luận văn thiết kế giếng khoan dầu khí

Theo trình tự nghiên cứu bắt đầu từ các phương pháp đo địa vật lý,chủ yếu là đo địa chấn, các phép đo địa vật lý trong lỗ khoan, sau đó đến các phương pháp phân tích lấy mẫu đất đá thu đ

ĐẶC DIỂM CHUNG VỀ ĐỊA CHẤT VÙNG MỎ

Mỏ Bạch Hổ nằm trong khu vực bồn trũng Cửu Long, thuộc thềm Sunda lớn nhất ở Tây Nam Thái Bình Dương Sự hình thành cấu trúc địa chất hiện tại của thềm Sunda gắn liền với ba chu kì tạo địa hào Rizta, bắt đầu từ kỉ Creta muộn Sự mở rộng bồn Tây Nam, trong đó có thềm lục địa Nam Việt Nam xảy ra vào chu kỳ 1 ( Paleogen muộn ) Tốc độ sụt lún đạt tới cực đại vào thời kì Oligoxen sớm, chu kì thứ hai gắn liền với sự tạo địa hào Rizta ven biển và sự tạo thành các bể trầm tích Chu kì thứ ba đặc trưng bởi sự tiếp tục sụt lún của thềm biển và sự tạo thành các bể trầm tích lớn xen kẽ với các đới nâng có móng tiền Kalozoi Hoạt động Mắcma xuất hiện vào thời kì Kalozoi muộn, nó có tác động nhất định đến cấu trúc kiến tạo chung của thềm lục địa Việt Nam Ở phần rìa phía Tây Bắc của bồn trũng Cửu Long có tổng diện tích các lớp phủ Bazan và Andezit đạt 1 triệu km2, với bề dày không lớn lắm Khác với bồn trũng ở vùng trũng Sunda, bồn trũng Cửu Long bị tách biệt hẳn ra và nằm ở sườn Đông Nam ổn định của bán đảo Đông Dương Ở phía Tây nó bị tách ra khỏi bồn trũng Thái Lan bởi đới nâng Corat Ở phía Nam nó

bị tách hẳn ra và có chiều dài gần 500km, rộng 150km, diện tích gần 75000km2

Trong cấu trúc địa chất của bồn trũng Cửu Long có chứa các hệ trầm tích Lục Nguyên gốc châu thổ ven biển, có tuổi từ Mioxen – Oligoxen hiện tại Bề dày cực đại là 7km được xác định tại hố sụt trung tâm của bồn trũng Tổng thể 0otích của bồn trũng này là 150000km3 Nguồn cung cấp vật liệu chủ yếu là sông Mêkong (sông Cửu Long) Hiện nay trung bình hàng năm sông Mêkong đưa ra biển 187 triệu tấn phù sa

Như vậy, mỏ Bạch Hổ là một vòm nâng lớn, có kích thước 17x18km Cấu tạo chia thành nhiều khối bởi nhiều dứt gãy ngang dọc, mà chủ yếu là đứt gãy dọc có biên độ giảm dần theo hướng lên trên Cấu tạo không đối xứng đặc

biệt là vùng đỉnh Góc đổ ở cánh Tây dốc, tăng theo chiều sâu từ 6 – 160, còn cánh phía Đông là từ 6 – 100

Cấu tạo mỏ Bạch Hổ rất phức tạp vì có nhiều đứt gãy, đứt gãy lớn nhất nằm phía rìa Tây có biên độ a.200m theo mặt móng Đây là phần thuận bởi một loạt đới nâng bậc ba Chúng có cấu tạo không đối xứng bị phân cách bởi các đứt gãy thuận Cấu tạo mỏ Bạch Hổ thuộc đới nâng trung tâm, ngoài cấu tạo này trong bồn trũng Cửu Long còn phát hiện 32 đới nâng khác có triển vọng dầu khí

2.1 Đặc điểm cấu tạo địa chất

Theo trình tự nghiên cứu bắt đầu từ các phương pháp đo địa vật lý,chủ yếu là đo địa chấn, các phép đo địa vật lý trong lỗ khoan, sau đó đến các phương pháp phân tích lấy mẫu đất đá thu được, người ta xác định được khá

rõ ràng các thành hệ của mỏ Bạch Hổ Đó là các thành hệ thuộc hệ Đệ tứ, Neogen và Paleogen phủ trên móng kết tinh Jura - Kretta có tuổi thọ tuyệt đối

từ 97 - 108,4 triệu năm Từ trên xuống, cột địa tầng tổng hợp của mỏ được xác định như sau:

2.1.1 Trầm tích Neogen và Đệ Tứ

a Trầm tích Plioxen-Pleixtoxen ( điệp Biển Đông ):

Điệp này được thành tạo chủ yếu từ cát và cát dăm, độ gắn kết kém, thành phần chính là thạch anh,Glaukonite và các tàn tích thực vật.Từ 20 - 25% mặt cắt là các vỉa kẹp Montmoriolonite, đôi khi gặp những vỉa sét vôi mỏng Đất đá này thành tạo trong điều kiện biển nông , độ muối trung bình và chịu ảnh hưởng của các dòng chảy , nguồn vật liệu chính là các đá Macma axit.Bề dày điệp này dao động từ 612 - 654m

Dưới điệp Biển Đông là các trầm tích của thống Mioxen thuộc hệ Neogen

b Trầm tích Mioxen:

Thống này chia ra làm 3 phụ thống:

- Mioxen trên (điệp Đồng Nai):

Đất đá điệp này chủ yếu là cát dăm và cát với độ mài mòn trung bình từ trung bình đến tốt Thành phần Thạch anh chiếm từ 20 - 90% còn lại là Fenspat

và các thành phần khác như đá Macma , phiến cát vỏ sò… Độ kết hầu như không có nhưng cũng gặp những vỉa sét và két dày đến 20m và những vỉa cuội mỏng Chiều dày điệp này tăng dần từ giữa ( 538m ) sang hai cánh( 619m )

- Mioxen giữa (điệp Côn sơn):

Phần lớn đất đá của điệp này được tạo từ cát,cát dăm và bột kết.Phần còn lại là các vỉa sét, sét vôi mỏng và đá vôi Đây là những đất đá lục nguyên dạng bở rời màu xám vàng và xám xanh, kích thước hạt từ 0,1 - 10mm, thành phần chính là Thạch anh( hơn 80% ), Fenspat và các đá phun trào có màu loang lổ, bở rời, mềm dẻo, thành phần chính là Montmoriolonite Bề mặt của điệp từ 810 - 950m

- Mioxen dưới (điệp Bạch Hổ):

Đất đá của điệp này nằm bất chỉnh hợp góc, thành tạo Oligoxen trên.Gồm chủ yếu là những tập sét dày và nững vỉa cát,bột mỏng nằm xen kẽ nhau.Sét có màu tối nâu loang lổ xám,thường là mềm và phân lớp

