Lựa chọn cấu tröc giếng khoan slimhole cho giai đoạn phát triển lồ B&48/95 VÀ LÔ 52/97

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 3 LỰA CHỌN CẤU TRệC GIẾNG KHOAN SLIMHOLE CHO GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN LỒ B&48/95 VÀ Lễ 52/97 NGUYỄN TRẦN TUÂN* Select the slim hole structure for development at block B&48/95 and 52/97 Abstract: In this paper, the author presents some research results on drilling technology at zone B & 48/95 and zone 52/97. The project is expected to have potential for gas and condensate and could be producted over the next 30 years. The project area is offshore, the gas deposits of the Kim Long-Evil-Whale mines (KL-AQ-CV) are located in the J and non-J sandstones. Therefore, the projected completion of the well is expected to be accomplished using a slimhole monobore with a diameter of 2-7 / 8 inch and a diameter of 6-1 / 8 inches. The wells will be selected for extraction for specific J and non-J sand volumes depending on the well results. Based on the characteristics of the mine, geological conditions, the authors have studied and made suitable choices for development wells, boundary wells, water pumping wells, water treatment seam. In addition, the author has designed the tube and pipe columns based on the results and conclusions of the survey with similar wells of Chevron conducted in the Thailand bay. Key words: Well structure, field development, Blocks B, 48/95 and 52/97. 1. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ Lễ B&48/95, Lễ 52/97 VÀ DỰ ÁN PHÁT TRIỂN MỎ* Lụ B&48/95 và Lụ 52/97 nằm ở khu vực ngoài khơi phớa T y Nam Vi t Nam, thu c ồn trũng Malay - Thổ Chu v i đ s u nƣ c iển trung ỡnh khoảng 77 m và khoảng cỏch đến ờ 250 km, cỏch nhà mỏy nhi t đi n ễ Mụn khoảng 400 km (Hỡnh 1). Tổng di n tớch phỏt triển và di n tớch c a 2 Lụ là 3.002,5 km 2 [1]. Theo bỏo cỏo trữ lƣợng dầu khớ tại chỗ (RAR) năm 2004, cỏc Lụ B&48/95 và Lụ 52/97 đó phỏt hi n dầu thƣơng mại vào ngày 08/5/2002 v i trữ lƣợng thu hồi cấp 2P là 5.681 tỷ kh i khớ và 23,53 tri u thựng condensat ; theo ỏo cỏo trữ lƣợng cập nhật năm 2010 là * Bộ mụn Khoan- Khai thỏc Trường Đại học Mỏ - Địa chất ĐT:098 9556779 E-mail: nguyentrantuan1102@gmail.com 6.009 tỷ kh i khớ, tƣơng đƣơng v i 170 tỷ một kh i khớ và 25,3 tri u thựng condensat. Kế hoạch phỏt triển mỏ đại cƣơng (ODP) đ i v i cỏc mỏ Kim Long, Ác Quỷ và Cỏ Voi đó đƣợc Tập đoàn Dầu khớ Vi t Nam phờ duy t ngày 08-8-2007. Dự ỏn phỏt triển mỏ đƣợc đỏnh giỏ v i giả định gia hạn t i năm 