Lựa chọn cấu trúc giếng khoan slimhole cho giai đoạn phát triển lồ B&48/95 và lô 52/97

LỰA CHỌN CẤU TRÖC GIẾNG KHOAN SLIMHOLE<br /> CHO GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN LỒ B&48/95 VÀ LÔ 52/97<br /> <br /> NGUYỄN TRẦN TUÂN*<br /> <br /> <br /> Select the slim hole structure for development at block B&48/95 and<br /> 52/97<br /> Abstract: In this paper, the author presents some research results on<br /> drilling technology at zone B & 48/95 and zone 52/97. The project is<br /> expected to have potential for gas and condensate and could be producted<br /> over the next 30 years. The project area is offshore, the gas deposits of the<br /> Kim Long-Evil-Whale mines (KL-AQ-CV) are located in the J and non-J<br /> sandstones. Therefore, the projected completion of the well is expected to<br /> be accomplished using a slimhole monobore with a diameter of 2-7 / 8<br /> inch and a diameter of 6-1 / 8 inches. The wells will be selected for<br /> extraction for specific J and non-J sand volumes depending on the well<br /> results. Based on the characteristics of the mine, geological conditions, the<br /> authors have studied and made suitable choices for development wells,<br /> boundary wells, water pumping wells, water treatment seam. In addition,<br /> the author has designed the tube and pipe columns based on the results<br /> and conclusions of the survey with similar wells of Chevron conducted in<br /> the Thailand bay.<br /> Key words: Well structure, field development, Blocks B, 48/95 and 52/97.<br /> <br /> 1. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ LÔ B&48/95, 6.009 tỷ kh i khí, tƣơng đƣơng v i 170 tỷ<br /> LÔ 52/97 VÀ DỰ ÁN PHÁT TRIỂN MỎ* mét kh i khí và 25,3 tri u thùng condensat.<br /> Lô B&48/95 và Lô 52/97 nằm ở khu vực Kế hoạch phát triển mỏ đại cƣơng (ODP) đ i<br /> ngoài khơi phía T y Nam Vi t Nam, thu c v i các mỏ Kim Long, Ác Quỷ và Cá Voi đã<br /> ồn trũng Malay - Thổ Chu v i đ s u nƣ c đƣợc Tập đoàn Dầu khí Vi t Nam phê duy t<br /> iển trung ình khoảng 77 m và khoảng cách ngày 08-8-2007. Dự án phát triển mỏ đƣợc đánh<br /> đến ờ 250 km, cách nhà máy nhi t đi n Ô giá v i giả định gia hạn t i năm 2044. Đ y là<br /> Môn khoảng 400 km (Hình 1). Tổng di n tích điều ki n tiên quyết để triển khai dự án, nằm<br /> phát triển và di n tích c a 2 Lô là 3.002,5 trong nhóm các điều ki n cần đạt đƣợc để đi đến<br /> km2 [1]. quyết định đầu tƣ cu i cùng (FID), đảm ảo lợi<br /> Theo báo cáo trữ lƣợng dầu khí tại chỗ ích cho tất cả các Bên tham gia trong chuỗi quy<br /> (RAR) năm 2004, các Lô B&48/95 và Lô 52/97 hoạch tổng thể c a Chính ph (thƣợng nguồn,<br /> đã phát hi n dầu thƣơng mại vào ngày trung nguồn và hạ nguồn) [1].