Tải bản đầy đủ
CHƯƠNG 4: SỰ CỐ VÀ PHỨC TẠP TRONG KHAI THÁC DẦU

CHƯƠNG 4: SỰ CỐ VÀ PHỨC TẠP TRONG KHAI THÁC DẦU

Tải bản đầy đủ

80

Khi các biện pháp thực hiện không mang lại hiệu quả thì cần phải ngừng khai
thác và tiến hành sửa chữa giếng .Mặt khác cát có thể dính kết với keo ,parafin
thành khối ,ta cần sử dụng các biện pháp sau :
- Dùng các máy bơm hút cát
- Dùng máy thổi khí để phá nút cát .
- Phá nút cát bằng dụng cụ thủy lực chuyên dụng không có cần khoan
- Rửa nút cát bằng tia bơm
- Phá nút cát bằng ống múc có lắp cánh phá cát.
4.2. Sự lắng đọng parafin trong ống khai thác
4.2.1. Nguyên nhân phát sinh
- Do hàm lượng parafin trong dầu tại mỏ Bạch Hổ tương đối cao , trung bình
là 1,2% do vậy thường xuyên xảy ra hiện tượng lắng đọng parafin trong ống khai
thác và đường ống vận chuyển Nguyên nhân chủ yếu của hiện tượng đó là nhiệt độ
của dầu trong ống giảm xuống dưới nhiệt độ kết tinh của parafin .
- Ngoài ra do hiện tượng tách khí ra khỏi dầu dẫn đến áp suất giảm dẫn đến
hàm lượng của parafin trong dầu tăng ,làm cho parafin lắng đọng.
- Cát cũng gây lên sự lắng đọng parafin ,các hạt cát thường là tâm kết tinh của
parafin .Tại những cấp đường kính thay đổi ,sự lắng đọng parafin ngày càng nghiêm
trọng nó sẽ làm giảm lưu lượng khai thác.
4.2.2. Biện pháp phòng ngừa
Để ngăn chặn hiện tượng lắng đọng parafin chúng ta cần phải giữ nhiệt độ
cho dầu trong quá trình vận chuyển cũng như nâng lên trong ống nâng ,bằng cách
gia công nhiệt cung cấp nhiệt cho đường ống để cho nhiệt độ của dầu lớn hơn nhiệt
kết tinh của parafin .Vì vậy để giảm sự lắng đọng của parafin ta cần thực hiện các
biện pháp sau :
- Tăng áp lực trong đường ống (từ 10 ÷ 15at) làm cho khí khó tách ra khỏi dầu
để tạo điều kiện cho parafin hòa tan trong dầu
- Giảm độ nhám trên đường ống và hạn chế sự thay đổi đột ngột đường kính
của ống nâng cũng các đường ống vận chuyển .
- Tăng nhiệt độ dòng khí ép xuống giếng .Nó sẽ làm cho nhiệt độ dòng dầu đi
lên ổn định hơn.
- Dùng hóa phẩm chống đông đặc parafin ,với mỗi hóa phẩm khác nhau cần
dùng nồng độ khác nhau ,thông thường dùng từ 0,2 ÷ 0,3% .Các chất hóa phẩm

