Trang chủ         Tin tức - Sự kiện         Khoa học & Công nghệ mỏ         Các công trình nghiên cứu         Giá cả thị trường khoáng sản [ ENGLISH ]
Hội KHCN Mỏ Việt Nam
Hội nghị KHCN Mỏ VN
Tạp chí Công nghiệp Mỏ
Cơ sở dữ liệu chuyên ngành
Diễn đàn, trao đổi
Phản hồi

LIÊN KẾT WEBSITE
images/adv/adv_8.jpg
images/adv/adv_1.jpg
images/adv/adv_2.gif

THƯ ĐIỆN TỬ
Địa chỉ thư
Mật khẩu
 

THƯ VIỆN ẢNH
Các đại biểu chụp ảnh kỷ niệm

THỐNG KÊ TRUY CẬP
Người online: 31

Số lượt truy cập: 7,161,284

CHẨN ĐOÁN VÀ GIẢM THIỂU ÁP SUẤT GIỮA CÁC CỘT ỐNG CHỐNG TẠI CÁC GIẾNG DẦU KHÍ MỎ BẠCH HỔ (12/11/2014)

Áp suất giữa các cột ống chống (GOC) là một hiện tượng phức tạp và nan giải không chỉ đối với XNLD Vietsovpetro mà còn trên thế giới.

Áp suất giữa các cột ống chống (GOC) - là áp suất xuất hiện trong không gian vành xuyến giữa các cột ống chống đã trám xi măng ở các giai đoạn khác nhau từ khi khoan giếng và nhận biết được bằng đồng hồ áp suất trên đầu giếng hoặc bằng cách xả chất lưu từ không gian vành xuyến. Đây là hiện tượng phức tạp và nan giải không chỉ đối với XNLD Vietsovpetro mà còn trên thế giới.

1. Tình hình áp suất GOC của XNLD Vietsopetro

Tính đến hết tháng 2/2007 quỹ giếng của XNLD là 277, số giếng có áp suất giữa các cột ống chống là 129 (chiếm 46,57%). Trong đó, 196 là giếng khai thác, số giếng khai thác có áp suất GOC là 109 (55,6%). Để đảm bảo an toàn trong quá trình khai thác giếng khoan XNLD đã đưa ra tiêu chí giới hạn áp suất GOC cho phép để kiểm soát như sau:

Giới hạn cho phép tối đa của áp suất GOC trong không gian vành xuyến giữa hai cột ống chống bằng 60% giá trị áp suất ép thử độ kín của cột ống chống bên ngoài. Tuy nhiên trong quá trình khai thác có một số giếng khoan có giá trị áp suất GOC vượt quá giá trị an toàn được nêu ở trên, [2].

Để đảm bảo an toàn cho quỹ giếng từ năm 2004 XNLD đã tiến hành chương trình khảo sát dự báo-chẩn đoán áp suất GOC nhằm phân loại quỹ giếng của XNLD theo mức độ nguy hiểm đối với áp suất giữa các cột ống chống và đề xuất phương án xử lý.

Phương pháp thực hiện: Nghiên cứu thủy khí động lực học các không gian vành xuyến có áp suất GOC (xả áp suất GOC, đo lượng khí và lưu chất, nghiên cứu đặc điểm khôi phục áp suất GOC, tốc độ dòng khí xâm nhập...); phân tích mẫu khí; tính toán giá trị áp suất GOC cho phép đối với mỗi cột ống chống và so sánh với giá trị thực tế. Một số nhận xét:

v Lưu lượng khí không lớn: Phân loại thuộc nhóm 1 và 2, không có nhóm 3.

v Thể tích khí: Chủ yếu là nhóm 1 và 2, nhóm 3 có 14/76 giếng.

v Dạng đường cong khôi phục áp suất: Không có dạng 1 - loại có năng lượng lớn và tốc độ nhanh, dạng 2 (có 4/76) tốc độ khôi phục nhanh tuy nhiên năng lượng không lớn lắm, - chủ yếu là các dạng 3 và 4 - là các loại khôi phục chậm có năng lượng không lớn.

v Phát hiện ra một số giếng khoan có áp suất GOC là tạm thời, sau khi xả thì không khôi phục lại nữa.

