THIẾT KẾ THI CÔNG GIẾNG KHOAN KHAI THÁC DẦU KHÍ SỐ 504 RC5 MỎ RỒNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

TRẦN GIÁP TUẤT
LỚP: KHOAN KHAI THÁC B – K57

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ THI CÔNG GIẾNG KHOAN - KHAI THÁC DẦU KHÍ SỐ
504 RC5 - MỎ RỒNG

HÀ NỘI,6-2017



BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

TRẦN GIÁP TUẤT
LỚP: KHOAN KHAI THÁC B – K57

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ THI CÔNG GIẾNG KHOAN - KHAI THÁC DẦU KHÍ SỐ
504 RC5 - MỎ RỒNG

HÀ NỘI, 6-2017



MỤC LỤC

MỤC LỤC........................................................................................................1
LỜI MỞ ĐẦU..................................................................................................4
CHƯƠNG I......................................................................................................5
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ VÙNG MỎ...........................................................5
CHƯƠNG III..................................................................................................26
LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN..........................................26
3.1. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP KHOAN.................................................26
4.2.1.6. ĐỘ ỔN ĐỊNH....................................................................................45
CHƯƠNG V...................................................................................................55
CHẾ ĐỘ KHOAN..........................................................................................55
CHƯƠNG VII................................................................................................87
KIỂM TOÁN THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN........................................87
CHƯƠNG VIII.............................................................................................104
NHỮNG PHỨC TẠP, SỰ CỐ TRONG QUÁ TRÌNH KHOAN VÀ CÔNG
TÁC AN TOÀN LAO ĐỘNG – BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG..................................104
...................................................................................................................... 114
CHƯƠNG IX................................................................................................115
TỔ CHỨC THI CÔNG VÀ TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH.............................115
KẾT LUẬN..................................................................................................121
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................122

1


DANH MỤC HÌNH
MỤC LỤC........................................................................................................1
LỜI MỞ ĐẦU..................................................................................................4
CHƯƠNG I......................................................................................................5
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ VÙNG MỎ...........................................................5

CHƯƠNG III..................................................................................................26
CHƯƠNG III..................................................................................................26
LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN..........................................26
LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN..........................................26
3.1. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP KHOAN.................................................26
3.1. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP KHOAN.................................................26
4.2.1.6. ĐỘ ỔN ĐỊNH....................................................................................45
CHƯƠNG V...................................................................................................55
CHẾ ĐỘ KHOAN..........................................................................................55
CHƯƠNG VII................................................................................................87
KIỂM TOÁN THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN........................................87
CHƯƠNG VIII.............................................................................................104
NHỮNG PHỨC TẠP, SỰ CỐ TRONG QUÁ TRÌNH KHOAN VÀ CÔNG
TÁC AN TOÀN LAO ĐỘNG – BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG..................................104
...................................................................................................................... 114
CHƯƠNG IX................................................................................................115
TỔ CHỨC THI CÔNG VÀ TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH.............................115
KẾT LUẬN..................................................................................................121
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................122

2


DANH MỤC BẢNG BIỂU
MỤC LỤC........................................................................................................1
LỜI MỞ ĐẦU..................................................................................................4
CHƯƠNG I......................................................................................................5
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ VÙNG MỎ...........................................................5
CHƯƠNG III..................................................................................................26
CHƯƠNG III..................................................................................................26

LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN..........................................26
LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN..........................................26
3.1. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP KHOAN.................................................26
3.1. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP KHOAN.................................................26
4.2.1.6. ĐỘ ỔN ĐỊNH....................................................................................45
CHƯƠNG V...................................................................................................55
CHẾ ĐỘ KHOAN..........................................................................................55
CHƯƠNG VII................................................................................................87
KIỂM TOÁN THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN........................................87
CHƯƠNG VIII.............................................................................................104
NHỮNG PHỨC TẠP, SỰ CỐ TRONG QUÁ TRÌNH KHOAN VÀ CÔNG
TÁC AN TOÀN LAO ĐỘNG – BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG..................................104
...................................................................................................................... 114
CHƯƠNG IX................................................................................................115
TỔ CHỨC THI CÔNG VÀ TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH.............................115
KẾT LUẬN..................................................................................................121
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................122

3


LỜI MỞ ĐẦU
Thế kỉ 21 với sự phát triển của khoa học công nghệ đã đưa loài người sang
một bước ngoặt mới, trong đó có sự đóng góp của ngành công nghiệp năng lượng,
đặc biệt là Dầu khí. Với sự lớn mạnh của ngành Dầu khí Thế giới nói chung và
ngành Dầu khí quốc gia Việt Nam nói riêng, em đã quyết định lựa chọn ngành Dầu
khí làm hành trang cho sự nghiệp của mình để góp phần đóng góp vào sự phát triển
của đất nước thêm giàu mạnh.
Trường Đại học Mỏ-Địa Chất là nơi đã đào tạo biết bao thế hệ sinh viên các
ngành Dầu khí, Mỏ, Địa chất, Trắc địa, Kinh tế…Là một sinh viên của lớp Khoan –

Khai Thác Dầu Khí B-K57 của Khoa Dầu Khí em tự hào vì được đào tạo dưới sự
chuyên nghiệp và tận tình của các thầy cô giáo và được trang bị một khối lượng
kiến thức thông qua các môn học ở trường. Qua đợt thực tập sản xuất và tốt nghiệp
ở Xí nghiệp Vietsovpetro, chúng em càng vững vàng hơn khi được tiếp xúc thực tế
tại đây. Sau khi nhận được sự hướng dẫn và cho phép, em quyết định nhận đề tài:

‘‘Thiết kế thi công giếng Khoan-Khai thác Dầu khí số 504 RC5 –Mỏ
Rồng’’.
Em xin gửi lời chúc sức khỏe và lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo
TS.Lê Quang Duyến và các thầy cô giáo trong bộ môn Khoan-Khai thác đã
tận tình hướng dẫn cho em trong suốt quá trình thực hiện. Em xin cảm ơn sự
giúp đỡ tận tình của Xí nghiệp Vietsovpetro đã tạo điều kiện để em hoàn
thành đồ án này.
Mặc dù đã cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu nhưng do trình độ bản
thân còn hạn chế nên chắc chắn bản đồ án không tránh khỏi thiếu sót nên em
rất mong nhận được sự góp ý, bổ sung của quý thầy cô,các bạn đọc để bản đồ
án được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Trần Giáp Tuất

4


CHƯƠNG I
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ VÙNG MỎ
1.1. Đặc điểm địa lý khí hậu, kinh tế xã hội và nhân văn vùng mỏ
1.1.1. Vị trí địa lý
Mỏ Rồng nằm ở lô số 9 thuộc biển Đông với diện tích khoảng 10.000km2,
cách đất liền khoảng 120km và cách Vũng Tàu khoảng 130 km về phía Đông

Nam. Phía Đông Bắc của mỏ là mỏ Rồngcách khoảng 35km

Hình 1.1 . Vị trí mỏ Rồng
1.1.2. Đặc điểm khí hậu
Khí hậu của vùng mỏ là khí hậu nhiệt đới gió mùa với hai mùa rõ rệt là mùa
mưa và mùa khô
Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, thời gian này chủ yếu có gió
mùa Đông Bắc. Gió mùa thổi mạnh nhất là vào tháng 12 và tháng 1. Trong khoảng
thời gian này sóng biển rất lớn có thể cao tới 8 m. Lượng mưa vào mùa này rất ít
(0.7mm). Độ ẩm của không khí thấp nhất là 65%. Nhiệt độ không khí ban ngày 24
÷27˚C và ban đêm khoảng 22÷24˚C

5


Trong khoảng thời gian chuyển mùa từ tháng 4 ÷ 5, hướng gió chủ yếu theo
hướng Tây Nam thổi từ xích đạo. Gió này làm tắng độ ẩm của không khí, tuy nhiên
mưa vẫn ít và không đều. Nhiệt độ trung bình từ 25÷30˚C
Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến hết tháng 10. Vào mùa này chủ yếu có gió Tây
Nam, nhiệt độ trung bình vào khoảng 25÷32˚C. Nhiệt độ ban ngày và đêm chênh
nhau khá lớn. Đổ ẩm trung bình từ 87 ÷ 89%..
Vào tháng 10, trong thời gian chuyển mùa lần thứ 2 , gió Tây Nam yếu dần thay
bằng gió Đông Bắc, đến cuối tháng hầu như hết mưa.
Hàng năm vào thời gian chuyển mùa và mùa khô thì điều kiện cho công tác ngoài
biển thuận lợi. Tuy nhiên vào mùa này thường có sét và các cơn giông làm ảnh
hưởng không tốt tới việc tiến hành các công việc ngoài biển
1.1.3 Điều kiện kinh tế, xã hội và nhân văn
1.1.3.1. Giao thông
Đường quốc lộ 51A và 51B nối Vũng Tàu với TP Hồ Chí Minh, đường thủy
dài 80km nối cảng Vũng Tàu với cảng Sài Gòn. Cảng Vũng Tàu đủ sức chứa các tàu

của Vietsovpetro và các nước khác với trọng tải lớn, rất thuận lợi cho việc vận
chuyển phục vụ cho ngành công nghệp dầu khí và các ngành kinh tế khác. Sân bay
Vũng Tàu là đầu mối quan trọng trong việc vận chuyển người và hàng hóa ra ngoài
giàn và các công việc khác liên quan tới ngành dầu khí.
1.1.3.2. Điện năng
Nguồn năng lượng phục vụ cho công trình và sinh hoạt ở trên bờ được lấy từ
nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ và nhà máy phát điện Diezel của TP Vũng Tàu. Nguồn
năng lượng cung cấp cho các giàn khoan được lấy từ các máy phát điện trên giàn
1.1.3.3. Dân cư
Dân số tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu vào khoảng hơn 1027200 người ( số liệu
năm 2011), trong đó dân số thành thị 512100 người, dân số nông thôn 515100
người, tỷ lệ tăng dân số hàng năm 0,89%. Trên địa bàn tỉnh co 28 dân tộc và người
nước ngoài cùng sinh sống. Nhiều người có trình độ học vấn cao và tinh thần lao
động cần cù sáng tạo, đó là nguồn nhân lực phục vụ cho các ngành kinh tế mũi
nhọn của tỉnh.
1.1.3.4. Xã hội
Thành phố Vũng Tàu thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, sàu ngày miền Nam
hoàn toàn giải phóng, Vũng Tàu cùng cả nước bước vào một thời kì xây dựng mới.
Cùng với hoạt động đánh bắt hải sản, hoạt động khoan khai thác dầu khí của
XNLD Vietsovpetro đã góp phần làm cho vũng đất ngày càng phát triển.