81

thường dùng đó là các loại xăng dầu nhẹ làm dung môi hòa tan parafin hoặc các
chất chống đông đặc như các chất hoạt tính bề mặt (hàm lượng từ 1 ÷ 5%)
- Bơm dầu cùng nước làm giảm tổn thất thủy lực ,bơm dầu nhờ các nút đẩy
phân cách (bơm xen kẽ các đoạn dầu có độ nhớt nhỏ).
4.2.3. Biện pháp khắc phục
Để phá vỡ các nút parafin người ta sử dụng các phương pháp sau :
- Phương pháp nhiệt học : Người ta bơm dầu nóng hoặc hơi nước nóng vào
trong ống để kéo parafin đi .
- Phương pháp cơ học : Dùng thiết bị cắt ,nạo parafin trên thành ống khai
thác .Hệ thống thiết bị này được lắp đặt vào dưới dụng cụ cáp tời thả vào giếng để
cắt gọt parafin.Dụng cụ cắt gọt phải có đường kính tương ứng với đường kính trong
của ống khai thác ,sau đó kéo bộ thiết bị từ từ ra khỏi giếng để tránh trường hợp rơi
các lưỡi cắt .
- Phương pháp hóa học : Là phương pháp ép chất lưu H-C nhẹ hoặc chất hoạt
tính bề mặt vào trong giếng khai thác qua khoảng không vành xuyến H-C nhẹ sẽ
hòa tan parafin vì thế làm giảm kết tinh của parafin .Chất hoạt tính bề mặt được đưa
vào trong dòng chảy của dầu ở trong giếng để hấp thụ các thành phần nhỏ parafin
và làm nhỏ hoặc ngừng kết tinh parafin .Các chất hóa học thường được dùng như
tác nhân phân tán ,tác nhân thấm ướt rất phổ biến trong công nghiệp khai thác dầu
khí ở các nước .Tác nhân thấm ướt có khả năng phủ lên bề mặt ống một lớp màng
mỏng ngăn ngừa sự tích tụ parafin và giữ các phần tử parafin phân tán không dính
lại với nhau khi di chuyển từ đáy giếng tới hệ thống sử lý dầu thô.Ngoài ra có thể
đưa vào ống chất polime như Nicromat natri – Na 2Cr2O7.H2O (10%) đưa vào buồng
trộn với nhiệt độ 80 ÷ 90oC , nó có tác dụng phá dần các nút parafin.
4.3. Sự tạo thành những nút rỉ sắt trong đường ống khai thác
4.3.1. Nguyên nhân phát sinh
Sự tạo thành nút rỉ sắt trong khoảng không vành xuyến là do kim loại ở thành
ống bị ăn mòn hóa học, bị ôxi hóa, theo phương trình phản ứng:
4Fe + 6H2O + 3O2 = 4Fe(OH)3
(4.1)
Sự ăn mòn mạnh nhất khi dòng khí ép có độ ẩm từ 70 ÷ 80% .Các kết quả
nghiên cứu cũng khẳng định rằng : áp suất trong ống dẫn khí cũng ảnh hưởng tới sự
ăn mòn, áp suất tăng lên thì sự hình thành nút rỉ sắt cũng tăng lên. Nút rỉ sắt chủ yếu
là ôxit sắt (chiếm 50%) còn lại là bụi đá vôi và cát. Hiện tượng này được biểu hiện
khi áp suất của đường khí đi vào tăng mà lưu lượng khai thác giảm.

