báo cáo thực tập tốt nghiệp nghiên cứu thiết lập hệ dung dịch khoan mở vỉa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU
KHOA HÓA HỌC VÀ CN THỰC PHẨM



BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP




TÊN ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU THIẾT LẬP
HỆ DUNG DỊCH KHOAN MỞ VỈA


Trình độ đào tạo: Đại Học
Hệ đào tạo: Chính Quy
Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học
Chuyên ngành: Hóa Dầu
Khoá học: 2011 – 2015
Đơn vị thực tập: Xí Nghiệp Khoan Và Sửa Giếng
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Lê Thị Bích Ngọc
Sinh viên thực hiện: Trương Minh Nhật


Bà Rịa-Vũng Tàu, tháng 5 năm 2015
LỜI CẢM ƠN

Em xin cảm ơn đến Cô ThS. Lê Thị Bích Ngọc, cùng các thầy cô trong
Khoa Hóa học và Công nghệ Thực phẩm, trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
đã tạo điều kiện giúp em có đợt thực tập thành công tốt đẹp.
Em xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến:
- TS. Phạm Hồng Lĩnh
- KS. Nguyễn Thành Liêm
- Các cán bộ công tác trong phòng Dung dịch khoan và các cán bộ trong
Xí Nghiêp Khoan và Sửa Giếng
Đã tận tình giúp đỡ em trong thời gian thực tập tại phòng dung dịch
khoan. Sự quan tâm và giúp đỡ tận tình đó đã giúp em hoàn thành tốt kì thực
tập vừa qua.

Em xin chân thành cảm ơn!

Bà Rịa - Vũng Tàu, tháng 5 năm 2015
Sinh viên thực hiện

Trương Minh Nhật
NHẬN XÉT CỦA ĐƠN VỊ THỰC TẬP

………., ngày…… tháng ……năm 20…
Xác nhận của đơn vị







ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN


1. Thái độ tác phong khi tham gia thực tập:



2. Kiến thức chuyên môn:



3. Nhận thức thực tế:



4. Đánh giá khác:

5. Đánh giá kết quả thực tập:

Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày tháng 5 năm 2015
Giảng viên hướng dẫn


ThS. Lê Thị Bích Ngọc

MỤC LỤC
Mở đầu : Trang 1
Chương 1: Giới thiệu về xí nghiệp khoan và sửa giếng Trang 2
1.1. Lịch sử hình thành và phát triển. Trang 2
1.2. Thành tựu đạt được. Trang 4
1.3. Sơ đồ tổ chức của xí nghiệp. Trang 6
Chương 2: Tổng quan về dung dịch khoan Trang 7
2.1. Định nghĩa dung dịch khoan. Trang 7
2.2. Các chức năng của dung dịch khoan. Trang 7
2.2.1. Làm sạch đáy giếng khoan và vận chuyển mùn khoan. Trang 8
2.2.2. Giữ mùn khoan ở trạng thái lơ lửng khi
ngừng tuần hoàn Trang 8
2.2.3. Gia cố thành giếng khoan. Trang 8
2.2.4. Khống chế sự xâm nhập của các chất lỏng và khí
từ vỉa vào giếng. Trang 9
2.2.5. Làm mát và bôi trơn bộ khoan cụ. Trang 9
2.2.6. Tác động phá hủy đất đá. Trang 10
2.2.7. Truyền năng lượng cho động cơ đáy. Trang 10
2.2.8. Truyền dẫn thông tin địa chất lên bề mặt. Trang 10
2.3. Thành phần và phân loại dung dịch khoan. Trang 11
2.3.1. Dung dịch khoan gốc nước. Trang 12

2.3.1.1. Nước kỹ thuật. Trang 12
2.3.1.2. Dung dịch sét. Trang 12
2.3.1.3. Dung dịch Polyme. Trang 13
2.3.2. Dung dịch khoan gốc dầu. Trang 13
2.3.3. Dung dịch nhũ tương. Trang 14
2.3.4. Chất rửa là không khí, chất bọt và
dung dịch bọt gốc nước. Trang 15
2.3.4.1. Chất rửa là không khí (khoan thổi khí). Trang 15
2.3.4.2. Chất rửa là bọt. Trang 15
2.4. Những thông số dung dịch khoan & mối quan hệ
giữa chúng với chức năng của dung dịch khoan. Trang 16
2.4.1. Khối lượng riêng. Trang 16
2.4.2. Độ nhớt. Trang 16
2.4.3. Độ thải nước (B). Trang 17
2.4.4. Độ nhớt phễu (T). Trang 17
2.4.5. Độ nhớt dẻo (PV). Trang 17
2.4.6. Lực cắt động (YP). Trang 18
2.4.7. Lực cắt tĩnh (θ) Trang 18
2.4.8. Nồng độ pha rắn (π %). Trang 19
2.4.9. Độ pH. Trang 19
2.4.10. Các thông số khác. Trang 19
2.4.10.1. Hàm lượng pha rắn. Trang 19
2.4.10.2. Độ ổn định (C). Trang 20
2.4.10.3. Độ lắng ngày đêm (L-%). Trang 20
2.5. Những loại hóa phẩm chính để pha chế dung dịch khoan. Trang 20
2.5.1. Chất làm nặng. Trang 20
2.5.1.1. Barit. Trang 21
2.5.1.2. Siderit (FeCO
3
). Trang 21

