Thiết kế tối ưu hóa bộ 188bet 88betapp cụ mở rộng thành giếng trong quá trình 188bet 88betapp cho giếng 188bet 88betapp mỏ Hải Thạch bể Nam Côn Sơn.

Tóm tắt

Theo thiết kế được phê duyệt trong chương trình 188bet 88betapp của giếng 188bet 88betapp mỏ Hải Thạch, đoạn thân giếng phía dưới cấp ống chống lửng 16" (đường kính trong 14,85") sẽ được thi công bằng 2 bộ 188bet 88betapp cụ dẫn tới gia tăng thời gian và chi phí gồm: 188bet 88betapp đoạn giếng dẫn hướng 12,25" bằng choòng 188bet 88betapp PDC đến chiều sâu thiết kế và sử dụng thiết bị mở rộng thành giếng để mở rộng đoạn giếng dẫn hướng lên 14,5" và 16,5" để thả ống chống 13,625".

Bài báo giới thiệu nghiên cứu, tính toán thiết kế tối ưu hóa bộ 188bet 88betapp cụ vừa mở rộng đoạn thân giếng như thiết kế đồng thời giảm thiểu thời gian kéo thả qua đó nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật thi công giếng 188bet 88betapp. Thiết kế này được đưa vào thử nghiệm sau khi chứng minh hiệu quả về mặt lý thuyết. Kết quả áp dụng thiết kế tối ưu hóa bộ 188bet 88betapp cụ mở rộng thân giếng trong quá trình 188bet 88betapp tại giếng 188bet 88betapp mỏ Hải Thạch đã đem lại hiệu quả thiết thực, mở ra hướng ứng dụng mới trong tương lai cho các mỏ có cùng cấu trúc giếng và điều kiện địa chất tương tự tại Việt Nam.

Từ khóa: Tối ưu hóa, bộ 188bet 88betapp cụ, mỏ Hải Thạch, DẩuKhí

1. Giới thiệu

Giếng 188bet 88betapp mỏ Hải Thạch được thiết kế với các cấp ống chống như sau: Ống chống dẫn hướng 30" X ống chống bề mặt 22" X ống chống lửng bề mặt 16" X ống chống trung gian 13,625" X ống chống khai thác trung gian 10" X ống chống khai thác 5,5" (Bảng 1).

Việc dùng 2 bộ 188bet 88betapp cụ khác nhau xuất phát từ yêu cầu kỹ thuật, thiết kế cũng như do hạn chế của thiết bị, cụ thể là:

- Yêu cầu bắt buộc cho đoạn giếng 188bet 88betapp dưới ống chống lửng 16" phải có đường kính nhỏ nhất là 16,5" để đảm bảo cho việc chống và trám xi măng cấp ống chống 13,625" được tốt nhất.

- Giới hạn đường kính trong của ống chống lửng 16" là 14,85" nên chỉ có thể 188bet 88betapp đoạn thân giếng có đường Ngày nhận bài: 5/9/2016. Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa kính lớn nhất là 14,5" phía dưới cấp ống chống này và sau đó sẽ phải mở rộng thành giếng 188bet 88betapp lên 16,5" theo yêu cầu.

- Hạn chế về thời gian nên không thể sản xuất một choòng 188bet 88betapp kích thước 14,5" đúng tiến độ (kích thước của choòng 188bet 88betapp này không phổ biến) và chi phí sẽ rất cao. Do vậy đã chọn 188bet 88betapp lỗ dẫn hướng đường kính 12,25".

- Không có thiết bị 188bet 88betapp định hướng nào phù hợp với kích thước đường kính lỗ 188bet 88betapp là 14,5" nên phương án lựa chọn sẽ 188bet 88betapp đoạn dẫn hướng 12,25" sau đó sẽ mở rộng lên 2 cấp khác nhau (từ 12,25" lên 14,5" và từ 14,5" lên 16,5") (Hình 1).

 Hình 1: Cấu trúc giếng HT-XX

2. Giải pháp lựa chọn thiết kế tối ưu

2.1. Giải pháp được phê duyệt theo thiết kế

Với chương trình 188bet 88betapp đã được phê duyệt, đoạn thân giếng phía dưới cấp ống chống lửng 16" (đường kính trong 14,85") sẽ được thi công bằng 2 bộ 188bet 88betapp cụ để thả ống chống trung gian 13,625" theo chiều sâu thiết kế (Bảng 2 và 3).