Thành phần của sét gồm có Kaolinit,Montmoriolonite,thuỷ Mica và các khoáng vật Carbonate,hàm lượng xi măng từ 3 - 35%,cấu trúc xi măng lấp đầy hoặc tiếp xúc.Mảnh vụn là các khoáng vật như Thạch anh,Fenspat với khối lượng tương đương nhau.Ngoài ra còn có các loại khác, như Granite, Phiến cát… Điệp này chứa các tầng dầu công nghiệp 22,23,24,25 Chiều dày tăng từ vòm ( 600m ) đến 2 cánh ( 1270m )

2.1.2 Trầm tích Paleogen:

Thành tạo của hệ thống Oligoxen thuộc hệ Paleogen được chia làm hai phụ thống:

a Oligoxen trên (điệp Trà Tân):

Các đất đá trầm tích này bao trùm toàn bộ diện tích mỏ Phần trên là các tập sét màu đen rất dày (tới 266m) Phần dưới là cát kết, sét kết và bột kết nằm xen kẽ Điệp này chứa tầng dầu công nghiệp 1,2,3,4,5

Sự phân chia có thể thực hiện sâu hơn tại hàng loạt các giếng khoan, trong đó điệp Trà Tân được chia làm 3 phụ điệp: dưới, trên và giữa Ỏ đây có

sự thay đổi hướng đá mạnh, trong thời kì hình thành trầm tích này có thể có hoạt động của núi lửa ở phần trung tâm và cuối phía bắc của vỉa hiện tại, do

có sự gặp nhau các đá phun trào trong trong một số giếng khoan Ngoài ra còn gặp các trầm tích than sét kết màu đen, xám tối đến nâu bị ép nén, khi vỡ có mặt trượt Khoáng vật chính là Kaolinit (56%), Thuỷ Mica (12%), các thành phần khác - Clorite, Xiderite, Montmoriolonite (32%) Cát và bột kết có màu sang dạng khối rắn chắc, tới 80,9% là thành phần hạt gồm: Thạch anh, Fenspat và các thành phần vụn của các loại đất đá khác như: Kaolinite, Cacbonate, sét vôi Chiều dày từ 176-1034m, giảm ở phần vòm và đột ngột tăng mạnh ở phần sườn

b Oligoxen dưới (điệp Trà Cú):

Thành tạo này có tại vòm Bắc và rìa Nam của mỏ Gồm chủ yếu là sét kết(60-70% mặt cắt), có màu từ đen đến xám tối và nâu, bị ép mạnh, giòn, mảnh vụn vỡ sắc cạnh có mặt trượt dạng khối hoặc phân lớp Thành phần gồm: Thuỷ Mica, Kaolinite, Clorite, Xiderite Phần còn lại của mặt cắt là cát kết, bột kết, nằm xen kẽ có sét màu sáng, thành phần chính là Arkor, xi măng Kaolinite, thuỷ Mica và sét vôi Đá được thành tạo trong điều kiện biển nông, ven bờ hoặc sông hồ Thành phần vụn gồm thạch anh, Fenspat, Granite, đá phun trào và đá biến chất Ở đây gặp 5 tầng dầu công nghiệp 6,7,8,9,10

c Các đá cơ sở (vỏ phong hoá):

Đây là nền cơ sở cho các tập đá Oligoxen dưới phát triển trên mặt móng Nó được thành tạo trong diều kiện lục địa bởi sự phá huỷ cơ học của địa hình Đá này nằm trực tiếp trên móng do sự tái trầm tích của mảnh vụn của đá móng có kích thước khác nhau Thành phần gồm: Cuội cát kết hạt thô, đôi khi gặp đá phun trào Chiều dày của điệp Trà Cú và các điệp cơ sở thay đổi từ 0 - 412m và từ 0 - 174m

2.1.3 Đá móng kết tinh Kazozoi:

Đây là các thành tạo Granite nhưng không đồng nhất mà có sự khác nhau về thành phần thạch học, hoá học và về tuổi Có thể giả thiết rằng có hai thời kì thành tạo đá Granite Vòm Bắc vào kỉ Kretta, diện tích của thể Batholit Granite này có thể tới hàng nghìn km2 và bề dày thường không quá 3km Đá móng mỏ Bạch Hổ chịu tác động mạnh của quá trình phong hoá thuỷ nhiệt và các hoạt động kiến tạo gây nứt nẻ hang hốc và sinh ra các khoáng vật thứ sinh khác như Kataclazit, Milonite Sự phong hoá kéo theo sự làm giàu sắt, Mangan, Canxi, Photpho và làm mất đi các thành phần Natri và Canxi động Các mẫu đá chứa dầu thu được có độ nứt nẻ trung bình 2,2%, chiầu dài khe nứt từ 0.5 - 1mm, rộng từ 0,1 - 0,5mm, độ lỗ hổng bằng từ 1/5-1/7 độ nứt nẻ

Đá móng bắt đầy có từ độ sâu 3888 - 4400m Đây là một bẫy chứa dầu khối điển hình và có triển vọng cao

2.2 Đặc điểm kiến tạo

Đới nâng mỏ Bạch Hổ là một nếp lồi lớn kéo dài, đỉnh của nó kéo dài

về phía Đông Bắc và bị chia cắt chủ yếu bởi các đứt gãy của biên độ dọc chiều dài và đứt gãy giảm dần về phía trên của mặt cắt Phần vòm đường sóng lồi bị nghiêng về hướng Đông Bắc khoảng 10 Ở phía xa hơn, góc này đạt từ 3 – 40 Độ nghiêng của đất đá là 125m/km Ở phía Nam đường sóng lồi bị chìm thoải hơn và độ nghiêng của đất đá là 83m/km Cấu tạo thể hiện rõ rệt ở trầm tích Mioxen dưới và Oligoxen

Cấu tạo mỏ Bạch Hổ rất phức tạp, nó thể hiện ở chỗ có nhiều đứt gãy, trong đó đứt gãy lớn nhất thuộc cánh Tây, có biên độ là 1200m theo tầng nóc Nếp thuận kéo dài gần 32km dọc theo theo toàn bộ cấu tạo Ngoài ra còn có một loạt các nếp thuận khác có biên độ từ 50 – 120km, bao gồm:

2.2.1 Nếp thuận số 1

Thuộc cánh Tây và có tính đồng sinh Biên độ ở phần Oligoxen dưới từ

700 – 900m và giảm mạnh về phía Bắc cũng như phía treeb của lát cắt Trong các trầm tích Oligoxen dưới, nếp thuận chia một hay nhiều đứt gãy nhỏ, biên

độ khoảng 60m, mặt đứt gãy nghiêng về phía Đông 60 – 700

2.2.2 Nếp thuận số 2

Là đứt gãy phân nhánh của các dứt gãy trên Đường phương của nếp thuận khi di chuyển sang cánh Đông thay đổi tương đối mạnh Biên độ của nếp thuận từ 40 – 50m, mặt đứt gãy nghiêng về phía Tây Bắc khoảng 60 –

2.3 Lịch sử phát triển địa chất của mỏ

Mỏ Bạch Hổ thuộc bồn trũng Cửu Long, bồn này thuộc thềm Sunda và nằm ở phía Đông Nam khối ổn định của bán đảo Đông Dương Ở phía Tây bị tách khỏi bồn trũng Thái Lan bởi đới nâng Corat, ở phía Nam bị tách khỏi bồn trũng Nam Côn Sơn Quá trình phát triển địa chất của cùng trải qua các giai đoạn sau:

2.3.1 Thời kì Menzozoi – đầu Kanozoi

Bồn trũng Cửu Long xảy ra các hoạt động tạo núi mạnh, các hoạt động Macma núi lửa với nhiều pha khác nhau Các thành tạo trước Kainozoi bị đập

vỡ và phân cách thành từng khối với biên độ sụt lún không đồng nhất tạo nên dạng địa lũy, địa hào Các địa lũy và khối nâng bị bào mòn và phong hóa vật liệu được đem đi lấp đầy ở các trũng lân cận trước Kainozoi Cấu tạo mỏ Bạch Hổ được tạo thành trong thời gian này, nó là một bộ phận của địa lũy trung tâm bồn trũng Cửu Long, bị khống chế bởi các đứt gãy sâu ở sườn Đông và sườn Tây

Các hoạt động Macma xâm nhập làm phức tạp thêm các cấu tạo gây nên sự khác biệt địa chất của từng đới trước Kainozoi

2.3.2 Giai đoạn Oligoxen sớm

Điệp Trà Cú có tường lục địa lấp đầy các địa hào với bề dày trầm tích khá lớn, điều đó chứng tỏ quá trình tách giãn gây sụt lún mạnh Biên độ và gradien sụt lún thay đổi theo chiều dày ở phía Tây của mỏ Bạch Hổ Phần nhô cao của phần trung tâm vắng mặt trầm tích Oligoxen sớm

2.3.3 Giai đoạn Oligoxen muộn

Hoạt động của Rizto kéo dài đến cuối Oligoxen và mang tính chất kế thừa của giai đoạn trước Các trầm tích Điệp Trà Tân mịn hàm lượng hợp chất hữu cơ cao được lắng đọng trong môi trường đầm hồ, sông, châu thổ và lấp đầy phần trên các địa hào Hoạt động kiến tạo ở phía Tây mỏ Bạch Hổ mạnh hơn phía Đông và mang tính chất ép nén Hệ thống đứt gãy phía Tây có hướng cắm chủ yếu về phía sụt lún của mảng Phần nhô cao trung tâm của mỏ

thời kì này có phương á kinh tuyến Trên thực tế cho phép kết luận: Hoạt động kiến tạo thời kì này mang tính chất khối tảng, có biểu hiện xoay trục và nén ép mạnh ở phía Tây

Cấu trúc phía Tây và Đông của mỏ có đặc trưng áp vào khối nhô của móng Đây là điều kiện thuận lợi cho sự di chuyển Hydrocacbon vào trong móng, đồng thời tạo nên các tập chắn

2.3.4 Giai đoạn Mioxen

Đây là giai đoạn sụt lún oằn võng mang tính chất khu vực của toàn bộ trầm tích nói chung và mỏ Bạch Hổ nói riêng tiếp theo sau thời kì tách giãn Oligoxen Hoạt động đứt gãy giảm dần, biển tiến theo hướng Đông Bắc – Tây Nam, các trầm tích hạt mịn được thành tạo điển hình là sét Rotalia tầng chắn của mỏ Hiện tượng tái hoạt động trong quá trình oằn võng ở thời kì Mioxen của các đứt gãy là nguyên nhân cơ bản để thúc đẩy các Hydrocacbon vào trong móng Vào cuối Mioxen, các hoạt động nén ép khu vực này và hoạt động mạnh mẽ của sông Mêkong có ảnh hưởng lớn đến môi trường trầm tích

2.3.5 Giai đoạn Plioxen – Đệ Tứ

Do ảnh hưởng của quá trình lún chìm, biển tiến của toàn khu vực làm cho cấu tạo Bạch Hổ trong giai đoạn này có tính ổn định Các thành tạo trầm tích có chiều dày lớn, gần như nằm ngang trên các thành tạo cổ

2.4 Lịch sử thăm dò khai thác và tiềm năng vùng mỏ

2.4.1 Lịch sử thăm dò khai thác

Bồn trũng Cửu Long được các nhà địa chất quan tâm từ trước ngày miền Nam hoàn toàn giải phóng Việc nghiên cứu bồn trũng Cửu Long nói chung và mỏ Bạch Hổ nói riêng đã trải qua các giai đoạn:

- Giai đoạn trước 1975

Việc tìm kiếm thăm dò dầu khí giai đoạn này được tiến hành bởi các công ty dầu khí tư bản, kết quả cho thấy có nhiều triển vọng dầu khí ở thềm lục địa phía Nam Việt Nam Mỏ Bạch Hổ được công ty dầu khí Mobil của Mĩ

phát hiện bằng các tài liệu địa chấn, đến năm 1974 thì công ty này khoan giếng thăm dò đầu tiên và tìm thấy sản phẩm trong tầng mioxen dưới

- Giai đoạn 1975 – 1980

Sau ngày miền Nam hoàn toàn giải phóng chúng ta tiến hành thăm dò lại địa chấn và khoan thăm dò các giếng trên mỏ

- Giai đoạn 1980 đến nay

Ngày 19/6/1981, xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro được thành lập đánh dấu bước phát triển quan trọng trong ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam

Cuối năm 1983, đầu năm 1984 khoan giếng BH5 tại vòm Trung Tâm, tìm thấy sản phẩm của tầng Mioxen dưới

Tháng 7/1984 khoan giếng BH4 tại vòm Bắc tìm thấy sản phẩm ở tầng Oligoxen và Mioxen

Tháng 8/1985 khoan giếng BH3 ở phía Đông vòm Trung Tâm, đánh giá sự phát triển của tầng chứa về phía Đông Nam

Năm 1986 XNLD khoan giếng BH10 ở vòm Bắc, sâu 4400m để chính xác hóa các tài liệu địa chất về mỏ

Năm 1987 XNLD khoan giếng BH6 ở giữa vòm Trung Tâm và vòm Bắc và giếng BH9 ở cánh Đông Bắc của mỏ

Năm 1988 XNLD khoan giếng BH15 ở vòm Nam

Năm 1989 XN khoan giếng BH12 ở cánh Đông, phát hiện dầu ở tầng móng

Năm 1993 XNLD khoan giếng BH7 ở phía Nam để thăm dò vòm Nam Các giếng khoan đơn lẻ được khoan bằng các giàn khoan di động Ngoài ra trên các giàn khoan khai thác luôn có một giếng khoan thăm dò, và trong quá trình khai thác vãn tiến hành các nghiên cứu tổng hợp Từ ngày thành lập và dưa vào khai thác, sản lượng không ngừng gia tăng:

Năm 1986 khai thác tấn dầu thô đầu tiên,

Năm 1988 khai thác triệu tấn dầu thô đầu tiên,

Năm 1993 hoàn thành khai thác tấn dầu thô thứ 20 triệu,

Năm 1994 đạt sản lượng khai thác 6,9 triệu tấn dầu

Việc tiến hành khai thác dầu tại mỏ Bạch Hổ dựa trên cơ sở bản “ Thiết

kế khai thác thử công nghiệp mỏ Bạch Hổ thềm lục địa phía Nam Việt Nam “ của viện nghiên cứu dầu khí Xakhalin, với hệ thống khai thác 7 điểm