Như vậy: Mức độ nguy hiểm hiện nay không cao. Tính phức tạp và sự biến động trạng thái GOC vẫn tăng lên.

2. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu xử lý áp suất giữa các cột ống chống

Nghiên cứu xử lý áp suất GOC là tìm các giải pháp hữu hiệu nhằm triệt tiêu hoặc giảm bớt mức độ nguy hiểm của GOC tại các giếng cụ thể.

Đối với XNLD hiện nay, áp suất GOC có mức độ nguy hiểm không cao, nên một số ý kiến cho rằng không cần phải xử lý vì vẫn đảm bảo sự an toàn cho quá trình khai thác dầu. Điều này là hoàn toàn đúng nếu khẳng định chắc chắn rằng tình trạng áp suất GOC không có biến động đáng kể, luôn luôn giữ vững ổn định như hiện nay.

Tuy nhiên, thực tế cho thấy tính phức tạp và sự biến động trạng thái áp suất GOC không hề giảm trong các năm qua. Hơn nữa, theo quy chế an toàn, trước khi tiến hành hủy giếng thì áp suất GOC cần phải xử lý. Nếu đợi đến khi phải hủy giếng mới tính đến việc xử lý áp suất GOC thì theo kinh nghiệm trên thế giới, rất phức tạp và chi phí rất cao. Do đó, việc nghiên cứu xử lý áp suất GOC hiện nay ở XNLD là công tác cần thiết.

3. Phân tích các phương pháp xử lý áp suất GOC

3.1. Nguyên nhân của áp suất giữa các cột ống chống

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến áp suất giữa các cột ống chống, tuy nhiên có hai nguồn trực tiếp là:

a) Khí (chất lưu) xuất phát từ vỉa đi theo vành đá xi măng để tích tụ trên đầu giếng mà các đồng hồ chỉ báo áp suất ghi nhận được;

b) Khí (chất lưu) xuất phát từ khoảng không vành xuyến giữa cột cần khai thác và cột ống chống cuối cùng đi qua thiết bị đầu giếng tạo nên áp suất GOC.

Cũng có trường hợp thứ 3, khí (chất lưu) xuất phát từ khoảng không gian giữa cột ống khai thác và cột ống chống cuối cùng đi qua những khuyết tật của cột ống chống cuối cùng ra vành đá xi măng rồi tích tụ phía trên.

Trong các nguyên nhân nói trên, thì trường hợp thứ nhất, khí (chất lưu) tích tụ bằng cách đi qua vành đá xi măng, xuất phát từ vỉa được quan tâm đặc biệt trong điều kiện của XNLD. Dấu hiệu đặc trưng của trường hợp này là áp suất GOC không phụ thuộc vào giá trị áp suất của khoảng không giữa cột ống khai thác và cột ống chống cuối cùng.

Trong thời gian qua XNLD đã xử lý áp suất GOC có nguyên nhân như trường hợp thứ 2 do thiết bị đầu giếng là công việc bình thường do XNLD tự thực hiện. Việc sửa chữa ống chống cuối cùng khi phát hiện có khuyết tật cũng được thực hiện bằng cách dán ống chống hoặc trám xi măng bổ sung một cột ống chống khác có đường kính nhỏ hơn ở bên trong.

Một số giếng khoan có giá trị áp suất GOC lớn hơn 10 MPa hoặc lớn hơn giá trị cho phép mà vẫn có xu hướng tăng, XNLD đã tiến hành xử lý tạm thời bằng phương pháp xả bớt nhiều lần, như vùng vịnh Mêxicô đã áp dụng. Trong phần này chúng tôi trình bày và phân tích những phương pháp xử lý đối với các giếng có nguyên nhân thứ nhất hoặc thứ ba mà vai trò dẫn khí (chất lưu) của vành đá xi măng có tính quyết định.

