BÁO CÁO THỰC TẬP QUY TRÌNH LẬP KẾ HOẠCH PHÁT TRIỂN MỎ

Em xin cảm ơn!Ngoài ra em cũng xin cảm ơn các thầy, cô trong Bộ môn Khoan Khai Thác là người đãcho em những kiến thức cơ bản bổ ích để em có thể tự tin làm việc trong kỳ thực tậplần này

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM

Viện nghiên cứu khoa học Phạm Quốc Anh; MSSV: 01PET110151

Và thiết kế dầu khí biển NIPI Lớp K1 KKT.01

Thời gian thực tập: từ 24/2 – 9/4/2016

Số buổi trong tuần: 3 buổi

Số ngày thực tập: 21 ngày

Tháng 04/2016

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin được cảm ơn thầy Nguyễn Văn Hùng đã hướng dẫn cho nhómsinh viên thực tập tại viện NIPI, cụ thể tại Phòng Khoan và Sửa giếng, có được môitrường thực tập thuận lợi nhất có thể Cùng với đó, em xin cảm ơn chú Hoàng QuốcKhánh là người đã nhận em vào thực tập, hỗ trợ để phân công người hướng dẫn cho

em trong suốt quá trình thực tập vừa rồi, và đồng thời cũng là người liên hệ để em cóthể xuống xưởng tuabin để học thiết bị thực tế Em xin cảm ơn anh Tạ Ngọc Ánh vì sựhướng dẫn và chỉ bảo tận tình của anh trong suốt 7 tuần vừa qua, cũng như sự cố gắnggiúp đỡ nhiệt tình của anh trong việc làm báo cáo thống kê của em Em xin cảm ơn!Ngoài ra em cũng xin cảm ơn các thầy, cô trong Bộ môn Khoan Khai Thác là người đãcho em những kiến thức cơ bản bổ ích để em có thể tự tin làm việc trong kỳ thực tậplần này cũng như cố gắng không ngừng nghỉ của thầy cô trong việc nâng cao chấtlượng giảng dạy và thực tập cho sinh viên để chúng em có một kỳ thực tập thành công.Cuối cùng, em xin chúc toàn thể các anh, các chú, và các thầy, cô sức khỏe dồi dào

và thành công trong công việc Chúc mọi người sức khỏe để hướng dẫn thêm được nhiều lứa sinh viên dầu khí nữa trong một tương lai gần! Em xin cảm ơn!

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT VỀ ĐƠN VỊ THỰC TẬP

1.1 Tổng quan về Liên doanh Việt-Nga “Vietsovpetro”

1.1.1. Giới thiệu

Liên doanh Việt – Nga Vietsovpetro được thành lập ngày 19/6/1981 và hoạt độngtrên cơ sở các Hiệpđịnh Liên Chính phủ được ký kết giữa Việt Nam và Liên Xô(1981), Việt Nam và Liên bang Nga (2010) về hợp tác tìm kiếm - thăm dò và khaithác dầu khí trên thềm lục địa Việt Nam

Hiện tại, Vietsovpetro có 16 đơn vị thành viên có chức năng phối hợp thực hiệncác hoạt động tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí Đội ngũ lao động quốc

tế bao gồm gần 8.000 cán bộ công nhân viên có trình độ chuyên môn, taynghề cao, giàu kinh nghiệm, đủ năng lực đảm đương toàn bộ từ khâu tìm kiếmthăm dò đến khai thác và xuất khẩu dầu thô, không chỉ cho riêng Vietsovpetro, màcòn có khả năng cung cấp dịch vụ ngoài cho các công ty dầu khí khác trong vàngoài nước

1.1.2. Cơ cấu tổ chức

Trực tiếp do Chính phủ Liên Bang Nga và Chính phủ CHXHCN Việt Nam quản

lý, đứng đầu Vietsovpetro (VSP) là Hội đồng Liên doanh Việt-Nga, sau đó là BanTổng Giám đốc và Bộ máy điều hành, nơi quản lý 8 Xí nghiệp, 3 Trung tâm, Việnnghiên cứu khoa học và thiết kế, và Ban dịch vụ đời sống nhà ở và văn phòng làmviệc Ngoài ra đây cũng là bộ máy quản lý Khách sạn, Khu nghỉ dưỡngVietsovpetro, Trường Đào tạo, và Đội bảo vệ vũ trang