- 188bet 88betapp đoạn giếng dẫn hướng 12,25" bằng choòng 188bet 88betapp PDC;

- 188bet 88betapp mở rộng thành giếng bằng bộ 188bet 88betapp cụ mở rộng thành giếng 188bet 88betapp 12,25"x14,5"x16,5".

Bảng 1. Cấu trúc ống chống của giếng 188bet 88betapp mỏ Hải Thạch

Bảng 2. Bộ 188bet 88betapp cụ dẫn hướng 12,25"

Bảng 3. Bộ 188bet 88betapp cụ mở lỗ 12,25"x14,5"x16,5" (2)

2.2. Nội dung giải pháp

Trong quá trình tối ưu hóa giải pháp cần phải xem xét:

- Tính toán và mô phỏng các trường hợp nhằm bảo đảm bộ 188bet 88betapp cụ hoạt động ổn định trong khi 188bet 88betapp qua các thành hệ đất đá khác nhau.

- Xem xét lại khả năng làm sạch giếng 188bet 88betapp với bộ 188bet 88betapp cụ được lựa chọn, mô phỏng mô hình động lực nhằm đảm bảo giếng 188bet 88betapp được rửa hiệu quả nhất và đạt được tốc độ 188bet 88betapp tối ưu nhất;

- Đánh giá sự ảnh hưởng của các thiết bị 188bet 88betapp định hướng trong quá trình 188bet 88betapp.

- Xem xét sự thay đổi của quỹ đạo giếng 188bet 88betapp trong quá trình 188bet 88betapp và mở rộng thành giếng.

Sau khi xem xét các yếu tố trên, phương án 188bet 88betapp và mở lỗ trong khi 188bet 88betapp từ cấp 12,25" lên 14,5" và 16,5" chỉ bằng 1 bộ 188bet 88betapp cụ duy nhất (với 3 cơ cấu cắt khác nhau gồm: choòng 188bet 88betapp, thiết bị mở rộng lỗ 188bet 88betapp trung gian và thiết bị mở rộng thành giếng Rhino Reamer XC) được xem xét đến.

Thiết bị mở rộng thành giếng Rhino Reamer XC đã khắc phục được hạn chế của thiết bị mở rộng thành giếng đang sử dụng và có tính năng vượt trội như: kích hoạt và hoạt động hoàn toàn bằng cơ chế thủy lực, cho phép thực hiện nhiều chu kỳ đóng mở trong quá trình hoạt động. Thiết bị Rhino Reamer XC đưa vào ứng dụng trên thế giới từ tháng 9/2012 và đã có một số nhà thầu thực hiện phương pháp 188bet 88betapp kết hợp mở rộng thành giếng nhưng chưa có nhà thầu áp dụng phương pháp với 3 cơ cấu cắt khác nhau (choòng 188bet 88betapp, thiết bị mở rộng thành giếng (Hình 2) và thiết bị mở rộng thành giếng kích hoạt bằng thủy lực (Hình 3)) trong điều kiện giếng áp suất cao nhiệt độ cao. Tại Việt Nam, đây là lần đầu tiên có nhà thầu nghiên cứu phương pháp này (có một số nhà thầu thực hiện nhưng chỉ với 2 cơ cấu cắt khác nhau) nên việc mô phỏng, tính toán, thiết kế choòng 188bet 88betapp và bộ cắt của thiết bị mở rộng thành giếng phải được tính toán kỹ cùng với việc nghiên cứu điều kiện địa chất cho đoạn giếng 188bet 88betapp này để đảm bảo bộ 188bet 88betapp cụ hoạt động ổn định và thành giếng ổn định trong quá trình 188bet 88betapp, giếng được bơm rửa tốt nhất và đạt được tốc độ 188bet 88betapp - mở rộng thành giếng cao nhất.

Hình 2. Thiết bị mở rộng thành giếng (3)
 

Hình 3. Thiết bị mở rộng thành giếng kích hoạt bàng thủy lực - Rhino Reamer XC

Bảng 4. Các bộ 188bet 88betapp cạ được đề xuất

Hình 4. Kết quả mô phỏng sự ổn định của bộ 188bet 88betapp cạ khi 188bet 88betapp qua tâng cát và sét

Hình 5. Mô phỏng các thông số trong quá trình khoon kết hợp mở rộng thành giếng đối với địũ tổng cát kết

Hình 6. Mô phỏng đánh giá sự ảnh hưởng của các thiết bị 188bet 88betapp định hướng trong quá trình 188bet 88betapp

