5.10.1.Các phương pháp khoan trong ngành dầu khí
Có nhiều phương pháp khoan khác nhau. Với sự phát triển của khoa học, kĩ thuật, công nghệ các phương pháp khoan lạc hậu, kém hiệu quả dần bị loại bỏ, đặc biệt trong lĩnh vực dầu khí do các đặc điểm sau :
- Các giếng khoan dầu khí thường có đường kính thay đổi, độ sâu rất lớn. - Yêu cầu thiết bị nhiều, phức tạp, kích thước và công suất lớn.
- Khoan qua các tầng trầm tích rất sâu, với đặc điểm địa chất phức tạp, luôn gặp các dị thường khác nhau về áp suất và nhiệt độ.
- Quá trình xuyên phá đá chủ yếu là dùng choòng có chóp xoay.
Chính vì vậy, trong khoan dầu khí hầu như chỉ sử dụng hai phương pháp là khoan Roto và khoan Tuabin.
5.10.1.1. Khoan Roto
Là phương pháp khoan mà chuyển động quay của choòng khoan được thực hiện nhờ chuyển động cơ trên mặt đất truyền xuống thông qua bàn xoay Roto và cần khoan.
Ƣu điểm :
- Khoan được độ sâu lớn, có thể tăng tốc độ khoan kể cả ở độ sâu lớn.
- Các thông số cơ bản đảm bảo chế độ khoan là tải trọng P lên choòng, tốc độ quay của choòng no, lưu lượng Q của dung dịch có thể điều chỉnh hoàn toàn độc lập không phụ thuộc lẫn nhau.
- Có thể khoan trong điều kiện đòi hỏi tỷ trọng dung dịch lớn hơn 1,7 -1,8 g/cm3. - Khoan trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao (T > 150o
C).
Nhƣợc điểm :
- Trong khi khoan cả cột cần khoan phải xoay, uốn, kéo hoặc nén,… nên bề mặt cần khoan dễ bị mài mòn và đứt gãy.
- Do phải xoay toàn bộ cần khoan nên công suất tiêu hao lớn, đặc biệt khi chiều sâu tăng.
- Chỉ phù hợp với giếng khoan thẳng đứng.
Ứng dụng :
- Khoan độ sâu lớn với yêu cầu tăng tốc độ khoan.
- Khoan qua các tầng sét, sét phiến độ dày lớn, tính dẻo, tính đàn hồi cao dùng choòng với răng có kích thước lớn, bước răng chắc và lượng dung dịch tăng. - Khoan trong điều kiện nhiệt độ lớn (T > 150oC).
- Khoan với dung dịch có tỷ trọng dung dịch cao (γ > 1,8g/cm3) để tránh sập lở, giảm đường kính giếng khi mà không thể khoan bằng phương pháp Tuabin điện.
- Khoan lấy mẫu lõi.
- Khoan với quá trình làm sạch giếng bằng phương pháp thổi khí hay dùng dung dịch lẫn dầu.
5.10.1.2. Khoan Tuabin
Là phương pháp khoan mà chuyển động quay của choòng được thực hiện nhờ động cơ đáy là Tuabin (Tuabin thủy lực) hay động cơ điện.
+ Khoan bằng Tuabin thủy lực.
Ƣu điểm:
- Cột cần khoan không xoay khi khoan nên không bị mài mòn, không bị xoắn, không bị uốn tránh đứt gãy cần.
- Có hiệu quả cao, rất phù hợp khi khoan định hướng.
Nhƣợc điểm:
- Đòi hỏi công suất bơm cao để đảm bảo công suất thủy lực lớn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Không điều chỉnh được các thông số chủ yếu của chế độ khoan một cách độc lập.
- Khi khoan qua các tầng đất đá dẻo đòi hỏi tốc độ vòng quay choòng lớn thì Tuabin thủy lực không đáp ứng được. Đặc biệt khi chiều sâu lớn.
- Công tác bảo dưỡng, sửa chữa phức tạp, giá thành cao.
