Tạp chí Dầu khí - Số 2 năm 2019
LỰA CHỌN THIẾT KẾ CHOÒNG KHOAN KIM CƯƠNG ĐA TINH THỂ (PDC)
TỐI ƯU CHO CÔNG ĐOẠN 8½” TẠI CÁC GIẾNG KHOAN NHIỆT ĐỘ CAO,
ÁP SUẤT CAO MỎ HẢI THẠCH, BỂ NAM CÔN SƠN
Việc lựa chọn choòng khoan phù hợp giúp tăng vận tốc cơ học khoan và chiều dài khoảng khoan, giảm chi phí thi công giếng khoan,
nâng cao hiệu quả kinh tế. Bài báo giới thiệu phương pháp nghiên cứu, tính toán, tiêu chí lựa chọn và đánh giá thiết kế choòng khoan
hợp kim đa tinh thể (PDC) phù hợp nhằm tăng tốc độ cơ học cho công đoạn 8½” cho các giếng khoan nhiệt độ cao, áp suất cao tại mỏ Hải
Thạch.
Kết quả nghiên cứu cho thấy khi sử dụng chủng loại choòng khoan tối ưu theo đề xuất với vận tốc cơ học khoan đã tăng gấp đôi so với
trước đây. Điều này đã chứng minh tính khả thi về kỹ thuật và hiệu quả kinh tế đem lại cho dự án đồng thời mở ra hướng mới cho việc lựa
chọn chủng loại choòng khoan phù hợp cho các khu vực khác có chung điều kiện địa chất, địa tầng và cấu trúc giếng khoan.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: Tạp chí Dầu khí - Số 2 năm 2019
Giấy phép xuất bản số 100/GP - BTTTT của Bộ Thông tin và Truyền thông cấp ngày 15/4/2013 TÒA SOẠN VÀ TRỊ SỰ Tầng M2, Tòa nhà Viện Dầu khí Việt Nam - 167 Trung Kính, Yên Hòa, Cầu Giấy, Hà Nội Tel: 024-37727108 | 0982288671 * Fax: 024-37727107 * Email: tcdk@pvn.vn TỔNG BIÊN TẬP TS. Nguyễn Quốc Thập PHÓ TỔNG BIÊN TẬP TS. Lê Mạnh Hùng TS. Phan Ngọc Trung BAN BIÊN TẬP TS. Trịnh Xuân Cường TS. Nguyễn Minh Đạo CN. Vũ Khánh Đông TS. Nguyễn Anh Đức ThS. Nguyễn Ngọc Hoàn ThS. Lê Ngọc Sơn TS. Cao Tùng Sơn KS. Lê Hồng Thái ThS. Nguyễn Văn Tuấn TS. Phan Tiến Viễn TS. Trần Quốc Việt TS. Nguyễn Tiến Vinh THƯ KÝ TÒA SOẠN ThS. Lê Văn Khoa ThS. Nguyễn Thị Việt Hà THIẾT KẾ Lê Hồng Văn TỔ CHỨC THỰC HIỆN, XUẤT BẢN Viện Dầu khí Việt Nam Ảnh bìa: Giàn đầu giếng Hải Thạch (WHP-HT1). Ảnh: Phan Ngọc Trung NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 4 DẦU KHÍ - SỐ 2/2019 TIÊU ĐIỂM Từ một dự án đầy rủi ro khiến BP và các công ty dầu khí quốc tế phải quyết định rút lui, ngành Dầu khí Việt Nam với ý chí, bản lĩnh và trí tuệ của “những người đi tìm lửa” đã từng bước chinh phục dự án Biển Đông 01, khai thác hiệu quả, an toàn trên 10 tỷ m3 khí và hơn 17 triệu thùng condensate sau 5 năm kể từ thời điểm đưa mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh vào vận hành khai thác. Không dừng lại ở đó, Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đông đang tập trung nghiên cứu ứng dụng các công nghệ mới nhất để tối ưu hóa khai thác, giảm thiểu rủi ro cho công tác tìm kiếm, thăm dò các cấu tạo mới tiềm năng như: Kim Cương Bắc, Mộc Tinh Tây... Tạp chí Dầu khí đã có cuộc trò chuyện với TS. Ngô Hữu Hải - Tổng giám đốc Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đông xung quanh câu chuyện “Khơi tài nguyên, truyền khát vọng”. TS. NGÔ HỮU HẢI - TỔNG GIÁM ĐỐC BIENDONG POC: KHÁT VỌNG ĐỔI MỚI SÁNG TẠO PHẢI ĐƯỢC NUÔI DƯỠNG VÀ PHÁT TRIỂN 17DẦU KHÍ - SỐ 2/2019 