Việc thực hiện 188bet 88betapp kết hợp với mở rộng thành giếng chỉ bằng 1 bộ 188bet 88betapp cụ (với 3 cơ cấu cắt khác nhau) không có trong thiết kế ban đầu, chưa từng được thực hiện tại Việt Nam và trên thế giới trong các đoạn giếng có áp suất cao nhiệt độ cao. Nguyên nhân là do hạn chế về mặt thiết kế, khả năng ứng dụng của thiết bị mở rộng thành giếng, khả năng bơm rửa giếng 188bet 88betapp cũng như kiểm soát quỹ đạo giếng, cụ thể là:

- Các thiết bị mở rộng thành giếng hiện có sử dụng kết hợp giữa cơ chế cơ học (thả bi) để kích hoạt khối răng cắt và duy trì chỉ một cơ chế thủy lực trong quá trình hoạt động. Việc kết hợp 2 cơ chế này chỉ cho phép thực hiện 1 chu kỳ đóng mở khối cắt của thiết bị, do đó đã làm giảm tính linh hoạt của thiết bị trong quá trình mở rộng thành giếng 188bet 88betapp. Điều này cũng gây khó khăn trong quá trình thi công các đoạn giếng 188bet 88betapp có kiến tạo địa chất phức tạp và với thiết kế này sẽ hạn chế trong quá trình rửa giếng trong và sau khi 188bet 88betapp.

Hình 7. Mô phỏng sự thay đổi của quỹ đạo giếng 188bet 88betapp trong quá trình 188bet 88betapp vã mở rộng thành giếng 

Hình 8. Mô phỏng thủy lực giếng 188bet 88betapp và khỏ nỡng bơm rửa trong quá trình 188bet 88betapp và mở rộng thành giếng

 Hình 9. Thiết kếchoòng 188bet 88betapp, bộ cắt của thiết bị mở rộng thành giếng

Hình 10. (a) Bộ 188bet 88betapp cụ mở lỗ; (b) Bộ 188bet 88betapp cụ mở rộng thành giếng; (c) Bộ 188bet 88betapp cụ kết hợp 188bet 88betapp và mở rộng thành giếng với 3 cơ cấu cát khác nhau

- Vì được kích hoạt bằng cơ chế thả bi nên thiết bị mở rộng thành giếng hiện tại chỉ đặt được bên trên các thiết bị đo trong khi 188bet 88betapp (MWD) và không thể đặt ở vị trí gần với choòng 188bet 88betapp dẫn tới việc tăng đoạn thân trần dưới đoạn giếng mở rộng. Điều này đặc biệt rủi ro cho vị trí đặt ống chống trong tầng địa chất có áp suất cao, áp suất dị thường do phải đặt ống chống ở thành hệ vững chắc và sâu nhất có thể để đảm bảo việc thi công những đoạn giếng sau.

- Việc không tương thích giữa các cấu trúc cắt của choòng 188bet 88betapp và thiết bị mở rộng thành giếng có thể làm giảm tốc độ 188bet 88betapp và mở rộng thành giếng dẫn đến kéo dài thời gian thi công giếng 188bet 88betapp.

2.3. Kết quả đạt được

Thiết kế các bộ 188bet 88betapp cụ để tiến hành mô phỏng và lựa chọn bộ 188bet 88betapp cụ hợp lý nhất được trình bày trong Bảng 4.
Đánh giá sự ổn định của bộ 188bet 88betapp cụ đã được lựa chọn khi 188bet 88betapp qua các địa tầng khác nhau được thể hiện theo Hình 4.

Mô phỏng các thông số trong quá trình 188bet 88betapp kết hợp mở rộng thành giếng đối với địa tầng cát kết (Hình 5).
Mô phỏng đánh giá sự ảnh hưởng của các thiết bị 188bet 88betapp định hướng trong quá trình 188bet 88betapp (Hình 6).
Mô phỏng sự thay đổi của quỹ đạo giếng 188bet 88betapp trong quá trình 188bet 88betapp và mở rộng thành giếng 188bet 88betapp với cấu trúc của bộ 188bet 88betapp cụ (Hình 7).

Kết quả mô phỏng thủy lực giếng 188bet 88betapp và khả năng bơm rửa trong quá trình 188bet 88betapp và mở rộng thành giếng (Hình 8).

