PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ XANH TRONG QUY TRÌNH vận HÀNH DUNG DỊCH KHOAN

PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ XANH
TRONG QUY TRÌNH VẬN HÀNH
DUNG DỊCH KHOAN
ĐVTT : XÍ NGHIỆP KHOAN VÀ SỬA
GiẾNG VIETSOVPETRO
Gvhd : pgs.TS huỳnh quyền
Svth : Đặng thanh sang
lê minh hùng
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU
KHOA HÓA HỌC & CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Nội dung

Dung dịch khoan

Dung dịch khoan là loại dung dịch nào được tuần hoàn hoặc
bơm từ bề mặt vào cần khoan, đi qua choòng khoan và quay lại
bề mặt trong công tác khoan.

Chức năng chính: tạo áp suất cân bằng với áp suất vỉa
1. quy trình vận hành dung dịch ngoài giàn khoan
1. quy trình vận hành dung dịch khoan
1. quy trình vận hành dung dịch ngoài giàn khoan

Nhân sự

Giàn khoan lúc tiến hành khoan thăm dò hay khoan
khai thác khoảng 40-50 người làm việc suốt 2 ca ngày
và đêm thay phiên nhau (có khi 3 ca nếu áp lực công
việc lớn).

Giàn cố định khai thác: 3 tuần/tháng


Giàn thăm dò: 2 tuần/tháng

Mẫu dung dịch được đưa về phòng dung dịch khi đổi
ca, khi có máy bay ra giàn, trong trường hợp có lệnh
mẫu về gấp sẽ có máy bay ra nhận mẫu vào bờ.

Tuần hoàn dung dịch khoan
1. quy trình vận hành dung dịch ngoài giàn khoan

Sàng rung

Dung dịch chảy qua lưới kim loại những hạt mùn có
kích thước lớn hơn mắt sàng sẽ được giữ lại trên sàng
và theo chiều nghiêng thải ra ngoài, dung dịch lọt qua
mắt lưới được sử dụng tiếp
1. quy trình vận hành dung dịch khoan

Máy xoáy lốc thủy lực

Dung dịch được bơm với 1 góc tiếp tuyến vào máy
xoáy , phần cuối được làm nhỏ dần để tăng tốc độ
chảy và chuyển động xoáy ốc
1. quy trình vận hành dung dịch ngoài giàn khoan

Máy tách khí cơ học

Nguyên lý: phá vỡ cấu trúc dung dịch bằng cách trải
mỏng dung dịch trên các tấm ngăn trong thùng kín,
phía trên tạo chân không để khí tách ra khỏi dung dịch

1. quy trình vận hành dung dịch ngoài giàn khoan

Đánh giá quy trình theo tiêu chí công nghệ xanh
(hóa học bền vững)

Tính kinh tế

Thiết kế nhằm sử dụng hiệu quả năng lượng

Sử dụng nguyên liệu có thể tái sinh
1. quy trình vận hành dung dịch ngoài giàn khoan

Kiến nghị

Cải tiến công nghệ:

Áp dụng thêm quy trình tạo bông để tách mùn khoan lơ
lửng ở kích thước nhỏ (<2 micromet) trong dung dịch tuần
hoàn lại
1. quy trình vận hành dung dịch ngoài giàn khoan
2. Áp dụng vào phòng dung dịch khoan
Mẫu dung dịch
khoan từ ngoài
giàn về
1. Gia
nhiệt và
khuấy trộn
2. Xác định
hàm lượng
keo sét

3. Đo độ
nhớt
phễu
5. Đo
thông số
lưu biến
10. Đo hàm
lượng K+
6. Đo độ
thải
nước
7. Đo hàm
lượng pha rắn
11. Đo
hàm lượng
cát
12. Đo
momen
4. Đo tỷ
trọng
9. Đo độ dày
vỏ bùn
8. Đo độ
pH
Lập báo cáo
các thông
số
Quy trình xác định các thông số của dung dịch khoan
Áp dụng hóa học xanh vào quy trình đo thông số:
Đạt yêu cầu:

- Phương pháp đo ít nguy hại: không tạo hoăc ít tạo các chất gây nguy
hại tới sức khỏe con người.
- Hóa chất an toàn: sử dụng hóa chất ít độc hại.
- Dung môi và các chất phụ trợ an toàn hơn: các dung môi tham gia ít có
tính độc hại.
Không đạt yêu cầu:
-Lượng mùn thải, dung dịch thải nhiều gây ô nhiễm môi trường
- Dung dịch khoan trong khoảng 3 ngày không sử lý sẽ có mùi hôi rất
khó chụi.
Quy trình xác định các thông số của dung dịch khoan
Đề xuất quy trình:

Sau khi đo tỷ trọng ta đo độ thải nước rồi trong thời
gian chờ 30 phút ta tận dụng thời gian đo thông số
lưu biến khoảng để tận dụng thời gian.

Dung dịch sau thí nghiệm có thể gom lại rồi đưa đi
xử lý.

Sau khi thực hiện thí nghiệm trên thiết bị phải tắt
điện ngay để giảm chi phí năng lượng.
Quy trình xác định các thông số của dung dịch khoan
TT Địa tầng
Chiều sau khoan trung bình
( theo thang đứng) m
Hệ dung dịch sử dụng
ở mỏ Bạch Hổ ở mỏ Rồng
1
Pleistoxen-
plioxen

0-500 0-450 Hệ dung dịch polime sét
2 Mioxen trên 500-1300 450-1100 Hệ dung dịch polime sét
3 Mioxen giữa 1300-2200 1100-1700 Hệ dung dịch ức chế FCL
4 Mioxen dưới 2200-3100 1700-2100
Hệ dung dịch ức chế sét (FCL-
AKK) hoặc hệ dung dịch Glydril.
5 Olioxen 3100-3500 2100-2600
Hệ dung dịch ức chế sét (FCL-
AKK) hoặc hệ dung dịch Glydril.
6 Móng
Thân trần 3500-
4300
Thân trần 2600-
3300
Hệ dung dịch polime ít sét có bổ
xung chất hoạtt tính bề mặt.
DUNG DỊCH KHOAN
HỆ ỨC CHẾ PHÂN TÁN (FCL/AKK)
Tên hóa phẩm Chức năng chính
Hàm lượng( kg/m3)
Nền nước kỹ thuật Nền nước biển
Sét Tạo cấu trúc 20 - 40 30 - 40
CMC-HV hoặc
CMC-EHV
CMC-LV
Giảm độ thải nước
và tăng độ nhớt
Giảm độ thải nước
5 - 10
10 - 15

6 - 12
14 - 20
FCL
Giảm độ nhớt
Lực cắt tĩnh
25 - 35 30 - 40
Na2CO3 Kết tủa ion Ca2+ 0,5 - 1 1 - 2
KOH Điều chỉnh pH 4 -6 5 - 7
AKK Ức chế sét 4 - 5 4 - 5
Chất
diệt khuẩn
Diệt khuẩn 1 - 2 1 - 2
Chất bôi trơn Bôi trơn 15 - 25 15 - 25
Chất khử bọt Khử bọt 0,1 - 0,5 0,1 - 0,5
Áp dụng hóa học xanh vào dung dịch khoan FCL/AKK:
Đạt yêu cầu:

Ngăn ngừa: Sập lỡ thành giếng do ức chế sét tốt nên thành
giếng khoan ổn định cao. Và ổn định ở nhiệt độ cao.

Tiết kiệm thời gian và nhân sự: Đơn giản khi điều chế và xử
lý.

Kinh tế: Giá thành thấp hơn so với các hệ Glydril và
Ultradril. Và giá của nó còn đang giảm.
Không đạt yêu cầu:

Dễ gây kết bông tăng độ nhớt làm tăng tổn thất áp lực cho
máy bơm, giảm hiệu suất bơm và khó loại trừ mùn khoan ra
khỏi dung dịch (giảm khả năng tái sinh dung dịch). Tăng chi

phí và mất lượng lớn gây ô nhiễm môi trường.

Địa tầng quá nhiều sét sẽ ức chế không tốt.
HỆ ỨC CHẾ PHÂN TÁN (FCL/AKK)
Áp dụng hóa học xanh vào dung dịch khoan FCL/AKK:
Đề xuất:

Nghiên cứu đưa 1 số hóa phẩm mới để tránh hiện tượng tạo
bông gây độ nhớt lớn để dung dịch khoan FCL/AKK được
hoàn thiện hơn.