2.5.1.3. Canxi Cacbonat (CaCO
3
). Trang 21
2.5.1.4. Canxi Clorua. Trang 22
2.5.2. Chất ức chế sét. Trang 22
2.5.2.1. Kali Clorua (KCl). Trang 22
2.5.2.2. Phèn nhôm – Kali (AKK). Trang 23
2.5.3. Chất bôi trơn. Trang 23
2.5.4. Chất giảm độ thải nước. Trang 24
2.5.5. Chất tăng độ pH. Trang 24
2.5.5.1. Soda (Na
2
CO
3
). Trang 24
2.5.5.2. Natri Hydroxit (NaOH). Trang 25
2.5.5.3. Canxi Hydroxit Ca(OH)
2
. Trang 25
2.5.6. Chất điệt khuẩn. Trang 26
2.5.7. Chất làm loãng. Trang 26
2.5.8. Chất phụ gia chống ăn mòn và chống oxi hóa. Trang 27
2.5.9. Chất khử bọt Trang 27
2.5.10. Chất bít nhét. Trang 27
2.5.11. Chất giải keo tụ. Trang 28
2.6. Ảnh hưởng của dung dịch đến các thành hệ đất đá. Trang 28
2.7. Một số thiết bị xác định tính chất của dung dịch khoan. Trang 29
2.7.1. Đo tỷ trọng dung dịch với cân thường. Trang 29
2.7.1.1. Chuẩn bị. Trang 29
2.7.1.2. Thao tác. Trang 30

2.7.2. Đo tỷ trọng bằng cân áp suất. Trang 31
2.7.2.1. Chuẩn bị. Trang 31
2.7.2.2. Thao tác. Trang 31
2.7.3. Đo độ nhớt phễu. Trang 32
2.7.3.1. Chuẩn bị. Trang 32
2.7.3.2. Thao tác. Trang 33
2.7.4. Thiết bị đo độ thải nước API. Trang 33
2.7.4.1. Chuẩn bị. Trang 33
2.7.4.2. Thao tác. Trang 34
2.7.5. Thiết bị đo độ thải nước API loại 6 thân. Trang 35
2.7.5.1. Chuẩn bị. Trang 35
2.7.5.2. Thao tác. Trang 36
2.7.6. Thiết bị xác định hàm lượng rắn lỏng. Trang 37
2.7.6.1. Chuẩn bị. Trang 37
2.7.6.2. Thao tác. Trang 38
2.7.7. Thiết bị đo hàm lượng cát. Trang 40
2.7.7.1. Chuẩn bị. Trang 40
2.7.7.2. Thao tác. Trang 41
Chương 3: Nghiên cứu thiết lập hệ dung dịch khoan
mở vỉa sản phẩm Trang 42
3.1. Khái niệm chung về hệ dung dịch khoan mở vỉa. Trang 42
3.2. Một số dung dịch mở vỉa thường sử dụng tại Việt Nam. Trang 42
3.3. Yêu cầu chung đặt ra với hệ dung dịch khoan mở vỉa. Trang 43
3.4. Các hệ dung dịch mở vỉa nghiên cứu và hệ tương tự. Trang 47
3.5. Nghiên cứu thiết lập hệ dung dịch mở vỉa phi sét
Glycoat dành cho vỉa sản phẩm. Trang 47
3.5.1. Yêu cầu kỹ thuật đối với hệ Glycoat. Trang 47
3.5.2. Lựa chọn thành phần cấu tử và
khoảng biến thiên của hệ. Trang 50
3.5.3. So sánh hệ glycoat với hệ glyril của MI Swaco. Trang 54

Kết luận và kiến nghị Trang 61
Tài liệu tham khảo Trang 63





















DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Sơ đồ tổ chức XN Khoan và Sửa Giếng Trang 6
Hình 2.1. Cân tỷ trọng Trang 30
Hình 2.2. Phểu đo độ nhớt Trang 32
Hình 2.3. Thiết bị đo độ thải nước API Trang 34
Hình 2.4. Thiết bị đo độ thải nước API loại 6 thân Trang 36
Hình 2.5. Thiết bị xác định hàm lượng rắn lỏng Trang 38