2044. Đ y là điều ki n tiờn quyết để triển khai dự ỏn, nằm trong nhúm cỏc điều ki n cần đạt đƣợc để đi đến quyết định đầu tƣ cu i cựng (FID), đảm ảo lợi ớch cho tất cả cỏc Bờn tham gia trong chuỗi quy hoạch tổng thể c a Chớnh ph (thƣợng nguồn, trung nguồn và hạ nguồn) [1]. Dự ỏn đó hoàn thành cụng tỏc thăm d th m lƣợng. Bỏo cỏo tớnh trữ lƣợng dầu khớ cho cỏc cấu tạo Kim Long, Ác Quỷ và Cỏ Voi thu c di n tớch phỏt triển chung đó đƣợc Cụng ty Chevron hoàn thi n và đƣợc Th tƣ ng chớnh ph phờ duy t vào năm 2004. ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 4 Hỡnh 1. Sơ đồ vị trớ Lụ B&48/95 và Lụ 52/97 2. KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU MỎ VÀ KẾ HOẠCH KHOAN Đặc điểm cấu trỳc và kiến tạo địa chất ể Malay - Thổ Chu tồn tại nhiều phỏt hi n dầu khớ và nhiều đ i tƣợng cú thể g y ra phức tạp và sự c trong cụng tỏc khoan. Địa tầng đặc trƣng c a ể Malay – Thổ Chu đƣợc mụ tả ở hỡnh 2. Theo kết quả minh giải địa chấn và khoan thăm d đó phỏt hi n đƣợc khớ trờn 5 c m mỏ: Kim Long, Cỏ Voi, Ác Quỷ, Vàng Đen và Thiờn Hà. Trong tổng s 29 giếng khoan tỡm kiếm, thăm d và th m lƣợng, cú 20 giếng phỏt hi n khớ thƣơng mại. Trờn cơ sở Kế hoạch Phỏt triển mỏ, dự kiến cỏc phƣơng ỏn khoan và phỏt triển nhƣ sau [1]: a/ Trường hợp 1: Phỏt triển đồng thời toàn di n tớch phỏt triển chung (AJD) và di n tớch phỏt triển treo (SDA), ao gồm cỏc phƣơng ỏn: + Phƣơng ỏn 1 - Phƣơng ỏn cao: Sẽ khoan 754 giếng khai thỏc, 3 giếng ơm ộp nƣ c và 23 giếng th m lƣợng/ph n định ranh gi i. + Phƣơng ỏn 2 - Phƣơng ỏn cơ sở: Sẽ khoan 911 giếng khai thỏc, 3 giếng ơm ộp nƣ c và 30 giếng th m lƣợng/ph n định ranh gi i. + Phƣơng ỏn 3 - Phƣơng ỏn thấp: Sẽ khoan 1.040 giếng khai thỏc, 3 giếng ơm ộp nƣ c và 43 giếng th m lƣợng/ph n định ranh gi i. Hỡnh 2. Cột địa tầng tổng hợp bể Malay - Thổ Chu b/ Trường hợp 2: Chỉ phỏt triển di n tớch phỏt triển chung: + Phƣơng ỏn 4: Sẽ khoan 833 giếng khai thỏc, 3 giếng ơm ộp và 29 giếng th m lƣợng/ph n định ranh gi i. 3. LỰA CHỌN CẤU TRÚC GIẾNG KHOAN CHO GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN MỎ CỦA DỰ ÁN 3.1. Giếng khai thỏc (Slimhole monobore) Tất cả cỏc giếng khai thỏc khớ sẽ đƣợc hoàn thi n v i cụng ngh khoan giếng th n nhỏ ằng thiết ị cú cựng đƣờng kớnh trong (mono ores slimhole). Giếng đƣợc hoàn thi n v i c t ng khai thỏc đƣờng kớnh 2-7/8” thả trong th n giếng trần đƣờng kớnh 6-1/8”. C t ng ch ng đầu tiờn là ng ch ng ề mặt đƣờng kớnh 9-5/8” đƣợc đặt trong th n giếng đƣờng kớnh 12-1/4” và trỏm xi măng (hỡnh 3). Th n giếng đƣờng kớnh 12-1/4” đƣợc khoan thẳng đứng cho t i đ s u khoảng 350 một theo chiều dài th n giếng và khụng sử d ng ng ao (riser). ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 5 Cấp ng ch ng thứ hai là c t ng ch ng trung gian đƣờng kớnh 7" đƣợc thả t i đ s u 1800 một theo chiều dài th n giếng dƣ i tầng Mioxen nhƣng trờn ranh gi i cao nhất c a đ i hydrocac on. Th n giếng 8-1/2" sẽ đƣợc khoan định hƣ ng ằng cho ng kim cƣơng cựng v i đ ng cơ th y lực (mud motor). 12-1/4" hole x 9-5/4" CSG 1000' TVD 8-1/2" hole x 7" CSG 150' TVD above 1 target 6-1/8" hole x 2-7/8" CSG TBG st Hỡnh 3: Cấu trỳc giếng khai thỏc Cỏc giếng khoan đƣợc hoàn thi n v i ng khai thỏc đƣờng kớnh 2-7/8” thả trong th n giếng đƣờng kớnh 6-1/8” (hỡnh 3). Th n giếng đƣờng kớnh 6-1/8” đƣợc khoan ằng cho ng kim cƣơng và thiết ị định t m cú điều chỉnh để kiểm soỏt hƣ ng đi c a quỹ đạo giếng khoan. Khoảng khoan đoạn này đƣợc khoan v i h th ng dung dịch tổng hợp (Non-Aqueous Drilling Base Fluid) và xử lý phự hợp v i quy định c a Tập đoàn Dầu khớ Qu c gia Vi t Nam, c a B Tài nguyờn và Mụi trƣờng và cỏc tiờu chu n c a Nhà Điều hành. Gradient ỏp suất dị thƣờng t i đa khoảng 12 ppg đƣợc quan sỏt khi khoan qua cỏc địa tầng c a mỏ Ác Quỷ và Cỏ Voi (khoảng đ s u từ 2000 mTVDss đến 3000 mTVDss). Trong khi đú, thử đ tiếp nhận c a vi thành vỉa (FIT) ở ch n ng 7’’ khoảng 14,5ppg. V i chờnh l ch 2,5ppg, tỷ trọng dung dịch (Mud Weight Window) đ để tăng ỏp suất khi khoan qua cỏc địa tầng này mà vẫn vỉa khụng ị phỏ vỡ. Nhƣ vậy, thiết kế giếng khoan v i cấu trỳc 3 c t ng đ để kiểm soỏt tầng ỏp suất dị thƣờng trong khoảng khoan này. Cỏc thiết ị khoan và logging DD/LWD/MWD/Wireline cho khoảng khoan đƣờng kớnh 6-1/8” cú thể hoạt đ ng ở nhi t đ t i đa 175 đ C. 3.2. Giếng khoan phõn định ranh giới (Delineation Wells) Giếng khoan ph n định ranh gi i (Delineation wells) là những giếng nhằm ph n định phạm vi cú thể phỏt triển c a vỉa chứa ở vị trớ tiếp xỳc v i ranh gi i nƣ c vỉa. Giếng khoan đƣợc thiết kế gi ng nhƣ cỏc giếng khoan phỏt triển, ngoại trừ hai sự khỏc i t sau đ y: - Cấp ng ch ng đầu tiờn v i đƣờng kớnh ngoài là 9-5/8" đƣợc thiết kế để khoan mà khụng cần dựng ng ao (riser) cho t i đ s u khoảng 350 m. Sau đú sẽ ơm trỏm xi măng để giữ cho c t ng ch ng 9-5/8" chắc chắn. - Phần th n giếng đi qua tầng sản ph m sẽ đƣợc khoan ằng cho ng kim cƣơng 6-1/8" và thiết ị định t m cú điều chỉnh quỹ đạo nhƣ cỏc giếng khoan phỏt triển t i đ s u cu i cựng c a giếng. Sau khi đo địa vật lý giếng khoan để th m định lại cấu tạo vỉa sản ph m, giếng khoan cú thể sẽ huỷ ỏ vĩnh viễn. 3.3. Giếng bơm ộp nƣớc, xử lý nƣớc vỉa Nƣ c từ vỉa sẽ đƣợc sử d ng cho cỏc giếng ơm ộp nƣ c. Sẽ khoan 3 giếng ơm ộp nƣ c trong năm đầu tiờn c a dự ỏn. Sau đú, dựa vào hi u suất thu hồi dầu và lƣợng nƣ c vỉa sinh ra sẽ khoan thờm giếng ơm ộp nƣ c ở giai đoạn cu i c a mỏ. ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 6 Bảng 1. Giếng bơm ộp nƣớc nƣớc và lựa chọn vị trớ bơm ộp nƣớc Vị trớ ơm ộp nƣ c Lợi ớch Đỏnh giỏ r i ro Bơm ộp nƣ c tại vị trớ rất nụng (trờn tầng Mioxen giữa, ất chỉnh hợp) Giỏ thành giếng khoan thấp nhất - Khụng giữ đƣợc tớnh chất nguyờn trạng c a đất đỏ. - Nhiều r i ro sẽ xuất hi n. Bơm ộp nƣ c tại vị trớ nụng (1.500m đến 1.750m TVDSS) Giỏ thành giếng khoan thấp - Khụng iết đƣợc phạm vi ph n c a tầng cỏt kết. Khụng tăng đ rỗng c a tầng cỏt kết. - Làm nứt vỉa và nộn ộp ỏp suất cho khoảng sẽ khoan qua sau này. Bơm ộp nƣ c tại vị trớ s u (tầng Jsand, dƣ i 3000m TVDSS) Chắc chắn ngăn chặn đƣợc cỏc r i ro; sự vụ hạn vỉa. - Giỏ thành giếng khoan cao. - Yờu cầu ỏp suất ơm ộp nƣ c trờn ề mặt l n. Vị trớ t i ƣu c a cỏc giếng ơm ộp nƣ c đang đƣợc nghiờn cứu, sẽ ph n tớch, đỏnh giỏ r i ro khi cú thờm thụng tin. Bảng 1 sẽ cung cấp m t s yếu t liờn quan đến vi c lựa chọn vị trớ ơm ộp nƣ c. 4. THIẾT KẾ ỐNG CHỐNG VÀ CỘT ỐNG KHAI THÁC Thiết kế c t ng ch ng và c t ng khai thỏc dựa trờn dữ li u kiểm soỏt giếng khoan, tớnh nguyờn vẹn c a th n giếng, khả năng khoan định hƣ ng, phƣơng phỏp hoàn thi n giếng và mức đ thu hồi dầu trong tƣơng lai. Phần trờn c a c t ng khai thỏc thiết kế v i 13 kết cấu nhằm ngăn chặn sự mài m n th n ng trong quỏ trỡnh khai thỏc. Cỏc tiờu chu n này đƣợc lựa chọn dựa trờn kết quả và kết luận từ cỏc tài li u điều tra khảo sỏt cỏc giếng khoan tƣơng tự c a Cụng ty Chevron đó thực hi n ở trong vựng Vịnh Thỏi Lan. Cỏc thụng s kỹ thuật cơ ản c a cỏc cấp ng ch ng cho cỏc giếng phỏt triển và giếng ơm ộp nƣ c nƣ c; cho cỏc giếng ph n định ranh gi i đƣợc trỡnh ày ở ảng 2 và ảng 3. Bảng 2. Cỏc thụng số kỹ thuật ống chống cho giếng phỏt triển và giếng bơm ộp nƣớc Loại ng (inch) Đ s u ch ng ng (mTVD) Mỏc thộp Trọng lƣợng (lb/ft) Loại đầu n i Áp suất kiểm tra (psi) Đặc tớnh ng ch ng Ứng suất u n dọc (psi) Ứng suất nổ (psi) Ứng suất căng (1000lb) 9-5/8 350 N-80 40 Buttress Connection 800 3.090 5.750 915 7 1.500 N-80 23 Buttress Connection 5.000 3.830 6.340 533 2-7/8 1.500 13 Cr 6.4 Premium Thread 5.000 11.160 10.570 105 2-7/8 Total depth 1.500 L-80 6.4 Premium Thread 5.000 11.160 10.570 105 