82

4.3.2. Biện pháp khắc phục
- Xử lý mặt trong của ống bằng các chất lỏng đặc biệt nhằm tăng khả năng
chống ăn mòn của ống chống
- Đảm bảo khoảng không gian giữa hai ống ép khí và ống nâng đủ lớn khoảng
≥ 20mm
- Lắp đặt các bình ngưng trên đường dẫn khí , dầu hoặc không khí. Thông
thường lắp ở vị trí cao hoặc ống dốc cao đi lên.
- Lắp đặt các bộ phận làm sạch khí khỏi bụi ẩm như : bình tách , bình sấy khô.
- Thay đổi thường xuyên chế độ khai thác từ vành xuyến sang trung tâm và
ngược lại. Mục đích là để xúc và rửa sạch các rỉ sắt bám trên đường ống.
- Rửa sạch định kì thành trong của ống bằng nhũ tương không chứa nước.
- Làm sạch khí trước khi đưa vào sử dụng bằng các phương pháp hóa lí.
- Để phá hủy nút kim loại đóng chặt người ta thường bơm dầu nóng vào
khoảng không vành xuyến, nếu biện pháp này không đạt kết quả thì phải kéo ống
lên để tiến hành cạo ri.
4.4. Sự tạo thành muối trong ống nâng
4.4.1. Nguyên nhân phát sinh
Sự lắng tụ muối trong quá trình khai thác là do nước vỉa có hàm lượng muối
cao và hàm lượng nước trong sản phẩm thấp. Muối sẽ bị tách ra khỏi chất lỏng lắng
đọng bám vào thành ống và các thiết bị lòng giếng. Sự lắng đọng muối này cũng có
thể gây ra tắc ống nâng.
4.4.2. Biện pháp phòng ngừa
Để hạn chế hiện tượng muối lắng đọng người ta dùng các hóa chất có pha
thêm một số phụ gia. Nó có tác dụng tạo ra trên các tinh thể muối những màng keo
bảo vệ cản trở muối kết tinh lại với nhau cũng như không cho muối bám vào thép.
Ngoài ra người ta còn dùng nước ngọt theo hai phương pháp, tức là bơm liên tục
hoặc định kì nước ngọt xuống dưới đáy giếng đồng thời cùng với quá trình khai
thác. Mục đích giữ cho muối trong suốt quá trình đi lên thiết bị xử lí vẫn ở trạng
thái chưa bão hòa, thì quá trình lắng đọng không xảy ra.
4.4.3. Biện pháp khắc phục
Tích tụ muối ở trong ống nâng chủ yếu ở độ sâu 150 ÷ 300m tính từ miệng
giếng. Nếu muối bám vào trong ống nâng và chiếm một phần nhỏ của đường kính

83

thì ta có thể dùng nước ngọt để loại bỏ tích tụ muối cacbonat. Đối với các muối như
CaCO3, MgCO3, CaSO4 và MgSO4 thì dùng dung dịch NaPO3 và Na5P3O10 được ép
vào khoảng không vành xuyến. Tinh thể cacbonat và sunphat nhanh chóng hấp thụ
NaPO3 và Na5P3O10 để hình thành lớp vỏ keo trong tinh thể giữ chúng không dính
lại với nhau và với ống nâng. Sự lắng đọng muối ở ống nâng và vùng cận đáy giếng
có thể nhanh chóng loại bỏ bằng cách dùng từ 1,2 ÷ 1,5% dung dich axit HCl:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2
(4.2)
Để loại bỏ tích tụ muối sunphat trong thực tế người ta bơm ép dung dịch
NaOH
CaSO4 + 2NaOH = Ca(OH)2 + Na2SO4 + H2O
(4.3)
4.5. Sự tạo thành nhủ tương trong giếng
4.5.1. Nguyên nhân phát sinh
Trong quá trình khai thác nước vỉa cùng chuyển động với dầu và khí có thế tạo
thành nhũ tương khá bền vững, do vậy làm tăng giá thành sản phẩm do phải chi phí
tách nước ra khỏi dầu.
4.5.2. Biện pháp khắc phục
Một trong những biện pháp có hiệu quả để ngăn ngừa sự tạo thành nhũ tương
là việc sử dụng dầu làm nhân tố làm việc, sử dụng chất phụ gia bơm vào cùng với
khí nén. Để thu nhận dầu sạch có hiệu quả cao hơn người ta khử nhũ tương ngay
trong giếng, chất dùng để khử và ngăn chặn sự hình thành nhũ tương là hoặc HrK.
Nếu chúng ta trộn với khí ép tỉ lệ 1 ÷ 2% thì hỗn hợp này khử nhũ tương tốt.
4.6. Hiện tượng trượt khí
Hiện tượng thường xảy ra khi khí nén vào ngoài cần và sau đó thoát ra bên
trong cần liên tục, dòng sản phẩm toàn khí, không có chất lỏng và áp suất
ngoài cần giảm mạnh
Nguyên nhân là do các van gaslift bên trên không tự động lại được
Biện pháp khắc phục là thay van gaslift mới. Tuy nhiên để biết chính xác được
van cần thay thì phải tiến hành công tác khảo sát giếng
Giếng làm việc không đều
Trong quá trình nến khí, giếng có làm việc nhưng áp suất miệng giếng dao
động mạnh, dòng sản phẩm lên không đều, tý số khí dầu lớn
Nguyên nhân chủ yếu là do lưu lượng khí nến quá lớn đã ép chất lỏng chảy
ngược vào vỉa và ngăn cản dòng sản phẩm từ vỉa vào giếng
Biện pháp khắc phục đơn giản là giảm bớt lượng khí nén ngoài cần