<br /> 08/5/2002 v i trữ lƣợng thu hồi cấp 2P là 5.681 Dự án đã hoàn thành công tác thăm d th m<br /> tỷ kh i khí và 23,53 tri u thùng condensat ; lƣợng. Báo cáo tính trữ lƣợng dầu khí cho các<br /> theo áo cáo trữ lƣợng cập nhật năm 2010 là cấu tạo Kim Long, Ác Quỷ và Cá Voi thu c<br /> di n tích phát triển chung đã đƣợc Công ty<br /> *<br /> Bộ môn Khoan- Khai thác Trường Đại học Mỏ - Địa chất Chevron hoàn thi n và đƣợc Th tƣ ng chính<br /> ĐT:098 9556779<br /> E-mail: nguyentrantuan1102@gmail.com ph phê duy t vào năm 2004.<br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 3<br />  1.040 giếng khai thác, 3 giếng ơm ép nƣ c và<br /> 43 giếng th m lƣợng/ph n định ranh gi i.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1. Sơ đồ vị trí Lô B&48/95 và Lô 52/97<br /> <br /> 2. KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT<br /> Hình 2. Cột địa tầng tổng hợp bể<br /> KHU MỎ VÀ KẾ HOẠCH KHOAN<br /> Malay - Thổ Chu<br /> Đặc điểm cấu trúc và kiến tạo địa chất ể<br /> Malay - Thổ Chu tồn tại nhiều phát hi n dầu<br /> b/ Trường hợp 2: Chỉ phát triển di n tích<br /> khí và nhiều đ i tƣợng có thể g y ra phức tạp<br /> phát triển chung:<br /> và sự c trong công tác khoan. Địa tầng đặc<br /> + Phƣơng án 4: Sẽ khoan 833 giếng khai<br /> trƣng c a ể Malay – Thổ Chu đƣợc mô tả ở<br /> thác, 3 giếng ơm ép và 29 giếng th m<br /> hình 2.<br /> lƣợng/ph n định ranh gi i.<br /> Theo kết quả minh giải địa chấn và khoan<br /> 3. LỰA CHỌN CẤU TRÚC GIẾNG<br /> thăm d đã phát hi n đƣợc khí trên 5 c m mỏ:<br /> KHOAN CHO GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN<br /> Kim Long, Cá Voi, Ác Quỷ, Vàng Đen và<br /> Thiên Hà. Trong tổng s 29 giếng khoan tìm MỎ CỦA DỰ ÁN<br /> kiếm, thăm d và th m lƣợng, có 20 giếng phát 3.1. Giếng khai thác (Slimhole monobore)<br /> hi n khí thƣơng mại. Tất cả các giếng khai thác khí sẽ đƣợc hoàn<br /> Trên cơ sở Kế hoạch Phát triển mỏ, dự kiến thi n v i công ngh khoan giếng th n nhỏ ằng<br /> các phƣơng án khoan và phát triển nhƣ sau [1]: thiết ị có cùng đƣờng kính trong<br /> a/ Trường hợp 1: Phát triển đồng thời toàn (mono ores slimhole). Giếng đƣợc hoàn thi n<br /> di n tích phát triển chung (AJD) và di n tích v i c t ng khai thác đƣờng kính 2-7/8” thả<br /> phát triển treo (SDA), ao gồm các phƣơng án: trong th n giếng trần đƣờng kính 6-1/8”.<br /> + Phƣơng án 1 - Phƣơng án cao: Sẽ khoan C t ng ch ng đầu tiên là ng ch ng ề<br /> 754 giếng khai thác, 3 giếng ơm ép nƣ c và 23 mặt đƣờng kính 9-5/8” đƣợc đặt trong th n<br /> giếng th m lƣợng/ph n định ranh gi i. giếng đƣờng kính 12-1/4” và trám xi măng<br /> + Phƣơng án 2 - Phƣơng án cơ sở: Sẽ khoan (hình 3). Th n giếng đƣờng kính 12-1/4” đƣợc<br /> 911 giếng khai thác, 3 giếng ơm ép nƣ c và 30 khoan thẳng đứng cho t i đ s u khoảng 350<br /> giếng th m lƣợng/ph n định ranh gi i. mét theo chiều dài th n giếng và không sử<br /> + Phƣơng án 3 - Phƣơng án thấp: Sẽ khoan d ng ng ao (riser).