6


Từ những năm 1980 đến nay, ngành công nghiệp dầu khí đã trở thành ngành
kinh tế mũi nhọn cảu cả nước. Hiện nay cơ sỏ hạ tầng, vật chất kỹ thuật của thành
phố không ngừng được đầu tư phát triển. Vũng Tàu được xác định là một trọng
điểm phía Nam với vùng tam giác trọng điểm TP Hồ Chí Minh – Biên Hòa – Vũng
Tàu, với tốc độ phát triển kinh tế tương đối cao, ngành công nghệ thông tin ở
Vũng Tàu phát triển nhanh đáp ứng mọi nhu cầu thông tin liên lạc của thành phố

Nền kinh tế Vũng Tàu mang tính dịch vụ.Tại Vũng Tàu có ngành thủy sản và
du lịch phát triển mạnh nhất. Với dân số trên 4 vạn dân cùng với sự tồn tại một số
trường của trung ương và địa phương như: Trường Trung Cấp Du Lịch, Trung Cấp
Sư Phạm, trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu, cơ sở của trường đại học Mỏ Địa
Chất. Đây chính là nguồn lao động dồi dào cung cấp cho quá trình xây dựng và khai
thác của Xí nghiệp liên doanh Vietsopevtro.
Có thể nói địa lý kinh tế nhân văn Vũng Tàu là cơ sở tốt cho việc phát triển các
dịch vụ tìm kiếm, thăm dò khai thác dầu khí ngoài khơi. Tuy nhiên vẫn còn
không ít khó khăn như mỏ nằm xa đất liền và yếu tố khí hậu thời tiết gây ra
1.2.Đặc điểm địa chất vùng mỏ
Mỏ Rồng nằm trong khu vực bồn trũng Cửu Long, thuộc thềm Sunda lớn nhất
ở Tây Nam Thái Bình Dương. Sự hình thành cấu trúc địa chất hiện tại của thềm
Sunda gắn liền với ba chu kì tạo địa hào Rizta, bắt đầu từ kỉ Creta muộn. Sự mở
rộng bồn Tây Nam, trong đó có thềm lục địa Nam Việt Nam xảy ra vào chu kỳ 1
( Paleogen muộn ). Tốc độ sụt lún đạt tới cực đại vào thời kì Oligoxen sớm, chu kì
thứ hai gắn liền với sự tạo địa hào Rizta ven biển và sự tạo thành các bể trầm tích.
Chu kì thứ ba đặc trưng bởi sự tiếp tục sụt lún của thềm biển và sự tạo thành các bể
trầm tích lớn xen kẽ với các đới nâng có móng tiền Kalozoi. Hoạt động Mắcma xuất
hiện vào thời kì Kalozoi muộn, nó có tác động nhất định đến cấu trúc kiến tạo
chung của thềm lục địa Việt Nam. Ở phần rìa phía Tây Bắc của bồn trũng Cửu Long
có tổng diện tích các lớp phủ Bazan và Andezit đạt 1 triệu km 2, với bề dày không
lớn lắm.
Khác với bồn trũng ở vùng trũng Sunda, bồn trũng Cửu Long bị tách biệt hẳn
ra
và nằm ở sườn Đông Nam ổn định của bán đảo Đông Dương. Ở phía Tây nó bị tách
ra khỏi bồn trũng Thái Lan bởi đới nâng Corat. Ở phía Nam nó bị tách hẳn ra và có
chiều dài gần 500km, rộng 150km, diện tích gần 75000km2.
Trong cấu trúc địa chất của bồn trũng Cửu Long có chứa các hệ trầm tích Lục
Nguyên gốc châu thổ ven biển, có tuổi từ Mioxen – Oligoxen hiện tại. Bề dày cực
đại là 7km được xác định tại hố sụt trung tâm của bồn trũng. Tổng thể 0otích của

7


bồn trũng này là 150000km3. Nguồn cung cấp vật liệu chủ yếu là song Mekong.
Hiện nay trung bình hàng năm sông Mêkong đưa ra biển 187 triệu tấn phù sa.
1.2.1. Đặc điểm địa tầng thạch học
Dựa vào các đặc điểm thạch học, cổ sinh, tài liệu Karota giếng khoan của mỏ
Rồng, các nhà địa chất đã phân chia và gọi tên các phân vị địa tầng theo tên địa
phương cho các cấu tạo địa chất vùng mỏ Rồng. Từ trên xuống cột địa tầng tổng
hợp của mỏ Rồng được mô tả như sau:
1.2.1.1. Trầm tích Neogen và Đệ tứ

a) Trầm tích Plioxen – Đệ tứ (điệp biển Đông)
Trầm tích biển Đông phủ bất chỉnh hợp lên trầm tích Mioxen. Thành phần
thạch học gồm cát, sét và sét bột xen kẽ sỏi đá màu xám, màu vàng và màu vàng
xanh. Trầm tích hệ tầng biển Đông có chiều dày thay đổi từ 450-550m. Ta cũng gặp
tầng sét vôi mỏng vơi nhiều mảnh vỏ cacbonat của sinh vật biển và sét
montmorilonit.

b) Phụ thống Mioxen trên (điệp Đồng Nai)
Điệp Đồng Nai gồm các lớp cát bở rời và cát không gắn kết màu xanh lẫn sét
nhiều màu. Trong khu vực mỏ Rồng hệ tầng này dày 500-800m, thành phần chủ
yếu là cát yếu , đôi khi xen vào đó là lớp sét kết và lớp cacbonat mỏng. Trầm tích
lục nguyên có màu xám, xám sáng hạt thô. Thành phần bao gồm thạch anh, Fenpat,
sét ,sét vôi, mảnh granit, montmorilonit. Trầm tích hạt mịn có màu xám nâu, trắng
và vàng. Chúng có môi trường thành tạo cửa song. Khu vực mỏ Rồng hệ tầng có
quan hệ chỉnh hợp với hệ tầng Rồngphía dưới và hệ tầng biển Đông phía trước

c) Phụ thống mioxen trung (điệp Côn Sơn)