Ứng dụng:
- Khoan giếng không quá sâu với tỷ trọng dung dịch không vượt quá 1,8g/cm3. - Khoan giếng với nhiệt độ không cao (T < 150oC) tránh làm hỏng các roăng
đệm kín.
- Khoan giếng khoan định hướng, giếng có nhiều đáy.
- Làm giảm độ lệch giếng khoan trong những điều kiện phức tạp dễ gây lệch giếng.
+ Khoan bằng động cơ điện
Ƣu điểm:
- Giống như trong khoan Tuabin thủy lực.
Nhƣợc điểm:
- Không khoan được trong điều kiện nhiệt độ cao (T > 140o
C) và tỷ trọng dung dịch lớn hơn 1,8g/cm3.
- Công tác bảo dưỡng và sửa chữa phức tạp, giá thành cao.
Ứng dụng:
- Khoan giếng với đường kính 190 – 394 mm bằng dung dịch có tỷ trọng γ ≤ 2,3g/cm3, nhiệt độ không quá 140o
C.
- Khoan giếng khoan xiên định hướng hay giếng nhiều đáy.
- Có thể sử dụng khoan với phương pháp làm sạch đáy giếng bằng thổi khí hay dung dịch có chứa khí.
5.10.2.Lựa chọn phương pháp khoan
Căn cứ vào cấu trúc địa chất của cấu tạo chúng tôi chọn khoan bằng phương pháp khoan Roto nhằm đạt kết quả cao nhất với chi phí thấp nhất.
5.10.3.Chọn thiết bị khoan
Thiết bị phục vụ cho công tác khoan phải đáp ứng mọi yêu cầu kĩ thuật trong toàn bộ quá trình khoan.
Giếng khoan Y-1X là giếng khoan ngoài khơi, mực nước biển sâu 35m nên chúng tôi chọn giàn khoan tự nâng.
5.11. Chƣơng trình nghiên cứu địa chất – địa vật lý giếng khoan
5.11.1. Chương trình lấy mẫu
5.11.1.1. Mẫu mùn
Nếu theo dõi kĩ, mô tả liên tục thì mùn khoan cũng cung cấp nhiều thông tin trực tiếp và quan trọng từ các hệ tầng mà giếng xuyên qua. Mùn khoan được đưa lên miệng giếng và không bỏ sót một lớp nào dù là mỏng. Trong nhiều trường hợp, người ta con lưu dữ mẫu mùn khoan nhằm kiểm tra thạch học và xác định một số thông số. Nhược điểm chủ yếu của mẫu mùn khoan là kích thước quá nhỏ, bị nhiễm nặng dung dịch khoan và đôi khi không xác định chính xác được độ sâu của mùn.
Số lượng mẫu được quyết định bởi các nhà địa chất. Mẫu được bảo quản bằng thiết bị chuyên dụng, khối lượng mẫu ở giếng khoan Y-1X là: mẫu khô 100g/mẫu, mẫu ướt 500g/mẫu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dự kiến độ sâu lấy mẫu mùn khoan tại giếng Y-1X như sau: - Từ độ sâu đáy biển (35m) đến 750m không tiến hành lấy mẫu.
- Từ độ sâu 750m – 2.180m tiến hành lấy mẫu cứ 10m lấy 1 mẫu và mô tả. - Từ độ sâu 2.180m – 2.630m tiến hành lấy mẫu 5m/ 1 mẫu và mô tả. - Từ độ sâu 2.630m – 2.750m tiến hành lấy mẫu 2m/ 1 mẫu và mô tả.
5.11.1.2. Mẫu sƣờn
Đối với giếng khoan Y-1X ta có thể lấy mẫu sườn với kích thước nhỏ 20mm – 40mm. Dụng cụ lấy mẫu được thả xuống chiều sâu mong muốn bằng dây cáp và bộ lấy mẫu thường được bắn vào thành giếng khoan.
Dự kiến lấy 30 mẫu trong khoảng 2.180 – 2.630m. Dự kiến lấy 60 mẫu trong khoảng 2.630 – 2.750m.