Hình 2.6. Thiết bị đo hàm lượng cát Trang 40
Hình 3.1. Đồ thị so sánh tính chất trước nung của
các mẫu điển hình hệ GLYCOAT với hệ Glydril của MI Trang 57
Hình 3.2. Đồ thị so sánh tính chất sau khi nung của
các mẫu điển hình hệ GLYCOAT với hệ Glydril của MI Trang 59
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Các tiêu chuẩn kỹ thuật của Barit Trang 21
Bảng 2.2. Các hóa phẩm có tác dụng giảm độ thải nước. Trang 24
Bảng 2.3. Một số phụ gia làm loãng dung dịch khoan Trang 26
Bảng 3.1. Tính chất cơ bản của dung dịch mở vỉa
Gelvis (Gel /Polymer) không ức chế. Trang 44
Bảng 3.2. Tính chất cơ bản của dung dịch muối mở vỉa Trang 45
Bảng 3.3. Tính chất cơ bản của dung dịch mở vỉa
ức chế Glydril/Ultradril Trang 45
Bảng 3.4. Tính chất cơ bản của dung dịch
mở vỉa ức chế Flopro Trang 46
Bảng 3.5. Các hệ dung dịch mở vỉa nghiên cứu và hệ tương tự. Trang 47
Bảng 3.6. Yêu cầu kỹ thuật đối với dung dịch
mở vỉa Glycoat. Trang 49
Bảng 3.7. Thành phần hệ Glycoat đề xuất. Trang 50
Bảng 3.8. Thành phần các hệ dung dịch đưa vào nghiên cứu Trang 54
Bảng 3.9. Thành phần một số đơn pha chế
trong hệ Glycoat đề xuất. Trang 55
Bảng 3.10. Tính chất của một số mẫu của hệ Glycolat
trước khi nung so sánh với hệ Glydril của MI Trang 56
Bảng 3.11. Tính chất của một số mẫu của hệ Glycolat sau nung
quay ở 130
o
C, 16h so sánh với hệ Glydril của MI Trang 58
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

API:
American Petroleum Institute
BH:
Bạch Hổ
ISM Code:
International Safety Management Code
ISPS Code:
International Ship & Port Facilitices Security Code
MSP:
Mittelpate spar Plafform
OHSAS:
At occupational Health & Safety Advisory Services
VSP:
Vietsovpetro
XN:
Xí nghiệp
XNLD:
Xí nghiệp liên doanh








Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
GVHD: ThS. Lê Thị Bích Ngọc 1 SVTH: Trương Minh Nhật

MỞ ĐẦU
Như ta đã biết, dầu khí là một nghành công nghiệp tuy còn non trẻ nhưng
chiếm vị trí vô cùng quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, mà còn là một
nghành kinh tế mũi nhọn, đưa đất nước tiến lên con đường công nghiệp hóa,
hiện đại hóa. Trong nghành công nghiệp đầu khí, để có dầu khí chúng ta phải
trải qua một chuỗi các công tác tìm kiếm thăm dò, khoan, khai thác đến chế
biến và tiêu thụ các sản phẩm dầu khí. Trong đó thì công tác khoan giếng là
một trong những khâu rất quan trọng không thể thiếu, thông qua giếng khoan
để tiến hành việc tìm kiếm, thăm dò và khai thác phục vụ cho nghành chế biến
sản phẩm như lọc hóa dầu.
Trong quá trình khoan các giếng khoan, dung dịch khoan đóng vai trò
rất quan trọng nhằm đảm bảo sự thành công hay thất bại của giếng khoan. Khi
thi công các giếng khoan thường xảy ra các sự cố như giếng bị phun, mất dung
dịch, kẹt bộ dung dịch khoan, sập lở thành giếng khoan Việc chọn lựa hệ
dung dịch khoan phù hợp để khoan qua các tầng địa chất phức tạp cũng như
tầng sản phẩm đạt được yêu cầu kỹ thuật và hiệu qua kinh tế là điều rất quan
trọng. Để đạt được điều đó thì chúng ta phải nắm rõ được thành phần hóa học,
tác dụng của từng loại dung dịch khoan để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật tốt nhất
cho giếng.
Chính vì vậy mà trong đợt thực tập tốt nghiệp này em đã chọn đề tài
“Nghiên cứu thiết lập hệ dung dịch khoan mở vỉa sản phẩm” để làm báo cáo
thực tập tại quý công ty.
Nội dung chính của báo cáo thực tập gồm:
- Chương 1: Giới thiệu về Xí nghiệp Khoan và Sửa giếng.
- Chương 2: Tổng quan về dung dịch khoan.
- Chương 3: Nghiên cứu thiết lập hệ dung dịch khoan mở vỉa sản phẩm.


Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
GVHD: ThS. Lê Thị Bích Ngọc 2 SVTH: Trương Minh Nhật

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ XÍ NGHIỆP KHOAN VÀ SỬA GIẾNG
1.1. Lịch sử hình thành và phát triển.
Trên cơ sở Nghị quyết Hội đồng Xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro kỳ
họp thứ III diễn ra ngày 2.6.1983, Tổng Giám đốc XNLD đã ra quyết định số
36/SX ngày 23.6.1983 về việc thành lập Cục khoan Biển. Đến tháng 4.1989,
do nhiệm vụ sản xuất, Cục Khoan Biển được đổi tên thành Xí nghiệp Khoan
các giếng dầu, khí và đến năm 2000 Xí nghiệp Khoan biển chuyển thành Xí
nghiệp Khoan và Sửa giếng.
Chức năng và nhiệm vụ của XN Khoan và Sửa giếng là tổ chức thực hiện
thi công các giếng khoan thăm dò và khai thác theo kế hoạch của Vietsovpetro,
sửa chữa lớn các giếng nhằm gia tăng trữ lượng khai thác dầu khí. Thực hiện
giám sát các giàn khoan thuê cho Vietsovpetro.
Trong 30 năm xây dựng và phát triển, XN Khoan và Sửa Giếng không
ngừng lớn mạnh, thường xuyên đổi mới về tổ chức sản xuất, đặc biệt là đổi mới
về công nghệ, thiết bị, đào tạo nguồn nhân lực; đồng thời, tăng cường công tác
điều hành quản lý nhằm nâng cao hiệu qủa trong sản xuất, đáp ứng những yêu
cầu ngày càng cao của công nghệ khoan dầu khí trên biển cũng như thoả mãn
các yêu cầu của khách hàng trong công tác dịch vụ khoan dầu khí.
XN Khoan và Sửa giếng đã xây dựng được một cơ sở sản xuất rất to lớn
gồm: 4 giàn khoan tự nâng, 2 giàn nhẹ di động sửa giếng; 1 Căn cứ dịch vụ sản
xuất trên bờ với các Xưởng chuyên về cần khoan, ống chống; 1 Xưởng Bơm
trám xi măng và 1 Xưởng Lắp ráp tháp khoan luôn đảm bảo cho các giàn khoan
hoạt động liên tục ngoài biển.
Trong công cuộc chinh phục biển Đông, thực hiện nhiệm vụ khoan, tìm
kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí ở thềm lục địa Việt nam.
Xí nghiệp khoan và Sửa giếng của đã khoan và phát hiện ra dầu tại giếng
BH5 mỏ Bạch Hổ năm 1984; phát hiện vỉa dầu trong tầng Oligoxen và Mioxen

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
GVHD: ThS. Lê Thị Bích Ngọc 3 SVTH: Trương Minh Nhật

hạ của mỏ Bạch Hổ năm 1985; phát hiện ra dòng dầu – khí thương phẩm tự
phun trong móng tại giếng BH6 mỏ Bạch Hổ.
Những mét khoan đầu tiên trên giàn cố định MSP1 mỏ Bạch Hổ đã được
thực hiện vào ngày 25.6.1985.
Nhằm thực hiện tốt nhiệm vụ của mình, Xí nghiệp chú trọng đưa vào áp dụng
nhiều biện pháp công nghệ tiên tiến và thiết bị hiện đại để thi công các giếng
khoan xiên có độ rời đáy lớn, khoan cắt thân từ các giếng đã ngưng hoạt động,
thi công thành công một số giếng khoan ngang, mở ra một giai đoạn mới về kỹ
thuật và công nghệ khoan tiên tiến.
Từ năm 2006, Xí nghiệp đã áp dụng hệ thống quản lý chất lượng theo
tiêu chuẩn ISO 9001 vào quá trình sản xuất và hệ thống quản lý an toàn ISM-
code, ISPS trên các giàn khoan tự nâng để nâng cao chất lượng công tác dịch
vụ khoan và sửa giếng.
Từ tháng 3.2013 XN Khoan và Sửa giếng đã nhận thêm chứng nhận An
toàn sức khoẻ nghề nghiệp OHSAS 18001 và Hệ thống quản lý môi trường theo
ISO 14001.
30 năm qua, tính đến hết quý I năm 2013, Xí nghiệp đã khoan được trên
1,9 triệu mét khoan, kết thúc 499 giếng khoan và giếng cắt thân trên các mỏ và
cấu tạo Bạch Hổ, Rồng, Đại Hùng, Vải Thiều, Cam, Sói, Rồng – Đồi Mồi, Gấu
Trắng, Mèo Trắng, Thỏ Trắng, Đại Bàng và Thiên Ưng, trong đó có một số
giếng có độ sâu gần 5.500 mét.
Ngoài ra, còn tham gia xây dựng nhiều công trình phục vụ công tác an
ninh - quốc phòng trên biển. Nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu đã tiến hành sửa
chữa lớn các giếng khai thác. Chỉ trong hơn 25 năm thực hiện công việc sửa
giếng, Xí nghiệp đã sửa chữa 962 lượt giếng khai thác, thu hồi trên 5 triệu tấn
dầu cho Vietsovpetro.
Cho đến nay, có thể khẳng định XN Khoan và sửa giếng đã và đang được
đầu tư đúng hướng và phát triển ổn định. Những thành tích đã đạt được đã nói