PETROVIETNAM Nhân dịp kỷ niệm 10 năm ngày thành lập (26/2/2009 - 26/2/2019), ngày 15/3/2019, Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đông tổ chức Hội thảo kỹ thuật với chủ đề “Xây dựng tương lai bền vững nhờ đòn bẩy công nghệ và kinh nghiệm” (Sustainable future - Leveraging technology and experience). Hội thảo được trình bày bằng tiếng Anh, thể hiện góc nhìn đa chiều của các chuyên gia, nhà khoa học trong và ngoài nước về các vấn đề: thực trạng, thách thức và các giải pháp trong hoạt động khoan, khai thác tại khu vực có nhiệt độ cao, áp suất cao. Từ đó, Hội thảo tìm kiếm và đề xuất các giải pháp cụ thể về nghiên cứu phát triển, ứng dụng công nghệ mới, nâng cao hiệu quả công tác quản trị và quản lý cho BIENDONG POC. Trong số đặc biệt này, Ban biên tập trân trọng giới thiệu tóm tắt các bài trình bày tại Hội thảo. SUSTAINABLE FUTURE - LEVERAGING TECHNOLOGY AND EXPERIENCE 4 17 25. Lựa chọn thiết kế choòng khoan kim cương đa tinh thể (PDC) tối ưu cho công đoạn 8½” tại các giếng khoan nhiệt độ cao, áp suất cao mỏ Hải Thạch, bể Nam Côn Sơn 35. Kết quả đo độ thấm bằng nhiều phương pháp khác nhau cho vỉa turbidite mỏ Hải Thạch, bể Nam Côn Sơn 45. Chính xác hóa dự báo nhiệt độ thành hệ bằng cách sử dụng 58. Đánh giá tác động môi trường và hiệu quả công tác bảo vệ môi trường tại Lô 05-2 & 05-3, bể Nam Côn Sơn THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ AN TOÀN - MÔI TRƯỜNG DẦU KHÍ dữ liệu đồng hồ đáy ở các mỏ có nhiệt độ cao, áp suất cao Hải Thạch và Mộc Tinh bể Nam Côn Sơn, thềm lục địa Việt Nam 50. Nghiên cứu tích hợp mô hình mô phỏng dòng chảy trong vỉa chứa và lòng giếng nhằm tối ưu hóa dự báo sản lượng các giếng khai thác khí - condensate của mỏ Hải Thạch 69. Tối ưu chi phí quản lý sự toàn vẹn đường ống ngầm bằng nghiên cứu mô phỏng kết hợp thực nghiệm và kiểm định trên cơ sở rủi ro (RBI) KINH TẾ - QUẢN LÝ DẦU KHÍ 25DẦU KHÍ - SỐ 2/2019 PETROVIETNAM Trong quá trình thi công các giếng khoan ở mỏ Hải Thạch phát sinh vấn đề tốc độ khoan cho công đoạn 8½” còn thấp so với yêu cầu đặt ra. Ngoài điều kiện địa chất phức tạp (thành phần thạch học chủ yếu là đá phiến sét), nhiệt độ cao, áp suất đáy giếng cao, tỷ trọng dung dịch khoan rất cao thì choòng khoan là yếu tố quan trọng có ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ khoan. Tốc độ khoan trung bình cho công đoạn 8½” trước khi sử dụng choòng khoan mới thể hiện trong Bảng 1 [2]. 2. Giải pháp lựa chọn thiết kế choòng khoan tối ưu 2.1. Tổng quan Việc lựa chọn thiết kế choòng khoan phù hợp cho các khoảng khoan được căn cứ vào các yếu tố cơ bản sau đây [3]: - Thuộc tính của vỉa khoan qua; - Tốc độ cơ học khoan (ROP) và vận tốc quay (RPM); - Khả năng bơm rửa làm sạch giếng và choòng khoan; - Trọng lượng bản thân của choòng khoan;Ngày nhận bài: 14/6/2018. Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 14 - 28/6/2018. Ngày bài báo được duyệt đăng: 23/1/2019. LỰA CHỌN THIẾT KẾ CHOÒNG KHOAN KIM CƯƠNG ĐA TINH THỂ (PDC) TỐI ƯU CHO CÔNG ĐOẠN 8½” TẠI CÁC GIẾNG KHOAN NHIỆT ĐỘ CAO, ÁP SUẤT CAO MỎ HẢI THẠCH, BỂ NAM CÔN SƠN TẠP CHÍ DẦU KHÍ Số 2 - 2019, trang 25 - 34 ISSN-0866-854X Hoàng Thanh Tùng1, Nguyễn Phạm Huy Cường2, Trần Hồng Nam3, Lê Quang Duyến4, Đào Thị Uyên4 1Tổng công ty CP Khoan và Dịch vụ khoan Dầu khí 2Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đông 3Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí 4Đại học Mỏ - Địa chất Email: tunght@pvdrilling.com.vn Tóm tắt Việc lựa chọn choòng khoan phù hợp giúp tăng vận tốc cơ học khoan và chiều dài khoảng khoan, giảm chi phí thi công giếng khoan, nâng cao hiệu quả kinh tế. Bài báo giới thiệu phương pháp nghiên cứu, tính toán, tiêu chí lựa chọn và đánh giá thiết kế choòng khoan hợp kim đa tinh thể (PDC) phù hợp nhằm tăng tốc độ cơ học cho công đoạn 8½” cho các giếng khoan nhiệt độ cao, áp suất cao tại mỏ Hải Thạch. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi sử dụng chủng loại choòng khoan tối ưu theo đề xuất với vận tốc cơ học khoan đã tăng gấp đôi so với trước đây. Điều này đã chứng minh tính khả thi về kỹ thuật và hiệu quả kinh tế đem lại cho dự án đồng thời mở ra hướng mới cho việc lựa chọn chủng loại choòng kho ... tỷ trọng của xi măng. Hỗn hợp trộn lẫn của nhiều loại hạt khác nhau về hình dạng và kích thước sẽ làm ảnh hưởng tới khả năng trộn của xi măng trên bề mặt, độ lưu biến và tỷ trọng trong khi tuần hoàn của xi măng trong điều kiện giếng khoan và ảnh hưởng tới lượng nước cần thiết để hydrat (kết tinh). - Thêm chất phụ gia làm nặng đặc biệt (Micro FF) giúp tăng tỷ trọng xi măng, độ phân tán cao giúp cho vữa có độ ổn định tốt (không lắng đọng), sử dụng được trong giếng có nhiệt độ cao. Các chất phụ gia hóa chất lỏng cơ bản khác cũng được điều chỉnh về thành phần và số lượng trong hệ xi măng mới như: xi măng nền nhóm G theo tiêu chuẩn API (xi măng Holcim 100% - không thay đổi); phụ gia ổn định độ bền (SSA-1 Silica Flour, 35% - tỷ trọng của hỗn hợp xi măng khô không thay đổi) giúp chống lại sự suy thoái độ bền nhờ tác dụng hóa học với xi măng ở nhiệt độ cao, giảm độ thấm xi măng; Xi măng thông thường Xi măng hệ Well-Life Nguyễn Phạm Huy Cường (giới thiệu) phụ gia nở (Microbond-HT), là phụ gia hóa học có tác dụng nở. Bổ sung Microbond-HT sẽ cho phép ngăn ngừa sự tạo thành các rạn nứt rất bé, nguồn gốc sự liên thông chất lưu giữa các vỉa. Đặc điểm của phụ gia này là khi nhiệt độ càng tăng thì sự giãn nở càng nhanh. Kết quả thử nghiệm cho thấy hỗn hợp xi măng khô hệ Well-Life được cải tiến đã đáp ứng các yêu cầu cao cho các giếng có nhiệt độ cao, áp suất cao. Đồng thời mang lại nhiều lợi ích khác như độ bền các tính lưu biến của vữa xi măng, cho phép áp dụng ở khoảng thay đổi nhiệt độ lớn hơn, giúp kiểm soát quy trình thử nghiệm xi măng trong phòng thí nghiệm và trên giàn khoan đơn giản hơn, tiết kiệm chi phí vật tư, cho phép tăng tỷ trọng vữa xi măng khi cần (khi có sự cố khống chế giếng khoan hay do áp suất vỉa cao hơn dự đoán nếu