84

4.7. Giếng không khởi động được
Hiện tượng này xảy ra khi khí nén vào ngoài cần đạt đến giá trị cực đại của
nguoionf khí mà giếng vẫn không làm việc.
Khí nén liên tục nâng áp suất ngoài cần lên giá trị P max mà giếng cẫn không làm
việc, nguyên nhân có thể do van khởi động bên trên không mở
Biện pháp khắc phục là tiến hành công tác khảo sát giếng để biết chính xác van gas
lift cần thay.
4.8. Các sự cố thiết bị
Thiết bị dùng trong khai thác dầu khí đòi hỏi yêu cầu an toàn và độ tin cậy cao
xong không tránh khỏi sự hỏng hóc bất thường xảy ra.
4.8.1. Sự rò rỉ của các thiết bị chịu áp lực
Các thiết bị chịu áp lực như : đường ống, van chặn, mặt bích...sau thời gian
làm việc nó bị ăn mòn hoặc do ảnh hưởng của độ rung các mặt bích nới lỏng, các
gioăng đệm làm kín bị mòn, tất cả các hiện tượng trên gây ra hiện tượng rò rỉ dầu
khí.
Khi phát hiện có dầu khí rò rỉ người ta phải khắc phục kịp thời trường hợp do
yêu cầu sửa chữa có thể phải dừng khai thác giếng.
4.8.2. Các thiết bị hư hỏng
- Van điều chỉnh mực chất lỏng không làm việc: khi phát hiện này ta kịp thời
xử lý bằng cách điều chỉnh bằng van tay, đóng đường điều chỉnh tự động, khắc phục
sửa chữa thiết bị. Sau đó đưa hệ thống làm việc trở lại.
- Hệ thống báo mức chất lỏng không chính xác : trong trường hợp này đối với
các bình quan trọng người ta thương làm hai thiết bị để theo dõi mức chất lỏng, nhờ
đó người ta có thể sửa chữa một trong hai thiết bị đó.
- Máy bơm vận chuyển dầu bị sự cố : trong trường hợp này người ta lắp đặt
các máy bơm dự phòng. Sau đó sửa chữa hư hỏng của máy bơm.
- Các thiết bị báo tín hiệu không tốt : khi phát hiện sự sai lệch của các thông
tin phải tiến hành kiểm tra hiệu chỉnh hoặc thay thiết bị mới luôn đảm bảo độ tin
cậy cao.
- Thiết bị bảo vệ và điều khiển không tốt: cần phải có kế hoạch kiểm tra định
kì. Trường hợp sự cố cần phải sửa chữa kịp thời.
Nói chung sự hoàn hảo của thiết bị là yêu cầu gắt gao trong quá trình khai thác
dầu khí. Những người làm việc trực tiếp luôn luôn theo dõi sự làm việc của thiết bị,