Hệ tầng thành tạo trong môi trường trầm tích biển nông và đống bằng ven
bờ. Tại đây gặp nhiều loại bào tử phấn hoa đặc biết là giống flolduezia. Hệ tầng Côn
Sơn phân bố khắp diện tích mỏ Rồng, có chiều dày thay đổi từ 400-800m. Thành
phần chủ yếu là các hạt thô tới trung bình với xi măng cacbonat, cacbonatmontmorilonit xen lẫn các lớp sét màu xám, đôi khi xen kẽ lớp than mỏng . Trong
khu vực mỏ Rồng trầm tích hệ tầng Côn Sơn phủ bất chỉnh hợp lên hệ tầng Rồngvà
có quan hệ với hệ tầng Đồng Nai phía trên.

d) Phụ thống mioxen dưới (điệp Bạch Hổ)
Hệ tầng phân bố rộng khắp mỏ Rồng cũng như bể Cửu Long, bề dày thay
đổi từ 100-1500m ( chủ yếu từ 300 – 1200m)
Hệ tầng Rồngchia làm hai phần :
- Phần dưới có chiều dày thay đổi từ 60 – 400m chủ yếu là cát, bột kết

8


(chiếm > 60% ) xen lẫn các lớp sét kết màu xám vàng, xám sáng. Phần lót đáy phát
hiện lớp cuội kết mỏng.
- Phần trên sét kết màu vàng xám, xám sáng xen kẽ là các lớp cát bột kết. Trầm
tích
có hướng thô dần xuống dưới. Trong phần trên của phần này có chứa một tầng sét
montmorilonit dày 30 – 250m (chủ yếu là 50 – 150m) chứa nhiều hóa đá rotalia tầng sét kết rotalit. Đây là một tầng chắn của toàn bể Cửu Long.
Các trầm tích của hệ tầng Rồngđược tích tụ trong môi trường đống bằng aluvi,
đống bằng ven bờ ở phần dưới và chuyển dần thành đồng bằng ven bờ và biển nông
ở phía trên. Theo các phức hệ bào tử phấn xác định tuổi mioxen sớm cho hệ tầng.
Hệ tầng có quan hệ bất chỉnh hợp với góc yếu lên trên.
1.2.1.2. Các trầm tích Paleogen

a) Phụ thống Oligoxen thượng (điệp Trà Tân)
Hệ tầng Trà Tân bắt gặp trong hầu khắc diện tích mỏ Rồng. Hệ tầng chủ yếu

là sự xen kẹp cát, bột, sét. Khoáng vật sét điển hình là kaolinit và hydromica, cát có
thành phần chủ yếu là thạch anh và phenspat.
Mặt cắt thẳng đứng của hệ tầng Trà Tân được chia thành 3 phần, ranh giới giữa
chúng là bất chỉnh hợp góc khá rõ:
- Phần dưới : là sự xen kẽ các lớp cát kết giữa các tầng sét bột kết dày. Tỷ lệ
cát/sét khoảng 35-50%. Sét có thành phần chủ yếu là kaolinit và hydromica. Thành
phần cát,bột phần lớn là thạch anh và phenspat rất ít các mảnh đá,
- Phần giữu : chủ yếu là sét kết màu nâu đậm, nâu đen xen kẽ những lớp cát bột
mỏng. Đôi chỗ có những lớp mỏng đá vôi hoặc than, macma phun trào. Tỷ lệ cát/sét
từ 10-50%
- Phần trên : là sự xen kẽ cát , bột, sét với tỷ lệ cát/sét cao hơn hai phần dưới, sét
kết
có màu xám xanh, phân phiến. cát kết thuộc loại thạch anh.
Hệ tầng được tích tụ chủ yếu trong môi trường đồng bằng fluvi, aluvi, đồng
bằng ven bờ, hồ. Các phân tích vi cổ sinh đã xác định tuổi Oligoxen muộn cho hệ
tầng. Hệ tầng có quan hệ bất chỉnh hợp góc với hệ tầng Trà Cú ở dưới, đôi nơi hệ
tầng này phủ trực tiếp lên móng kết tinh nơi hệ tầng Trà Cú vắng mặt và bị hệ tầng
Rồngphủ bất chỉnh hợp góc lên trên

b) Phụ thống Oligoxen hạ (điệp Trà Cú)
Trong khu vực mỏ Rồng hệ tầng Trà Cú bắt gặp ở khu vực phí Bắc và Đông
Bắc
diện tích mỏ Rồng. Bề dày thay đổi nhanh tối đa đạt 300m, còn ở các trũng sâu

