HOÀN THIỆN GIẾNG (cơ sở kỹ THUẬT dầu KHÍ SLIDE)

HCM MÔN HỌC KHOAN VÀ HOÀN THIỆN GIẾNG HOÀN THIỆN GIẾNG... Bằng ống chống có phay rãnh hoặc đục lỗ Cấu trúc phần ống đục lỗ, phay rãnh và quấn lưới... Ống chống khai thác Lỗ bắn mở

Trang 1

KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM

MÔN HỌC

KHOAN VÀ HOÀN THIỆN GIẾNG

HOÀN THIỆN GIẾNG

Trang 2

NỘI DUNG

 NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ THÀNH HÊ

 Nghiên cứu mùn khoan

 Đo địa vật lý giếng khoan

 Mẫu khoan

 Thử giếng

 HOÀN THIÊN GIẾNG

 Phân loại

 Hạ cột ống chống và trám xi măng

 Bắn mở vỉa

 Lắp đặt thiết bị khai thác

 Gọi dòng sản phẩm

Trang 3

NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ THÀNH HÊ

 Sau khi xem xét cẩn thận các kết quả thu được từ các thử nghiệm khác nhau, công ty dầu quyết định hạ cột ống chống khai thác tại một hoặc nhiều thành hệ và hoàn thiện giếng hoặc đặt cầu xi măng hủy giếng.

 Quyết định hủy giếng được thực hiện khi giếng được xem là khô, nghĩa là không có khả năng khai thác dầu hoặc khí thương mại

 Để giúp công tác hoàn thiện giếng đạt hiệu quả cao, các phương pháp đánh giá thành hệ như nghiên cứu mùn khoan, đo địa vật lý giếng khoan, nghiên cứu mẫu lõi và thử giếng được áp dụng.

Trang 4

Nghiên cứu mùn khoan

 Thu thập các mùn khoan tại sàn rung, sử dụng thiết bị báo khí và kính hiển vi hoặc tia cực tím để xem xét sự hiện diện của dầu trong mùn khoan.

Trang 5

Đo địa vật lý giếng khoan (đo carôta)

 Các thiết bị đo địa vật lý giếng khoan được thả vào giếng bằng cáp đến đáy giếng và khi kéo ngược lên, các thiết bị này có thể đo các tính chất của thành hệ.

 Các phương pháp carôta điện đo và ghi dòng điện tự nhiên và dòng điện cảm ứng trong thành hệ Phương pháp

sóng âm truyền sóng âm vào thành hệ và đo ghi sóng phản

xạ Phương pháp phóng xa đo và ghi hiệu ứng phóng xạ

tự nhiên và cảm ứng trong thành hệ.

 Kết quả được trình bày dưới dạng các biểu đồ  minh giải

Trang 6

Mẫu (lõi) khoan

 Hai phương pháp lấy mẫu đáy và mẫu thành (vách) giếng thường được sử dụng  Các mẫu lõi khoan này được phân tích trong phòng thí nghiệm và cung cấp nhiều thông tin bổ ích về tính chất của đá và chất lưu tầng chứa.

Trang 7

Thử giếng

 Nhờ xem xét các biểu đồ áp suất ở đáy giếng mà người ta có thể thu được các đặc tính của vỉa.

Trang 8

HOÀN THIÊN GIẾNG

 Đối với giếng khoan khai thác dầu khí việc hoàn thiện giếng bao gồm một loạt các công tác nối tiếp nhau:

 Trám xi măng cột ống chống khai thác

 Bắn mở vỉa

 Gọi dòng sản phẩm

 Lắp đặt thiết bị lòng giếng

 Cấu trúc kết thúc giếng khoan phải đáp ứng được các mục tiêu hoạt động của giếng sau này và được thể hiện qua công tác hoàn thiện giếng khoan.