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 7 Bảng 3. Cỏc thụng số kỹ thuật ống chống cho cỏc giếng phõn định ranh giới Loại ng (inch) Đ s u ch ng ng (mTVD) Mỏc thộp Trọng lƣợng (lb/ft) Loại đầu n i Áp suất kiểm tra (psi) Đặc tớnh ng ch ng Ứng suất u n dọc (psi) Ứng suất nổ (psi) Ứng suất căng (1000lb) 9-5/8 350 N-80 40 Buttress Connection 800 3.090 5.750 915 7 1.500 N-80 23 Buttress Connection 5.000 3.830 6.340 533 5. KẾT LUẬN Trong quỏ trỡnh khoan phỏt triển mỏ tại Lụ B&48/95 và Lụ 52/97, vi c nghiờn cứu lựa chọn cấu trỳc giếng khoan hợp lý là vụ cựng cần thiết trờn nhiều phƣơng di n, gúc đ . Kết hợp kinh nghi m khoan ở vịnh Thỏi Lan và điều ki n đặc thự địa chất c a mỏ, tỏc giả đó nghiờn cứu đề xuất lựa chọn cấu trỳc giếng khoan slim hole trong giai đoạn phỏt triển mỏ đảm ảo cỏc chỉ tiờu về kinh tế, kỹ thuật và cụng ngh . Theo đỏnh giỏ c a nhiều chuyờn gia trong ngành, hi n nay Mỏ Phỳ Qu c POC và cỏc Nhà thầu hoàn toàn cú khả năng triển khai thi cụng cỏc giếng Slimhole, tuy nhiờn cần m t khoảng thời gian nhất định để vừa thi cụng, vừa rỳt kinh nghi m để hợp lý húa cỏc cụng đoạn nhằm giảm thời gian thi cụng cũng nhƣ giảm chi phớ khoan. Tuy nhiờn trong quỏ trỡnh triển khai cũng cú thể gặp cỏc r i ro dẫn t i tăng chi phớ khoan do m t s nguyờn nh n ch quan và khỏch quan nhƣ sau: - Kinh nghi m thi cụng giếng khoan dạng slimhole tại Vi t Nam c n hạn chế, nờn cú thể xảy ra cỏc r i ro trong quỏ trỡnh khoan sẽ dẫn đến r i ro trong vi c tăng chi phớ khoan. - R i ro khi khoan khụng gặp vỉa sản ph m (Giếng khụ), do đú phải khoan giếng khỏc thay thế cũng làm tăng chi phớ khoan. - Khả năng tăng giỏ cỏc dịch v khoan khi giỏ dầu tăng và làm tăng chi phớ khoan. Để hạn chế t i đa cỏc r i ro dẫn t i tăng chi phớ khoan cho toàn dự ỏn cần thực hi n: - Thuờ những ngƣời điều hành khoan cũng nhƣ những ngƣời làm vi c trực tiếp trờn giàn khoan đó cú kinh nghi m khoan giếng slimhole, đặc i t là những ngƣời đó điều hành khoan giếng slimhole ở vựng Vịnh Thỏi Lan. -Tất cả cỏc dịch v khoan cần đƣợc đấu thầu cạnh tranh qu c tế để lựa chọn cỏc Nhà thầu cú đ tiờu chu n cụng ngh -kỹ thuật và giỏ cạnh tranh nhỏ nhất để giảm chi phớ khoan. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tài li u n i Tổng cụng ty thăm d khai thỏc dầu khớ (2016). 2. Trƣơng iờn và nnk iờn dịch (2007), C m nang kỹ sƣ cụng ngh khoan cỏc giếng s u NXB KHKT, Hà N i. 3. Petrovietnam Exploration Production Corporation, 2014. Drill bit final well report, Performance report of HRD-1X-ST for PVEP Người phản biện: PGS,TS. NGUYỄN XUÂN THẢO