5.11.1.3. Mẫu lõi
Lấy mẫu lõi là một công việc hết sức phức tạp chỉ lấy một lần duy nhất thường xảy ra sự cố khi khoan lấy mẫu, rất tốn công sức, giá thành rất cao, đòi hỏi yêu cầu kĩ thuật và sự bảo quản mẫu thật cẩn thận. Vì vậy ở giếng khoan này, tôi không lập chương trình khoan lấy mẫu lõi.
5.11.1.4. Bảo quản mẫu
Đối với từng loại mẫu có các cách bảo quản khác nhau:
- Với mẫu mùn, do kích thước quá nhỏ và bị nhiễm dung dịch khoan nên cần được lấy nước rửa qua, làm khô và bọc lại.
- Với mẫu sườn phải được bảo quản một cách cẩn thận không để mẫu bị biến dạng mất nước, đặc biệt các mẫu chứa phải được bọc kín trong giấy bạc và bọc ngoài bằng paraffin.
Các mẫu lấy lên phải được để trong các phòng bảo quản thoáng mát, ở ngoài mỗi mẫu cần ghi rõ: tên công ty lấy mẫu, tên giếng khoan, tên tập mẫu, độ sâu lấy mẫu.
5.11.2.Công tác thử vỉa
Thử vỉa là mục tiêu của tìm kiếm thăm dò và là đối tượng của khai thác. Nó có vị trí đặc biệt quan trọng. Có các phương pháp thử vỉa sau:
5.11.2.1. Thử vỉa trong ống chống
Hai phương pháp thử vỉa được sử dụng là:
- Thử vỉa DST: phương pháp này được tiến hành ngay sau khi khoan, trước khi hoàn thiện giếng. Thiết bị DST được thả vào trong giếng trước hoặc sau khi
chống ống. Mục đích chính của phương pháp này là khơi dòng chất lưu từ vỉa từ vỉa trước khi áp dụng các biện pháp đối với vỉa sản phẩm.
- Thử vỉa RFT: Mục đích của phương pháp thử vỉa này là lấy mẫu chất lưu từ vỉa; đo áp suất, gradient áp suất trong các tầng chứa, phát hiện dị thường, tầng chắn.
5.11.2.2. Thử vỉa ngoài ống chống
Thường sử dụng phương pháp bắn vỉa bằng đạn cho xuyên thủng thành ống chống và vỏ xi măng tạo ra sự thông nhau giữa vỉa sản phẩm và giếng khoan. Sau đó, phải tạo ra sự chênh áp giữa vỉa và giếng để gọi dòng sản phẩm.
Đối với giếng khoan Y-1X dự kiến sẽ thử vỉa trong cát Miocene dưới trong khoảng từ 2.630 – 2.750m trong ống chống 9 5/8”. Kiểu thử vỉa DST. Độ sâu thử vỉa xác định chính xác sau khi khoan và đo địa vật lý giếng khoan.
5.11.3.Chương trình đo địa vật lý giếng khoan
- Từ đáy biển (35m) đến 750m không tiến hành đo địa vật lý giếng khoan.
- Từ 750 – 2.180m tiến hành đo địa vật lý bằng tổ hợp các phương pháp: Đo điện trở sâu sườn (DLL), đo phóng xạ tự nhiên (GR), đo điện thế tự nhiên (SP), đo đường kính giếng khoan (CAL).
- Từ 2.180 – 2.630m tiến hành đo bằng các phương pháp: Đo điện trở sâu sườn (DLL), đo phóng xạ tự nhiên (GR), đo điện thế tự nhiên (SP), đo đường kính giếng khoan (CAL), đo mật độ (RHOB), đo MDT, đo neutron (CNL).
- Từ 2.630 – 2.750m tiến hành đo bằng các phương pháp: Đo điện trở sâu sườn (DLL), đo phóng xạ tự nhiên (GR), đo điện thế tự nhiên (SP), đo đường kính giếng khoan (CAL), đo mật độ (RHOB), đo MDT, đo neutron (CNL), đo âm (DT), đo carota khí.
