MPD cho phép
Tăng hiệu suất kiểm soát giếng, giảm tần suất xuất hiện chất lưu xâm nhập,
Điều khiển những thay đổi áp suất ở đáy trong quá trình khoan,
Xử lý nhanh các tình huống xuất hiện chất lưu xâm nhập
Hiệp hội các nhà thầu khoan quốc tế (IADC)định nghĩa công nghệ MPD như sau:
“Khoan kiểm soát áp suất là một phương pháp khoan hiện đại, được sử dụng để kiểm soát chính xác áp suất ở khoảng không vành xuyến dọc thân giếng khoan. Mục tiêu của công nghệ khoan kiểm soát áp suất là xác định chính xác những giới hạn áp suất đáy giếng để điều chỉnh áp suất thủy lực ở khoảng không vành xuyến phù hợp”.
KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT
ĐỊNH NGHĨA CÔNG NGHỆ MPD
Áp suất đáy giếng
Khoan truyền thống
Sử dụng hệ thống tuần hoàn hở
Công nghệ khoan kiểm soát áp suất Sử dụng hệ thống tuần hoàn kín
KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT
Sự thay đổi áp suất đáy giếng trong quá trình khoan
KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT
Đặc điểm công nghệ MPD
Công nghệ MPD sử dụng thiết bị và kĩ thuật để hạn chế tối đa những vấn đề khó khăn, phức tạp và tiêu tốn chi phí cho những giếng có giới hạn khoan nhỏ bằng cách kiểm soát chính xác áp suất dọc thân giếng khoan;
Công nghệ MPD bao gồm việc kiểm soát áp suất bề mặt (BP-Back pressure), tỷ trọng và các tính chất lưu biến của dung dịch, mực dung dịch ở vành xuyến và tổn hao áp suất trong quá trình tuần hoàn;
Công nghệ MPD cho phép thay đổi, điều chỉnh áp suất đáy giếng một cách chủ động, nhanh và chính xác;
Công nghệ MPD cho phép hạn chế và ngăn ngừa dòng xâm nhập vào giếng trong quá trình khoan.
KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT
CÁC PHƯƠNG PHÁP TRONG CÔNG NGHỆ MPD
Phương pháp cố định áp suất đáy giếng (CBHP)
Sử dụng để điều chỉnh hay hạn chế tối đa ảnh hưởng của sự thay đổi đột ngột áp suất đáy giếng gây ra do sự thay đổi trạng thái tuần hoàn dung dịch.
Một hệ thống tuần hoàn kín được sử dụng, dung dịch khoan khi đi lên bề mặt được dẫn hướng đến một hệ thống van tiết lưu (tự động) tạo ra áp suất bề mặt lên dòng dung dịch, áp suất này tác động vào khoảng không vành xuyến bù lại lượng tổn hao áp suất bị giảm khi giảm lưu lượng bơm áp suất đáy giếng được giữ cố định trong suốt quá trình khoan.
KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT
Ưu điểm của phương pháp CBHP:
Sử dụng hệ thống van tiết lưu điều chỉnh áp suất bề mặt, cho phép hạn chế tối đa sự thay đổi áp suất đáy giếng khi thay đổi trạng thái tuần hoàn của giếng.
Áp suất đáy giếng ở trạng thái động và trạng thái tĩnh đều được duy trì ổn định và dễ dàng điều chỉnh trong giới hạn khoan nhỏ giữa áp suất vỉa và áp suất vỡ vỉa;
Khả năng duy trì áp suất đáy giếng ổn định trong giới hạn khoan cho phép khoan sâu hơn trước khi phải thay đổi tỉ trọng dung dịch và chống ống;
Trong quá trình nối cần khi ngừng tuần hoàn, dòng xâm nhập được kiểm soát bằng việc sử dụng áp suất bề mặt duy trì áp suất đáy giếng;
Ít phải thay đổi tỷ trọng của dung dịch, gia tăng tốc độ cơ học khoan, giảm tổn hại vỉa.