<br /> <br /> 4 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018<br />  Cấp ng ch ng thứ hai là c t ng ch ng mTVDss). Trong khi đó, thử đ tiếp nhận c a vi<br /> trung gian đƣờng kính 7" đƣợc thả t i đ s u thành vỉa (FIT) ở ch n ng 7’’ khoảng 14,5ppg.<br /> 1800 mét theo chiều dài th n giếng dƣ i tầng V i chênh l ch 2,5ppg, tỷ trọng dung dịch (Mud<br /> Mioxen nhƣng trên ranh gi i cao nhất c a đ i Weight Window) đ để tăng áp suất khi khoan<br /> hydrocac on. Th n giếng 8-1/2" sẽ đƣợc khoan qua các địa tầng này mà vẫn vỉa không ị phá<br /> định hƣ ng ằng cho ng kim cƣơng cùng v i vỡ. Nhƣ vậy, thiết kế giếng khoan v i cấu trúc 3<br /> đ ng cơ th y lực (mud motor). c t ng đ để kiểm soát tầng áp suất dị thƣờng<br /> trong khoảng khoan này.<br /> Các thiết ị khoan và logging<br /> DD/LWD/MWD/Wireline cho khoảng khoan<br /> 12-1/4" hole x 9-5/4" CSG đƣờng kính 6-1/8” có thể hoạt đ ng ở nhi t đ<br /> 1000' TVD<br /> t i đa 175 đ C.<br /> 8-1/2" hole x 7" CSG 3.2. Giếng khoan phân định ranh giới<br /> 150' TVD above 1st target<br /> (Delineation Wells)<br /> Giếng khoan ph n định ranh gi i<br /> (Delineation wells) là những giếng nhằm ph n<br /> định phạm vi có thể phát triển c a vỉa chứa ở vị<br /> trí tiếp xúc v i ranh gi i nƣ c vỉa. Giếng khoan<br /> đƣợc thiết kế gi ng nhƣ các giếng khoan phát<br /> triển, ngoại trừ hai sự khác i t sau đ y:<br /> 6-1/8" hole x 2-7/8" CSG TBG<br /> - Cấp ng ch ng đầu tiên v i đƣờng kính<br /> ngoài là 9-5/8" đƣợc thiết kế để khoan mà<br /> Hình 3: Cấu trúc giếng khai thác<br /> không cần dùng ng ao (riser) cho t i đ s u<br /> khoảng 350 m. Sau đó sẽ ơm trám xi măng để<br /> Các giếng khoan đƣợc hoàn thi n v i ng<br /> giữ cho c t ng ch ng 9-5/8" chắc chắn.<br /> khai thác đƣờng kính 2-7/8” thả trong th n<br /> - Phần th n giếng đi qua tầng sản ph m sẽ<br /> giếng đƣờng kính 6-1/8” (hình 3). Th n giếng<br /> đƣợc khoan ằng cho ng kim cƣơng 6-1/8" và<br /> đƣờng kính 6-1/8” đƣợc khoan ằng cho ng<br /> thiết ị định t m có điều chỉnh quỹ đạo nhƣ các<br /> kim cƣơng và thiết ị định t m có điều chỉnh để<br /> giếng khoan phát triển t i đ s u cu i cùng c a<br /> kiểm soát hƣ ng đi c a quỹ đạo giếng khoan.<br /> giếng. Sau khi đo địa vật lý giếng khoan để<br /> Khoảng khoan đoạn này đƣợc khoan v i h<br /> th m định lại cấu tạo vỉa sản ph m, giếng khoan<br /> th ng dung dịch tổng hợp (Non-Aqueous<br /> có thể sẽ huỷ ỏ vĩnh viễn.<br /> Drilling Base Fluid) và xử lý phù hợp v i quy<br /> 3.3. Giếng bơm ép nƣớc, xử lý nƣớc vỉa<br /> định c a Tập đoàn Dầu khí Qu c gia Vi t Nam,<br /> Nƣ c từ vỉa sẽ đƣợc sử d ng cho các giếng<br /> c a B Tài nguyên và Môi trƣờng và các tiêu<br /> ơm ép nƣ c. Sẽ khoan 3 giếng ơm ép nƣ c<br /> chu n c a Nhà Điều hành. Gradient áp suất dị<br /> trong năm đầu tiên c a dự án. Sau đó, dựa vào<br /> thƣờng t i đa khoảng 12 ppg đƣợc quan sát khi<br /> hi u suất thu hồi dầu và lƣợng nƣ c vỉa sinh ra<br /> khoan qua các địa tầng c a mỏ Ác Quỷ và Cá<br /> sẽ khoan thêm giếng ơm ép nƣ c ở giai đoạn<br /> Voi (khoảng đ s u từ 2000 mTVDss đến 3000<br /> cu i c a mỏ.