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

GVHD: ThS. Lê Thị Bích Ngọc 4 SVTH: Trương Minh Nhật
lên tinh thần lao động hăng say, sáng tạo của tập thể lao động quốc tế Xí nghiệp
Khoan và sửa giếng.
1.2. Thành tựu đạt được.
Những thành tựu đáng ghi nhớ trong suốt 30 năm qua là:
 Số lượng mét khoan đạt cao nhất trong 1 năm: 138.196mét (năm 2012).
 Giếng khoan sâu nhất theo chiều thẳng đứng: 5.050mét.
 Giếng khoan có chiều dài mét khoan lớn nhất: 5.490 mét.
 Giếng khoan có độ lệch đáy lớn nhất: 2.938 mét.
 Giếng khoan có góc xiên lớn nhất: 97 độ.
 Tỷ trọng dung dịch khoan nặng nhất: 1,98g/cm
3
.
 Giếng đạt tốc dộ thương mại cao nhất: 6.050 mét/tháng/máy.
Với những kết quả đã đạt trong suốt 30 năm qua, tập thể lao động Quốc tế
Xí nghiệp Khoan và Sửa giếng đã vinh dự được đón nhận nhiều danh hiệu cao
quý do Đảng và Nhà nước, các cấp Bộ, Ngành trao tặng: 1 Huân chương Lao
Động hạng Nhất, 2 Huân chương Lao Động hạng Nhì được trao cho Xí Nghiệp
Khoan và Sửa Giếng cùng Tập thể giàn Tam Đảo–01,
5 Huân chương Lao động hạng Ba được trao cho Xí nghiệp khoan và Sửa giếng,
Đội khoan 6 giàn 9, Tập thể giàn Tam Đảo – 01, Đội khoan 5; 9 Bằng khen
Chính phủ được trao tặng cho Xí nghiệp Khoan và các tập thể trực thuộc; 15 cá
nhân được trao tặng Huân chương Lao Động hạng Nhì và hạng Ba; 28 cá nhân
được trao tặng Bằng khen của Thủ tướng Chính phủ; 18 cá nhân đạt danh hiệu
Chiến sĩ thi đua Cấp Bộ Công thương.
Song song với nhiệm vụ sản xuất, công tác đền ơn đáp nghĩa, an sinh xã hội
đã được các tổ chức đoàn thể của đơn vị có nhiều hoạt động thiết thực, như
quyên góp ủng hộ phong trào: Nghĩa tình biên giới hải đảo xa xôi, ủng hộ nạn
nhân chất độc màu da cam, ủng hộ đồng bào các tỉnh bị bão lụt góp đá xây

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
GVHD: ThS. Lê Thị Bích Ngọc 5 SVTH: Trương Minh Nhật
Trường Sa, xây nhà nhà Đại Đoàn kết, ủng hộ trẻ em nghèo, tặng quà Bà mẹ
Việt Nam anh hùng, tặng quỹ khuyến học cho thành phố Đà Lạt.
Tháng 8.2013, kỷ niệm 30 năm xây dựng & phát triển; Xí nghiệp Khoan lại
vinh dự được đón nhận Huân chương Lao động hạng Nhất. Tại buổi Lễ Kỷ
Niệm, Tổng giám đốc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam Đỗ Văn Hậu đã phát biểu
ghi nhận, tri ân và đánh giá cao những đóng góp của Xí nghiệp Khoan & Sửa
giếng cho ngành Dầu khí trong 30 năm qua.
Trước tình hình khó khăn và thách thức đối với ngành Dầu khí hiện nay,
đồng chí mong muốn rằng trong thời gian tới tập thể cán bộ công nhân viên Xí
nghiệp Khoan & Sửa giếng đoàn kết, thống nhất ý chí cao, phát huy nội lực của
xí nghiệp, áp dụng mọi khoa học công nghệ tiên tiến, tiết giảm chi phí để đạt
hiệu quả cao, hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ mà lãnh đạo Tập đoàn, lãnh đạo
Vietsovpetro giao cho, xứng đáng là cánh chim đầu đàn trong ngành khoan dầu
khí Việt Nam.
Từ những thành tựu đã đạt được trong 30 năm xây dựng và phát triển, phát
huy truyền thống trong đơn vị Anh hùng Lao động của Vietsovpetro, hướng tới
tương lai, Xí nghiệp khoan và Sửa giếng tiếp tục là đơn vị chủ lực trong công
tác Khoan dầu khí của Vietsovpetro, không ngừng cải tiến kỹ thuật, nâng cao
và đổi mới công nghệ, thiết bị, đào tạo nguồn nhân lực có trình độ chuyên sâu,
tăng cường công tác điều hành quản lý nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, góp
phần quan trọng vào việc hoàn thành nhiệm vụ của Liên doanh Việt – Nga
Vietsovpetro và không ngừng thoả mãn các yêu câu của khách hàng trong công
tác dịch vụ.