Trang 9

Phân loại

Trang 10

Hoàn thiện giếng thân trần

 Ưu điểm

 Vỉa được mở thông trực tiếp với giếng nên tăng tối

đa dòng vào

 Giảm giá thành giếng khoan

 Dễ dàng khoan giếng sâu hơn khi cần

 Dễ dàng chuyển sang các kiểu hoàn thiện giếng khác

 Nhược điểm

 Khó áp dụng trong trường hợp tầng sản phẩm gồm nhiều lớp cát, sét mỏng xen kẽ, vỉa có nhiều khe nứt tự nhiên

 Khó tác động lên vỉa sảm theo các khoảng lựa chọn

 Khó kiểm soát giếng so với các kiểu hoàn thiện giếng khác

 Thường phải ngừng quá trình khai thác để rửa sạch cát ở đáy giếng và mức độ phức tạp trong quá trình này sẽ tăng đối với giếng sâu và nghiêng

Trang 11

Bằng ống chống có phay rãnh hoặc đục lỗ

 Sử dụng ống chống suốt hoặc lửng

 Giếng được khoan vào tầng sản phẩm đến chiều sâu thiết kế, sau đó thả cột ống chống khai thác với đoạn ống phay rãnh hoặc đục lỗ sẵn nằm đối diện với vỉa sản phẩm Khoảng không vành xuyến giữa đoạn ống chống đã đục lỗ sẵn với thành giếng có thể để trống hoặc lèn sỏi, phần còn lại được bơm trám xi măng nhờ sử dụng vòng bịt kín phía ngoài

Trang 12

Bằng ống chống có phay rãnh hoặc đục lỗ

Cấu trúc phần ống đục lỗ, phay rãnh và quấn lưới

Trang 13

Ống chớng suớt, trám xi măng, bắn mở

vỉa

 Đơn giản trong việc lập kế hoạch hoàn thiện giếng, dễ dàng thi cơng và khảo sát giếng

 Cấu trúc giếng bền vững, ngăn cách tớt các tập khác nhau trong vỉa sản phẩm, đảm bảo quá trình khai thác an toàn và lâu dài

 Có khả năng tiến hành bắn vỉa lặp lại hoặc bắn bở sung

 Có thể xử lý vùng cận đáy giếng hoặc khai thác từng phần của tầng sản phẩm theo những khoảng lựa chọn

 Nhược điểm

 Khó khớng chế cát và tăng sức cản thuỷ lực của dòng chảy do tăng hiệu ứng skin ở vùng cận đáy giếng

Ống chống khai thác

Lỗ bắn mở

vỉa Vùng bị

nhiễm

bẩn

Trang 14

Hồn thiện giếng đơn tầng

 Đơn giản hoá quá trình hoàn

thiện giếng và cơng tác sửa chữa

giếng

 Kích cỡ ớng khai thác đáp ứng

lưu lượng khai thác tới ưu trong

khoảng thời gian dài nhất

 Dễ dàng chuyển sang các

phương pháp khai thác cơ học

khi cần thiết

Dòng sản phẩm

Tầng sản phẩm

 Dễ dàng theo dõi áp suất đáy giếng

 Dùng packer cớ định và thiết bị bảo vệ tầng sản phẩm khi tiến hành sửa chữa hoặc dập giếng

 Có thể lắp đặt đầu nới giãn nở nhiệt để giữ an toàn cho ớng khai thác

 Neo giữ ớng khai thác với packer

 Dễ dàng tuần hoàn dung dịch khi gọi dòng hay dập giếng

 Hạn chế tới đa khả năng ăn mòn thiết bị lòng giếng

Trang 15

Hồn thiện giếng đa tầng

 Sử dụng cho các hệ thớng khai thác sau:

 Khai thác từ trên xuớng

 Khai thác từ dưới lên

 Khai thác kết hợp hoặc đờng thời nhiều tầng sản phẩm

 Thích hợp trong các tầng sản phẩm bở rời có chiều dày lớn nhằm đảm bảo an toàn trong quá trình khai thác

Các kiểu hồn thiện giếng đa tầng

Tầng sản phẩm

Dòng sản phẩm

Van trượt (tuần hoàn)