cần tăng tỷ trọng vữa xi măng) cũng như khắc phục được những nhược điểm của hệ xi măng khô cũ. Giải pháp Cải tiến kỹ thuật cho xi măng hỗn hợp khô hệ Well-Life dùng trong các giếng khoan nhiệt độ cao - áp suất cao của dự án Biển Đông 01 được công nhận sáng kiến cấp Tập đoàn Dầu khí Việt Nam, chi phí tiết kiệm khi áp dụng cho 13 giếng ở mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh là 1.060.943USD. 78 DẦU KHÍ - SỐ 2/2019 PHỔ BIẾN SÁNG KIẾN CẢI TIẾN HỆ THỐNG THIẾT BỊ TREO GIỮ ỐNG KHAI THÁC CHO THIẾT BỊ ĐẦU GIẾNG VETCO TRONG CÔNG TÁC HOÀN THIỆN GIẾNG Thiết bị treo ống khai thác trong hệ thống đầu giếng do Công ty GE Oil & Gas - Vetco Gray cung cấp được vận chuyển và nâng hạ bằng thiết bị lắp đặt chuyên dụng (running tool). Tuy nhiên, thiết bị này quá dài và không đủ không gian để nối các ống thủy lực và tín hiệu qua thiết bị treo cần khai thác do các cổng kết nối bị che khuất bởi các bộ phận bên ngoài. Theo quy trình lắp đặt thiết bị treo ống khai thác do nhà thầu Vetco đề xuất, cần phải giữ bộ thiết bị ở độ cao hơn 2m để có đủ độ cao cần thiết cho việc kết nối dây điều khiển thủy lực và dây tín hiệu. Do đó cần phải lắp giàn giáo cho công nhân khoan làm việc. Hạn chế của phương pháp này là: không an toàn vì running tool rất nặng, rất khó tháo ra khỏi thiết bị treo cần khai thác trong điều kiện làm việc trên giàn giáo cao, nhỏ hẹp và vướng các bộ phận của tháp khoan; tốn thời gian lắp đặt và tháo dỡ giàn giáo; việc kết nối thiết bị lắp đặt vào thiết bị treo cần khai thác trong điều kiện không cân bằng rất dễ dẫn đến hư hỏng thiết bị. Ngoài ra, phương pháp này đòi hỏi công nhân phải làm việc trên cao kéo theo nguy cơ rơi phương tiện, té ngã; tốn nhiều thời gian thi công dẫn đến chi phí hoàn thiện giếng tăng lên và ảnh hưởng tiến độ khoan của dự án. Nhằm khắc phục hiện trạng trên, nhóm tác giả thuộc Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đông đã đề xuất giải pháp cải tiến hệ thống thiết bị treo giữ ống khai thác cho thiết bị đầu giếng Vetco trong công tác hoàn thiện giếng. Theo đó, nhóm tác giả đã nghiên cứu và thiết kế thiết bị kết nối giữa thiết bị treo cần khai thác và thiết bị nâng của tháp khoan. Thiết Thiết bị treo cần khai thác (a) và thiết bị kết nối (b) bị kết nối này có thể được thi công chế tạo ngay tại Việt Nam với chi phí không đáng kể nhờ tận dụng vật tư có sẵn. Với thiết bị kết nối này, quy trình lắp đặt thiết bị treo ống khai thác được cải tiến như sau: - Kết nối sẵn thiết bị treo cần khai thác với thiết bị lắp đặt chuyên dụng trong bờ; - Đưa hệ thống này lên thiết bị nâng (elevator) của tháp khoan; - Kết nối thiết bị treo cần khai thác vào đầu nối trên cùng của cần khai thác; - Tháo dỡ thiết bị lắp đặt ra khỏi thiết bị treo cần khai thác tại sàn khoan; - Lắp thiết bị kết nối và đưa thiết bị nâng đến độ cao làm việc cần thiết; - Kết nối các dây điều khiển thủy lực và dây tín hiệu áp suất nhiệt độ đáy giếng; - Tháo dỡ thiết bị kết nối ra khỏi thiết bị treo