Báo cáo thực tập chuyên ngành GVHD: KS. Dương Quốc Khanh
Nhóm SV Trang 1
Báo cáo thực tập chuyên ngành GVHD: KS. Dương Quốc Khanh
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU
Xí nghiệp khoan và sửa giếng được thành lập từ tháng 6 năm 1983, là một
tập thể CBCNV quốc tế có nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực khoan thăm dò và
khai thác dầu khí. Xí nghiệp Khoan & Sửa giếng có đội ngũ chuyên gia kỹ thuật
và quản lý nhiều kinh nghiệm, trong đó có các tiến sỹ, thạc sỹ, chuyên gia, kỹ sư,
kỹ thuật viên được đào tạo trong và ngoài nước. Xí nghiệp khoan và sửa giếng
được trang bị 3 giàn tự nâng Tam Đảo – 01, Tam Đảo – 02 và Cửu Long với các
thiết bị hiện đại, 6 bộ giàn khoan Uranmash – 3D, một bộ sửa giếng MMWU –
01, 6 đội khoan cùng với dịch vụ sản xuất trên bờ, xưởng lắp tháp, xưởng bom
tráng xi măng, phòng dung dich khoan đáp ứng được dịch vụ trọn gói hoặc riêng
lẽ trong thi công thi công và sữa chữa giếng khoan. Để đáp ứng nhu cầu càng cao
của khách hàng, XNK & Sglieen tục cải tiến công tác quản lý sản xuất kinh
doanh bằng việc áp dụng hệ thống quản lý chất lượng ISO 9001 : 2008, bộ luật
Code, ISPS Code.
Bằng thiết bị và nhân lực hiện có cho tới nay Xí Nghiệp Khoan & Sửa
giếng đã khoan được trên 1,4 triệu mét khoan, sủa trên 779 lượt giếng khoan ở
các mỏ White Tiger, Dragon, Soi, Hoàng Long, Big Bear, Ba Den, Ba Vi, Thiên
Ung, Dai Bang,….Với kỹ thuật khoan xiên góc lên tới 70
0
và đã tiến hành cho
nhiều nhà thầu khác như VRJ, PVSC…
Với hệ thống thiết bị hiện đại, đội ngũ chuyên gia, kỹ sư, kỹ thuật viên giàu
kinh nghiệm. XNK & SG sẵn sàng phục vụ mọi yêu cầu của khách hàng với các
sản phẩm dịch vụ đạt tiêu chuẩn quốc tế.
Nhóm SV Trang 2
Báo cáo thực tập chuyên ngành GVHD: KS. Dương Quốc Khanh
Ngoài công tác khoan, xí nghiệp còn có khả năng thực hiện các công việc
sau:
chức năng chính sau đây:
− Rửa lỗ khoan, nâng mùn khoan lên khỏi giếng
− Giữ mùn khoan lơ lửng khi ngưng tuần hoàn
− Làm mát, bôi trơn bộ khoan cụ
− Giữ thành lỗ khoan không bị sập lở, tránh mất nước rửa và hiện tượng dầu,
khí, nước vào lỗ khoan
− Gây tác dụng lý hóa khi phá hủy đất đá
− Truyền năng lượng cho turbin khoan.
Ngoài ra, còn các chức năng khác như: Đảm bảo tính chính xác cho công
tác đánh giá vỉa, kiểm soát sự ăn mòn thiết bị (O
2
, CO
2
, H
2
S), hỗ trợ quá trình
trám xi măng và hoàn thiện giếng, giảm thiểu tác hại cho môi trường, truyền
thông tin địa chất lên mặt đất.
Nhóm SV Trang 4
Báo cáo thực tập chuyên ngành GVHD: KS. Dương Quốc Khanh
2.2.1. Chức năng rửa lỗ khoan, nâng mùn khoan lên khỏi giếng
Đây là điều kiện để đạt được tốc độ cơ học khoan cao. Đi đôi với quá trình
phá hủy đá là quá trình giải phóng mùn khoan khỏi bề mặt đáy, phải làm sạch
mùn khoan khỏi đáy mới tạo điều kiện tốt cho sự làm việc của dụng cụ khoan,
tránh được hiện tượng kẹt cố do lắng đọng mùn khoan ở đáy.
