Tải bản đầy đủ
II.6 Đóng giếng cứu chữa sự cố

II.6 Đóng giếng cứu chữa sự cố

Tải bản đầy đủ

Hình 2.12 Đóng mềm
Phương pháp đóng cứng được sử dụng rộng rãi vì nó cho phép đóng giếng
nhanh chóng nhất có thể và thể tích chất lưu xâm nhập được giảm thiểu. Trong khi
đóng mềm trì hoãn việc đóng giếng, kéo dài sự xâm nhập của chất lưu vỉa gây khó
khăn và mất thời gian trong quá trình dập giếng và có thể gây ra lỗi nghiêm trọng
khi vận hành. Bởi vì thể tích khối kick xâm nhập vào thành hệ càng ít chừng nào thì
càng ít sự cố xảy ra hơn trong khi dập giếng.
II.6.1 Quy trình đóng giếng
Khi phát hiện được bất kì dấu hiệu nào của hiện tượng kick và dòng chảy của
giếng, thì ngay lập tức phải đóng giếng. Tuy nhiên, nếu bề mặt cột ống chống đơn
được lắp đặt bộ thiết bị dẫn hướng dòng chảy thì hơn là cố gắng đóng giếng – việc
đóng giếng có thể nguy hiểm cho giàn. Quy trình hướng dòng được đề cập sau trong
phần này.
Tại vị trí thuận lợi đặt cột ống chống không thể nhấn mạnh rằng việc sớm phát
hiện và đóng giếng của hiện tượng kick là giảm tối thiểu nguy cơ và đơn giản hóa
quá trình dập giếng.
Nếu có sự nghi ngờ có hay không dòng chảy của giếng, thì cách xử lí an toàn
nhất là đóng giếng và kiểm tra áp suất. Dòng chảy nhỏ có thể nhanh chóng trở thành
dòng chảy lớn và phun trào. Thỉnh thoảng, lo ngại về kẹt cần gây ra gián đoạn trong
việc đóng giếng. Nói chung, vấn đề kẹt cần được giảm thiểu bởi việc sớm đóng
giếng,sử dụng dòng chảy nhỏ để di chuyển và giảm thiểu áp suất lỗ rỗng giếng.

Có thể phá vỡ thành hệ - đặc biệt tại chân ống chống cũng có thể là nguyên
nhân gián đoạn đóng giếng. Tại đây nếu giếng được phép chảy, cuối cùng nó sẽ cần
thiết để đóng giếng, với áp suất cao và nhiều khả năng là nguyên nhân của tổn thất.
Có một số quy trình đóng giếng khác nhau cho các kiểu giàn khác nhau và cho
các hệ thống khác nhau :
-

Đóng giếng trong khi khoan, giàn cố định.
Đóng giếng trong khi nâng thả, giàn cố định.
Đóng giếng trong khi khoan, giàn nổi.
Đóng giếng trong khi nâng thả, giàn nổi.
Đóng giếng bên ngoài.
Tàu khoan

Chú ý rằng quá trình đóng giếng trên giàn nổi là khác biệt với giàn sửa chữa.
Nói chung, sự khác biệt đó là :
-

Giàn nổi có khuynh hướng di chuyển.
Bộ thiết bị đối áp BOP ở vị trí xa – thường thì dưới đáy biển.
Cột cần có thể bị treo trong quá trình dập giếng, với các dụng cụ nối ở trong
bên trên đối áp ôm cần, cột cần treo trên các ngàm đó.
Một khoảng cách không gian, để ngăn ngừa dụng cụ nối đối diện với đối áp
ngàm phải được tính toán và có kết quả ngay lập tức cho thợ khoan. Trong
trường hợp cần thiết phải bổ sung cho vùng có thủy triều.

Quá trình thay thế cho chúng trước đây được đề cập là hệ thống dẫn hướng.
Qúa trình được đề xuất tổng quát, không cần thiết áp dụng với bất kì giàn cụ thể
nào.

