Đang tải... (xem toàn văn)
CƠ SỞ KHOAN DẦU KHÍ Trình bày: TS. VŨ VĂN ÁI Bộ môn Khoan – Khai thác Dầu khí Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí Đại học Bách Khoa TP. HCM GEOPET NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH Nội dung khối kiến thức tổng quan về công nghệ khoan dầu khí. 1. Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí: khái niệm, lịch sử, cơ sở khoan, các nguyên lý cơ bản 2. Thiết kế và cấu trúc giếng khoan, công nghệ khoan 3. Thiết bị, dụng cụ khoan. 4. Sự cố trong công tác khoan và các phương pháp xử lý 5. Đo đạc trong quá trình khoan và lấy mẫu 6. Hoàn tất giếng – Gọi dòng 7. Dung dịch khoan và Xi măng Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 2 GEOPET 1 NỘI DUNG BUỔI HỌC 1. Lịch sử khoan dầu khí 2. Giếng khoan và các phương pháp khoan 3. Các loại giàn khoan 4. Các quá trình cơ bản khi khoan 5. Tổ chức và nhân sự Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 3 GEOPET MỤC TIÊU Sau khi học xong chương này, học viên sẽ: Có các khái niệm cơ bản về quá trình phát triển của công nghệ khoan dầu khí, các loại giàn khoan và các phương pháp khoan, Có thể mô tả các quá trình cơ bản trong thi công giếng khoan và hệ thống tổ chức nhân sự phục vụ công tác khoan.
1 Giới thiệu CƠ SỞ KHOAN DẦU KHÍ Trình bày: TS. VŨ VĂN ÁI Bộ môn Khoan – Khai thác Dầu khí Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí Đại học Bách Khoa TP. HCM GEOPET 2 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH Nội dung khối kiến thức tổng quan về công nghệ khoan dầu khí. 1. Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí: khái niệm, lịch sử, cơ sở khoan, các nguyên lý cơ bản 2. Thiết kế và cấu trúc giếng khoan, công nghệ khoan 3. Thiết bị, dụng cụ khoan. 4. Sự cố trong công tác khoan và các phương pháp xử lý 5. Đo đạc trong quá trình khoan và lấy mẫu 6. Hoàn tất giếng – Gọi dòng 7. Dung dịch khoan và Xi măng 2 3 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí NỘI DUNG BUỔI HỌC 1. Lịch sử khoan dầu khí 4. Các quá trình cơ bản khi khoan 5. Tổ chức và nhân sự 3. Các loại giàn khoan 2. Giếng khoan và các phương pháp khoan 4 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí MỤC TIÊU Sau khi học xong chương này, học viên sẽ: Có các khái niệm cơ bản về quá trình phát triển của công nghệ khoan dầu khí, các loại giàn khoan và các phương pháp khoan, Có thể mô tả các quá trình cơ bản trong thi công giếng khoan và hệ thống tổ chức nhân sự phục vụ công tác khoan. 3 5 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 1. LỊCH SỬ KHOAN DẦU KHÍ 6 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí LỊCH SỬ KHOAN DẦU KHÍ Dầu và khí đã được tìm thấy và sử dụng từ hàng ngàn năm trước đây. 6000 năm trước CN, asphalt đã được con người sử dụng làm chất chống thấm nước cho thuyền và sưởi ấm. 3000 năm trước CN, người Ai Cập đã sử dụng asphalt trong xây dựng kim tự tháp, bôi trơn trục bánh xe, phụ gia trong kỹ thuật ướp xác và trong điều chế thuốc. 500 năm trước CN, người Trung Quốc đã dùng khí thiên nhiên để nấu nướng. 