1.2 Tổng quan về Viện nghiên cứu khoa học và thiết kế dầu khí biển NIPI

1.2.1. Giới thiệu

Tiền thân của Viện nghiên cứu khoa học (NCKH) và thiết kế (TK), là XưởngNCKH và TKTD, được hình thành vào năm 1982, chỉ 1 năm sau khi có quyết địnhchính thức thành lập Xí nghiệp Liên doanh Giai đoạn này chủ yếu có các chuyên

gia trong lĩnh vực địa chất, địa vật lý làm việc tại viện vì nhiệm vụ chính lúc đó làtìm kiếm, thăm dò các cấu tạo triển vọng chứa dầu để phát hiện các mỏ có trứlượng công nghiệp

Từ sau thành công phát hiện ra cấu tạo Bạch Hổ, sau đó là khoan các giếng tìmkiếm dòng dầu công nghiệp, dẫn tới sự cấp thiết trong việc hình thành một đơn vịnghiên cứu và thiết kế đủ năng lực thực hiện các dự án phát triển mỏ liên quan Vìvậy, ngày 26/10/2985, Viện chính thức được thành lập

1.2.2. Cơ cấu tổ chức

Hình 1-1 Cơ cấu tổ chức phòng Khoan và Sửa giếngPhòng Khoan và Sửa chữa giếng khoan trực thuộc sự quản lý của Viện phó Khoahọc, thuộc khối Nghiên cứu khoa học, và là đơn vị chịu trách nhiệm với Phòng Thínghiệm Dung dịch khoan và Phòng Thí nghiệm Gia cố và Kiểm tra giếng khoan

Trưởng phòng Khoan và Sửa

giếng

Phó phòng Thiết kế Khoan

Các kỹ sư

Phó phòng Sửa giếng

Các chuyên viên và kỹ sư

1.3 Tổng quan về Phòng Khoan và Sửa giếng

CHƯƠNG 2 KẾT QUẢ THỰC TẬP

2.1 Nội dung công việc được giao

2.1.1. Mục tiêu đề ra

_Tìm hiểu về đơn vị thực tập cũng như phòng, ban được phân công thực tập

_Thực hiện các nội dung công việc được đơn vị hướng dẫn thực tập đưa ra

_Tìm hiểu và lấy số liệu liên quan để làm đồ án tốt nghiệp

2.1.2. Công việc được giao trong quá trình thực tập

Từ khi bắt đầu quá trình thực tập tại Phòng Khoan và Sửa Giếng, người hướng dẫn

đã yêu cầu sinh viên làm rõ đề tài của đồ án tốt nghiệp, từ đó xây dựng nên đềcương và chia ra 2 giai đoạn để thực hiện Giai đoạn 1 trong quá trình thực tập sẽdùng để tìm hiểu kiến thức liên quan tới nội dung trong đề cương Giai đoạn 2trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp sẽ dùng để lấy các thông số và dữ liệu cụ thể

để đưa vào phần áp dụng thực tế trong đồ án Sau đây là các nội dung được đưa ra:2.1.2.1.Quy trình thiết kế quỹ đạo giếng khoan

Sinh viên được đọc bản báo cáo thiết kế khoan (Drilling Program) để tìm hiểu cácnội dung có trong báo cáo, đồng thời tìm hiểu thêm về phần thiết kế quỹ đạo Đềtài đồ án tốt nghiệp của sinh viên: “Công nghệ khoan định hướng sử dụng động cơđáy (Mud motor)”, chính vì vậy phần thiết kế quỹ đạo được coi là nội dung phụ

mà sinh viên muốn đưa vào bài Khó khăn gặp phải ngay trước mắt là tài liệu hiện

có bằng tiếng anh hạn chế, chủ yếu tất cả các tài liệu mang tính minh giải đềuđược viết bằng tiếng Nga nên phải làm việc với các kỹ sư trong phòng nhiều để cóthể nắm được công việc và yêu cầu đòi hỏi trong phần thiết kế quỹ đạo này

2.1.2.2.Tìm hiểu về thiết bị động cơ đáy (mud motor)