Nghiêm cứu để tạo ra một dung dịch khoan mới tối hơn hay
cải tiến dung dịch hiện tại tối ưu hơn.
HỆ ỨC CHẾ PHÂN TÁN (FCL/AKK)
HỆ ỨC CHẾ POLYME KCl/GLYCOL (hệ “Glydril”)
Thành phần
Hàm lượng
Kg/m3
Chức năng
Tên thương mại
Tên khoa học
1 Glydril
Polyalkylene
glycol
28,5-42,75
Ức chế sét, tạo thành giếng ổn định, nâng
cao độ bôi trơn và chất lượng vỏ bùn
2 Pac UL
Polyanionic xenluloz có
độ nhớt cực thấp

10-15 Giảm độ thải nước
3 Poly-Plus
Polyacrylamid thủy phân
từng phần (PHPA)
2,5-3
Bao bọc mùn sét khoan, ức chê, sự trương
nở và hoạt tính của sét
4 Duo-Vis
Polyme sinh học xanthan
gum
2,85-4,28
Tạo độ lưu biên, độ bên câu trúc, làm sạch
giếng khoan
5 SODA Na2CO3 0,3-0,7 Loại bỏ Ca++, điều chỉnh pH
6 KCl KC1 80-100 Ưc chê sét, tăng trọng
7 KOH hoặc NaOH KOH hoặc NaOH 0,2-0,5 Tăng độ pH
8 Axit Citric Axit Citric 0,2-0,4 Giảm độ pH, tăng khả năng phân tán polime
9 Biosafe Chất diệt khuẩn 0,285-1,43 Diệt khuân, bảo vệ polymer
10
Glide HS; Lube-100;
Lube-17; Lube-177
Chất bôi trơn 10-15 Tăng độ bôi trơn
11 M-I Bar Barit
Theo yêu cầu tỷ
trọng
Tăng tỷ trọng
12 Dual-flo HT 5-8 Chất ổn định nhiệt độ cao, áp suất cao
13 Soltex 12-18 Chất ổn định nhiệt độ cao, áp suất cao
14 CaCO3 CaCO3 12-20 Chất bít nhét, chống mất dung dịch
Áp dụng hóa học xanh vào dung dịch khoan Glydril:

Đạt yêu cầu:

Ngăn ngừa: Sập lỡ thành giếng do ức chế sét rất tốt (cao hơn
FCL/AKK) nên thành giếng khoan ổn định cao, và giảm thiểu
các tình huống phức tạp và sự cố trong quá trình khoan qua các
tầng sét hoạt tính nhiều.

Kinh tế: Có tính bôi trơn tốt, giảm đáng kể moment quay giữa
bộ khoan cụ và thành giếng khoan.
Không đạt yêu cầu:

Hệ này kiếm ổn định nhiệt độ cao và làm giảm độ ổn định thành
giếng khoan khi khoan qua địa tầng không sét.

Tăng chi phí thời gian điều chế và xử lý dung dịch vì dung dịch
đồi hỏi phải làm sạch cao.

Giá thành cao hơn so với hệ FCL/AKK.
HỆ ỨC CHẾ POLYME KCl/GLYCOL (hệ “Glydril”)
Áp dụng hóa học xanh vào dung dịch khoan Glydril:
Đề xuất:

Nghiên cứu đưa 1 số hóa phẩm vào để tăng độ ổn định nhiệt
độ cao, khả năng khoan tốt khi ở địa tầng không có sét.

Năng cao hệ thống xử lý để hiệu suất tái sinh dung dịch tăng,
giảm dung dịch thải ra môi trường vừa giảm chi phí và tránh
gây ô nhiễm môi trường.

Nghiêm cứu để tạo ra một dung dịch khoan mới tối hơn dựa

trên dung dịch khoan hiện tại.
HỆ ỨC CHẾ POLYME KCl/GLYCOL (hệ “Glydril”)
Cảm ơn thầy
và các bạn đã
lắng nghe !?!