85

phát hiện kịp thời và có biện pháp sửa chữa, khắc phục… sao cho đảm bảo dòng dầu
liên tục được khai thác lên và vận chuyển tới tầu chứa.
4.9. Sự cố về công nghệ
4.9.1. Áp suất cung cấp không ổn định
Khi đó giếng làm việc không ổn định liên tục. Hệ thống tự động sẽ tự ngắt
giếng và người theo dõi công nghệ phải biết để thao tác tiếp theo.
- Nguyên nhân:
+ Do máy nén khí bị hỏng đột xuất
+ Do lượng khí tiêu thụ quá lớn
+ Do lượng khí cung cấp cho máy nén khí không đủ phải giảm bớt tổ máy nén
khí.
- Biện pháp khắc phục :
+ Cân đối lại lượng khí vào và khí ra
+Có kế hoạch tiêu thụ cụ thể tránh hiện tượng cùng khởi động nhiều giếng
trong cùng một thời điểm .
+ Các máy nén dự phòng luôn sẵn sang hoạt động nếu cần .
+ Hạn chế tối đa việc dừng giếng do áp suất nguồn khí .
4.9.2. Sự cố cháy
Sự cố cháy là cực kỳ nguy hiểm ảnh hưởng lớn đến an toàn của toàn bộ khu
mỏ .Vì vậy người ta lắp đặt các thiết bị tự động hoặc bằng tay ,khi có sự cố cháy
các thiết bị cảm nhận báo về hệ thống xử lý sẽ lệnh cho các van điều khiển ngắt
nguồn khí của toàn hệ thống (SDV) lượng khí còn lại trong bình chứa ,đường ống
được xả ra vòi đốt.
Các giếng đang khai thác dừng làm việc đồng thời đóng van tự động trên
miệng giếng .Trong trường hợp các van tự động làm việc không tốt ta có thể đóng
van bằng tay.
Trong thực tế việc xảy ra cháy trên giàn cố định trong quá trình khai thác là
do bất cẩn của con người. Khi phát hiện cháy người ta dập đám cháy bằng các thiết
bị cứu hỏa được trang bị trên giàn hoặc các tàu cứu hộ…

86

CHƯƠNG 5: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG
5.1. Vai trò của công tác an toàn trong khai thác dầu khí
Khai thác dầu khí là một công việc nặng nhọc và độc hại. Công nhân viên phải
làm việc trong điều kiện có nguy cơ xảy ra tai nạn cao. Hàng ngày họ phải đối mặt
với những nguy hiểm như các hoá chất độc hại dùng trong
công tác xử lý vùng cận đáy giếng, chất nổ, chất khí độc có thể rò rỉ từ các bộ phận
thu gom vận chuyển. Dầu khí lại là chất có khả năng dễ dàng gây cháy nổ, dù chỉ
một hành động không tuân theo các quy tắc an toàn cũng có thể gây ra cháy nổ giàn
rất nguy hiểm. Cùng với những nguy hiểm gây ra do các chất hoá học trong quá
trình khai thác thì các thiết bị máy móc cũng là nguồn có khả năng gây tai nạn cao.
Do phải thường xuyên đối mặt với những nguy hiểm như vậy, để đảm bảo không
xảy ra các tai nạn đáng tiếc gây thiệt hại về tài sản cũng như ảnh hưởng đến sức
khỏe, tính mạng con người, vì thế công tác an toàn không những mang lại lợi ích to
lớn về mặt kinh tế mà còn đảm bão được cuộc sống yên lành đối với các công nhân
viên làm việc trên giàn khoan. Nó không những giúp chúng ta bảo vệ được các
thành quả lao động đã đạt được, mà còn mang lại cho chúng ta những sức lực và ý
chí để có thể lao động ngày càng tốt hơn.
5.2. Các yêu cầu đối với công tác an toàn lao động trên giàn khoan
5.2.1. Yêu cầu đối với người lao động
Người lao động có thể làm việc được trong điều kiện này đòi hỏi phải có sức
khỏe tốt, ít bệnh tật. Yêu cầu quan trọng lớn nhất đối với người lao động là phải
nắm vững các quy tắc lao động. Muốn vậy người lao động cần phải tổ chức học các
quy tắc an toàn tại trung tâm an toàn của xí nghiệp liên doanh. Cần phải ghi nhớ và
có tiến hành thi lấy chứng chỉ trước khi trước khi ra làm việc ở giàn khoan. Công
tác này phải được thực hiện một cách nghiêm ngặt, có như vậy mới mang lại hiệu
quả cao.
Người lao động cũng cần phải có trình độ chuyên môn vững vàng để khi làm
việc tránh khỏi những sai sót dẫn đến tai nạn. Họ cần nắm vững được nhiệm vụ của
mình trong công việc thực hiện quy trình an toàn. Đó là trách nhiệm đối với chính
mình cũng như đối với toàn thể công nhân viên trên giàn và thiết bị khai thác. Cùng với
việc thường xuyên giáo dục nâng cao ý thức tự giác thực hiện các quy tắc an toàn, nâng
cao trình độ hiểu biết về an toàn lao động và tổ chức các đợt thực hành về công tác
chống cháy nổ.