cần khai thác; - Kết nối thiết bị lắp đặt vào thiết bị treo cần khai thác; - Hạ thiết bị treo cần khai thác vào bộ đầu giếng. Trong quá trình thực hiện và áp dụng giải pháp cải tiến này, nhóm tác giả cũng đã làm việc với nhà thầu Vetco và liên kết với nhà thầu phụ trong nước Vietubes giải quyết những khó khăn về mặt kỹ thuật như: độ chịu tải của thiết bị treo cho hơn 100 tấn ống khai thác phải tương thích với hệ thống treo của giàn khoan PVD-V; chọn mối nối thích hợp nhất trên thiết bị đầu giếng cho phép việc tháo lắp nhiều lần mà không ảnh hưởng đến độ bền thiết bị và đưa thiết bị vào vận hành thực tế. Việc chế tạo và đưa vào sử dụng dụng cụ kết nối của nhóm tác giả đã giúp đơn giản hóa thao tác lắp đặt các ống thủy lực; tiết kiệm thời gian vận chuyển, lắp đặt giàn giáo và nâng cao mức độ an toàn cho công nhân do quá trình thi công lắp đặt ống khai thác được thực hiện trên sàn khoan thay vì phải làm việc ở độ cao hơn 2m trên giàn giáo. Giải pháp “Cải tiến hệ thống thiết bị treo giữ ống khai thác cho thiết bị đầu giếng Vetco trong công tác hoàn thiện giếng” đã được công nhận sáng kiến cấp Tập đoàn Dầu khí Việt Nam và có thể áp dụng cho tất cả các giếng khoan trong dự án Biển Đông 01 cũng như các dự án khí áp suất cao nhiệt độ cao sử dụng bộ đầu giếng thiết kế tương tự do nhà thầu Vetco cung cấp. (a) (b) Nguyễn Đức Minh Lâm (giới thiệu) 79DẦU KHÍ - SỐ 2/2019 PETROVIETNAM Trong Dự án Biển Đông 01 của Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đông, công tác làm sạch giếng tại cụm mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh được thực hiện sau khi hoàn thiện và bắn mở vỉa, nhằm duy trì áp suất thủy tĩnh trong tubing cân bằng với áp suất vỉa, thu hồi và loại bỏ dung dịch hoàn thiện giếng trong tubing để có thể đưa giếng vào khai thác. Theo thiết kế của dự án, các giếng đầu tiên cần thuê thiết bị thử vỉa để làm sạch giếng gồm: thiết bị lọc cát cao áp; 2 cấp choke valve; thiết bị gia nhiệt (heat- er); bình tách (separator); 2 tháp, đuốc đốt condensate và đuốc đốt khí. Tuy nhiên, các giếng này đều có nhiệt độ cao, áp suất cao, nên chi phí thuê thiết bị rất tốn kém (khoảng 2 triệu USD/lần). Đối với các giếng được thực hiện bằng hệ thống thiết bị khai thác theo phương pháp xả gián đoạn, khi dung dịch muối đầy khoang nước của bình tách thử nghiệm sẽ tiến hành đóng giếng, sau đó xả áp bình tách và bơm dung dịch hoàn thiện giếng vào bể chứa, tiếp theo gia áp lại hệ thống và khởi động lại giếng. Để làm sạch 1 giếng, số lần đóng giếng có thể lên đến 19 lần. Phương pháp này có nhược điểm là chi phí cao (sử dụng nhiều hóa chất bơm vào hệ thống mỗi khi khởi động lại); tăng thời gian vận hành; tốn nhân lực và tăng chi phí thuê thiết bị, ảnh hưởng đến tiến độ; có nguy cơ gây hại cho vỉa vì phải đóng giếng liên tục trong lần mở giếng đầu tiên. Nhằm khắc phục các hạn chế này, nhóm tác giả thuộc Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đông đã đề xuất giải pháp làm sạch giếng bằng