Tầng sản phẩm

Trang 16

Chớng ớng khai thác

 Giếng được khoan đến hết

chiều dày tầng chứa và chân đế

ớng chớng được đặt gần đáy

giếng Kết quả là cợt ớng chớng

và xi măng trám ngăn cách tạm

thời tầng sản phẩm

Cấu trúc giếng trước khi tiến hành bắn mở vỉa

OÁng dẫn hươùng

OÁng chống bề mặt

OÁng chống trung gian

OÁng chống khai thaùc

Vành ximă ng Đế

Trang 17

Qui trình trám xi măng

 Trám xi măng sơ cấp

 Trám xi măng ống chống định hướng để ngăn ngừa dung dịch khoan tuần hoàn bên ngoài ống chống, gây ra sự xói mòn không đều ống chống

 Trám xi măng ống chống bề mặt để cách ly và bảo vệ tầng nước dưới đất, làm điểm tựa cho những thiết bị đầu giếng, ngăn ngừa các sự cố

 Trám xi măng ống chống trung gian nhằm làm kín thành hệ có áp suất dị thường, cách ly tốt thành hệ yếu (nếu không được chống và trám xi măng sẽ gây ra sập lở), làm kín vùng mất tuần hoàn dung dịch

 Trám xi măng ống chống khai thác để ngăn ngừa hiện tượng mất dung dịch, chống sập lở thành hệ dẫn đến giảm lưu lượng khai thác, cách ly tầng sản phẩm và bảo vệ ống chống khỏi hiện tượng ăn mòn

Trang 18

 Trám lai (re-cementing)

 Trám lại xi măng sơ cấp bị hư hại

 Tăng cường bảo vệ vùng ống chống phía trên vùng trám xi măng

Trám xi măng sơ cấp

Trang 19

 Trám xi măng thứ cấp: Trám xi măng thứ cấp được áp dụng khi

chất lượng trám xi măng sơ cấp chưa đạt yêu cầu hoặc giải quyết những vấn đề đặc biệt như lèn bít lỗ thủng

Trang 20

Bắn mở vỉa

 Đạn tạo áp suất dùng để bắn mở vỉa sinh dòng khí cao áp với vận tốc cực lớn Đạn được đặt trong một dụng cụ gọi là súng bắn mở vỉa Khi súng nằm đúng vị trí, đạn được kích nổ bằng cách đánh lửa điện tử từ trên bề mặt

Cách thả thiết bị bắn mở vỉa vào giếng và nguyên lý

Trang 22

Bắn mở vỉa

 Các vấn đề cần chú ý:

 Trong vỉa dầu có mũ khí, nên mở vỉa ở phần đáy của đới sản phẩm

 Trong các vỉa chứa dầu vừa có mũ khí và tầng nước đáy, để hạn chế việc hình thành cả phễu nước và phễu khí, cần phải mở vỉa ở khoảng giữa của đới sản phẩm.

Trang 23

Lắp đặt thiết bị khai thác

 Packe được đặt giữa cột ống khai thác và cột ống chống khai thác ở ngay trên nóc tầng sản phẩm Khi packe giãn nở, nó tạo một nút kín trong khoảng không vành xuyến giữa cột ống khai thác và bên trong cột ống chống khai thác Như vậy, khi chất lưu khai thác chảy từ thành hệ qua các lỗ bắn mở vỉa, chúng buộc đi vào trong cột ống khai thác để đưa lên bề mặt

Packer và hệ thống

thiết bị lòng giếng

khai thác

Trang 24

Lắp đặt thiết bị khai thác

 Đầu giếng khai thác được lắp đặt phía trên

bộ đầu ống chống Cột ống khai thác trong

giếng được treo từ cây thông khai thác sao

cho sản phẩm khai thác chảy theo cột ống

khai thác vào cây thông khai thác

Trang 25

• Van tiết lưu

Gọi dòng sản phẩm

 Mục đích và yêu cầu

 Là tạo dòng sản phẩm dịch chuyển từ vỉa vào giếng

 Yêu cầu việc lựa chọn và áp dụng phương pháp gọi dòng:

− Không làm ảnh hưởng xấu đến các tính chất vật lý vỉa, đặc biệt vùng cận đáy giếng và môi trường xung quanh

− Không phá vỡ sự phân bố trạng thái ổn định tương đối ban đầu của các loại chất lưu khác nhau chứa trong vỉa hoặc kích thích sự xâm nhập các chất lưu không mong muốn tới giếng

− Ưu tiên phương pháp sử dụng các thiết bị có sẵn trên giàn, hiệu quả cao

− Đảm bảo tối đa các yêu cầu về an toàn lao động

Trang 26

 Nguyên lý:

 Nhằm tạo ra độ chênh áp P cần thiết giữa vỉa P v và đáy giếng P w để dòng sản phẩm thắng mọi lực cản thuỷ lực ở vùng cận đáy giếng khoan chảy vào giếng

 Độ chênh áp:

hay:

- áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng trong giếng

H - chiều cao cột chất lỏng trong giếng, (m)

 - tỉ trọng cột chất lỏng trong giếng, (g/cm3)

 - góc nghiêng trung bình của giếng 0

P skin - chênh áp bổ sung do hiệu ứng skin, (at)

P lost - tổn thất thuỷ lực của dòng chảy từ vỉa vào giếng (at)

P v - áp suất vỉa, (at).

0)(

cos

.10

v w

10

H P

P P



Trang 27

 Để tạo ra độ chênh áp P cần:

 Giảm tỷ trọng chất lỏng trong giếng khoan (giảm )

 Giảm chiều cao cột dung dịch trong giếng (giảm H)

 Giảm đồng thời cả hai thông số  và H

 Giảm trị số chênh áp bổ sung Pskin

 Việc lựa chọn mức chênh áp P phải dựa vào mức an toàn cho phép nhằm:

 Bảo vệ cấu trúc của đá tầng chứa tại vùng cận đáy giếng và cấu trúc giếng

 Chống sự xâm nhập của nước vỉa, nước đáy và mũ khí và mức chênh áp tối thiểu cần thiết để thắng sức cản thuỷ lực.

Trang 28

− Ưu điểm: cho phép giảm áp suất đáy

một cách từ từ theo sự gia tăng của cột chất lỏng thay thế

− Nhược điểm: chỉ đạt được những độ

chênh áp nhất định Muốn giảm áp cao hơn phải thay dung dịch có tỷ trọng nhỏ hơn Điều này làm tăng đáng kể thời gian cần thiết gọi dòng, đặc biệt đối với các vỉa có áp suất dị thường nhỏ hơn áp suất thuỷ tĩnh

Trang 29

Các phương pháp gọi dòng sản phẩm

 Khí hoá cột dung dịch

 Áp dụng cho các vỉa có áp suất cao hơn áp suất thuỷ tĩnh

 Ưu điểm: giảm giá thành gọi dòng do khí

và các thiết bị có sẵn trên giàn

 Nhược điểm: tương đối phức tạp, có

nguy cơ tạo ra hỗn hợp nổ, vì vậy ít áp dụng

Trang 30

 Dùng máy nén khí

 Sử dụng máy nén khí hoặc tổ hợp thiết bị cùng với máy nén khí nhằm nâng cao khả năng làm việc của máy nén khí khi gọi dòn

 Ưu điểm: cho phép điều chỉnh mức

chênh áp trên một dải khá rộng và có thể thực hiện với nhiều mức khác nhau

 Nhược điểm: vào thời điểm bắt đầu đưa

khí nén cao áp vào giếng, nếu không có biện pháp điều chỉnh thích hợp sẽ tạo nên những xung áp lớn tác động lên vỉa làm tăng khả năng xâm nhập dung dịch vào vỉa Ngoài ra, nếu xả nhanh khí nén sẽ tạo chênh áp đột ngột, gây phá hủy vùng đáy và tạo lưỡi nước rất lớn