Để hiểu rõ hơn về thiết bị, sinh viên đã chủ động xin phép người hướng dẫn vàđược hỗ trợ để xuống xưởng tham quan và tìm hiểu thiết bị trực tiếp Tại xưởng,sinh viên được xưởng trưởng giúp đỡ để xem việc tháo lắp thiết bị, cũng như xinđược tài liệu về đặc tính cũng như cấu hình của các thiết bị động cơ đáy hiện đang

có trong xưởng

Về phía Phòng Khoan và Sửa giếng, sinh viên được người hướng dẫn giao chocông việc tìm hiểu về việc sử dụng động cơ đáy của VSP trong vòng 3 năm trở lạiđây Các thông số nói trên được nêu rất cụ thể trong Báo cáo khoan hàng ngày

(Daily Drilling Report) nhưng cũng như khó khăn đã nêu trên, tất cả tài liệu đềuđược viết bằng tiếng Nga, chính vì vậy người hướng dẫn cũng như một số kĩ sưkhác trong phòng đã giúp sinh viên thống kê các từ khóa liên quan để thuận tiệnhơn trong việc đọc các tài liệu này Các thông số cần thống kê có thể liệt kê ranhư: Số giếng được khoan trong từng năm? Số lượng giếng có khoan bằng động

cơ đáy? Khoan rotor? RSS? Đoạn nào thường được khoan bằng động cơ đáy? Cóbao nhiêu trường hợp hư hỏng động cơ đáy trong quá trình khoan Khó khăn vớicông việc này là thông số cuối về trường hợp hư hỏng động cơ đáy thường không

có tài liệu giải thích nguyên nhân hư hỏng Sinh viên có được hỗ trợ để liên hệ trựctiếp với phòng Khoan xiên tại Xí nghiệp Khoan nhưng được thông báo là thườngnhững hỏng hóc này không được ghi chép lại Công việc này được giao trong quátrình thực tập nhưng do sắp xếp công việc chưa hợp lý nên sinh viên sẽ tiếp tụclàm trong quá trình làm đồ án và sẽ liên hệ với xưởng turbin để có thêm thông tin

2.2 Kiến thức, kỹ năng, kinh nghiệm học được

2.2.1. Kiến thức học được

2.2.1.1.Quy trình thiết kế quỹ đạo giếng khoan

a. Phân bố giếng trên các slot

Tại VSP, công tác khoan hiện được thực hiện trên hai loại giàn là MSP – giàn khaithác có tháp khoan đi kèm – và BK (WHP) là giàn đầu giếng chỉ dùng để khaithác Số slot trên các giàn này từ 16-18 với MSP và 9 hoặc 12 với giàn BK Vớicác giếng khoan từ cùng 1 platform, việc sắp xếp sao cho khi khoan quỹ đạo cácgiếng không bị cắt nhau gây ra hư hỏng với các giếng đã khoan và hoàn thiện là vôcùng quan trọng Sau quá trình thực tập, sinh viên đã học được kinh nghiệm thiết

kế và phân bố các giếng như sau:

I

II IV

Hình 2-3 Sơ đồ slot giả định

Ví dụ với một platform có 12 slot như trên, việc trước hết cần làm là vẽ cácphương tọa độ sao cho tâm của tọa độ trùng tâm của các slot Sau đó lần lượt đánhdấu các góc phần tư là I, II, III, và IV

Trước khi bắt đầu khoan, dựa vào các thông số địa chất, vị trí của các tầng sảnphẩm đã được xác định, bao gồm các thông số cơ bản: góc phương vị (azimuth),

độ sâu tuyệt đối (TVD), độ dời ngang (horizontal departure) Dựa vào các thông sốnày, ta bắt đầu phân vùng các giếng, cụ thể:

_ Các giếng có góc phương vị nhỏ nhất được xếp vào góc phần tư I, các gócphương vị lớn hơn dần được xếp vào góc phần tư II, III, và IV gồm các giếng cógóc phương vị lớn nhất Mục đích sắp xếp này sao cho các giếng có thân tỏa đều

từ khu slot, tránh va chạm

_ Trong cùng một góc phần tư, dựa vào độ dời ngang và TVD, ta xác định vị trídựa theo Kick off point (KOP) của từng giếng Giếng có KOP nông thường đượckhoan phía rìa của góc phần tư, để các giếng gần trung tâm có KOP sâu hơn đượckhoan Lí do là để tránh việc thân giếng này cắt phải thân giếng đã khoan trước đó

vì khoảng cách giữa các slot thường rất ngắn, từ 2.4m cho tới 2.8m

_ Các giếng ở các góc phần tư khác nhau có thể có cùng KOP nếu như độ lệchazimuth đủ lớn.