Như vậy, trong trường hợp này nguyên nhân trực tiếp là vành đá xi măng không đảm bảo tính cách ly ở điều kiện địa chất kỹ thuật hiện tại của giếng khoan. Do đó phương pháp xử lý triệt để nhất đương nhiên phải khôi phục (hoặc tạo ra) độ cách ly cần thiết cho vành đá xi măng.

3.2. Tổng quan cách xử lý áp suất GOC trên thế giới

3.2.1. Quan điểm của các nước phương Tây (Trường ĐH bang Louisiana)

v Đối với các giếng khoan trám xi măng lên đến miệng. Thông thường thể tích khí tích tụ gần bề mặt là không lớn. Không đưa ra phương án khắc phục, chỉ dùng biện pháp xả áp suất liên tục để giảm bớt mức độ nguy hiểm.

v Đối với các giếng khoan không trám xi măng lên đến miệng giếng. Độ dâng xi măng khi xây dựng giếng khoan hầu hết chỉ bao phủ thân trần. Phần giữa các cột ống chống là chất lỏng, nên khi có xuất hiện áp suất ở đây thì dùng phương pháp thay thế chúng bằng loại chất lỏng khác có tỉ trọng lớn hơn (zinc bromide brine).

v Bắn mìn cột ống chống và bơm xi măng bổ sung.

v Các công ty đều chỉ rõ các phương pháp đã sử dụng cho hiệu quả không cao (thành công dưới 50%), [3, 4].

3.2.2. Công nghệ giảm giá trị áp suất GOC của Viện nghiên cứu khí Astrakhan.

v Xả áp suất GOC qua đường ra của thiết bị đầu giếng.

v Xả áp suất GOC qua cần khai thác hoặc không gian vành xuyến giữa cột cần khai thác và cột ống chống cuối cùng (trong trường hợp hở cột ống chống cuối cùng hoặc sau khi đã bắn mìn cột ống chống cuối cùng).

v Xả qua một giếng khoan bên cạnh (giếng không hoạt động).

v Tạo áp suất thủy tĩnh lên không gian lỗ rỗng của vành đá xi măng đè lên nguồn gây ra áp suất GOC bằng cách thay thế khí hoặc hơi bởi một loại chất lỏng (bơm vào hoặc tự thay thế), [1].

3.2.3. Khôi phục độ kín vành đá xi măng Viện nghiên cứu khí Astrakhan.

v Tạo ra một đoạn không thấm trong không gian vành xuyến ngăn cách nguồn là vỉa có áp suất cao bằng cách bắn mìn cột ống chống và bơm ép vật liệu cách ly.

v Dùng nguyên tắc "bồi lắng" để bịt những kênh dẫn, các khe nứt và vi khe nứt đang tồn tại trong vành xuyến xi măng bằng cách bơm ép (hoặc thay thế theo nguyên tắc trọng lực) chất lỏng từ miệng giếng. Phương pháp này dựa trên cơ sở bơm liên tục loại dung dịch kiềm hoặc kiềm thổ chứa silic pha loãng vào vành đá xi măng. Do chúng tác dụng với nhau hoặc tác dụng với các sản phẩm thủy hóa của đá xi măng sẽ tạo thành hydrosilicat canxi (C-S-H) có kích thước rất nhỏ có khả năng bám (lắng) vào thành các lỗ rỗng trong cấu trúc đá xi măng và các khe nứt hoặc vi khe nứt, và dần dần các khe nứt bị hẹp lại. Các phản ứng có thể xảy ra sau nhiều tháng. Đó là cơ chế bít nhét các kênh dẫn, lỗ rỗng và khe nứt. Trong trường hợp cột ống chống không kín thì tiến hành sửa chữa chúng.

4. Vấn đề xâm nhập khí ở các giếng khoan của XNLD Vietsovpetro

v Khí nổi lên khi vữa xi măng còn ở dạng lỏng.

v Giảm áp suất thủy tĩnh, co rút và co ngót khi vữa xi măng chuyển trạng thái.

v Hình thành các khe nứt, vi khe nứt trên mặt tiếp xúc của xi măng với ống chống, xi măng với đất đá thành giếng khoan và trong khối xi măng sau khi đã cứng do hoạt động của giếng gây ra.

