống, thiết lập mơ hình mạng lưới  Nghiên cứu độ nhạy mơ hình tối ưu hóa mơ hình  Phân tích chế độ dịng chảy  Thiết kế giếng ngang  Tính tốn kích thước thiết bị, đặc tính riêng biệt TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ CNKTDK-2017 56 VÍ DỤ CHỨC NĂNG PIPESIM  PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HiệU SUẤT DẦU CỦA GIẾNG  Nodal Analysis  Flow Correlation Matching  Pressure/Temperature Profile  Well Performance Analysis  Artificial Lift Performance  Horizontal well performance TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ CNKTDK-2017 57 Flow correlation matching • Để xác định tương quan dịng chảy thích hợp • • Lựa chọn tương quan dịng chảy yêu cầu Nhập áp suất nhiệt độ biết đo độ sâu khác • Nhập điều kiện biên biết Mối tương quan phương pháp khác TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ CNKTDK-2017 58 Nodal Analysis  Phân chia hệ thống thành phần tính tốn dịng vào dịng xung quanh điểm  Phân tích classical nodal điểm  Quan sát kết PSPLOT với đường cong outflow inflow Biểu đồ thể thay đổi đường cong inflow/outflow thay đổi hệ số skin đường kính tubing TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ CNKTDK-2017 59 Tài liệu tham khảo Truong H Nguyen, P U., Wisup Bae, S U., & Nhan T Hoang, P U (2016) Effect of High Pressure High Temperature Condition on Well Design Development in Offshore Vietnam Problems of Ultra-Deep High-Temperature, High-Pressure Drilling John M Shaughnessy and Louis A Romo, BP America and Robert L Soza, Burlington Resources Presentation of dndudc :”Pipesim History” Uploaded on Scribd on Aug 25, 2014 Schlumberger company: “ PIPESIM 2014 fundamentals - training and exercise guide” copyright 2015 Schlumberger All rights reserved TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ CNKTDK-2017 60 NKS YOU ALL TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ CNKTDK-2017 61 ... pore pressure fracture pressure • Do giếng có nhiệt độ cao áp suất cao, vài chỗ chênh lệch mud pressure fracture pressure thấp nên dễ xảy tượng tuần hoàn mud pressure thường vượt fracture pressure. .. dịch khoan dựa vào đá thành hệ, pore pressure, fracture pressure • Khi khoan giếng vùng không ổn định, áp suất mùn khoan phải nằm khoảng pore pressure fracture pressure TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA... ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ CNKTDK-2017 34 IV Thách thức hoàn thiện giếng HPHT Bắn mở vỉa High Temperature Explosives and Conveyance Method TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