Từ các mô phỏng kể trên, tác giả đã lựa chọn được thiết kế bộ 188bet 88betapp cụ, choòng 188bet 88betapp, bộ cắt của thiết bị mở rộng thành giếng đáp ứng được các yêu cầu về sự ổn định của bộ 188bet 88betapp cụ, ổn định của các thiết bị 188bet 88betapp định hướng, khả năng bơm rửa giếng 188bet 88betapp, tương thích của các cơ cấu cắt khác nhau, khả năng kiểm soát quỹ đạo giếng 188bet 88betapp cũng như khả năng kiểm soát an toàn giếng trong quá trình 188bet 88betapp kết hợp với mở rộng thành giếng 188bet 88betapp (Hình 10).

3. Kết luận

- Để đảm bảo sự lựa chọn bộ 188bet 88betapp cụ kết hợp giữa 188bet 88betapp và mở lỗ cần lưu ý các điểm sau:

+ Sự ổn định của bộ 188bet 88betapp cụ khi 188bet 88betapp qua các thành hệ trong đoạn giếng 188bet 88betapp.

+ Tối ưu hóa thiết kế thủy lực đảm bảo giếng 188bet 88betapp được bơm rửa tốt nhất và đạt được tốc độ 188bet 88betapp tối ưu nhất.

+ Ảnh hưởng của sự thay đổi quỹ đạo giếng 188bet 88betapp trong quá trình mở lỗ.

- Đạt được mục tiêu 188bet 88betapp và mở lỗ chỉ bằng 1 bộ 188bet 88betapp cụ thay vì 2 bộ 188bet 88betapp cụ như thiết kế ban đầu;

- Việc lựa chọn bộ thiết bị 188bet 88betapp lỗ 188bet 88betapp được điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực thay cho các thiết bị cũ được kích hoạt bằng cơ học (thả bi) và vận hành thủy lực;

- Bộ 188bet 88betapp cụ được đề xuất cho phép mở/đóng nhiều lần thay vì mở/đóng chỉ một chu kỳ;

- Giảm được lỗ 188bet 88betapp dẫn hướng phía dưới ống chống nhằm đảm bảo cho việc chống ống xuống đúng chiều sâu thiết kế.

- Ngoài việc giúp tăng sự ổn định thành giếng 188bet 88betapp do giảm thời gian doa ngược, giảm sự ảnh hưởng của dung dịch 188bet 88betapp lên thành hệ, giảm rủi ro kẹt cần do sự chênh lệch giữa áp suất vỉa và áp suất thủy tĩnh thì việc áp dụng phương pháp 188bet 88betapp kết hợp với mở rộng thành giếng đã giúp tiết kiệm được khoảng 1,4 triệu USD.

Tài liệu tham khảo

1. Bien Dong POC. Chương trình 188bet 88betapp giếng 05-02-HT-4P. 19/8/2015.

2. Baker Hughes.

3. Smith Bits. 10.5/8 - 14.1/2in staged hole opener specification.

4. Schlumberger. 14250/Rhino 1 Reamer, Tool Dimension Drawing.

5. Bien Dong POC. Internal technical report of 12.1/4" bit run; 12.1/4" x 14.1/2" hole opener run; 14.1/2" x 16.1/2" under reamer run.

6. PV Drilling. IADC equipment list of PV Drilling V (TAD).

OPTIMISED UNDER-REAMER STRING DESIGN FOR THE WELLS IN HAI THACH FIELD, NAM CON SON BASIN

Hoang Thanh Tung (1), Nguyen Pham Huy Cuong (2), Tran Hong Nam (3), Le Quang Duyen (4), Dao Thi Uyen (4)
1. PV Drilling

2. Bien Dong POC

3. Petrovietnam Exploration Production Corporation

4.Hanoi University of Mining and Geology Email: tunght@pvdrilling.com.vn

Summary

According to the drilling programme approved for Hai Thach field, the drilling section which is below the 16" casing liner (14.85" internal diameter) will be carried out with two separate BHAs: drilling the 12.25" section by PDC bit to the section target, and using the under-reamer equipment to ream the wellbore diameter to 14.5" and 16.5" in order to run the 13.625” casing string.

The paper presents the study to calculate the optimal design of the drilling string to ensure the under- reaming of the wellbore as designed as well as to minimise the running time of the drilling string, thereby improving the drillex and capex. Test operation of the design was run after it had proven to be effective in theory. The application of the optimised under-reamer string design in the wells of Hai Thach field has brought a feasible concept, opening up new applications in the future for similar well profiles and geological stratigraphy in Vietnam.

Key words: Optimisation, under-reamer string, Hai Thach field.