Muốn rửa sạch đáy lỗ khoan thì phải kịp thời đưa mùn khoan lên mặt đất
theo khoảng không vành xuyến giữa thành lỗ khoan và cần khoan. Mức độ rửa
sạch lỗ khoan phụ thuộc vào số lượng các hạt mùn khoan.
Đáy lỗ khoan được làm sạch phụ thuộc vài 3 yếu tố cơ bản:
− Vận tốc đi lên của dòng dung dịch: Năng suất máy bơm lớn, lượng dung
Năng lượng cơ học do ma sát sẽ sinh ra nhiệt. Một phần làm nóng dụng cụ
phá đá và một phần đi vào đất đá. Nhiệt ở vùng tiếp xúc 800 – 1000ºC sẽ giảm
độ bền và độ chống ăn mòn của dụng cụ, dần dần làm cho lưỡi khoan không còn
khả năng làm việc.
Khi dùng đến các chất lỏng và khí để rửa lỗ khoan thì chất đó sẽ thu nhiệt
dẫn đến sự mất cân bằng nhiệt độ: nhiệt độ tỏa ra do quá trình ma sát sau một
thời gian bằng nhiệt độ các chất rửa lỗ khoan. Lúc ấy nhiệt độ của dụng cụ phá
đá sẽ không đổi.
Việc làm mát dụng cụ phá đá phụ thuộc lưu lượng, tỉ nhiệt và nhiệt độ ban
đầu của chất để rửa lỗ khoan. Lưu lượng và tỉ nhiệt càng lớn thì nhiệt độ trung
bình ở chỗ tiếp xúc càng nhỏ. Mặt khác khi lỗ khoan càng lớn thì việc làm lạnh
choòng khoan càng nhanh.
Thực tế cho thấy dung dịch làm lạnh dụng cụ phá đá tốt nhất là nước lã, sau
đó là dung dịch sét và các chất lỏng khác, cuối cùng là chất khí.
Dung dịch khoan còn bôi trơn ổ bi, các chi tiết khác của turbin, choòng
khoan cần khoan và ống chống do nước rửa làm giảm ma sát ở các bộ phận
quay, bôi trơn và làm giảm nhẹ sự làm việc của các cơ cấu dẫn đến tăng độ bền
Nhóm SV Trang 6
Báo cáo thực tập chuyên ngành GVHD: KS. Dương Quốc Khanh
của chúng, đặc biệt quan trọng trong turbin. Hiệu quả bôi trơn càng tăng nếu pha
vào dung dịch 8 – 10% dầu diesel hoặc dầu hỏa. Dung dịch nhũ tương dầu có tác
dụng bôi trơn tốt nhất, dùng dung dịch này khi khoan moment quay giảm 30%.
2.2.4. Chức năng giữ thành lỗ khoan không bị sập lở, khống chế sự xâm
nhập của chất lưu từ vỉa vào trong giếng
Mỗi lớp đất đá, vỉa khoáng sản, mỗi tầng chứa dầu, khí, nước nằm trong
lòng đất đều có áp lực vỉa Pv của chúng (áp lực thủy tĩnh) từ vài atm, vài trăm
đến hàng nghìn atm. Ở điều kiện bình thường, do sự cân bằng áp lực của đất đá
nên chúng ổn định nhưng khi khoan qua chúng thì sự cân bằng này bị phá vỡ.
Dưới áp lực vỉa, các lớp đất đá đi vào lỗ khoan.
Khi lỗ khoan có nước rửa thì cột chất lỏng trong lỗ khoan sẽ tạo một áp lực
tt
= P
v
để chống mất nước rửa.
Trong trường hợp mất nước rửa mạnh, người ta dùng các hỗn hợp đông
nhanh để khắc phục.