1. Lịch sử khoan dầu khí 4 7 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí LỊCH SỬ KHOAN DẦU KHÍ Trước thế kỷ 19, dầu khí được thu gom qua các mỏ lộ thiên hoặc những khu vực xuất hiện rò rỉ trên mặt đất. Nhu cầu sử dụng dầu khí tăng rất cao vào giữa thế kỉ 19 đã thúc đẩy sự phát triển của kỹ thuật và thiết bị khoan dầu khí. Giếng khoan dầu khí đầu tiên được ghi nhận trong lịch sử là giếng khoan của “Đại tá” Drake ở Pennsylvania vào năm 1859, sâu chưa tới 50m. 1. Lịch sử khoan dầu khí 8 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí GIẾNG KHOAN DẦU ĐẦU TIÊN Giếng khoan của “Đại tá” Drake tại Titusville, Pennsylvania năm 1859 đánh dấu sự khởi đầu của công nghiệp dầu khí. 1. Lịch sử khoan dầu khí 5 9 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí GIẾNG KHOAN DẦU ĐẦU TIÊN Các giếng khoan dầu khí đầu tiên Giếng của Philips 4000 bbl/d, tháng 10, 1861 Giếng của Woodford 1500 bbl/d, tháng 7, 1862 1. Lịch sử khoan dầu khí 10 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí GIẾNG KHOAN DẦU ĐẦU TIÊN “Rừng” giếng khoan ở Spindletop, 1903 Video Lịch sử khoan dầu khí 1. Lịch sử khoan dầu khí 6 11 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí NHỮNG CẢI TIẾN VỀ CÔNG NGHỆ KHOAN Các giếng khoan dầu khí đầu tiên được thực hiện bằng phương pháp khoan đập cáp (cable-tool). 1863: George Leschot (Pháp) phát minh phương pháp khoan rôto để khoan nham thạch rắn. Phương pháp này sau đótrở nên phổ biến trong khoan dầu khí. 1864: kỹ sư Floren (Pháp) hoàn thiện phương pháp tuần hoàn dung dịch trong giếng khoan. 1866: Mỹ cấp bằng sáng chế cho thiết bị khoan rôto (bằng choòng hai cánh) dùng để khoan nước. 1. Lịch sử khoan dầu khí 12 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí NHỮNG CẢI TIẾN VỀ CÔNG NGHỆ KHOAN 1899: kỹ sư Devi (Mỹ) phát minh phương pháp khoan bi để khoan nham thạch rắn. 1901: phương pháp khoan rôto có tuần hoàn dung dịch được sử dụng lần đầu tiên. 1903: trám giếng khoan bằng xi măng lần đầu tiên được thực hiện ở California. 1922: các kỹ sư Nga phát minh phương pháp khoan tuabin. 1. Lịch sử khoan dầu khí 7 13 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí NHỮNG CẢI TIẾN VỀ CÔNG NGHỆ KHOAN 1930, giếng khoan định hướng đầu tiên thành công ở California, Mỹ, khoan từ tháp trong đất liền tới mục tiêu dưới biển. 1940: động cơ đáy vận hành bằng điện được áp dụng. Giữa thế kỷ 20 đến nay, công nghệ khoan dầu khí đã có những phát triển vượt bậc, ví dụ: Công nghệ khoan ngang, Công nghệ khoan giếng đường kính nhỏ, Công nghệ khoan dưới cân bằng… 1. Lịch sử khoan dầu khí 14 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí LỊCH SỬ KHOAN DẦU KHÍ TẠI VIỆT NAM Theo thống kê, đồng bằng sông Hồng ở cuối thập kỷ 50 và ở thềm lục địa Nam Việt Nam từ thập kỷ 60 đến nay đã có hơn 200 giếng khoan thăm dò (1200 m đến 5250 m), trong đó có 70 phát hiện dầu khí. 1980, Xí nghiệp Liên doanh dầu khí Vietsovpetro được thành lập. Các phát hiện dầu khí tại Bạch Hổ (6/1986), Rồng (12/1994), Rạng Đông (8/1998) và Hồng Ngọc (10/1998) thuộc bồn trũng Cửu Long. 1. Lịch sử khoan dầu khí 8 15 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí LỊCH SỬ KHOAN DẦU KHÍ TẠI VIỆT NAM Các phát hiện dầu khí tại Đại Hùng (10/1994), Lan Tây, Lan Đỏ (2005) thuộc bể Nam Côn Sơn. Các phát hiện dầu khí tại Bunga Kekwa (7/1997) thuộc bồn trũng Malay - Thổ Chu. Phát hiện và khai thác khí Tiền Hải C (1981) thuộc bồn trũng Sông Hồng. 1. Lịch sử khoan dầu khí 16 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí MỘT SỐ KỈ LỤC Giếng khoan sâu nhất Giếng khoan sâu nhất được thực hiện bởi các nhà khoa học Nga tại bán đảo Kola, Siberia. Giếng khoan phục vụ mục đích nghiên cứu địa chất, sâu 12.262 m và khoan từ năm 1970 đến 1994. Giếng khoan dài nhất Tháng 5 năm 2008, Maersk Oil Qatar đã khoan giếng BD-04A sâu 12.290 m (40.320 ft) tại Qatar. 