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
GVHD: ThS. Lê Thị Bích Ngọc 6 SVTH: Trương Minh Nhật
1.3. Sơ đồ tổ chức của xí nghiệp.

Hình 1.1. Sơ đồ tổ chức Xí nghiệp Khoan và Sửa Giếng.

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
GVHD: ThS. Lê Thị Bích Ngọc 7 SVTH: Trương Minh Nhật
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ DUNG DỊCH KHOAN
2.1. Định nghĩa dung dịch khoan.
Trong ngành địa kỹ thuật, dung dịch khoan là một chất lưu được sử dụng để
khoan các giếng khoan trong lòng đất. Các dung dịch này thường được sử dụng
trong khi khoan các giếng dầu và khí thiên nhiên và trên các giàn khoan thăm
dò, dung dịch khoan cũng được dùng cho các giếng khoan đơn giản hơn
như giếng nước. Có 3 nhóm dung dịch khoan chính gồm: dung dịch khoan gốc
nước, dung dịch khoan gốc dầu (không phải gốc nước) và dung dịch khoan gốc
khí, trong đó có nhiều loại khí có thể sử dụng được.
Các chức năng chính của dung dịch khoan là tạo áp lực thủy tĩnh để chống
lại áp lực chất lưu từ tầng chứa chảy vào giếng khoan, giữ cho choòng
khoan mát và sạch trong khi khoan, mang mùn khoan ra khỏi giếng khoan và
tránh kẹt cần khoan trong khi khoan do các vật liệu này gây ra. Dung dịch khoan
còn được sử dụng trong các trường hợp đặc biệt (pha chế tạo ra các tỷ trọng
khác nhau) để tránh làm sập thành giếng khoan và hạn chế ăn mòn dụng cụ
khoan.
2.2. Các chức năng của dung dịch khoan.
Trong quá trình tiến hành thi công các giếng khoan, dung dịch khoan giữ
một vai trò rất quan trọng, và một thành phần không thể thiếu trong thi công
khoan, vì nó đảm nhận các chức năng chính sau:
- Làm sạch đáy giếng khoan và vận chuyển mùn khoan.
- Giữ mùn khoan ở trạng thái lơ lửng khi ngừng tuần hoàn.

- Gia cố thành giếng khoan.
- Khống chế sự xâm nhập của các chất lỏng và vỉa vào giếng.
- Làm mát, bôi trơn bộ khoan cụ.
- Tác động phá hủy đất đá.
- Truyền năng lượng cho động cơ đáy.

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
GVHD: ThS. Lê Thị Bích Ngọc 8 SVTH: Trương Minh Nhật
- Truyền dẫn thông tin địa chất lên bề mặt.
2.2.1. Làm sạch đáy giếng khoan và vận chuyển mùn khoan.
Đi đôi với quá trình phá hủy đất đá là quá trình giải phóng mùn khoan ở
đáy giếng khoan. Nếu mùn khoan được làm sạch khỏi đáy giếng thì dụng cụ
phá hủy mới có điều kiện tiếp xúc phá hủy liên tục đất đá và như vậy vận tốc
khoan mới có điều kiện tăng lên. Nếu mùn khoan được làm sạch, giảm thiểu sự
cố, phức tạp trong quá trình khoan như: kẹt bộ khoan cụ, tốc độ cơ học giảm,…
Nhìn chung quá trình làm sạch đáy giếng khoan và vận chuyển nùm khoan
phụ thuộc vào:
- Vận tốc đi lên của dung dịch.
- Tính chất dung dịch sử dụng.
- Hình dạng và kích thước hạt mùn.
2.2.2. Giữ mùn khoan ở trạng thái lơ lửng khi ngừng tuần hoàn.
Trong quá trình khoan vì những sự cố hay lý do cần sử lý theo yêu cầu công
nghệ, đôi lúc phải ngừng quá trình tuần hoàn dung dịch. Trong quá trình ngừng
tuần hoàn, dung dịch phải đảm bảo chức năng giữ hạt mùn ở trạng thái lơ lửng
để tránh xảy ra các hiện tượng phức tạp như lắng mùn khoan làm kẹt mút bộ
dụng cụ khoan,…. Để đảm bảo chức năng này, dung dịch khoan được sử dụng
cần phải có:
- Tính xúc biến phù hợp.
- Giá trị ứng suất trượt tĩnh đủ lớn.
2.2.3. Gia cố thành giếng khoan.