<br /> <br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 5<br />  Bảng 1. Giếng bơm ép nƣớc nƣớc và lựa chọn vị trí bơm ép nƣớc<br /> <br /> Vị trí ơm ép nƣ c Lợi ích Đánh giá r i ro<br /> Bơm ép nƣ c tại vị trí rất Giá thành giếng - Không giữ đƣợc tính chất nguyên trạng c a<br /> nông (trên tầng Mioxen khoan thấp nhất đất đá.<br /> giữa, ất chỉnh hợp) - Nhiều r i ro sẽ xuất hi n.<br /> Bơm ép nƣ c tại vị trí nông Giá thành giếng - Không iết đƣợc phạm vi ph n c a tầng<br /> (1.500m đến 1.750m khoan thấp cát kết. Không tăng đ rỗng c a tầng cát kết.<br /> TVDSS) - Làm nứt vỉa và nén ép áp suất cho khoảng sẽ<br /> khoan qua sau này.<br /> Bơm ép nƣ c tại vị trí s u Chắc chắn ngăn - Giá thành giếng khoan cao.<br /> (tầng Jsand, dƣ i 3000m chặn đƣợc các r i - Yêu cầu áp suất ơm ép nƣ c trên ề mặt l n.<br /> TVDSS) ro; sự vô hạn vỉa.<br /> <br /> Vị trí t i ƣu c a các giếng ơm ép nƣ c đang mức đ thu hồi dầu trong tƣơng lai. Phần trên<br /> đƣợc nghiên cứu, sẽ ph n tích, đánh giá r i ro c a c t ng khai thác thiết kế v i 13 kết cấu<br /> khi có thêm thông tin. Bảng 1 sẽ cung cấp m t nhằm ngăn chặn sự mài m n th n ng trong quá<br /> s yếu t liên quan đến vi c lựa chọn vị trí ơm trình khai thác. Các tiêu chu n này đƣợc lựa chọn<br /> ép nƣ c. dựa trên kết quả và kết luận từ các tài li u điều<br /> 4. THIẾT KẾ ỐNG CHỐNG VÀ CỘT tra khảo sát các giếng khoan tƣơng tự c a Công<br /> ỐNG KHAI THÁC ty Chevron đã thực hi n ở trong vùng Vịnh Thái<br /> Thiết kế c t ng ch ng và c t ng khai thác Lan. Các thông s kỹ thuật cơ ản c a các cấp<br /> dựa trên dữ li u kiểm soát giếng khoan, tính ng ch ng cho các giếng phát triển và giếng ơm<br /> nguyên vẹn c a th n giếng, khả năng khoan ép nƣ c nƣ c; cho các giếng ph n định ranh gi i<br /> định hƣ ng, phƣơng pháp hoàn thi n giếng và đƣợc trình ày ở ảng 2 và ảng 3.<br /> Bảng 2. Các thông số kỹ thuật ống chống cho giếng phát triển và giếng bơm ép nƣớc<br /> <br /> Áp Đặc tính ng ch ng<br /> Đ s u<br /> Loại Trọng suất<br /> ch ng Mác Ứng suất Ứng Ứng suất<br /> ng lƣợng Loại đầu n i kiểm<br /> ng thép u n dọc suất nổ căng<br /> (inch) (lb/ft) tra<br /> (mTVD) (psi) (psi) (1000lb)<br /> (psi)<br /> Buttress<br /> 9-5/8 350 N-80 40 800 3.090 5.750 915<br /> Connection<br /> Buttress<br /> 7 1.500 N-80 23 5.000 3.830 6.340 533<br /> Connection<br /> 13 Premium<br /> 2-7/8 1.500 6.4 5.000 11.160 10.570 105<br /> Cr Thread<br /> Total<br /> Premium<br /> 2-7/8 depth L-80 6.4 5.000 11.160 10.570 105<br /> Thread<br /> 1.500<br /> <br /> <br /> 6 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018<br />  Bảng 3. Các thông số kỹ thuật ống