Ngày 16/1/1991, sau khi tính toán lại trữ lượng cho các tầng sản phẩm, lập ra dự án cho đối tượng và cho dự án phân bố giếng tối ưu cho 4 đối tượng khai thác là:

Đối tượng I gồm các tầng 22, 23 và 24 của Mioxen hạ,

Đối tượng II gồm các tầng 1, 2, 4 và 5 của Oligoxen thượng,

Đối tượng III gồm các tầng 6, 7, 8, 9 và 10 của Oligoxen hạ,

Đối tượng IV là tầng móng

Ngoài mỏ Bạch Hổ, XNLD còn phát hiện ra hai mỏ nữa là mỏ Rồng và

mỏ Đại Hùng, hai mỏ này hiện cũng đang đưa vào khai thác

2.4.2 Tiềm năng vùng mỏ

Dầu khí mỏ Bạch Hổ được sinh ra từ tầng Oligoxen, vì đá mẹ Oligoxen giàu vật chất hữu cơ và đã bước vào giai đoạn tạo dầu Còn tầng Mioxen hạ thì đá mẹ có hàm lượng vật chất hữu cơ trung bình và chưa bước vào giai đoạn tạo dầu, vì thế dầu cung cấp cho các tầng Mioxen hạ không lớn Còn ở tầng móng, dầu được chứa trong các dứt gãy và hang hốc khi dầu từ tầng Oligoxen và Mioxen di chuyển xuống

Trong mặt cắt mỏ Bạch hổ, từ trên xuống dưới ta bắt gặp các phức hệ chứa dầu khí sau:

Phức hệ Bạch Hổ dưới ( trầm tích Mioxen hạ ),

Phức hệ Trà Tân (trầm tích Oligoxen trên),

Phức hệ Trà Cú (trầm tích Oligoxen dưới),

Phức hệ móng kết tinh,

Phức hệ Bạch Hổ dưới là các hạt rừ hạt trung đến hạt thô, độ thấm cao, chứa các tầng sản phẩm 23, 24 và 26 Tầng 23 cho sản lượng cao nhất (381m3/ngđ), các tầng tầng còn lại chỉ chứa dầu ở phía Bắc và phần trung tâm phía Nam

Phức hệ Trà Tân là các điệp cát thấm hạt nhỏ và trung bình, phân bố rộng ở cánh phía Bắc của cấu tạo Nhiều vỉa cát của phức hệ này bị vát nhọn hoặc có dạng thấu kính, độ thấm kém Phức hệ có các tầng sản phẩm 1, 2, 3, 4

và 5, cho lưu lượng thay đổi từ 0,8 – 110,5m3/ngđ Đặc trưng của phức hệ là

dị thường gradien áp suất vỉa cao, có thể lên đến 0,172at/m

Phức hệ Trà Cú là các vỉa cát có độ hạt trung bình, đôi chỗ ở cánh Bắc

có chứa nứt nẻ, chứa các tầng sản phẩm 6, 7, 8, 9 và 10 Lưu lượng thu được

từ 180,4 – 337m3/ngđ

Phức hệ móng kết tinh là Granitoid bị phong hóa và nứt nẻ mạnh, độ hang hốc lớn, gặp trong rất nhiều giếng khoan ở vòm Bắc và vòm Trung Tâm Lưu lượng lớn nhất ở phần đỉnh của vòm Trung Tâm có thể đạt tới 700m3/ngđ, còn phần sụt lún của móng lưu lượng thấp, chỉ đạt 4m3/ngđ

PHẦN II LẬP PHƯƠNG ÁN THI CÔNG GIẾNG KHOAN

CHƯƠNG I:THIÊT KẾ GIẾNG KHOAN 1.Lựa chọn cấu trúc giếng khoan:

Để đạt được các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật cho giếng khoan việc lưa chọn và tính toán phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Mục đích giếng khoan và các yêu cầu của công tác khai thác

-Giảm tối đa các sự cố phức tạp trong quá trình khoan, khai thác và điều kiện

a Cột ống chống phân cách nước biển  720 mm:

Đây là yêu cầu của công nghệ khoan biển Chống ống này với mục đích ngăn cách nước biển, tạo máng dẫn dung dịch ban đầu, chống xói mòn, sập lở tầng đất đá ven bề mặt

b Cột ống chống dẫn hướng  508 mm:

Đây là ống chống bắt buộc của mọi giếng khoan, đảm bảo ổn định phía trên của thành giếng, tầng đất đá phủ bở rời, chống sự xâm nhập của nước bề mặt vào giếng khoan Đây là cột ống lắp đặt các thiết bị miệng giếng, đầu ống chống, các thiết bị chống phun và làm nhiệm vụ treo giữ toàn bộ các cột ống tiếp theo

c Cột ống chống trung gian thứ nhất  340 mm:

Cột ống này được chống qua tầng đệ tứ Plioxen nhằm chống sập lở các tầng đất đá bở rời, chống mất nước rửa khi khoan qua các tầng Mioxen,

đồng thời cũng tránh xảy ra sự cố trong quá trình khoan các đoạn còn lại

+ xác lập những yêu cầu của giếng

+ thu thập dữ liệu liên quan đến giếng thiết kế

+ xác định biểu đồ gradient áp suất vỉa và vỡ vỉa tương ứng với cột địa tầng trên cùng một biểu đồ để xác định những khoảng có dị thường

+ xác định độ sâu tối thiểu đặt ống chống kỹ thuật

+ Điều chỉnh độ sâu đặt ống kỹ thuật dựa vào địa tầng hoặc yêu cầu của giếng

+ Lặp lại các công việc trên cho ống chống kỹ thuật kế tiếp căn cứ vào tài liệu địa chất của đất đá khoan qua và ảnh hưởng của nó đến công tác thi công giếng khoan

Để xác định độ sâu đặt chân đế ống chống thích hợp, cho phép thiết kế một cấu trúc giếng tối ưu Chiều sâu đặt chân đế ống chống được xác định dựa trên yêu cầu địa chất và kỹ thuật đảm bảo chân đế đặt vào đất đá bền vững để chống lại áp lực của hỗn hợp phun từ lòng giếng tại thời điểm nguy hiểm nhất tương ứng với độ sâu đặt chân đế ống chống trước nó (tính từ dưới lên)

Chiều sâu đặt chân đế ống chống được xác định bằng công thức sau:

Lo =  

0

0

1 , 0

) ( 1

H K

n a

(m) Trong đó :

n: hệ số an toàn vỡ vỉa

Ka : mô đun áp suất vỉa, at/m

H: chiều sâu tính từ bàn rô tơ đến chân đế ống chống trước (tính từ dưới), m

L: khoảng cách từ bàn rô tơ đến mặt biển , m

M: gradient áp suất vỡ vỉa, at/m

 o : tỷ trọng hỗn hợp phun, T/m3

Dựa vào công nghệ khoan biển, mục dích của giếng để chọn cấu trúc giếng Dựa vào kết quả các giếng đã khoan gần đó và kinh nghiệm qua thực tế khoan tại mỏ Bạch Hổ để thiết kế cấu trúc giếng tối ưu cho giếng số: BH 2.1: Xác định chiều sâu đặt chân đế ống chống thứ II (từ dưới lên)  245 mm: Đây là ống chống có đường kính  245 mm, cũng là ống chống khai thác Dựa vào tài liệu địa chất, theo mặt cắt của giếng đoạn từ 2140 m 3240

m thuộc tầng mioxen, đất đá bở rời, có áp suất vỉa thấp Nếu đặt chân đế chưa hết tầng mioxen, thì việc thi công giếng tiếp theo sẽ xảy ra hiện tượng mất dung dịch tại ngay bên dưới chân đế ống chống này

*Các tiêu chuẩn để xác định độ sâu đặt chân đế ống chống:

- Đảm bảo ngăn cách các thành hệ đất đá khác nhau hay các tầng có sự thay đổi nhiều về gradient áp suất

- Khống chế hiện tượng phun trào tại thời điểm nguy hiểm nhất Để xác định độ sâu đặt chân đế ống chống theo tiêu chuẩn sập lở, phun trào ta cần phải xác định được tỷ trọng phun trào tại chân đế ống chống dưới

Lo =  

0

1 , 0

) ( 1 , 0

H K

m

Ta tính độ sâu đặt chân đế ống chống này theo tiêu chuẩn phun trào

35 193 , 0 3240 85 , 0 ) 35 3240 (

65 , 1 1 , 0 1 , 0

35 16 , 0 3240 85 , 0 ) 35 3240 (

tầng không phức tạp Do đó để giảm thiểu khó khăn cho đoạn khoan sau đó ta tiến hành thả ống chống 340 mm đến độ sâu 2140 m (là tầng sét)

2.3: Xác định độ sâu đặt chân đế ống chống thứ IV: 508 mm

Theo kinh nghiệm khoan ở mỏ Bạch Hổ, khi thi công các giếng khoan xung quanh, kết hợp với mặt cắt địa chất dự kiến ta thả ống chống

508 mm đến độ sâu 400m Nhằm ổn định thành giếng khoan cho quá trình khoan tiếp sau đó

2.5: Xác định độ sâu cho ống chống thứ V (từ dưới lên): 720 mm

Đây là ống cách nước được đóng vào đáy biển đến 120 m khi xây đựng dàn

Như vậy cấu trúc giếng số BH- Bạch Hổ gồm các cột ống sau

+ Ống dẫn hướng (ống cách nước) 720 mm: đặt ở độ sâu 120 m

+ ống định hướng 426 m : đặt ở độ sâu 400 m

+ Ống kỹ thuật (ống trung gian 1) 340 mm : đặt ở độ sâu 2140 m

+ Ống khai thác 245 mm : đặt ở độ sâu 3240 m

Giếng khoan được khai thác thân trần

Các loại ống chống, chiều sâu thả, chiều dài và chiều cao trám xi măng

Bảng (I-1)

Loại ống chống  (mm) Chiều sâu thả

ống (m)

Chiều dài theo thân giếng (m)

Chiều cao trám ximăng (m)

Bảo vệ 720 0  120 0  120

Dẫn hướng 508 0  400 0  400 0  400 Trung gian 340 0  2140 0  2440 0  2140 Khai thác 245 0  3240 0  3610 1940  3240

3.Thiết kế profin giếng khoan

3.1 Mục đích và yêu cầu của Profin giếng khoan

Thiết kế Profin giếng khoan là ta chọng kiểu và hình dáng của giếng phụ

thuộc váo chiều sâu và khoảng lệch đáy Sau đó tính toán quỹ đạo của nó sao

cho phù hợp với mục đích thiết kế giếng ,các điều kiện kỹ thuật và công nghệ

mà chúng ta đang có Giếng được thiết kế là giếng khoan xiên định hướng

,như vậy Profin của nó phải thỏa mãn các yêu cầu sau :

 Đảm bảo thi công giếng đạt đến độ sâu và khoảng lệch đáy thiết kế ( ).Với chất lượng đảm bảo ( sai số trong phạm vi cho phép ) ,chi phí về

thời gian ,nhân lực vật tư ít nhất ,giá thành rẻ

 Đảm bảo độ cắt xiên hợp lý để dụng cụ cắt xiên làm việc có hiệu quả

tốt ,đảm bảo cho sự đi qua tự do của các bộ khoan cụ ,ống chống trong

quá trình khoan và khai thác ,sửa chữa ngầm trong quá trình khai thác

 Giảm tối đa khả năng xẩy ra sự cố trong quá trình thi công giếng khoan

3.2 Lựa chọn Profin giếng khoan

Căn cứ vào mục đích và yêu cầu của giếng như ở trên, cũng như các điều

kiện địa chất của các tầng đất đá khoan qua như: Nhiệt độ áp suất vỉa, tính

chất cơ lý của đất đá Đặc biệt là tầng có áp suất dị thường áp suất, các vùng

phức tạp và các yếu tố cong tự nhiên tại vị trí thi công lỗ khoan Dựa vào kinh

nghiệm khi khoan hàng loạt các giếng khoan tại mỏ BẠCH hổ, ta có thể chọn

profin của giếng khoan như sau:

 Trục lỗ khoan nằm trong mặt phẳng thẳng đứng đi qua miệng và

đáy lỗ khoan dự kiến

 Pròin giếng khoan được chia làm các đoạn sau:

 Đoạn thẳng đứng có chiều sâu H1= 430m

 Đoạn tăng góc có chiều sâu H2

 Đoạn ổn định góc có chiều sâu H3

 Đoạn giảm góc có chiều sâu H4

 Đoạn thẳng đứng có chiều sâu H5= 148m

 Tính toán các đoạn khoan:

 Đoạn H1: Có độ sâu thẳng đứng H1= L1 =430m

 Tính toán các đoạn còn lại:

Góc nghiêng cực đại của thân giếng khoan:

 = arcsin

) 2

( ) (

) 2

( )

(

0 0

2

0 2

0

S R S R H

S R S H S R H

H0 là chiều sâu theo phương thẳng đứng của giếng khoan (H0=3387m)

S là khoảng dịch đáy (theo hình chiếu bằng lỗ khoan, S= 1350m)

 Cường độ cong 1:

1 phụ thuộc vào tầng đất đá, kỹ thuật và công nghệ khoan Ta có thể chọn

1 theo yêu cầu thực tế và kinh nghiệm tại vùng mỏ

Rmin= 167.