cách sử dụng hệ thống thiết bị khai thác theo phương pháp xả liên tục. Nhóm tác giả đã nâng áp suất phía sau của choke valve lên đến 65barg để tránh hiện tượng đông đá của dung dịch hoàn thiện giếng và bơm methanol vào trước choke valve đến khi nhiệt độ lưu chất ra khỏi vùng hình thành hydrate. Phương án này đã giúp thay thế thiết bị gia nhiệt, tiết kiệm chi phí, tránh được nguy cơ hư hỏng hệ thống sản xuất. Bên cạnh đó, việc đưa toàn bộ khí và condensate về giàn Hải Thạch PQP đã giảm lượng khí sử dụng từ đường ống Nam Côn Sơn, giảm lãng phí do việc đốt bỏ khí và condensate. Đối với dung dịch hoàn thiện giếng, việc xả nguồn lưu chất từ áp suất cao (~ 70barg) vào hệ thống xả kín tiềm ẩn nguy cơ như: vỡ ống, hỏng valve, dẫn đến rò rỉ hydrocarbon ra môi trường, nguy cơ cháy nổ cao. Sau khi nghiên cứu các tiêu chuẩn an toàn, nhóm tác giả đề xuất gắn restriction orifice (RO) vào sau van điều khiển, sau đó là ống mềm để xả dung dịch hoàn thiện giếng. RO được thiết kế đảm bảo lưu lượng xả cần thiết, đồng thời duy trì áp suất thấp trong ống mềm và giúp van điều khiển không bị hỏng do hiện tượng chênh áp cao. Việc gắn RO cho phép xả dung dịch hoàn thiện giếng liên tục không cần đóng giếng đã khắc phục được các nhược điểm của phương án thiết kế đã đề ra. Giải pháp làm sạch giếng bằng hệ thống thiết bị khai thác được áp dụng thành công cho 18 lần làm sạch giếng của Dự án Biển Đông 01 mà không phải đóng giếng, giúp tiết kiệm thời gian và tiết kiệm hơn 3 triệu USD chi phí thuê thiết bị và mua hóa chất. Giải pháp trên được công nhận sáng kiến cấp Tập đoàn Dầu khí Việt Nam và có thể áp dụng để làm sạch các giếng có điều kiện vỉa nhiệt độ cao, áp suất cao. LÀM SẠCH GIẾNG BẰNG CÁCH SỬ DỤNG HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHAI THÁC THEO PHƯƠNG PHÁP XẢ LIÊN TỤC Vận hành thiết bị trong quá trình làm sạch giếng Trần Thiện Nhựt (giới thiệu) Sơ đồ phương án 80 DẦU KHÍ - SỐ 2/2019 PHỔ BIẾN SÁNG KIẾN Trong quá trình khoan các giếng (HT-1P, HT-2P, HT-3P) tại mỏ Hải Thạch do Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đông (BIENDONG POC) thực hiện, tốc độ khoan trung bình trong đoạn thân giếng 8½'' của các giếng khoan này chỉ đạt khoảng 4,8m/giờ (thấp hơn nhiều so với kế hoạch ban đầu). Qua phân tích các thông số khoan cho thấy tốc độ khoan trong thành hệ đá phiến sét của đoạn thân giếng 8½'' thấp là do ảnh hưởng của thành phần thạch học, tỷ trọng dung dịch khoan cao, cơ chế cắt/răng cắt của choòng khoan chưa phù hợp. Nếu tốc độ khoan này không được cải thiện cho các giếng khoan còn lại của mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh thì sẽ kéo dài thời gian khoan, tăng chi phí của các giếng khoan. Do vậy để thiết kế choòng khoan mới đáp ứng đúng yêu cầu đặt ra, nhóm tác giả thuộc BIENDONG POC đã đề xuất ý tưởng tiến hành thử nghiệm khả năng phá hủy đất đá của răng cắt/choòng khoan trên các mẫu lõi thu được từ giếng khoan ở khu vực mỏ Hải Thạch, giúp việc thiết kế choòng khoan