Nhóm SV Trang 7
Báo cáo thực tập chuyên ngành GVHD: KS. Dương Quốc Khanh
Trong quá trình khoan do sự chênh lệch giữa áp suất cột dung dịch và áp
suất vỉa mà một phần nước tách khỏi dung dịch đi vào khe nứt, lỗ hổng của đất
đá ở thành giếng và để lại trên thành giếng những hạt keo. Chúng liên kết với
nhau tạo thành lớp vỏ bùn ở thành giếng khoan. Lớp vỏ bùn này có tác dụng
giống một ống chống tạm thời giữ cho đất đá không bị sập lở. Độ dày và tính
chất vỏ bùn phụ thuộc vào chất lượng dung dịch. Nếu dung dịch có chất lượng
tốt, chứa nhiều hat keo, chúng sẽ sắp xếp trật tự, chặt xít trên thành giếng khoan,
tạo lớp vỏ bùn mỏng nhưng rắn chắc, hạn chế nước thấm vào vỉa, ngăn sập lở, bó
hẹp thành giếng khoan.
2.2.5. Chức năng truyền năng lượng động cơ đáy
Đối với một số trường hợp khoan giếng định hướng có góc nghiêng lớn và
khoan ngang, người ta sử dụng động cơ đáy (tuabin hoặc động cơ thể tích). Động
cơ này làm việc nhờ năng lượng của dòng dung dịch tuần hoàn trong giếng.
Yếu tố quyết định là hàm lượng nước rửa bơm vào turbin nghĩa là năng suất
máy bơm:
=> Lượng nước rửa tăng lên ít nhưng công suất của turbin thay đổi rất nhiều
=> Tăng tiến độ khoan.
Ở máy bơm có sự liên hệ: = Pq
Trong đó:
• : công suất của máy bơm dung dịch
• p: áp lực ống thoát của máy bơm
trên bề mặt có các khe nứa ngang dọc. Khi nước rửa thấm sâu vào làm các khe
nứt bị sâu thêm, rộng ra tạo điều kiện cho việc phá hủy đá dễ dàng hơn. Hiệu quả
đó tăng thêm khi ta cho thêm vào nước rửa các chất làm giảm độ cứng. Tác dụng
của các chất này là tăng lực tương tác hóa lý giữa môi trường phân hóa và bề mặt
mới của đất đá tạo ra trong quá trình phá hủy cơ học.
Các chất làm giảm độ cứng như cacbon hoạt tính, phenol, axit và các muối
kiềm của chúng:
− Các chất điện phân: NaCl, MgCl
2
, CaCl
2
, AlCl
3
.
− Các muối của kim loại kiềm: CaCO
3
, Na
2
CO
3
.
Nhóm SV Trang 9
Báo cáo thực tập chuyên ngành GVHD: KS. Dương Quốc Khanh
Khi nồng độ các chất trên trong nước rửa nhỏ thì có tác dụng, khi nồng độ
tăng thì có tác dụng ngược lại.
2.3. Thành phần và phân loại dung dịch khoan
Tùy thuộc vào tính đa dạng và phức tạp của điều kiện đại chất, người ta sử
dụng nhiều loại dung dịch khoan khác nhau. Có nhiều cách phân loại dung dịch
khoan khác nhau.
Theo môi trường phân tán, gồm có:
− Khó sử dụng khi khoan qua thành hệ phức tạp
− Khi ngừng tuần hoàn dung dịch dễ kẹt bộ khoan cụ.
2.3.1.2. Dung dịch sét
− Môi trường phân tán nước
− Pha phân tán là sét, thông thường là sét montmorillonit
Người ta căn cứ vào kích thước các pha phân tán mà biết hệ dung dịch là hệ
keo hay hệ huyền phù. Nếu kích thước hạt của pha phân tán nhỏ hơn 0,1
µ
m
được hệ keo, còn kích thước hạt của pha phân tán lớn hơn 0,1
µ
m ta được hệ
huyền phù. Tuy nhiên không thể có ranh giới cụ thể giữa hệ dung dịch huyền
phù và hệ dung dịch keo. Thành phần sét không đồng nhất nên trong dung dịch
khoan luôn tồn tại hai hệ phân tán trên.
Trong thực tế, dung dịch sét giá thành rẽ sử dụng rộng rãi do đáp ứng rất tốt
những điều kiện trong khi khoan. Nhưng nhược điểm lớn nhất của dung dịch sét
là bít nhét các lỗ rỗng và khe nứt, gây nhiễm bẩn thành hệ, làm giảm độ thấm tự
nhiên của vỉa.