Trang 31

 Bơm nén khí qua van gaslift

 Lắp một van gaslift tại chiều sâu H nhỏ hơn chiều sâu tối đa

Hmax mà máy nén khí có thể hạ được mực nuớc ngoài cần Do chênh áp giữa ngoài và trong cần, tại đó sẽ có một phần khí từ ngoài cần đi vào trong cần và bắt đầu quá trình khí hóa cột nước trong cần

Trang 32

Các phương pháp gọi dịng sản phẩm

 Bơm khí nén kết hợp với thiết bị bơm dung dịch

 Máy nén khí và máy bơm dung dịch được nới với đường ngoài cần của giếng khoan qua các van mợt chiều Những van này có tác dụng khơng cho dòng khí (hoặc nước) đi về phí thiết bị Lúc đầu ép khí nén tới áp suất tới đa (Pmax) để đẩy cợt chất lỏng trong giếng ra ngoài, sau đó dùng máy bơm dung dịch bơm vào giếng khoan mợt lượng nước nhất định tạo những “nút khí”

Dung dịch tỷ trọng 

Khí nén

 Áp dụng cho những vỉa sản phẩm nằm ở đợ sâu lớn có thành hệ vững chắc và hệ sớ sản phẩm thấp

 Ưu điểm: có thể tạo ra chênh áp lớn,

vượt quá cơng suất của máy nén khí

 Nhược điểm: chu trình lắp ráp và

cơng nghệ gọi dòng tương đới phức tạp Tờn tại nguy cơ tạo hỗn hợp cháy nở

Trang 33

 Bọt hai pha

 Chất tạo bọt thuộc loại hai thành phần: khi bơm riêng biệt (với các chất ức chế) xuống đáy giếng, trong điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định Hai chất này sẽ phản ứng với nhau và sinh bọt

 Sau khi hình thành, bọt sẽ chiếm chỗ của dung dịch ngay tại đáy giếng và hoà tan dần vào dung dịch, dẫn đến làm giảm tỷ trọng của dung dịch

 Nitơ lỏng

 Nitơ lỏng được chứa trong các bồn với áp suất cao và được bơm qua ống mềm xuống tới đáy giếng Do áp suất thủy tĩnh của cột dung dịch trong giếng nhỏ hơn áp suất hoá lỏng của nitơ, nên nitơ lỏng hoá khí với một thể tích khá lớn đủ để hòa tan vào dung dịch, tạo mức chênh áp cần thiết

 Ưu điểm: không có khả năng tạo thành hỗn hợp nổ với khí trong vỉa

(do nitơ là khí trơ) Với phương pháp này, khả năng tạo mức chênh áp là khá lớn và tốc độ tạo chênh áp có thể rất nhanh tùy thuộc vào lượng nitơ lỏng được bơm vào giếng

 Nhược điểm: giá thành cao, công nghệ phức tạp, phụ thuộc rất lớn

Trang 34

 Giảm chiều cao cột dung dịch

 Dùng bơm phun tia (JET-PUMP)

− Bơm phun tia thường được sử dụng để tạo mức chênh áp lớn theo chu kỳ

− Ưu điểm: việc sử dụng bơm phun tia để gọi dòng có nhiều

ưu điểm như có thể tạo ra chênh áp lớn, điều chỉnh dễ dàng độ chênh áp tạo ra qua lưu lượng và áp suất của chất lỏng làm việc thông qua điều chỉnh máy bơm trên mặt đất, độ tin cậy cao

− Nhược điểm: hiệu suất của bơm nhỏ dẫn đến tiêu tốn năng

lượng nhiều Khi sử dụng bơm phun tia bắt buộc phải sử dụng packer và một số thiết bị chuyên dụng để lắp đặt đoạn cuối cột cần khai thác nên phải có kế hoạch trước hay kéo cả cột cần lên để lắp đặt các thiết bị phục vụ bơm

Định dạng
Số trang	39
Dung lượng	3,13 MB