) (D d k f L t c

k là khe hở giữa thành tuabin và giếng khoan (k= 5mm)

f là độ uốn của tuabin

Ta thấy R2, R4đều lớn hơn Rmin, như vậy thỏa mãn yêu cầu

Thay các giá trị vào để tính , ta được  = 35,5

Chiều sâu theo phương thẳng đứng của giếng khoan là:

H1 = 430m

H2= R2.sin = 554m

H3= H0- H1- H5- (R2+ R4).sin = 1147m

Khoảng dịch đáy (m)

Chiều sâu thẳng đứng (m)

177 departure

Casing Point #340mm

2440 MD 2141TVD 35.40° 338.00° az

999 departure

Casing Point #245mm

3610 MD 3237 TVD 0.08° 338.00°az

1350 departure

Bottom hole

3760 MD 3387TVD 0.00° 338.00°az

1350 departure

PROFIN giếng khoan NôABC

CÊu tróc giÕng khoan

CHƯƠNG II LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP KHOAN, THIẾT BỊ VÀ

DỤNG CỤ KHOAN

2.1 PHƯƠNG PHÁP KHOAN ROTO

Hiện nay trên thế giới cũng như ở nước ta trong các giếng khoan dầu khí phương pháp này có đặc điểm là công suất phá hủy đất đá được truyền gián tiếp từ bàn Roto qua cần khoan tới choòng khoan.Vì vậy trong quá trình khoan có thể điều chỉnh trong phạm vi lớn, các thông số chế độ khoan trong các hệ tầng đất đá khác nhau.Các thiết bị trên mặt đơn giản để bảo dưỡng và sửa chữa…Phương pháp này đạt hiệu quả cao ở độ sâu thấp và trunh bình Mặt khác trong quá trình làm việc cột cần khoan quay sẽ làm mài mòn dẫn đến sự cố với cần khoan do các ứng suất sinh ra trong quá trình làm việc, khi khoan định hướng và khoan nghiêng thì hiệu quả thấp

2.2 PHƯƠNG PHÁP KHOAN BẰNG ĐỘNG CƠ ĐÁY

Phương pháp này chủ yếu dùng Tuabin hoặc động cơ trục vít Đặc điểm của phương pháp khoan tuabin là sử dụng năng lượng dòng chảy dung dịch để phà hủy đất đá nhờ có các tuabin lắp ở bên trong cột cần khoan đáy lỗ khoan,

nó có nhiệm vụ truyền dung dịch từ bề mặt xuống đáy lồ khoan để cho tuabin làm việc, khi kéo thả bộ động cơ đáy…Vì vậy ứng suất phát sinh trong quá trình làm việc nhỏ ( đặc biệt là ứng suất mỏi và uốn ) dẫn đến giảm sự cố và đứt cần khoan, tránh mài mòn các bộ phận của cột cần khoan và các thiết bị quay trên bề mặt Đặc biệt phương pháp này rất thuận lợi cho khoan định hướng Nhưng khoan tuabin có nhừng nhược điểm sau:

 Đặc tính làm việc của tuabin là có số vòng quay lớn do đó điều rất hạn chế khi sử dụng choòng chóp xoay thời gian sử dụng ngắn do sự mài mòn của ổ tựa

 Ở những tầng đất đá đòi hỏi mômen phá đá lớn lên một sồ loại tuabin không đạt được điều này

 Vùng làm việc ổn định của sồ vòng quay tuabin hẹp, nếu ra ngoài tuabin sẽ không ổn định

 Trong khoan tuabin công suất thủy lực của máy bơm lớn hơn nhiều

so với khi khoan Roto Hạn chế chiều sâu làm việc của tuabin Những chí phí cho quá trình bảo dưỡng và sửa chữa lớn dẫn đến làm tăng giá thành 1m khoan

- Khi khoan đến chiều sâu giếng khoan lớn, công suất máy bơm không đáp ứng được yêu cầu phá hủy của đất đá do bị mất năng lượng thủy lực quá nhiều

Căn cứ vào ưu nhược điểm của từng phương pháp khoan, đặc điểm do địa chất của mặt cắt giếng khoan, hình dạng thân giếng khoan người ta còn xét đến điều kiện kinh tế, kỹ thuật của vùng mỏ Vì vậy để đảm bảo các yêu cầu trên ta có thể chọn phương pháp khoan cho từng đoạn khoan như sau:

- Đoạn thân giếng khoan thẳng đứng từ 85  430m, ở đoạn này chúng ta tiến hành mở lỗ, đất đá mềm, bở rời, đường kính lỗ khoan lớn đòi hỏi mômen quay lớn, hiệu quả khi sử dụng choòng có vòi phun thủy lực ta chọn phương pháp khoan rôto

- Đoạn cắt xiên tạo độ nghiêng ban đầu từ 430  1020m thân lỗ khoan cong đều, đất đá có độ cứng từ mềm đến trung bình, để đạt được yêu cầu về thân giếng khoan theo thiết kế, tránh sự cố xảy ra trong quá trình khoan ta chọn phương pháp khoan tuabin

- Đoạn ổn định góc nghiêng cho thân giếng khoan từ 1020  2440m, đất

đá ở đoạn này có độ cứng từ mềm đến trung bình thích hợp cho phương pháp khoan Roto

- Đoạn giảm góc từ 2440  3610m, để tránh sự cố ta dùng phương pháp khoan tuabin

- Đoạn khoan thẳng đứng 3610  3760m, trong tầng đá móng, đất đá có

độ cứng ta chọn phương pháp khoan roto

2.3 LỰA CHỌN THIẾT BỊ KHOAN:

1: Giàn khoan cố định MSP :

- chiều dài 90 m

- chiều rộng 80 m

- số lượng giếng 16  18 giếng

- Độ sâu nước biển : 45 m  50 m

- Chiều sâu khoan tối đa 6500 m

2: Thiết bị nâng thả

- Tháp khoan ký hiệu BBMA 53  320

- Chiều cao tháp 53 m

- Tải trọng móc nâng cực đại 320 tấn

- Kích thước khung đáy 10  10 m

- Bể chứa dung dịch khoan (bể số 1 đến bể số 5)

- Bể gia công dung dịch (bể số 8)

- Bể chưa nước kỹ thuật (bể số 6,7,9,10)

- Máy bơm ly tâm (3 cái) dùng để pha chế dung dịch , bơm chuyển dung

1 Chọn bộ khoan cụ:

Về mặt kỹ thuật bộ khoan cụ phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Chọn bộ khoan cụ phải căn cứ vào khả năng cung cấp vật tư của xí nghiệp liên doanh Vietsopetro

- Bộ khoan cụ phải bền trong quá trình làm việc

- Bộ khoan cụ phải đảm bảo độ ổn định tốt để giữ hướng cho giếng khoan

- Bộ khoan cụ phải có độ cứng không nhỏ hơn độ cứng của ống chống đã thả trước đó

Trên cơ sở đó bộ khoan cụ được chọn như sau:

Cần khoan được chọn theo tiêu chuẩn ứng với giếng, đường kính choòng khoan, dùng cần nặng để tạo áp lực lên choòng sao cho cần khoan luôn ở trạng thái treo tại điểm, thay đổi đường kính thì tỷ lệ giữa chúng phải thuộc phạm vi cho phép Phải kể đến trị số tới hạn của tải trọng và tốc độ quay làm mất ổn định bộ khoan cụ Và nếu điều kiện khoan bắt buộc vượt quá giới hạn đó thì phải dùng các điểm tựa trung gian để khắc phục Điểm tựa trung gian có tác dụng làm giảm độ uốn không gian và diện tích tiếp xúc giữa cần khoan với thành lỗ khoan