Nhóm SV Trang 11
Báo cáo thực tập chuyên ngành GVHD: KS. Dương Quốc Khanh
Dung dịch polyme
Các loại polyme khác nhau được trộn thêm vào dung dịch khoan nhằm
giảm tối đa sự cố và bảo vệ tầng sản phẩm, tăng tốc độ khoan. Mỗi một loại
polyme có tác dụng khác nhau chẳng hạn như : xabvis có độ bền cấu trúc và tính
chảy loãng cao, polyacrylamite là polyme nhân tạo tinh khiết có tính nhớt cao.
Cả hai polyme này có phân tử lượng lớn hơn các polyme khác. Khi chúng kết
hợp với nhau tạo nên dung dịch tampon có độ bền cấu trúc cao, độ nhớt lớn, tính
chảy loãng cao.
2.3.2. Dung dịch khoan gốc dầu
− Một số phương pháp đo trong khi khoan và địa vật lý giếng khoan
không thể áp dụng được
− Giá thành cao.
2.3.3. Dung dịch nhũ tương
Gồm có một pha liên tục là dầu và một pha phân tán là nước chiếm ít nhất
50% thể tích. Dung dịch nhũ tương gồm có hai loại:
Nhũ tương dầu trong nước: gồm 5 – 25% thể tích dầu và lượng chất ổn
định được trộn với 75 – 95% dung dịch sét.
Nhũ tương nước trong dầu: gồm 30 – 60% nước là pha phân tán, dầu là
pha liên tục.
Tính chất dung dịch nhũ tương tương tự như tính chất dung dịch gốc dầu
nhưng hạn chế được một số nhược điểm dung dịch gốc dầu như sử dụng thuận
lợi các phương pháp đo địa vật lý, ít gây ra sự cố cháy… Dung dịch nhũ tương
dử dụng khoan trong những trường hợp sau:
− Tầng muối hoặc anhydric có chiều dày lớn.
− Giếng khoan có nhiệt độ cao.
− Khoan định hướng.
Ngoài những ưu điểm như dung dịch gốc dầu, dung dịch nhũ tương có
những ưu điểm sau:
− Giá thành thấp hơn
− Ít gây cháy hơn
− Xử lý bề mặt dễ dàng hơn.
Tuy là loại dung dịch khoan được mới phát triển gần đây nhưng nó được sử
dụng phổ biến, rộng rãi.
Nhóm SV Trang 13
Báo cáo thực tập chuyên ngành GVHD: KS. Dương Quốc Khanh
CHƯƠNG 3. CÁC THIẾT BỊ ĐO VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM
LƯỢNG DUNG DỊCH KHOAN
MUD TESTING RESULTS
1: JACK UP RIG: TAM DAO 01 WELL: R –
2
Độ nhớt phễu
Marsh funnel /
Viscosity
s 53 50 – 70
3
Độ thải nước / API
Fuild
Loss
Cm
3
/30min 2.6 <4
4
Chiều dày vỏ bùn
Filter cake
mm 1 <1.5
5 Gel 10 sec / 10 min Lb/100ft
2
6/9 8 – 15/10 – 25
6 Ph - 11 9 – 10
7
Hàm lượng cát
Sand
% 0.1
8 V 600/300 & V 6/3 86/59 & 8/6 V6 = 10 – 13
Nhóm SV Trang 14
Báo cáo thực tập chuyên ngành GVHD: KS. Dương Quốc Khanh
9 PV/ YP
Cpo (Lb/100
ft
g/l 53
17
Moment ma sát
Moment
N.m 18
Nhóm SV Trang 15
Báo cáo thực tập chuyên ngành GVHD: KS. Dương Quốc Khanh
3.1. Tỉ trọng
Ý nghĩa
− Đây được xem là thông số quan trọng nhất trong tất cả thông số của
dung dịch khoan, vì nó liên quan đến áp suất thủy tĩnh và khả năng
nâng mùn khoan từ đáy giềng lên mặt đất vì vậy cần phải kiểm tra
thường xuyên để đảm bảo áp suất thủy tĩnh ở đáy giếng chất lỏng xâm
nhập từ vĩa và cũng đảm bảo không vượt áp suất vỡ vỉa.