Trong quá trình khoan, do sự chênh lệch giữa áp suất cột dung dịch với áp
suất của vỉa mà một phần nước tách ra khỏi dung dịch đi vào các khe nứt, lỗ
hổng của đất đá ở thành giếng và để lại trên thành giếng những hạt keo. Những

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
GVHD: ThS. Lê Thị Bích Ngọc 9 SVTH: Trương Minh Nhật
hạt keo này liên kết với nhau tạo thành lớp màng xung quanh thành giếng
khoan. Quá trình này gọi là quá trình tạo lớp vỏ bùn ở thành giếng khoan.
Độ dày và tính chất của lớp vỏ bùn phụ thuộc vào tính chất của dung dịch
và tính chất của đất đá ở thành giếng.
Vỏ bùn được hình thành trên các bề mặt nếu các khe nứt, lỗ hổng của đất
đá có kích thước nhỏ.
Vỏ bùn được hình thành từ bên trong các khe nứt lỗ hổng nếu các khe nứt
lỗ hổng có kích thước tương đối lớn.
2.2.4. Khống chế sự xâm nhập của các chất lỏng và khí từ vỉa vào giếng.
Trong quá trình phá hủy đất đá để tạo thành giếng khoan đã làm mất đi sự
cân bằng tự nhiên của tầng nham thạch và các vỉa sản phẩm. chúng hướng vào
lỗ khoan, có xu thế làm bó hẹp thành giếng, gây các hiện tượng phức tạp như
sụp lở, phun dầu,…
Do đó dung dịch khoan phải thực hiện chức năng tạo một phảm áp lên thành
giếng, ổn định và ngăn ngừa các sự cố phức tạp và cuối cùng giữ cho giếng
khoan hoàn thành đạt chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao.
2.2.5. Làm mát và bôi trơn bộ khoan cụ.
Trong quá trình khoan, do sự tiếp xúc giữa dụng cụ phá hủy với đất đá ở
đáy, giữa dụng cụ khoan với đất đá ở thành, nên nhiệt độ ở những nơi tiếp xúc
thường rất cao (có thể lên tới 1000
o
C). Trong quá trình nghiên cứu người ta
thấy rằng công suất phụ vụ cho quá trình phá hủy đất đá là rất nhỏ (thậm chí
chỉ đạt 0,001%), phần còn lại sinh ra một năng lượng làm nóng dụng cụ khoan.

Khi nhiệt độ tăng lên, độ bền của dụng cụ khoan giảm rất nhanh (thậm chí có
thể gây hư hỏng dụng cụ khoan ngay lập tức).
Khi tuần hoàn, dung dịch khoan có tác dụng thu nhiệt ở những điểm có
nhiệt độ cao và làm giảm nhiệt độ những điểm đó.

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
GVHD: ThS. Lê Thị Bích Ngọc 10 SVTH: Trương Minh Nhật
Nói chung là quá trình làm mát này phụ thuộc vào tính chất của dung dịch;
nghĩa là phụ thuộc vào lưu lượng, khả năng dẫn nhiệt và phụ thuộc vào kích
thước hình học của bộ khoan cụ. kinh nghiệm cho thấy nước làm mát tốt nhất
và khí là kém nhất.
Ngoài khả năng làm mát, dung dịch còn đảm nhận chức năng bôi trơn bộ
dụng cụ khoan. Dung dịch giúp làm giảm ma sát giữ bộ khoan cụ với thành
giếng và mùn khoan. Để tăng khả năng bôi trơn người ta thêm vào dung dịch
một số chất bôi trơn.
2.2.6. Tác động phá hủy đất đá.
Dung dịch đi qua lỗ của chòong khoan với một vận tốc khá lớn (nhờ vòi
phun thủy lực) cũng có tác dụng phá hủy đất đá. Đất đá là khối vật thể có độ
bền không đồng nhất, trong mạng tinh thể có những chỗ rất yếu và trên bề mặt
có những khẽ nứt dọc, ngang. Dung dịch thấm sâu vào đất đá tạo nên vùng bị
phá hủy trước khi có tác động của dụng cụ phá hủy, chúng làm các khe nứt rộng
ra và để cho dụng cụ phá hủy thực hiện dễ dàng hơn. Ngoài ra, người ta còn
cho thêm các hóa phẩm là giảm độ cứng,làm tăng lực tương tác hóa lý với môi
trường phân tán và bề mặt mới của đất đá được tạo ra trong quá trình phá hủy
cơ học.
2.2.7. Truyền năng lượng cho động cơ đáy.
Đối với một số ứng dụng: khoan định hướng, khoan bằng chòong kin
cương… người ta gắn chòong vào bộ khoan cụ một động cơ đáy, nó có tác dụng
làm quay bộ dụng cụ khoan. Động cơ này làm việc nhờ lưu lượng dòng dung
dịch đi qua bên trong bộ dụng cụ đáy.