9


đạt khoảng 500m.
Hệ tầng này được chia làm 2 phần:
Phần dưới: đây là các trầm tích lục nguyên cát bột sét xen kẽ nhau. Sét kết có

màu xám tối đến đen hồng. Thành phần khoáng vật trong đá cát kết là thạch anh,
phenspat, đôi khi có chứa mảnh đá macma xâm nhập và phun trào.
- Phần trên : đây là các trầm tích mịn hơn, chủ yếu là sét kết và bột kết màu xám
xanh, xám tối đến nâu thẫm.
Hệ tầng được thành tạo trong môi trường trầm tích lục địa (sông, hồ, đầm lầy).
Tuổi hệ tầng Trà Cú được xếp vào Oligoxen sớm dựa vào phức hệ bào tử phấn và
đối sánh hệ tầng.
1.2.1.3. Đá móng trước kainozoi
Thành phần thạch học của đá móng mở Rồng bao gồm chủ yếu : Đá macma
(Granit, Diorit thạch anh, Granodiorit giàu biotit, Hocnoblen), đá biến chất (Đá
phiến phylit, Đá gơnai), một số nơi có cả dăm kết và vụn núi lửa.
Đá granit mỏ Rồng có màu xám, xám phớt hồng. Phân tích mẫu lõi từ các giếng
khoan cho thấy đá này có thành phần như sau: Thạch anh 25%, Plagiocla 28%,
Mica 7%, phenspat kali 30%.
Do các quá trình nguội lạnh, thủy nhiệt, quá trình kiến tạo, phong hóa, biến đổi
thứ sinh mà đá móng mỏ Rồng bị phá hủy thành những khối có nhiều nứt nẻ. Căn
cứ vào phân tích tuổi tuyệt đối đá móng mỏ Rồng cho kết quả tuổi Jura muộn –kreta
sớm
1.2.2. Các điều kiện địa chất có ảnh hưởng đến công tác khoan
Như đã trình bày ở các phần trước, điều kiện địa chất của mỏ Rồng là rất phức
tạp và gây nhiều khó khăn cho công tác khoan như:
- Đất đá mềm bở rời từ tầng Mioxen trung (điệp Côn Sơn) trở lên có thể gây sập
lở thành giếng khoan.
- Các đất đá trầm tích nhiều sét trong tầng Mioxen dưới và tầng Oligoxen có thể
gây bó hẹp thành giếng khoan do sự trương nở của sét.
- Dị thường áp suất cao trong tầng Oligoxen gây bó hẹp thành giếng khoan và
những phức tạp đáng kể khác.
- Các đứt gãy kiến tạo có thể gây mất dung dịch khoan và làm lệch hướng lỗ
khoan

10


1.2.3. Cột địa tầng giếng khoan 504 RC5
1.2.3.1. Ranh giới địa tầng
Bảng 1.1. Ranh giới địa tầng
Chiều sâu (m)

Hệ thống

Trầm tích

Tóm tắt chính

Tỷ lệ (%)

89 - 573

Pliocene đệ tứ

Cát/sét

60/40

573 - 1410

Miocene trên

Cát/sét

65/35

1410 - 1890

Miocene giữa

Cát/sét

65/35

1890 - 2524

Miocene dưới

Cát kết/sét kết

35/65

Neogene

1.2.3.2. Áp suất và nhiệt độ vỉa

a) Áp suất vỉa
Bảng 1.2. Gradien áp suất vỉa
Chiều sâu (m)
89 - 1683
1683 - 2204

Gradien áp suất vỉa
1

1,06 – 1,1

Bảng 1.3. Gradien áp suất vỡ vỉa
Chiều sâu (m)

Gradien áp suất vỡ vỉa

89 - 280

1,3

280 - 2204

1,55 – 1,6

b,Nhiệt độ vỉa
Gradien nhiệt độ vỉa là : 2,5˚C/100m
1.2.3.3. Độ cứng của đất đá:
* Từ độ sâu 89 - 1683m: Đất đá mềm và bở rời, có độ cứng từ I - II theo độ khoan.
* Từ độ sâu 1683 - 2204m: Đất đá tầng Miocene dưới mềm và trung bình cứng. Độ
cứng từ II - III theo độ khoan.
1.2.3.4. Hệ số mở rộng thành M:
* Từ độ sâu 89 – 573 m: Hệ số mở rộng thành giếng M = 1,3
* Từ độ sâu 573 – 1290 m: Hệ số mở rộng thành giếng M = 1,25
* Từ độ sâu 1290 – 1683 m: Hệ số mở rộng thành giếng M = 1,2 – 1,25

11


* Từ độ sâu 1683 - 2204 m: Hệ số mở rộng thành giếng M = 1,2

Hình 1.2. Cột địa tầng giếng khoan 504 RC5

12


CHƯƠNG II: LỰA CHỌN, TÍNH TOÁN PROFIN VÀ CẤU
TRÚC GIẾNG KHOAN
2.1. Lựa chọn và tính toán profin giếng khoan
2.1.1. Chọn dạng profin giếng khoan
2.1.1.1. Mục đích, ý nghĩa, yêu cầu

a) Mục đích
Lựa chọn dạng profin, thiết lập cấu trúc giếng khoan định hướng và dựa vào
điều kiện địa chất vùng mỏ để quá trình thi công và khai thác dầu khí được thuận lợi

b) Yêu cầu
-

Profin giếng khoan định hướng cần phải đạt các yêu cầu sau:
Khoan và gia cố giếng bằng các công nghệ và các phương tiện kỹ thuật hiện có.
Chi phí thi công cho một giếng khoan là thấp nhất.
Khả năng áp dụng các phương pháp khai thác đồng thời một vài tầng trong mỏ
dầu nhiều vỉa
Khoan và gia cố giếng một cách an toàn
Thiết bị khai thác trong lòng giếng làm việc an toàn
Các dụng cụ và thiết bị di chuyển tự do trong lòng giếng
Chiều dài giếng khoan là nhỏ nhất có thể

c) Ý nghĩa

Giúp quá trình khoan được dễ dàng thuận lợi, giảm tối đa thời gian cũng như chi
phí cho một giếng khoan.
2.1.1.2. Các dạng profin giếng khoan định
Trong khoan dầu khí hiện nay chủ yếu sử dụng năm dạng profin sau:

Hình 2.1. Các dạng profin thông dụng trong công nghiệp dầu khí
a. Dạng quĩ đạo tiếp tuyến (hình 1.1a)
Dạng quĩ đạo tiếp tuyến đảm bảo khoảng lệch ngang cực đại của thân giếng so
với phương thẳng đứng trong trường hợp góc nghiêng của thân giếng khoan nhỏ
nhất. Dạng quĩ đạo này được sử dụng cho các giếng khoan xiên định hướng với
khoảng lệch đáy giếng lớn so với phương thẳng đứng, lỗ khoan có độ sâu trung
bình
b. Dạng quĩ đạo (hình 1.1b)
Sử dụng có hiệu quả ở các mỏ dầu khi bộ khoan cụ đáy làm việc trong trạng thái

13


ổn định ở các khoảng ổn định góc nghiêng của quĩ đạo giếng. Mặt khác, dạng quĩ
đạo cũng được sử dụng khoan đoạn thân giếng nằm trong vỉa sản phẩm với góc
nghiêng cực đại tới 900; cã thể sử dụng cho các giếng khoan ngang và các giếng mà
chiều dày hiệu dụng của vỉa sản phẩm mỏng hoặc các giếng cần tăng chiều dày hiệu
dụng
c. Dạng quỹ đạo hình chữ S (hình 1.1c, d, e): Được sử dụng trong trường hợp khi
mở vỉa sản phẩm thân giếng phải thẳng đứng và cũng như khi thiết kế giếng khoan
sâu (chiều sâu thẳng đứng gần bằng 5000m).
2.1.1.3. Chọn dạng profile cho giếng 504 RC5
Căn cứ vào điều kiện địa chất, yêu cầu về hệ số thu hồi sản phẩm của vỉa cao
nhất và với khoảng lệch đáy 1090m so với chiều sâu của giếng ta chọn profile giếng
khoan dạng quĩ đạo tiếp tuyến để khoan cho giếng 504 RC5.

Dạng quĩ đạo tiếp tuyến có 3 đoạn: đoạn thứ nhất thẳng đứng có chiều sâu
H1, đoạn thứ hai đây là đoạn thực hiện cắt xiên có chiều sâu là H 2, đoạn thứ ba ổn
định góc nghiêng đến chiều sâu thiết kế giếng 2204m
2.1.2. Tính toán các thông số cho profile của giếng 504 RC5
2.1.2.1. Chọn chiều dài đoạn trên cùng
Việc xác định đoạn thẳng đứng trên cùng phụ thuộc vào các yếu tố sau:
-

Khoảng dịch đáy S: nếu khoảng dịch đáy S càng lớn thì đoạn thẳng đứng

-

trên cùng phải càng nhỏ, vì nếu H 1 mà lớn thì bán kính cong tại đoạn tăng
góc lệch càng nhỏ dẫn đến sự làm việc của bộ khoan cụ gặp khó khăn
Chiều dài
được chọn sao cho chỗ bắt đầu cắt xiên là tầng đất đá ổn định

-

và có độ cứng mềm hoặc trung bình để việc cắt xiên được thuận lợi
Do điều kiện khoan trên biển khoảng cách giữa các miệng giếng khoan nhỏ

-

thì độ chính xác càng tăng, tránh được sự cố giao nhau giữa các giếng
Phải căn cứ vào trang thiết bị thi công để quá trình khoan diễn ra thuận lợi

Kết hợp các yếu tố và dựa vào cột địa tầng ta chọn:

.

2.1.2.2. Cường độ cong của góc nghiêng (i)
Căn cứ vào khả năng làm lệch của bộ khoan cụ, độ ổn định của đất đá và kinh
nghiệm từ các giếng khoan trước đó, ta chọn i = 5˚/100 m

- Như vậy ta đã có các giữ liệu là :

• Chiều sâu thẳng đứng của giếng khoan: H0 = 2204(m).
• Khoảng dịch đáy : S= 1090(m) .
• Cường độ tăng góc: i2 = 50/100(m).
• Độ dài thẳng đứng phía trên: H1 = 280(m).

14


- Việc tính toán Profile ta đi xác định.

•

Bán kính cong : R2
Góc ổn định :θ
Chiều sâu các đoạn giếng:

•

Chiều dài thân giếng khoan:

•

Khoảng dịch đáy:

•
•

Tính toán Profile giếng khoan.
- Tính bán kính cong ở đoạn tăng và giảm góc nghiêng.
R2 = 57,32.
R2= 57,32.

(2.1)
=1146,4 (m).

Để công tác khoan được tiến hành bình thường, bán kính cong cho phép đảm bảo hệ

thống chòong động cơ đáy làm việc bình thường (

ít nhất là 10%):

Trong đó:
Lt : tổng chiều dài của động cơ đáy và choòng khoan, L t = 9,20 + 0,52 =
9,72m=972cm
Dc: đường kính choòng khoan, Dc = 44,45cm
dt: đường kính động cơ đáy, dt = 24,44cm
k: khe hở giữa động cơ đáy và thành giếng khoan, k = 0,5 – 0,8cm
f: độ uốn của động cơ đáy,
Trong đó:
lt: chiều dài của động cơ đáy
It: là momen quán tính của động cơ đáy, It = 0,049.

= 17482,4cm4.

qt: trọng lượng 1cm chiều dài động cơ đáy, qt = 2,663kG/cm.
E: môđun đàn hồi của thép, E = 2,1.106kG/cm2.
Thay vào công thức (2.2) ta có:
f = 8,9

15


Độ uốn của tuốc bin theo một đơn vị chiều với chiều dài tuốc bin lt = 920cm, do đó:
ft = 8188
Vậy Rcf =19224 cm=192,24m.
Như vậy R2

Rcf. Do đó thỏa mãn yêu cầu.