− Khối lượng riêng của dung dịch khoan phụ thuộc vào các tạp chất và
các chất phụ gia được sử dụng để pha chế dung dịch.
− Khối lượng riêng của dung dịch tạo nên áp suất thủy tĩnh tác dụng vào
thành lỗ khoan để cân bằng áp suất vĩa, nhằm chống lại hiện tượng sụt
lở và ngăn ngừa xâm nhập dầu, khí, nước vào lỗ khoan.
− Khối lượng riêng của dung dịch không được vượt quá khối lượng cho
phép vì:
+ Làm giảm tốc độ khoan.
+ Làm tăng tổn thất áp lực cho máy bơm, giảm hiệu suất bơm.
+ Làm tổn hao dung dịch vào lỗ hổng và khe nứt.
Phương pháp đo
− Dùng cân tỉ trọng để xác định khối lượng của một đơn vị thể tích
− Đong đầy cốc dung dịch cần đo. Đậy nắp cân và lao sạch phần dung
dịch thừa trên nắp cân. Điều chỉnh con trượt trên đòn cân, dựa vào bọt
khí sau cho cân đạt thăng bằng. Đọc tỉ trọng cân được khi cân đả thăng
bằng.
để phá vỡ cấu trúc của dung dịch khỏi trạng thái tĩnh.
Phương pháp đo
− Khuấy mẫu với tốc độ (600V/f) trong thời gian 20 – 30 giây tùy thuộc
vào dung dịch đặc hay loãng, cho đến khi đạt số đọc ổn định. Chuyển
phím tốc độ về 0 để tắt tốc độ quay. Để dung dịch yên tĩnh trong thời
gian 1 phút hoặc 10 phút, sau đố bật phím tốc độ 3 vòng/phút, đọc giá
Nhóm SV Trang 18
Báo cáo thực tập chuyên ngành GVHD: KS. Dương Quốc Khanh
trị cao nhất theo kim chỉ trên thang đo, ta có giá trị gel 1 phút, tương tự
ta xác định giá trị gel 10 phút
− Với số đọc 200 vòng/phút và 100 vòng/ phút dùng để tham khảo so
sánh với các số đọc 600 vòng/phút và 300 vòng/phút
− Với số đọc 6 vòng/phút được hiểu là khả năng nâng mùn khoan ở trạng
thái động. Với những giếng khoan có nghiêng lớn thì thông số này rất
quan trọng và thường giữ trong khoảng 8 – 12.
Nhóm SV Trang 19
Báo cáo thực tập chuyên ngành GVHD: KS. Dương Quốc Khanh
3.4. Phương pháp xác định hàm lượng Kali
Ý nghĩa
Hàm lượng Kali càng lớn càng có tác dụng ức chế sét làm giảm khả năng
hấp thụ của nước do ion K
+
thay thế ion Na
+
.
Phương pháp đo
Lắp hệ thống tay quay vào giá thật chắc chắn. Rót filtrate của dung dịch
khoan vào một bên xilanh khắc vạch, tương ứng bên kia rót dung dịch KCl
(5g/l). Hai bên rót thêm vào cùng một lượng hóa chất tạo kết tủa. Thêm vào mỗi
bên vài giọt axit citric. Quay với tốc độ 1600 v/p trong vòng 1 phút. Đọc lượng
vượt quá 20Ep sẽ làm tiêu tốn nhiều lực, ăn mòn cần khoang.
Phương pháp
− Kiểm tra cụm điện áp, kiểm tra điều kiện hoạt động của thiết bị, cụm
“bloc” phải hoạt động bình thường. Lắp hệ thống dao đo và vòng đo
vào đúng vị trí. Đỗ nước kỹ thuật vào cốc đo, nâng cụm “bloc” lên sao
cho dao đo ngập trong nước mà không chạm đáy cốc. Bật máy hoạt
động, hiệu chỉnh vòng quay (60 vòng/phút). Khi vòng quay đã ổn định
gạt công tắc sang chế độ momen, điều chỉnh momen về vị trí số 0, khi
máy hoạt động bình thường thì nâng lực ép thành momen lên dần đến
150pound/inch lên, theo dõi kim đồng hồ khi đến vị trí 30 thì dừng
máy. Lúc này máy đã sẵn sàng cho chế độ đo dung dich.