5.12. Dự đoán thời gian thi công và giá thành giếng khoan
5.12.1.Dự đoán thời gian thi công
Để dự đoán thời gian thi công cho giếng khoan, số liệu dựa theo các giếng khoan có cùng chiều sâu cũng như điều kiện thi công tương tự. Đồng thời bổ sung các khoảng thời gian cần thiết cho công tác thi công áp dụng cho giàn khoan tự nâng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 5.6: Tính toán thời gian thi công giếng khoan Y-1X Công việc thi công Chiều sâu
(mBRT) Khoan (ngày) Tổng (ngày) Chuyển giàn - 3,0 3,0
Định vị giàn và nâng giàn - 2,5 5,5
Khoan 36’’ 120 0,5 6,0 Chống ống và trám xi măng ống định hướng 30” 120 1,0 7,0 Khoan 26’’ 775 4,0 11,0 Chống ống và trám xi măng ống dẫn hướng 20” 775 4,0 15,0
Khoan 17 ½”, lấy mẫu mùn, đo ĐVLGK 2.655 7,0 22,0 Chống ống và trám xi măng ống trung
gian 13 3/8” 2.655 7,0 29,0
Khoan 12 ¼”, lấy mẫu mùn, mẫu sườn,
đo ĐVLGK 2.775 4,5 33,5 Chống ống và trám xi măng ống khai thác 9 5/8” 2.775 4,5 38,0 Thử vỉa 2.655-2.775 12,0 50,0 Hủy giếng - 3,0 53,0 Chuyển giàn - 3,0 56,0 Tổng thời gian 56,0
5.12.2.Dự toán chi phí giếng khoan Y-1X
5.12.2.1. Cơ sở lập dự toán
- Nhiệm vụ khoan và nghiên cứu địa chất giếng khoan Y-1X. - Cột địa tầng dự kiến giếng khoan Y-1X.
- Chiều sâu thiết kế giếng khoan 2.750m. - Chiều sâu mực nước biển: 35m.
- Chiều cao bàn Roto đến mặt biển: 25m - Số ngày thi công giếng khoan: 44 ngày. - Số ngày thử vỉa: 12 ngày.
Bảng 5.7: Tính toán chi phí dự toán giếng khoan Y-1X Tên hạng mục Dự kiến chi phí (USD)
Chi phí thuê giàn 50.000 x 56 = 2.800.000 Dịch vụ kĩ thuật giếng khoan 1.500.000
Chi phí cho dung dịch khoan 800.000
Chi phí cho xi măng 900.000
Chi phí cho ống chống 1.100.000
Chi phí cho dịch vụ vận tải 1.500.000
Chi phí cho đo ĐVLGK 800.000
Chi phí cho lấy mẫu 500.000
Chi phí cho phân tích mẫu 400.000
Chi phí cho thử vỉa 1.000.000
Chi phí cho an toàn – môi trường 100.000
Chi phí dự phòng 100.000
Tổng chi phí 11.500.000
Ngoài ra, chúng ta cho các chi phí dự phòng cho sự cố khi khoan. Chi phí dự phòng này chiếm khoảng 10% tổng chi phí : 1.150.000 USD.