-

Tính góc ổn định θ
(2.3)

Trong đó:

1146,4 (m), S= 1090 m, H=

m

Thay vào (2.3) ta tính được θ = 34,86˚
Độ sâu:
H1 = 280(m)

H2 = R2.sinθ = 1146,4 sin(34,86˚)=655,25(m)
H3 =

= 2204 – (280+655,25)=1268,75 (m)
= 280 +655,25 +1268,75= 2204 (m)

Chiều dài thân:
l1 = H1 = 280 (m)
l2 = 0,01745.R2.θ = 697,5(m).
l3 =
l=

= 1268,75/cos(34,86˚)=1546,5(m)
= 280 + 697,5 +1546,5 = 2524 (m)

Khoảng dịch đáy:
S1 = 0
S2 = R2 (1- cosθ) = 1146,4 (1- cos 34,86˚)= 206 (m)
S3 =

= 1268,75 tg34,86˚= 884 (m)

S=

= 206 + 884= 1090 (m)
Bảng 2.1. Các thông số cho profin của giếng 504 RC5
TÊN ĐOẠN

ĐỘ SÂU (m)

Thẳng đứng
Tăng góc nghiêng
Ổn định góc
nghiêng

H1 = 280
H2 =655,25

CHIỀU DÀI
THÂN
(m)
l1 = 280
l2 = 697,5

H3 =1268,75

l3 = 1546,5

16

KHOẢNG DỊCH
ĐÁY (m)
=0
S2 = 206
S3 = 884


Tổng

2204

l = 2524

17

S = 1090


O

H

S

Hình 2.2. Profin giếng khoan 504 RC5
2.2. Lựa chọn và tính toán cấu trúc giếng khoan
2.2.1. Mục đích và yêu cầu của việc lựa chọn cấu trúc giếng khoan
2.1.1.1. Mục đích
+ Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thi công và khai thác
+Tạo điều kiện tốt nhất để cho sản phẩm
+ Khoảng cắm sâu vào sản phẩm cho phép khai thác lâu dài không ngập nước
+ Cách ly với các tầng chứa nước xung quanh
+ Ngăn chặn ảnh hưởng xấu của dung dịch xi măng trám đối với tầng sản phẩm
hay giảm toàn diện ảnh hưởng đến tính thấm của vỉa chứa…
2.2.1.2. Yêu cầu
+ Cấu trúc giếng khoan phải được thiết kế phù hợp với điều kiện địa chất
+ Phải đạt được độ sâu thiết kế
+ Phải mở được tầng chứa dầu khí và cho phép tiến hành tổ hợp các phương
pháp nghiên cứu trong giếng
+ Phải đáp ứng các quy phạm an toàn của ngành dầu khí

+ Phải đảm bảo điều kiện tốt nhất để dầu khí xâm nhập vào giếng
+ Phải đơn giản gọn nhẹ, dễ thi công

18


+ Đặc biệt cấu trúc giếng khoan phải phù hợp với điều kiện kỹ thuật, công
nghệ hiện có để đảm bảo độ bền tuổi thọ của giếng
2.2.2. Cơ sở lựa chọn và tính toán cấu trúc giếng khoan.
Lựa chọn một cấu trúc phù hợp cho giếng khoan là một công viêc quan trọng
nhằm nâng cao hiệu quả thi công giếng khoan và đảm bảo cho quá trình khai thác
sau này. Việc lựa chọn cấu trúc cho giếng khoan phải dựa vào các yếu tố sau:
2.2.2.1.Yếu tố địa chất:
Điều kiện địa chất của giếng khoan là một nhân tố có ý nghĩa quyết định cho
việc lựa chọn cấu trúc giếng khoan đó. Những yếu tố như : tính chất cơ lý của đất đá
khoan qua nhiệt độ, áp suất của các tầng trầm tích. Những yếu tố này có thể tạo điều
kiện thuận lợi hay cản trở công việc khoan. Do đó phải phân tích cột địa tầng bên
dưới để từ đó dự đoán những khó khăn phức tạp khi khoan, đồng thời đưa ra quyết
định lựa chọn cấu trúc giếng khoan.
Một số điển hình về điều kiện địa chất giếng khoan số 504RC5 có ảnh hưởng tới
việc chọn cấu trúc:

- Từ độ sâu 89m – 1683m : Đất đá mềm bởi rời, gradien áp suất vỉa nhỏ. Tầng
này cho tốc độ cơ học rất cao, nhưng có thể có hiện tượng bó hẹp và sập lở
thành giếng, lắng động mùn khoan lớn…khi khoan trong khoảng khoan này.
- Từ độ sâu 1683m – 2204m : Trong khoảng khoan này là đất đá trầm tích
Mioxen dưới có độ cứng từ trung bình đến cứng và chứa dầu công nghiệp
khi khoan trong khoảng này có khả năng trương nở ,bở rời, kẹt mút
2.2.2.2.Yếu tố kĩ thuật:
Việc lựa chọn cấu trúc giếng khoan còn phụ thuộc vào khả năng cung ứng của