87

Tổ chức kiểm tra luôn các thiết bị lao động an toàn như xuồng cứu sinh,
phao cứu sinh, các đường cứu hỏa, các thiết bị cháy nổ, lập kế hoạch phòng chống
các sự cố và phương pháp giải quyết khi có cháy nổ.
5.2.2. Yêu cầu đối với các thiết bị máy móc
Đối với các thiết bị máy móc có nguy cơ cháy nổ cao cần phải kiểm tra kỹ
càng về độ an toàn của thiết bị trước khi sử dụng. Thiết bị phải được đặt ở vị trí mà
khi cháy không ảnh hưởng đến các bộ phận khác. Trên thiết bị các bộ phận an toàn
như van an toàn (đối với các thiết bị chịu áp lực) đồng hồ báo cháy tự động (thiết bị
dể cháy)…. Như vậy thiết bị đóng góp đáng kể vào công tác an toàn lao động. Theo
thống kê những tại nạn do nguyên nhân chủ quan của người lao động là không tuân
thủ các quy tắc an toàn và các tai nạn xảy ra do không kiểm tra kỷ các thiết bị đảm
bảo an toàn. Vậy vấn đề cần đặt ra là phải kiểm tra tính an toàn của các thiết bị
(thiết bị dễ cháy, nổ, đường dây điện, dụng cụ treo vật nặng….). Kiểm tra chất
lượng, số lượng của các loại dụng cụ đảm bảo an toàn cho phao cứu sinh, thiết bị
cứu hỏa. Thiết bị phải thường xuyên được bảo dưỡng ở những chổ hỏng, cần đặt
thiết bị nguy hiểm xa khu vực sinh sống và bố trí tàu cứu hộ thường xuyên túc trực
ở nơi làm việc.
An toàn đối với giếng khai thác: Để tránh hiện tượng phun tự do người ta có
quy định về áp suất ống chống cho phép. Thông thường áp suất giữa các lớp ống
chống = 0. Trường hợp áp suất ống chống lớn hơn 0 phải xác định nguyên nhân.
Nếu vượt qua chỉ số cho phép thì phải có biện pháp khắc phục kịp thời.
Để an toàn trong công tác khai thác người ta lắp đặt hệ thống K.O bao gồm:
Paker van an toàn sâu, van an toàn miệng giếng được điều khiển qua hệ thống
TKS,v.v.
5.2.3. An toàn cháy nổ
Cháy là sự cố rất nguy hiểm gây hậu quả nghiêm trọng, vậy trước nhất ta
phải đề phòng không để xảy ra cháy.
Nguyên nhân cháy gồm 3 yếu tố: chất cháy, ôxy, nguồn cháy. Thiếu một
trong ba yếu tố thì đám cháy không thể xuất hiện và duy trì được. Như ta đã biết
dầu khí có thành phần là CmHm rất dễ bắt cháy và phát triển đám cháy. Do đó,
trước tiên phải ngăn ngừa sự rò rỉ của cacbuahydro ra môi trường bên ngoài. Mặt
khác, hạn chế tối đa việc sử dụng nguồn cháy. Chỉ được phép sử dụng ở nơi an toàn.