CÁC PHƯƠNG PHÁP TRONG CÔNG NGHỆ MPD
KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT
Phương pháp khoan mũ dung dịch (Pressurized Mud Cap Drilling - PMCD)
CÁC PHƯƠNG PHÁP TRONG CÔNG NGHỆ MPD
Là phương pháp khoan không tuần hoàn dung dịch và mùn khoan trở lại bề mặt,
Được sử dụng để khoan qua các địa tầng mất dung dịch trầm trọng như
Sử dụng đồng thời hai hệ dung dịch có tính chất riêng biệt
dung dịch nặng có độ nhớt cao được bơm vào khoảng không vành xuyến, duy trì áp suất trên miệng để ngăn ngừa giảm áp và dòng xâm nhập
dung dịch nhẹ, không tốn kém (nước biển hoặc dung dịch muối) được bơm vào giếng thông qua cột cần khoan, khi đi qua choòng khoan sẽ mang theo các hạt mùn khoan bít nhét, lấp đầy vào những khe nứt, lỗ rỗng hay hang hốc trong vỉa
KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT
Phương pháp khoan mũ dung dịch (Pressurized Mud Cap Drilling - PMCD)
Áp suất đáy giếng trong phương pháp PMCD
CÁC PHƯƠNG PHÁP TRONG CÔNG NGHỆ MPD
KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT
Ưu điểm của phương pháp PMCD
PMCD cho phép khoan thành công qua các địa tầng phức tạp với hệ dung dịch có chi phí thấp, ít tốn kém như nước biển;
Phụ thuộc vào đặc điểm của các địa tầng phức tạp, nứt nẻ, mất dung dịch trầm trọng, mùn khoan dễ dàng được nén ép vào vỉa nên có thể bỏ qua quá trình xử lý mùn khoan trên bề mặt;
Sự nén ép, bít nhét mùn khoan vào các địa tầng phức tạp nứt nẻ làm gia tăng mức độ ổn định của vỉa;
Sử dụng dung dịch khoan có tỉ trọng nhỏ như nước biển làm gia tăng tốc độ cơ học khoan, tiết kiệm chi phí dung dịch;
Khoan thành công qua các địa tầng mất dung dịch trầm trọng trước khi cần tiến hành công tác chống ống, trám xi măng để cách li, tăng chiều sâu chống ống.
CÁC PHƯƠNG PHÁP TRONG CÔNG NGHỆ MPD
KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT
Phương pháp tỉ trọng dung dịch kép (Dual Gradient Drilling – DGD)
CÁC PHƯƠNG PHÁP TRONG CÔNG NGHỆ MPD
Sử dụng bơm đẩy hoặc bơm chèn dung dịch có tỉ trọng nhỏ hơn vào trong cột ống thay đổi đường gradient áp suất của dung dịch trong cột chống
Ứng dụng ở các môi trường khoan nước sâu, giếng có giới hạn khoan nhỏ
Mục đích của phương pháp tỉ trọng dung dịch kép
Điều chỉnh đường gradient áp suất của dung dịch khoan vào trong giới hạn khoan
Kéo dài khoảng cách giữa các lần chống ống giảm số lượng ống chống kỹ thuật
KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT
Bơm chèn giảm tỷ trọng dung dịch bằng khí Nitơ hoặc hoặc không khí
Phương pháp tỉ trọng dung dịch kép (Dual Gradient Drilling – DGD)
KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT
Sử dụng bơm đẩy để thay đổi tỷ trọng dung dịch
Phương pháp tỉ trọng dung dịch kép (Dual Gradient Drilling – DGD)
KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT
Phương pháp kiểm soát dòng tuần hoàn (Return Flow Control - RFC)
Sử dụng thiết bị trong công nghệ MPD để bịt kín miệng giếng
Hướng mùn khoan theo hệ thống đường ống đi tới sàng rung hoặc thiết bị tách khí ngăn ngừa tất cả những rủi ro do khí độc
Hệ thống van trên đường hồi có thể ngay lập tức hướng dòng dung dịch sang hệ thống van tiết lưu để đưa vào thiết bị tách khí khi có bất kì dấu hiệu của hiện tượng khí xâm nhập.
Phương pháp này được coi là một giải pháp an toàn được ứng dụng cho những giếng khoan trong địa tầng cát nông có khí xâm nhập nhanh.
KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT
ƢU ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ MDP
Duy trì kiểm soát giếng, hạn chế rò rỉ khí, H2S
Kiểm soát toàn bộ quá trình tuần hoàn dung dịch;
Phát hiện dòng xâm nhập sớm trong quá trình khoan và dạo cột cần khoan;
Thiết lập áp suất bề mặt BP lên đáy giếng tự động, kiểm soát giếng chính xác, hiệu quả;
Dễ dàng phát hiện sự xuất hiện của khí, đặc biệt là khí H2S, hạn chế tối đa những nguy hại do thoát khí lên sàn khoan.
KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT
ƢU ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ MDP
Ổn định áp suất đáy giếng, ngăn ngừa các rủi ro trong khi khoan
Áp suất đáy giếng được duy trì ổn định trong suốt quá trình khoan cả ở trạng thái tuần hoàn và ngừng tuần hoàn;
Ngăn ngừa hiện tượng sập lở thành giếng khoan do sự chênh lệch giữa áp suất đáy giếng và áp suất vỉa;
Áp suất đáy giếng được duy trì trên cân bằng với mức chênh lệch nhỏ, đảm bảo ổn định thành giếng và gia tăng tốc độ cơ học khoan.
KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT
ƢU ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ MDP
Khoan thành công qua các tầng mất dung dịch trầm trọng
Cho phép khoan thành công qua các địa tầng granite, đá móng nứt nẻ mất dung dịch trầm trọng;
Tiết kiệm, giảm giá thành trong tổng chi phí cho dung dịch khoan do chỉ sử dụng dung dịch có sẵn như nước biển, nước muối;
Giảm thời gian không sản xuất liên quan đến các vấn đề kiểm soát giếng như mất dung dịch hay dòng xâm nhập.
KHOAN KIỂM SOÁT ÁP SUẤT