5. Kết luận và đề xuất phương án xử lý áp suất giữa các cột ống chống ở XNLD

5.1. Kết luận

v Số giếng khoan có áp suất GOC của XNLD là cao, tuy nhiên mức độ nguy hiểm hiện nay không cao.

v Mặc dù vậy, tính phức tạp và sự biến động trạng thái của áp suất GOC (không hề giảm) mà vẫn tăng lên hàng năm.

v Trong giai đoạn hiện nay cần nghiên cứu để tìm phương pháp xử lý (hoặc kiểm soát tình trạng) áp suất GOC hữu hiệu nhất cho các giếng khai thác của XNLD.

v Với điều kiện trám xi măng dâng lên đến miệng giếng như XNLD, để không ảnh hưởng đến chế độ làm việc của giếng khoan, phương pháp hợp lý và khả thi nhất là chữa các khe và vi khe nứt theo nguyên tắc bơm thay thế hoặc tự thay thế do trọng lực theo thời gian bằng dung dịch kiềm chứa silic pha loãng vào vành đá xi măng của các giếng khoan đang khai thác hiện nay của XNLD.

5.2. Phương án xử lý áp suất giữa các cột ống chống

5.2.1. Các phương pháp xác định nguồn gây ra áp suất giữa các cột ống chống

Tùy thuộc vào điều kiện cho phép của từng giếng, có những cách sau đây:

v Kiểm tra độ kín của thiết bị đầu giếng;

v Kiểm tra mối liên hệ áp suất không gian giữa cột cần khai thác và cột ống chống cuối cùng với áp suất GOC;

v Ép thử cột ống chống ở các đoạn khác nhau (bằng khí hoặc chất lỏng);

v Xả áp suất GOC và nghiên cứu thủy khí động học;

v Dùng chất phóng xạ đánh dấu.

5.2.2. Chữa các khe hở (vi khe nứt) của vành đá xi măng khi giếng đang làm việc

Đối với các giếng khoan đã trám xi măng dâng lên đến miệng hầu hết ở mỏ Bạch Hổ mà có áp suất GOC, cần khôi phục hoặc tạo ra độ kín của vành đá xi măng bằng phương pháp bơm (hoặc tự chảy do trọng lực) chất lỏng công nghệ từ miệng giếng. Chất lỏng công nghệ là dung dịch kiềm chứa silic pha loãng. Khi chất lỏng công nghệ tiếp xúc với đá xi măng trong các khe thì có khả năng kết tinh do chúng tác dụng với nhau hoặc tác dụng với các sản phẩm thủy hóa của đá xi măng tạo thành các hạt keo hydrosilicat canxi (C-S-H) có kích thước rất nhỏ có khả năng bám (lắng) vào thành các lỗ rỗng và các vi khe nứt, và theo thời gian các khe nứt dần dần bị hẹp lại. Các phản ứng có thể xảy ra sau nhiều tháng. Như vậy, tiết diện các khe nứt giảm đi, hình thành các đoạn không thấm hoặc có sức cản thủy lực lớn đố với sự di chuyển khí và các chất lưu.

Đối với các giếng khoan trám xi măng không dâng lên đến miệng, cần xem xét áp dụng thay thế cột chất lỏng đang nằm ở bên ngoài cột ống chống phía trên vành đá xi măng (thường là dung dịch khoan lẫn chất lỏng đệm còn sót lại sau khi trám xi măng) bằng loại chất lỏng có tỉ trọng lớn hơn.

5.2.3. Yêu cầu kỹ thuật đối với chất lỏng công nghệ bơm vào vành đá xi măng

v Có tính thấm tốt qua môi trường rỗng, thể hiện bằng độ nhớt và ứng suất trượt thấp nhất (có thể) trong thời hạn 10 ngày hoặc lâu hơn;

v Độ pH không nhỏ hơn 10;

v Hoạt tính bám dính đối với đá xi măng và thép của cột ống chống;

v Tạo thành các sản phẩm lắng đọng ít tan, không co ngót;

v Tác dụng với các khí ăn mòn (H2S, CO2) tạo ra các hợp chất keo.r

TS. TRẦN LÊ ĐÔNG, TS. NGUYỄN THÚC KHÁNG

TS. NGUYỄN HỮU CHINH, KS. TRẦN TẤN

Xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Kiến nghị về khai thác, bảo tồn và sửa chữa giếng khoan có áp suất giữa các cột ống chống tại mỏ khí condensat Astrakhan. Astrakhan 2001.