b. Thiết kế quỹ đạo giếng

Cũng như các thông số nói trên ở phần phân bổ vị trí slot, thiết kế quỹ đạo giếng cũng quan tâm với các thông số tương tự, cụ thể:

_ Vị trí điểm đầu và điểm cuối (target, bao gồm đỉnh, top target, và đáy, bottomtarget) Việc lựa chọn target là công việc của nhóm kỹ sư địa chất và địa vật lý.Nhóm kỹ sư này sẽ quyết định vị trí cần khoan tới sâu bao nhiêu, độ lệch ngangnhư thế nào, cần đi vào vỉa với thân giếng có góc nghiêng nào để đảm bảo thu hồidầu hiệu quả nhất

_ Đánh giá địa chất sẽ bao gồm các công việc như phân tích cột địa tầng, dự đoán

áp suất, nhiệt độ, những đứt gãy có thể gặp phải trong khu vực vỉa Thường vớinhững vỉa đã có giếng khoan trước rồi, những thông số địa chất này có thể được sửdụng từ các giếng trước đó để biết các sự cố có thể gặp phải khi khoan là gì,nguyên nhân của chúng, và cách để phòng tránh

_ Đối với Phòng Khoan và Sửa giếng, khi có được số liệu thông tin địa chất, sẽ bắtđầu tiến hành làm bản thiết kế sơ bộ Mục tiêu của quỹ đạo được thiết kế sẽ phảiđảm bảo tránh các sự cố đã gặp phải ở các giếng trước đó, đồng thời thiết kế saocho công đoạn khoan không quá phức tạp và thuận lợi hết sức có thể Đây là côngviệc dựa vào kinh nghiệm nhiều hơn là lý thuyết Sau khi bản thiết kế sơ bộ hoànthành, sẽ được trình lên để phê duyệt, và một số thay đổi cần thiết sẽ được đưa vào.Thực tế bản thiết kế so với quỹ đạo ngoài giàn có thể khác nhau nhiều nếu có sự cốbất ngờ hoặc khoan tới TD chưa thấy dầu thì sẽ khoan sâu hơn

_ Thực ra công việc thiết kế quỹ đạo còn bị ảnh hưởng bởi thiết kế của bộ khoan cụđược chọn, do thuộc tính đại chất là không đồng đều từ điểm đầu tới điểm cuối làtầng sản phẩm Mỗi cấu hình bộ khoan cụ khác nhau (RSS, motor, stabilizer, vv.)

sẽ mang lại một khả năng bẻ góc cũng như độ bền khác nhau Tuy nhiên vì thờigian có hạn nên sinh viên chưa đi sâu vào nghiên cứu về phần này được

2.2.1.2.Về thiết bị động cơ đáy

Hiện tại VSP đang sử dụng 2 loại động cơ đáy khác nhau từ 1 nhà sản xuất làNOV (National Oilwell Varco) và Black Max (NQL Energy Services – đã đượcNOV mua lại vào năm 2007) Động cơ đáy bao gồm các kích thước sau: 3 ¾ inch(375), 4 ¾ inch (475), 6 ¾ inch (675), 8 inch (800), và 9 5/8 inch (965) Sau đâysinh viên sẽ trình bày về cấu trúc nói chung của một động cơ đáy

Mỗi động cơ đáy có cấu tạo như sau:

a. Dump sub (dump valve, bypass valve hoặc bypass sub)

Đây là bộ phận cho phép dung dịch khoan chảy vào trong động cơ đáy và đi vàocần khoan phía trên khi thả bộ khoan cụ vào giếng, và ngược lại, cho phép dungdịch đi ra ngoài khỏi cần khoan khi kéo bộ khoan cụ lên, nhờ vào một van điềukhiển thủy lực Khi không có thiết bị này, việc kéo cần khoan lên sẽ mang theolượng dung dịch còn sót lại trong toàn bộ chiều dài cần, dẫn tới hiện tượng đượcgọi là “wet trip” hay “pull wet”, làm cho áp suất thủy tĩnh của cột dung dịch tronggiếng giảm nhiều hơn, gây nên các vấn đề về ổn định thành giếng.