Theo khă năng cung cấp vật tư của xí nghiệp liên doanh, bộ khoan cụ được chọn theo các tiêu chuẩn của API Tỷ lệ về kích thước bộ khoan cụ do API thành lập như sau:

- Các choòng khoan 3 chóp xoay có đường kính lớn hơn 393,7mm thì tỷ

lệ đường kính choòng và cần nặng trên đó là 1,6  2 Các choòng nhỏ hơn có tỷ lệ này là 1,25  1,6

- Tỷ lệ đường kính giữa 2 cần nối liên tiếp nhau là 1,1  1,5 còn giữa cần nặng với cần khoan là 1,2  1,6

- Với giếng khoan có chống ống đến cấp đường kính 508 mm thì có khả năng dùng các cấp cần khoan 139,7mm; 127mm; 114,3mm Dùng cần nặng 241,3mm; 203,2mm

- Ống chống 340mm, 245mm dùng cần nặng 228,6; 203,2; 241,3; 165,1mm

2.Chọn bộ khoan cụ cho từng khoảng khoan:

 Khoảng khoan từ 85-120m khoảng khoan này là khoảng khoan

mở lỗ thẳng đứng, bộ khoan cụ phải có đủ trọng lượng để có trạng thái dây rọi Theo tiêu chuẩn API và kinh nghiệm khoan tại

mỏ Bạch Hổ ta chọn cần 127mm Tuy đường kính cần nhỏ nhưng mác thép cao G-105 Cần này sử dụng cho các khoảng khoan khác

Các thông số của nó như sau:

 Đường kính ngoài: 127mm

 Bề dày thành: 9,19mm

 Diện tích mặt cắt: 34,03 cm2

 Trọng lượng trên 1m ( cả đầu nối ): 30,37kg

 Tải trọng kéo cho phép: 251 tấn

 Momen xoắn tương ứng giới hạn chảy của vật liệu: 1970 kg.m

 Áp suất trong và ngoài với giới hạn chảy của vật liệu là 935at và 915at

Cần này phải dùng đầu nối za mốc NC -50 –XH, cần chủ đạo có

133,3mm dài 16,4m, đường kính trong 82,5mm, trọng lượng 1694kg

Cấu trúc bộ khoan cụ cho khoảng khoan 85÷120m Bảng (II-1)

kính (mm)

Chiều dài (mm)

Trọng lượng (kg)

Tổng chiều dài (m)

Tổng khối lượng (T)

Trọng lượng (kg)

Tổng chiều dài (m)

Tổng khối lượng (T)

 Khoảng khoan từ 400-2440m: trong đoạn này có cắt xiên do đó

Trọng lượng (kg)

Tổng chiều dài (m)

Tồng khối lượng (T)

 Khoảng khoan từ 2440-3610m (a)

Cấu trúc bộ khoan cụ cho khoảng khoan từ 2440-3610m (a) Bảng (II-4)

kinh (mm)

Chiều dài (m)

Khối lượng (kg)

Tổng chiều dài (m)

Tổng khối lượng (T)

Khối lượng (kg)

Tổng chiều dài (m)

Tổng khối lượng (T)

Khối lượng (kg)

Tổng chiều dài (m)

Tổng khối lượng (T)

Chương III DUNG DỊCH KHOAN

I CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI DUNG DỊCH KHOAN

Như chúng ta đã biết việc sử dụng dung dịch tuần hoàn trong giếng khoan là một tiến bộ đáng kể Thông số dung dịch khoan rất đa dạng trong việc sử dụng và đóng vai trò quan trọng Hiệu năng của việc khoan đã tiến triển rất nhiều nhờ tiến bộ kỹ thuật và tính chất hóa ký của dung dịch khoan Hiện nay ở vùng mỏ Bạch hổ đang sử dụng phổ biến hệ dung dịch gốc sét điều chế từ sét Bentonit- API và được sử lý cùng với nhiều hóa phẩm Còn

hệ Plime phi sét đã bắt đầu được đưa vào sử dụng, tuy nhiên còn rất nhiều hạn chế vì giá thành còn rất cao và phần lớn hóa phẩm được mua từ nước ngoài

Để lựa chọn hợp lý đơn pha chế của hệ dung dịch khoan cần thiết phải dựa vào những yêu cầu và nhiệm vụ sau:

 Đảm bảo độ bền thành giếng, ngăn ngừa hoặc giảm tối đa những diễn biến phức tạp xảy ra trong quá trình khoan

 Đảm bảo khả năng thoát mùn khoan cực đại cho giếng khoan

 Nhằm góp phần nâng cao các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật công nghệ khoan cao

 Tận dụng tối đa các hóa phẩm đang sử dụng ở vùng mỏ, giảm giá thành chi phí cho giếng khoan, phù hợp với điều kiện thi công giếng khoan ngoài khơi

 Đảm bảo chất lượng khoan mở vỉa sản phẩm và không gây ô nhiễm môi trường sinh hóa

II.LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ CỦA HỆ DUNG DỊCH KHOAN Các thông số hệ dung dịch khoan lựa chọn phải phù hợp với đặc điểm địa chất vùng mỏ và yêu cầu thi công khoan Để xác định hợp lý các thong số cho từng khoảng khoan chúng ta căn cứ vào các yêu cầu cơ bản sau:

 Hình dạng giếng khoan (dạng than giếng và cấu trúc giếng khoan)

 Đặc điểm địa chất giếng khoan theo mặt cắt giếng khoan

 Ngoài ra chúng ta còn dựa vào các thông số, kinh nghiệm sử dụng

dung dịch ở mỏ Bạch hổ ở các giếng có điều kiện địa chất gần giống

nhau

Để thuận lợi cho việc tính toán ta chia giếng khoan thành các khoảng sau:

Kết quả phân chia các khoảng khoan của giếng N o ABC Bảng (III-1)

STT Khoảng khoan theo thân giếng

1 Tính toán trọng lượng riêng của dung dịch:

Gía trị tỉ trọng của hệ dung dịch khoan sử dụng trong quá trình khoan nó

ảnh hưởng trực tiếp áp suất của cốt dung dịch lên thành giếng và đáy giếng

Trong đó: Phdd là áp suất của cột dung dịch ở điểm có độ sâu H từ miệng

giếng tới khoảng khoan theo phương thẳng đứng Để tránh xảy ra sự cố trong

quá trình khoan Phdd phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

Phv ≤ Phdd  Phw

Trong đó: Phváp suất vỉa tại điểm có độ sâu H

Phwáp suất vỡ vỉa tại điểm có độ sâu H

H ) ( 

Ở các tầng đất đá mềm, tơi xốp, hàm lượng cát cao phía trên các tầng

Polioxen – đệ tứ, Mioxen thượng và Mioxen trung, để đạt được vận tốc cơ

học cao ta giảm tối đa các thông số γ trong phạm vi cho phép

Từ đó ta có thể tính được các thông số γ như sau:

Trọng lượng riêng của dung dịch cho từng khoảng khoan Bảng (III – 2)

Khoảng khoan

(m)

Gía trị giới hạn trên (G/cm3)

Gía trị giới hạn dưới (G/cm3)

Gía trị tính toán (G/cm3)

 Do đất đá có độ rỗng và độ thẩm thấu cao, để ngăn ngừa xảy

ra mất nước, sập lở và sói mòn thành giếng ta hạn chế độ nhớt

T trong khoảng 30 – 40, độ thải nước B trong khoảng B= 6 –

8 cm3/s

Với nguyên tắc sau:

+ Chống mất nước: giảm B, giảm γ, tăng T

+ Chống sập lở: tăng γ, giảm B

+ Chống trương lở: giảm B, tăng γ

+ Chống lắng đọng mùn khoan và tăng khả năng thoát mùn: tăng θ, giảm T

+ Để ngăn ngừa hoặc hạn chế phức tạp và sự cố như sập lở, bó hẹp thành giếng khoan qua các tầng có hàm lượng sét cao thuộc Mioxen hạ, Oligoxen thượng hoặc Oligoxen hạ Ta cần phải điều chỉnh độ thải nước B trong khoảng B = 4 – 5cm3/s, độ nhớt quy ước T = 35 – 45s

+ Khi khoan qua các tầng có dị thường áp suất cao Oligoxen, trong

hệ dung dịch sử dụng có chứa các chất phụ gia nặng Barit Vì vậy để giữ Barit ở trạng thái lơ lửng, không sa lắng đòi hỏi dung dịch có lực cắt tĩnh (θ) và độ nhớt (T) cao hơn

+ Khi khoan các tầng sản phẩm, đặc biệt là tầng đá móng, để ngăn ngừa và hạn chế và mất dung dịch khoan và nâng cao các tính chất thấm của colectơ ta chọn dung dịch có tỷ trọng nhỏ nhất trong phạm vi cho phép Để đảm bảo mức độ làm sạch đáy giếng, cần chọn θ = 40 – 50 mG/cm2 và T = 25 – 30s

+ Nói chung việc kiểm soát các thông số của dung dịch còn phụ thuộc vào duy trì và xử lý trong quá trình khoan Bên cạnh đó xử

lý hóa học hang ngày nhằm đảm bảo các thông số dung dịch phù hợp với yêu cầu địa chất và kỹ thuật thi công là nhiệm vụ cực kỳ quan trọng góp phần nâng cao chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật thi công

Thông số dung dịch khoan cho giếng khoan N o ABC Bảng (III-3)

Khoảng

khoan (m)

Tỷ trọng γ (G/cm3)

Độ nhớt T (s)

Độ thải nước B (cm3/30’)

Ứng suất cắt tĩnh θ (mG/cm2)

Độ dày

vỏ bùn

K (mm)

Hàm lượng cát

II GIA CÔNG HÓA HỌC CÁC DUNG DỊCH:

Mục đích của gia công hóa học dung dịch khoan để tạo ra các hệ dung dịch có thông số phù hợp với các yêu cầu thiết kế thi công giếng khoan, xuất phát từ đặc điểm địa chất khá phức tạp của mặt cắt giếng khoan, những khó khăn phức tạp có thể xảy ra trong quá trình thi công giếng khoan, quá trình này phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Đảm bảo độ bền vững lâu dài các tập sét Argilit thuộc địa tầng Mioxen và Oligoxen đồng thời đảm bảo chất lượng khoan mở vỉa sản phẩm và ngăn ngừa quá rình hủy hóa sét và hạn chế sự phân tán

+ Bôi trơn tốt dụng cụ khoan, ổn định nhiệt độ khi khoan ở độ sâu lớn

+ Hệ dung dịch khi sử dụng có khả năng thuận lợi trong quá trình

khoan, phù hợp với đặc thù thi công ngoài khơi

+ Đảm bảo cho quá trình mở vỉa tốt colectơ khôg bi nhiễm bẩn

+ Phải chọn các hệ dung dịch có khả năng dễ chuyển đổi vì hạn

chế về diện tích bề mặt

Qúa trình thi công hóa học được chia làm 2 giai đoạn:

+ Gia công dung dịch lần đầu tiên để thu được các thông số cần

thiết

+ Gia công bổ sung để giữ nguyên hoặc cần thay đổi các thông số

dung dịch trong quá trình khoan Ta chỉ xét giai đoạn đầu tiên của quá trình gia công hóa học dung dịch khoan

Đơn pha chế các hệ dung dịch:

+ Khoảng khoan 85 – 400m: khoảng này khoan bằng nước biển

+ Khoảng khoan 400 – 1380m: tỷ trọng dung dịch 1,10 ± 0,02

Bảng thống kê các nguyên liệu để điều chế dung dịch Bảng (III- 4)

Nguyên liệu Tỷ trọng

 (G/cm3)

Độ ẩm

n (%)

Hàm lượng trong 1m3

dd (%)

Hàm lượng (kg/m3 dd) Bentonite 2,6 5,0 5,18 60,00

 Khoảng khoan 1380 – 2440m: Tỷ trọng dung dịch 1,12  0,02

Các nguyên liệu để điều chế dung dịch Bảng (III- 5)

Nguyên liệu Tỷ trọng

 (G/cm3)

Độ ẩm

n (%)

Hàm lượng trong 1m3

dd (%)

Hàm lượng (kg/m3 dd) Bentonite 2,60 5,0 2,46 30,00

 Khoảng khoan 2440 – 3410m: tỷ trọng dung dịch 1,16  0,02

Các nguyên liệu để điều chế dung dịch Bảng (III- 6)

Nguyên liệu Tỷ trọng

 (G/cm3)

Độ ẩm

n (%)

Hàm lượng trong 1m3

dd (%)

Hàm lượng (kg/m3 dd) Bentonite 2,60 5,0 2,38 30,00

NaHCO3 2,50 - 0,17 2,00

Nước - - 25,00 300,00

Barit 4,25 2,0 11,68 143,00

 Khoảng khoan 3410 – 3610m: tỷ trọng dung dịch 1,32  0,02

Các nguyên liệu để điều chế dung dịch Bảng (III- 7)

 Khoảng khoan 3610 – 3760m: tỷ trọng dung dịch 1,05  0,02

Các nguyên liệu để điều chế dung dịch Bảng (III- 8)

Nguyên liệu Tỷ trọng

 (G/cm3)

Độ ẩm

n (%)

Hàm lượng trong 1m3

dd (%)

Hàm lượng (kg/m3 dd) Bentonite 2,60 5,0 2,38 30,00

4.Tính toán tiêu hao hóa phẩm khoan:

Thể tích dung dịch trứoc môic khoảng khoan được tính theo công thức:



D: Đường kính trong của cột ống trước đó (m)

H: Chiều sâu thả cột ống trước đó (m)

a : Hệ số dự trữ dung dịch nó phụ thuộc vào từng khoảng khoan