5.13. An toàn lao động và bảo vệ môi trƣờng
Trong tất cả các ngành công nghiệp nói chung và nhất là đối với ngành công nghiệp dầu khí, an toàn lao động và bảo vệ mô trường là một vấn đề rất quan trọng trong tất cả các giai đoạn phát triển và thực thi dự án. Nó liên quan mật thiết đến vấn đề tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí. Hiện nay, do đặc thù của ngành của ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam là tiến hành tìm kiếm và thăm dò, khai thác dầu khí chủ yếu ngoài khơi nên công việc an toàn lao động và bảo vệ môi trường đặt lên hàng đầu. Chúng ta biết rằng khi triển khai tiến hành các giai đoạn tìm kiếm,
thăm dò dầu khí, trải qua rất nhiều công đoạn rất dễ nguy hiểm cho con người. Do vậy công tác an toàn lao động và bảo vệ môi trường phải được quán triệt bởi từng quá trình, công đoạn tiến hành tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Công tác khoan cũng là một vấn đề khá quan trọng liên quan trực tiếp đến an toàn lao động và bảo vệ môi trường. Như vậy để đảm bảo cho con người và thiết bị cần phải có các quy định, thiết bị bảo vệ hợp lý để tránh sự cố đáng tiếc xảy ra. Những biện pháp chống phun dầu khí hữu hiệu, biện pháp phòng cháy chữa cháy tức thì phải được đặt lên hàng đầu. Cũng như phải đảm bảo cho con người và thiết bị trong suốt quá trình khoan, phải tổ chức cho cán bộ công nhân viên bất kể trình độ, chuyên môn hay thâm niên công tác theo ngành nghề phải được học hướng dẫn về an toàn lao động không ít hơn một lần trên năm, còn đối với những người làm công tác đặc biệt nguy hiểm cần phải được hướng dẫn 3 tháng 1 lần và phải tuân thủ tuyệt đối theo các nguyên tắc, quy định hạn chế, quy chế an toàn như sau:
5.13.1.Công tác an toàn lao động
5.13.1.1. Quy định chung đối với ngƣời lao động
- Khi đến nơi sản xuất mọi người bắt buộc phải mặc trang phục lao động. - Tuân thủ các quy định phòng cháy, chữa cháy.
- Đên nơi sản xuất trong tình trạng không say xỉn. - Biết cách sử dụng các dụng cụ phòng cháy, chữa cháy.
5.13.1.2. Quy tắc làm việc trên công trình biển
- Không được mang theo chất độc, chất dễ cháy, rượu bia. - Trong khi bay không hút thuốc.
- Phải thắt dây an toàn, đeo phao, lúc lên và lúc xuống phải đi trước mũi máy bay.
5.13.1.3. Công tác phòng cháy, chữa cháy trên các công trình biển
- Chỉ được hút thuốc ở nơi cho phép. - Sử dụng đúng chỗ các dụng cụ điện.
- Khi có cháy, sử dụng các hệ thống chữa cháy trên giàn, hệ thống cứu hỏa bằng nước.
5.13.1.4. Hệ thống tín hiệu báo động
- Báo cháy, báo có người rơi xuống biển là hồi chuông kéo dài 30 – 40 giây. - Khi cháy phải rời thì tín hiệu sẽ phát đi khi giàn không còn cứu chữa được là 7
hồi chuông ngắn 2- 3 giây hoặc là hồi chuông dài 5 – 7 giây.
5.13.1.5. Phƣơng tiện cứu sinh trên công trình biển
- Phương tiện cứu sinh cá nhân: Áo phao, phao. - Phương tiện cứu sinh tập thể.
5.13.1.6. Hệ thống kiểm tra điều khiển và phát tín hiệu trên công trƣờng
- Hệ thống kiểm tra quá trình khoan và phối hợp địa vật lý - Hệ thống kiểm tra điều khiển.
- Hệ thống kiểm tra các tín hiệu phát.
5.13.1.7. Sơ tán công nhân khỏi công trƣờng
Khi xảy ra sự cố ở giàn khoan, không khắc phục được cần phải sơ tán thì tập trung xuồng cứu sinh theo thứ tự đã quy định, không chen lấn, xô đẩy, không can thiệp vào công việc người lái xuồng.
5.13.1.8. Bảo vệ thiết bị do điều kiện ngoại cảnh
Ngoài việc đáp ứng những yêu cầu về an toàn trong sản xuất, cần phải tính đến an toàn trong thiết bị, bảo vệ chúng khỏi sự tác động của điều kiện ngoại cảnh như thời tiết, nước biển. Các thiết bị phải được bọc phủ tránh sự ăn mòn của nước biển.
5.13.2.Bảo vệ môi trường biển và lòng đất
Trong quá trình khai thác, vận chuyển, xử lý có rất nhiều công đoạn có thể gây ô