2. Báo cáo về áp suất giữa các cột ống chống ở XNLD năm 2006.

3. Bourgoyne A.T, S.L. Scott, and W. Manowski: A review of sustained casing pressure (SCP) occurring on the OCS, Final Report submitted to MMS, March 2000, (61 p.).

4. Wojtanowicz A.K., S.Nishikawa, and Xu Rong: Diagnosis and remediation of sustained casing pressure in wells, Final Report submitted to US Department of Interior MMS. Baton Rouge, Louisiana, July 31 2001, (93 p.)

[ Quay lại ]
Các tin khác
 
  • Tại sao khai thác than thương mại không giải quyết được vấn đề năng lượng của Ấn Độ (10/2014)
  •  
  • Sự kết thúc của dầu mỏ (09/2014)
  •  
  • Thiết bị phát hiện khí di động (08/2014)
  •  
  • Một số cải tiến xe tải hoạt động trong hầm lò (08/2014)
  •  
  • 10 quốc gia sản xuất kẽm hàng đầu thế giới năm 2013 (07/2014)
  •  
  • Công nghệ để nâng cấp chất lượng than (07/2014)
  •  
  • Khoa học công nghệ là chìa khoá quan trọng thúc đẩy sự phát triển của TKV (05/2014)
  •  
  • Phương pháp mới để sử lý bùn đỏ (05/2014)
  •  
  • 10 quốc gia khai thác vàng hàng đầu thế giới trong năm 2013 (05/2014)
  •  
  • Công nghệ nâng cấp chất lượng than (05/2014)
  •  

    TÌM KIẾM
    Search by Google.com

    TIN MỚI
    B2Gold sẽ khai thác thương mại tại mỏ Fekola sớm hơn dự kiến
    Công ty liên doanh trong khai thác vàng giữa Nga và Trung Quốc
    Công ty sản xuất acquy CATL của Trung Quốc với việc đầu tư vào coban
    Giá urani giảm khiến cho Cameco tạm dừng khai thác tại Canada
    India’s Công ty NMDC tham gia đấu hầu dự án kim cương 9 tỷ USD
    McEwen sẽ triển khai dự án khai thác tại mỏ vàng Gold Bar, Nevada
    Thái Lan đối mặt với sự phán xử trước quyết định đóng cửa mỏ vàng
    New Century huy động 54 triệu USD để tái khởi động mỏ kẽm
    Tranh chấp quyền sử dụng đất khiến cho việc khai thác tại mỏ bạc tại Peru bị tạm dừng
    Lucara Diamond sẵn sàng cho kế hoạch mở rộng mỏ Karowe

    DỰ BÁO THỜI TIẾT
    Find more about Weather in Hanoi, VS

    Find more about Weather in Ho Chi Minh, VS
    Xem thêm thông tin thời tiết ở các địa phương khác

    QUẢNG CÁO
    images/adv/adv_14.gif
    images/adv/adv_15.jpg

    Bản quyền thuộc Hội Khoa học & Công nghệ mỏ Việt Nam.
    Địa chỉ : P507,508 số 3 Phan Đình Giót, Phương Liệt, Thanh Xuân, Hà Nội.
    Điện thoại : 024 – 22463696/36649158 /36649159 * Fax: 024 – 36649159
    Tổng biên tập: GS.TS. Võ Trọng Hùng.
    Quản trị trang web: TS. Nguyễn Bình.
    Xem tốt nhất ở trình duyệt IE 5 trở lên, màn hình có độ phân giải 800x600 & Flash Player.
    Thiết kế bởi BISolution.