chống cho các giếng phân định ranh giới<br /> <br /> <br /> Đ s u Đặc tính ng ch ng<br /> Loại Trọng Áp suất<br /> ch ng Mác Ứng suất Ứng Ứng suất<br /> ng lƣợng Loại đầu n i kiểm tra<br /> ng thép u n dọc suất nổ căng<br /> (inch) (lb/ft) (psi)<br /> (mTVD) (psi) (psi) (1000lb)<br /> Buttress<br /> 9-5/8 350 N-80 40 800 3.090 5.750 915<br /> Connection<br /> Buttress<br /> 7 1.500 N-80 23 5.000 3.830 6.340 533<br /> Connection<br /> <br /> 5. KẾT LUẬN (Giếng khô), do đó phải khoan giếng khác thay<br /> Trong quá trình khoan phát triển mỏ tại Lô thế cũng làm tăng chi phí khoan.<br /> B&48/95 và Lô 52/97, vi c nghiên cứu lựa chọn - Khả năng tăng giá các dịch v khoan khi<br /> cấu trúc giếng khoan hợp lý là vô cùng cần thiết giá dầu tăng và làm tăng chi phí khoan.<br /> trên nhiều phƣơng di n, góc đ . Kết hợp kinh Để hạn chế t i đa các r i ro dẫn t i tăng chi<br /> nghi m khoan ở vịnh Thái Lan và điều ki n đặc phí khoan cho toàn dự án cần thực hi n:<br /> thù địa chất c a mỏ, tác giả đã nghiên cứu đề - Thuê những ngƣời điều hành khoan cũng<br /> xuất lựa chọn cấu trúc giếng khoan slim hole nhƣ những ngƣời làm vi c trực tiếp trên giàn<br /> trong giai đoạn phát triển mỏ đảm ảo các chỉ khoan đã có kinh nghi m khoan giếng slimhole,<br /> tiêu về kinh tế, kỹ thuật và công ngh . Theo đặc i t là những ngƣời đã điều hành khoan<br /> đánh giá c a nhiều chuyên gia trong ngành, hi n giếng slimhole ở vùng Vịnh Thái Lan.<br /> nay Mỏ Phú Qu c POC và các Nhà thầu hoàn -Tất cả các dịch v khoan cần đƣợc đấu thầu<br /> toàn có khả năng triển khai thi công các giếng cạnh tranh qu c tế để lựa chọn các Nhà thầu có<br /> Slimhole, tuy nhiên cần m t khoảng thời gian đ tiêu chu n công ngh -kỹ thuật và giá cạnh<br /> nhất định để vừa thi công, vừa rút kinh nghi m tranh nhỏ nhất để giảm chi phí khoan.<br /> để hợp lý hóa các công đoạn nhằm giảm thời<br /> gian thi công cũng nhƣ giảm chi phí khoan. TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> Tuy nhiên trong quá trình triển khai cũng có<br /> thể gặp các r i ro dẫn t i tăng chi phí khoan do 1. Tài li u n i Tổng công ty thăm d khai<br /> m t s nguyên nh n ch quan và khách quan thác dầu khí (2016).<br /> nhƣ sau: 2. Trƣơng iên và nnk iên dịch (2007), C m<br /> - Kinh nghi m thi công giếng khoan dạng nang kỹ sƣ công ngh khoan các giếng s u NXB<br /> slimhole tại Vi t Nam c n hạn chế, nên có thể KHKT, Hà N i.<br /> xảy ra các r i ro trong quá trình khoan sẽ dẫn 3. Petrovietnam Exploration Production<br /> đến r i ro trong vi c tăng chi phí khoan. Corporation, 2014. Drill bit final well report,<br /> - R i ro khi khoan không gặp vỉa sản ph m Performance report of HRD-1X-ST for PVEP<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Người phản biện: PGS,TS. NGUYỄN XUÂN THẢO<br /> <br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 7<br />