đạt hiệu quả cao hơn. Mẫu lõi được lựa chọn thí nghiệm là tầng đá phiến sét phía trên tầng sản phẩm Miocene dưới - LMH30. Đây là phần mẫu lõi còn dư sau các nghiên cứu địa chất, do vậy sẽ không mất bất kỳ chi phí lấy mẫu lõi để phục vụ cho việc nghiên cứu và thiết kế choòng khoan mới này. Việc thí nghiệm mẫu lõi với các loại răng cắt khác nhau và các bước tiếp theo của việc thiết kế 1 choòng khoan mới đã được tác giả và Công ty Smith Bits lên kế hoạch chi tiết, cụ thể cho từng công đoạn, cách thức và thời gian trước khi thực hiện. Các thông số từ thí nghiệm thực tế sẽ được nhập vào phần mềm thiết kế choòng khoan IDEAS (của Smith Bits) với mô hình choòng khoan 4 cánh cắt đã được tác giả đề xuất trước đó để thực hiện việc minh giải, tính toán, mô phỏng và sẽ cung cấp một mô hình động lực học cho choòng khoan mới. Một loạt các thiết kế choòng khoan mới (thay đổi vị trí, kích thước cũng như góc nghiêng của răng cắt) sẽ được mô phỏng với các bộ khoan cụ, quỹ đạo giếng khoan và các thông số khoan mà BIENDONG POC dự định sẽ khoan và áp dụng với choòng khoan mới nhằm lựa chọn một choòng khoan có khả năng đạt được tốc độ khoan tốt nhất. Choòng khoan mới đã được sử dụng trong đoạn thân giếng 8½'' của các giếng khoan HT- 6P, HT-7P, HT-8P, HT-4P, HT-9P, HT- THIẾT KẾ VÀ TỐI ƯU HÓA CHOÒNG KHOAN TRONG ĐOẠN THÂN GIẾNG 8½'' TẠI VÙNG MỎ HẢI THẠCH 9PST của dự án Biển Đông 01 và đạt một số kỷ lục sau: - Khoảng cách khoan tích lũy dài nhất với cùng một choòng khoan: 1.431m khoan (giếng HT-6P, HT-7P, HT-8P); - Khoảng cách khoan dài nhất cho 1 lần khoan: 1.010m (giếng HT- 9P). So với các choòng khoan đã sử dụng trước đó, choòng khoan thiết kế mới có ưu điểm như: bộ khoan cụ đáy giếng ổn định hơn, giếng được bơm rửa tốt hơn do tối ưu hóa trong thiết kế vòi phun thủy lực; thành giếng khoan ổn định hơn thông qua việc giảm thời gian back-reaming; thời gian kéo thả và tốc độ khoan trung bình được cải thiện đáng kể (tăng từ 4,8m/giờ lên 8,38m/giờ). Việc nâng cao tốc độ khoan trung bình giúp tiết kiệm chi phí do giảm thời gian thi công khoan. Lợi ích kinh tế đến cuối tháng 4/2016 (từ thời điểm áp dụng lần đầu tháng 3/2015) khi áp dụng giải pháp này cho 6 giếng tại mỏ Hải Thạch ước đạt 6 triệu USD. Dòng sản phẩm mới này được đề xuất dùng để khoan trong các giếng khoan có thành hệ đá phiến sét có tính dẻo, nhiệt độ - áp suất cao, lưu lượng bơm thấp và tỷ trọng dung dịch cao. Giải pháp “Thiết kế và tối ưu hóa choòng khoan trong đoạn thân giếng 8½'' tại vùng mỏ Hải Thạch” được công nhận sáng kiến cấp Tập đoàn Dầu khí Việt Nam và đã được nhà thầu Liên doanh Việt - Nga “Vietsovpetro” lựa chọn để sử dụng cho các giếng có tốc độ khoan rất chậm khi khoan qua các tầng đá sét dẻo, thành hệ mềm, tỷ trọng dung dịch cao, choòng khoan trong điều kiện tốt khi kéo lên. Nguyễn Phạm Huy Cường (giới thiệu) Răng cắt được cải tiến trên mẫu lõi thu được từ giếng khoan ở khu vực mỏ Hải Thạch
File đính kèm:
- tap_chi_dau_khi_so_2_nam_2019.pdf