2.2.8. Truyền dẫn thông tin địa chất lên bề mặt.
Nhờ sự tuần hoàn của dung dịch khoan mà các kỹ sư địa chất biết được các
nguồn thông tin chủ yếu qua mùn khoan nhận được ở sàn rung khi tuần hoàn

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
GVHD: ThS. Lê Thị Bích Ngọc 11 SVTH: Trương Minh Nhật
dung dịch, dấu vết chất lỏng hoặc khí nhờ các bộ cảm biến trên mặt. sự thay
đổi các tính chất lý hóa của dung dịch (nhiệt độ, độ pH, các thành phần
khoáng, ) cũng nhờ vào một phần của các phép đo định tính, giúp cho các nhà
địa chất và các nhà thi công khoan điều hành công tác tại hiện trường.
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:
 Dung dịch khoan gốc nước (nước biển hoặc nước ngọt).
 Dung dịch khoan không phải gốc nước (gốc dầu, khí).
 Theo yếu tố công nghệ (phương pháp điều chế và gia công hóa học, vật
liệu sử dụng…) có thể chia dung dịch khoan thành:
 Dung dịch sét gốc nước.
 Dung dịch tự nhiên.
 Dung dịch gốc dầu.
 Dung dịch bọt.
 Dung dịch đặc biệt (ức chế, nhũ tương, ít sét…).
 Theo mục đích sử dụng:
 Dung dịch khoan mở vỉa sản phẩm.
 Dung dịch khoan hoàn thiện giếng.
 Dung dịch kiểm tra hoặc dung dịch phục hồi giếng .
 Dung dịch trong khoảng không vành xuyến hoặc dung dịch trong cột
ống.

Các cách phân loại trên có tính chất tương đối nhưng cách phân loại phổ
biến nhất hiện nay là theo môi trường phân tán. Sau đây, chúng ta sẽ tìm hiểu
chi tiết loại dung dịch khoan theo cách phân loại này.

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
GVHD: ThS. Lê Thị Bích Ngọc 12 SVTH: Trương Minh Nhật
2.3.1. Dung dịch khoan gốc nước.
2.3.1.1. Nước kỹ thuật.
Là hỗn hợp giữa nước lã được hòa tan với các loại sét trong thành hệ khoan
qua hay dùng sét tự nhiên được xử lý. Dung dịch này dùng khoan qua đất đá
bền vững, thành giếng ổn định không xảy ra hiện tượng sụp lở.
 Ưu điểm
Ít tốn công suất máy bơm, tốc độ khoan cao do độ nhớt và tỷ trọng dung
dịch thấp
Phổ biến và giá thành thấp
 Nhược điểm
 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

m được hệ keo, còn kích thước hạt của pha phân tán lớn hơn 0,1

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.


Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
GVHD: ThS. Lê Thị Bích Ngọc 13 SVTH: Trương Minh Nhật
2.3.1.3. 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 : Polyacrylamite là Polyme nhân
tạo tinh khiết có tính nhớt cao. Polyme này có phân tử lượng lớn hơn các
Polyme khác.
2.3.2. Dung dịch khoan gốc dầu.
Thường dùng khoan qua tầng chứa và tầng sét trương nở, là dung dịch
hoàn thiện giếng rất tốt. Dung dịch này có những ưu nhược điểm sau đây:
 Ưu điểm
 Dễ dàng kiểm soát các đặc tính dung dịch khoan khi không có sự xuất
hiện của nước và dầu thô.
 Ức chế sét rất hiệu quả.
 Không nhạy với chất gây nhiễm bẩn thông thường của dung dịch gốc
nước (NaCl, CaSO
4
, xi măng, sét).
 Các đặc tính thấm lọc tốt ở nhiệt độ và áp suất cao, vỏ sét mỏng
 Tỷ trọng dung dịch nhỏ (gần bằng 1).
 Giảm ma sát bộ khoan cụ lên thành giếng nên giảm momen xoắn và
giảm mòn bộ khoan cụ.
 Tăng tuổi thọ các chòong khoan dạng chóp xoay.

 Loại trừ sự dính do chênh áp.
 Thu hồi mẫu khoan tốt nhất, giá trị về hàm lượng và tính chất nước
lỗ rỗng sẽ chính xác hơn từ các mẫu khoan thu được.
 Ít gây thiệt hại cho thành hệ.
 Tăng khả năng thu hồi dầu so với giếng khoan rửa bằng dung dịch
nước.

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
GVHD: ThS. Lê Thị Bích Ngọc 14 SVTH: Trương Minh Nhật
 Nhược điểm
 Dễ lắng đọng các chất làm nặng.
 Khó nhận biết khi xảy ra hiện tượng xâm nhập khí.
 Nhạy với nước.
 Dễ cháy và nguy hiểm cho co người.
 Làm hỏng cao su không chuyên dụng với hydrocacbon.
 Khó phát hiện sự có mặt dầu trong mùn khoan.
 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.