ống chống và các trang thiết bị phục vụ cho quá trình khoan và chống ống. Đối với
giếng khoan N0504 RC5thì đó là khả năng cung ứng về trang thiết bị, vật tư để thực
hiện công tác khoan và chống ống với chiều sâu giếng khoan là 2524(m) và độ dời
đáy là 1090(m)
2.2.2.3.Yếu tố kinh tế
Một cấu trúc giếng khoan được lựa chọn phải tiết kiệm ống chống tối đa đồng
thời vẫn đảm bảo được các yêu cầu kĩ thuật đã đề ra, do đó giảm được thời gian thi
công, điều này đồng nghĩa với việc giảm giá thành giếng khoan.
2.2.3.Chọn cấu trúc cho giếng 504 RC5
Dựa vào các đặc điểm phân tích về điều kiện địa chất ở trên ta có thể lựa
chọn cấu trúc giếng như sau:

19


2.2.3.1. Ống định hướng
Ống này có tác dụng định hướng ban đầu cho giếng khoan, chống lại sự sập lở
của dất đá bờ mặt và sự ô nhiễm của dung dịch khoan vào tầng nước bề mặt, tạo
kênh dẫn cho dung dịch chảy vào máng tuần hoàn. Với các công trình khoan ngoài
khơi ống này còn đóng vai trò là cột ống chống cách nước.Ống định hướng được
đóng sẵn trước khi công việc khoan tiến hành. Chiều sâu thả cột ống này là 120(m)

2.2.3.2. Ống dẫn hướng
Ống này có tác dụng dẫn hướng cho giếng khoan, giữ ổn định cho thành giếng ở
phần trên khỏi bị sập lở, bảo vệ tầng trên mặt không bị nhiễm bẩn bởi dung dịch
khoan. Đồng thời ống này đóng vai trò là một trụ rỗng, trên đó lắp các thiết bị
miệng giếng như: Đầu ống chống, thiết bị chống phun, treo các cột ống chống tiếp
theo và một phần của thiết bị khai thác. Theo tài liệu địa chất, đất đá đệ tứ bở rời
mới hình thành có độ gắn kết kém nên thành giếng khoan dễ bị sập lở khi thay đổi
chế độ khoan, đồng thời chân ống phải được đặt trên nóc tầng đất đá ổn định. Vì

vậy đây là cột ống chống đầu tiên nhất thiết phải có.Chiều sâu thả cột ống này là
250(m) và trám xi măng hết chiều dài cột ống
2.2.3.3. Ống chống trung gian
Ống chống này có tác dụng giữ ổn định thành giếng để quá trình khoan được tiếp
tục. Có thể có hoặc không tùy thuộc vào tầng đất đá và độ sâu của giếng.
Căn cứ vào cột địa tầng ta thấy rằng từ độ sâu 250 m đến 1683 m là cát bở rời
xen kẽ những lớp sét và gradien áp suất không đổi. Do khoảng chiều sâu này là khá
lớn nên ta không thể khoan hết khoảng này rồi mới chống ống, do đó khi khoan tới
độ sâu 900m ta chống ống trung gian để ổn địnht hành giếng rồi khoan tiếp. Vậy
chiều sâu của cột ống này là 900m.
2.2.3.4. Ống chống khai thác (ống chống lửng)
Xét theo điều kiện địa chất kỹ thuật và kinh tế ta sẽ thả cột ống chống lửng đóng
vai trò như cột ống chống khai thác. Đây là cột ống chống cuối cùng được thả vào
giếng khoan, có tác dụng tạo các kênh dẫn để lấy dầu và khí lên và bảo vệ các thiết
bị khai thác như bơm sâu, ống ép khí….Ngoài ra ống chống này còn cho phép kiểm
tra áp suất, thực hiện công tác tăng cường dòng sản phẩm như : nổ thủy lực, xử lý
axit, bơm ép vỉa. Là cột ống chỉ không được thả khi biết chắc không có dòng sản
phẩm. Ở đây ta chọn chiều sâu thả cột ống chống lửng từ 700m đến hết chiều dài
thân giếng.

20


2.2.4.Tính toán cấu trúc giếng khoan
Sau khi đã lựa chọn được cấu trúc giếng khoan ta phải tính toán cho cấu trúc
giếng khoan (số lượng, đường kính, chiều sâu thả ống…), sau đó tính toán sử dụng
choòng khoan phù hợp với những cấp đường kính ống chống đã chọn. Nguyên tắc
của việc tính toán là bắt đầu từ đường kính của ống chống khai thác để tính đường
kính các choòng khoan và các ống chống phía ngoài. Việc tính toán phải đảm bảo
cho quá trình khoan cũng như quá trình thả cột ống chống được tiến hành thuận lợi.

Lựa chọn đường kính ống chống khai thác chủ yếu dựa vào lưu lượng khai thác của
giếng và kích thước của thiết bị lòng giếng.
- Công thức tính đường kính choòng khoan:
Dc = Dm + (mm)
(2.4)
Trong đó:
Dc là đường kính choòng khoan.(mm).
Dm là đường kính mupta của ống chống.(mm).
 là khoảng hở cho phép giữa đồi nối ống chống và thành giếng khoan
(=2δ)
- Công thức tính đường kính trong của ống chống:
Dt = Dc + (6 ÷ 8) (mm)
(2.5)
Trong đó :
Dt là đường kính trong của ống chống.(mm).
Dc là đường kính của choòng để khoan cấp đường kính tiếp theo.(mm)
Bảng2.2. Quy chuẩn tính ∆ theo cấp đường kính ống chống của Gost
Đường kính ống chống
(mm)
114, 127
140, 146
168, 178, 194
219, 245
273, 299
324, 340, 351
377, 407, 426

∆- không lớn hơn
(mm)
10 - 15

15 - 20
20 - 25
25 - 30
30 - 35
35 - 45
45 - 50

21