− Đổ dung dich vào cốc, hiệu chỉnh số vòng quay 60 vòng/ phút. Chuyển
sang chế độ momen, ép cần momen lên đến 150pound/inch, theo dõi
kim đồng hồ trong vòng 5 phút, đọc giá trị momen khi đồng hồ ổn
định. Đây là giá trị momen biểu kiến của dung dịch thể hiện mức độ
bôi trơn của dung dịch.
Nhóm SV Trang 21
Báo cáo thực tập chuyên ngành GVHD: KS. Dương Quốc Khanh
3.7. Phương pháp xác định độ thải nước
Độ thải nước của dung dịch sét là khả năng nước tách ra khỏi dung dịch đi
vào khe nứt và lỗ hỗng của đất đá xung quanh thành lỗ khoan.
Ý nghĩa
Kèm theo độ thải nước là sự tạo thành vỏ sét trên lỗ khoan, do sự trương
nở của sét khi tiếp xúc nước. Độ dày thành vỏ sét càng nhỏ càng tốt, thông
thường là 3mm, nếu quá lớn có thể làm kẹt cần khoan dẫn dến sự cố.
Phương pháp đo
− Tháo đáy cốc ra, lắp lưới kim loại, giấy lộc, giãng vào đúng vị trí, hãm
lại. Lắp cốc vào, bôi mỡ bảo vệ nhiệt vào các vòng cao su.
− Vặn chặt các ốc hãm và van đáy cốc lại. Lặt cốc lên và đỗ dung dịch
vào. Mực dung dịch cách vòng cao su tối thiểu 5cm để lấy chổ đặt cánh
− Đổ hỗn hợp này qua màng lọc và rửa nhiều lần bằng nước sạch để loại
bỏ mùn khoan khỏi cát sa lắng, rủa lại phần cát còn nguyên trên màng
lọc, trước khi rửa qua cát đã trong, dùng vòi rủa hết cát ở màng lọc cho
chảy vào ống đong thủy tinh để tình phần trăm thể tích cát.
− Phần trăm thể tích cát được tính bằng: thể tích phần cặn lắng đọc được
trên thân ống đo có khắc vạch.
Nhóm SV Trang 24
Báo cáo thực tập chuyên ngành GVHD: KS. Dương Quốc Khanh
3.9. Hàm lượng pha rắn
Ý nghĩa
− Đại lượng thể hiện khối lượng sét pha chế trong dung dịch, chất tăng
trọng lượng và mức độ nhiễm bẩn của dung dịch khoan. Được xác định
bằng tỉ lệ phần trăm trong 100ml dung dịch.
− Dung dịch có hàm lượng pha rắn cao làm tăng mức độ bào mòn dụng
cụ khoan và các chi tiết trong hệ thống vận hành khoan, đồng thời làm
giảm tốc độ cơ học khoan, dễ gây kẹt bộ khoan cụ và ảnh hưởng đến
quá trình mở vỉa sản phẩm. hàm lượng pha rắn cao còn làm giảm hiệu
quả xử lý dung dịch khoan, tăng tiêu hao hóa phẩm xử lý.
Thiết bị đo pha rắn
Retort được dùng để xác định hàm lượng chất rắn và chất lỏng trong dung
dịch khoan. Mẫu được đong vào cốc chuyên dụng (10ml, 30ml hoặc 50ml tùy
theo từng loại) và gia nhiệt bốc hơi. Hơi của ngưng tụ được chuyển qua phoi lọc
và ngưng tụ chuyển xuống ống thủy tinh khắc vạch hứng bên dưới. Phần thể tích
của chất lỏng, dầu và nước tính theo phần trăm thể tích, phần trăm pha rắn gồm
cả huyền phù và những chất không tan được xác định bằng tỉ lệ phần trăm giữa
hiệu của thể tích mẫu dung dịch trước khi nung và thể tích pha lỏng chưng cất
được sau khi nung so với thể tích mẫu dung dịch.
Phương pháp đo
Rót dung dịch cần phân tích vào đày cốc chịu nhiệt. đậy nắp có lỗ thông
lên miệng cốc, để phần dung dịch dư trào ra ngoài, rồi lau sạch cốc. vặn cốc vào