1. Lịch sử khoan dầu khí 9 17 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí MỘT SỐ KỈ LỤC Giếng khoan ngang dài nhất Giếng khoan BD-04A của Maersk Oil Qatar hiện cũng giữ kỉ lục giếng có đoạn ngang dài nhất, dài 10,903 m (35,770 ft). Toàn bộ đoạn ngang được thực hiện trong vỉa sản phẩm có bề dày chỉ 6,1 m (20 ft). 1. Lịch sử khoan dầu khí 18 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí NHỮNG KHU VỰC KHOAN ĐẶC BIỆT Những khu vực khoan đặc biệt bao gồm: Vùng cực Vùng nước sâu và siêu sâu (hơn 1000 m nước) 1. Lịch sử khoan dầu khí 10 19 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 2. GIẾNG KHOAN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHOAN 20 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí NỘI DUNG 2.1. Định nghĩa giếng khoan 2.2. Các yếu tố và thông số của giếng khoan 2.3. Phân loại giếng khoan 2.4. Các phương pháp khoan 2. Giếng khoan và các phương pháp khoan [...]... BOPs GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 3 Các loại giàn khoan 50 25 4 CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN KHI KHOAN 51 Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí GEOPET CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN KHI KHOAN Qui trình cơ bản thi công giếng khoan bao gồm 3 bước sau: 1 2 Vận chuyển mùn khoan lên bề mặt 3 GEOPET Phá hủy đất đá Gia cố thành giếng khoan Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 4 Các quá trình cơ bản khi khoan 52 26 PHÁ HỦY ĐẤT... bằng bàn rôto, khoan bằng topdrive • Truyền từ động cơ: điện, rãnh xoắn, mudmotor Dung dịch khoan dạng lỏng được dùng để vận chuyển mùn khoan GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 2 Giếng khoan và các phương pháp khoan 35 CÁC PHƯƠNG PHÁP KHOAN Bàn rôto Hệ thống topdrive GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 2 Giếng khoan và các phương pháp khoan 36 18 CÁC PHƯƠNG PHÁP KHOAN Khoan thổi khí Đất đá bị phá... suất thành giếng khoan, Gia cố tạm thời thành giếng khoan, Giữ mùn khoan lơ lửng khi ngưng tuần hoàn, Làm mát, bôi trơn bộ khoan cụ GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 4 Các quá trình cơ bản khi khoan 57 VẬN CHUYỂN MÙN KHOAN LÊN BỀ MẶT Quan hệ giữa vận tốc cơ học khoan và áp suất thủy tĩnh GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 4 Các quá trình cơ bản khi khoan 58 29 VẬN CHUYỂN MÙN KHOAN LÊN BỀ MẶT... từ giá đựng cần GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí Đẩy cần chủ đạo vào vị trí 4 Các quá trình cơ bản khi khoan 62 31 VÍ DỤ QUI TRÌNH TIẾP CẦN (tt) Chuỗi cần sẵn sàng khoan tiếp Nối cần mới vào chuỗi cần GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 4 Các quá trình cơ bản khi khoan 63 VÍ DỤ QUI TRÌNH KÉO CẦN GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 4 Các quá trình cơ bản khi khoan 64 32 VÍ DỤ QUI TRÌNH KÉO CẦN... pháp khoan 37 3 CÁC LOẠI GIÀN KHOAN GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 3 Các loại giàn khoan 38 19 CÁC LOẠI GIÀN KHOAN Giàn khoan được chia thành hai loại: Giàn khoan đất liền Giàn khoan biển Ngoài ra, giàn khoan còn được phân loại theo: Chiều sâu khoan được: nhẹ, trung bình, sâu và siêu sâu • Thiết bị khoan nhẹ: dưới 650 mã lực, khoan tối đa 2000 m • Thiết bị khoan trung bình: 650 - 1300 mã lực, khoan. .. vận tốc cơ học khoan • Choòng chóp xoay thích hợp với tốc độ quay thấp: 60-150 v/ph • Choòng kim cương có hiệu quả phá hủy đất đá càng lớn khi vận tốc quay càng lớn: 300-800 v/ph GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 4 Các quá trình cơ bản khi khoan 54 27 PHÁ HỦY ĐẤT ĐÁ Quan hệ giữa vận tốc cơ học khoan và tải trọng lên choòng GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 4 Các quá trình cơ bản khi khoan 55... giàn) và dụng cụ khoan, lương công nhân và các chi phí dịch vụ khác và chiều sâu giếng khoan Chất lượng giếng khoan: Độ lệch của giếng khoan, tỷ lệ và chất lượng mẫu lõi (%), mức độ nhiễm bẩn thành hệ GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 4 Các quá trình cơ bản khi khoan 67 5 TỔ CHỨC VÀ NHÂN SỰ GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 68 34 TỔ CHỨC Các công ty hoạt động trong lĩnh vực dầu khí được chia thành... bị khoan nước sâu GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 2 Giếng khoan và các phương pháp khoan 31 PHÂN LOẠI GIẾNG KHOAN Theo hình dạng của quĩ đạo giếng trong không gian Giếng khoan thẳng đứng: θ = 0o Giếng khoan xiên (định hướng): 00 < θ < 90o Giếng khoan ngang: θ = 900 Giếng ngang vươn xa Theo đường kính Giếng đường kính lớn Giếng thông thường Giếng thân nhỏ GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí. .. và có nhân lực để thực hiện công tác khoan Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí GEOPET 69 5 Tổ chức và nhân sự NHÂN SỰ TRONG CÔNG TÁC KHOAN Nhà thầu khoan P Kế toán P Kỹ thuật Giàn khác Công ty điều hành P Giám sát khoan P Kế toán Đốc công Thợ khoan Đội khoan -Thợ tháp khoan -Thợ sàn khoan -Thợ phụ -Thợ điện -Thợ hàn -Thợ cơ khí P CN mỏ P Khoan P CN khai thác P Giám sát khoan P Địa chất Đại diện công ty Giếng... 60 m) Đối với mực nước biển dưới 100 m, người ta có thể dùng các giàn khoan biển cố định GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí 3 Các loại giàn khoan 42 21 CÁC LOẠI GIÀN KHOAN BIỂN DI ĐỘNG Xà lan khoan 0–5m GEOPET Giàn tự nâng 20 – 120 m Giàn bán tiềm thủy 60 – 1200 m Tàu khoan 30 – 2800 m 43 Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí XÀ LAN KHOAN Xà lan có đáy bằng, sử dụng tại các vùng sông nước nội địa, mặt . sử khoan dầu khí 4. Các quá trình cơ bản khi khoan 5. Tổ chức và nhân sự 3. Các loại giàn khoan 2. Giếng khoan và các phương pháp khoan 4 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí MỤC TIÊU Sau khi. giếng khoan 2.3. Phân loại giếng khoan 2.4. Các phương pháp khoan 2. Giếng khoan và các phương pháp khoan 11 21 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí ĐỊNH NGHĨA GIẾNG KHOAN Định nghĩa Giếng khoan. Các loại giàn khoan 20 39 GEOPET Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí CÁC LOẠI GIÀN KHOAN Giàn khoan được chia thành hai loại: Giàn khoan đất liền Giàn khoan biển Ngoài ra, giàn khoan còn được