Van thủy lực nằm trong dump sub sẽ đóng nếu như bơm đang hoạt động, và toàn

bộ lượng dung dịch sẽ được tuần hoàn như bình thường qua động cơ đáy Khi bơmngừng hoạt động, một lò xo tại vị trí của van sẽ giữ nó ở trạng thái mở, cho phépdung dịch đi ra ngoài hoặc vào trong cần trong lúc kéo thả

b. Power Section (Motor section, motor assembly, PDM drive, hay rotor và stator)

Bộ phận này dùng để chuyển đổi năng lượng của dòng chất lưu sang cơ năng đểlàm quay choong khoan

Bộ phận này bao gồm 2 phần: phần tĩnh (stator) và phần động (rotor)

Hình 2-4 Rotor được gắn vào stator thực tế ngoài xưởng

Hình 2-5 Cấu tạo rotor và statorStator bao gồm một ống thép bên trong có chứa vành cao su được tạo các rãnhxoắn Rotor là một thanh thép có rãnh và được làm xoắn tương tự, nhưng có ít hơn

stator 1 rãnh Khi được gắn vào nhau, rãnh của rotor và stator sẽ khớp vào nhau,chừa lại không gian rỗng tạo ra bởi số rãnh ít hơn của rotor Khi dung dịch khoan

đi vào trong không gian rỗng này, sự giảm áp suất của dung dịch sẽ làm cho rotorxoay bên trong stator và động cơ đáy hoạt động

Để lựa chọn thông số đầu ra phù hợp của động cơ, cụ thể là mô men xoắn và tốc

độ quay, cần dựa vào số lượng rãnh của rotor và stator

Hình 2-6 Cấu hình theo số rãnh tăng dầnTốc độ quay của động cơ đáy tỉ lệ thuận với lưu lượng của dòng dung dịch khi điqua động cơ, tức là nếu tăng công suất bơm lên sẽ phần nào đó làm tăng tốc độ củađộng cơ Tuy nhiên việc này còn tùy thuộc vào thông số kỹ thuật của từng động cơ

có thể chịu tốc độ bơm tối đa là bao nhiêu nữa Ngoài ra, tốc độ quay còn tỉ lệthuận với không gian trống bên trong stator nữa Chính vì thế nếu muốn tăng tốc

độ quay mà không phải tăng công suất bơm có thể chọn động cơ có số rãnh nhiềuhơn

Mô men xoắn lại tỉ lệ với độ chênh lệch áp suất tạo ra trong power section Tảitrọng lên choong càng lớn thì mô men xoắn cũng phải lớn để có thể xoay đượcchoong, vì vậy độ chênh lệch áp suất tạo ra phải lớn hơn

Nguyên tắc thông thường là với động cơ đáy càng nhiều rãnh, mô men xoắn tạo racàng lớn, và ngược lại, số rãnh càng nhỏ thì tốc độ quay tạo ra càng lớn Nhữngcấu hình thường gặp bao gồm:

_ Động cơ đáy 1:2 (Tốc độ lớn / mô men xoắn nhỏ): thường được sử dụng trongmôi trường đất đá mềm với choong PDC hoặc 3 chóp xoay

_ Động cơ đáy 4:5 (Tốc độ và mô men xoắn trung bình): thường sử dụng vớikhoan định hướng thông thường với choong kim cương, có thể áp dụng khi khoanlấy mẫu hoặc sidetrack

_ Động cơ đáy 7:8 (Tốc độ thấp / mô men xoắn cao): khoan trong vỉa đất đá có

độ cứng từ trung bình tới cao với choong kim cương

c. Adjustable Assembly (bent coupling housing, adjustable housing, AKO) &Fixed Housing

Bộ phận này được dùng để chỉnh góc nghiêng cho động cơ đáy Việc chỉnh gócnghiêng có thể được thực hiện trước khi thả động cơ đáy xuống giếng, với các gócnghiêng tối đa từ 2.38 độ, 3 độ, cho tới 4 độ, hoặc nhà sản xuất có thể cung cấpmột housing có góc nghiêng cố định bất kỳ trước và không thể chỉnh lại được tùytheo yêu cầu

Góc nghiêng tối đa thường thấy trong các động cơ đáy đang được dùng tại xưởngtuabin là 3 độ Động cơ đáy là thiết bị được dùng nhiều nhất để bắt đầu khoanđoạn Kick off với góc chỉnh từ 1.15 độ cho tới 1.5 độ tùy theo yêu cầu bẻ góc

Hình 2-7 Bent housing NOV đang được lắp tại xưởng

d. Driveshaft (transmission, flex coupling, universal joint, coupling assembly)