Hình 2.13 Mô hình đóng giếng trên giản sửa chữa
Nó có thể được sử dụng như mẫu tham khảo để đóng giếng theo quy trình.
II.6.2 Quy trình đóng giếng mềm khi khoan – giàn sửa chữa
Quy trình như sau :
-

Khi dấu hiệu có thể quan sát được, ngừng xoay, nâng lên từ đáy giếng ra
ngoài.
Dừng bơm, kiểm tra dòng chảy.
Mở van tiết lưu trên cụm thiết bị BOP (thường được gọi là van HRC hoặc
loại van “F”.)
Đóng đối áp vạn năng.
Đóng đường tiết lưu , nếu ống này không thể làm ngừng, cần thiết đóng van
(từ phần dưới của van chặn) theo thứ tự để đọc áp suất giếng.

-

Báo động cho người giám sát. Đọc và ghi chép áp suất và thời gian. Kiểm tra
độ khuếch đại thể tích của giếng.
Nếu cần thiết, kiểm soát áp suất lỗ rỗng trong suốt giai đoạn đóng giếng, ví
dụ do di chuyển khí.

II.6.3 Quy trình đóng giếng mềm khi nâng thả – giàn sửa chữa
Quy trình như sau :
-

Khi có dấu hiệu có thể quan sát được, bộ dụng cụ nối phía trên trượt.
Đặt van an toàn mở toàn bộ trên cột cần khoan. Đóng van sau khi nó được
lắp đặt.
Kéo cột cần lên, kiểm tra dòng chảy. kiểm tra thể tích ống kéo khỏi giếng.
Mở van tiết lưu trên cụm thiết bị BOP (HCR valve).
Đóng đầu bịt an toàn dạng vòng - thiết bị lắp ở đầu giếng để chống dầu khí
phun ra ngoài.
Đóng đường tiết lưu , nếu ống này không thể bịt kín, cần thiết đóng van
phần dưới của đường tiết lưu theo thứ tự để đọc áp suất giếng.
Báo hiệu cho người giám sát.
Lắp IBOP (van xám) và mở tất cả van an toàn.
Người đại diện điều hành sẽ quyết định có dập giếng, hay lắp đặt lại đáy
giếng.

II.6.4 Quy trình đóng giếng cứng trong khi khoan - giàn sửa chữa
-

Khi có bất kì dấu hiệu nào quan sát được trong khi khoan, giếng có thể phun
trào, ngừng xoay cột cần khoan, tăng thể tích bơm cần khoan ra ngoài.
Ngưng bơm và kiểm tra dòng chảy nếu có thể.
Đóng đối áp vạn năng hoặc đối áp ôm cần.
Mở van tiết lưu HCR.
Báo hiệu cho người giám sát và vẽ biểu đồ áp suất cột cần khoan đóng
giếng. Kiểm tra lại thể tích giếng.
Tham khảo API RP 53 về thuận lợi và khó khan trong việc đóng giếng cứng.

Chú ý : Đường tiết lưu ở vị trí đóng trong khi khoan.
Sau đó giếng được đóng lại.
Trong bất kì quá trình đóng giếng nào, nó được xếp cẩn thận để không gian
vành xuyến vào bể chứa ở trên khoảng không vành xuyến hoặc ngàm. Đây là hỗ trợ
kiểm tra kép để biết nếu chúng rò rỉ. Kiểm tra kép là giếng được sắp xếp thông qua
đường tiết lưu trước để tuần hoàn xâm nhập ra ngoài.

II.6.5 Quy trình dẫn hướng trong khi khoan-giàn sửa chữa
-

Vị trí cột ống chống nông hoặc ống định hướng, gradient nứt vỡ sẽ thấp. Nó
có thể không có khả năng đóng thiết bị BOP trong tầng xâm nhập khí nông
ngoài việc phá hủy thành hệ tại chân đế ống chống. Nếu xâm nhập khí nông
xảy ra trong khi khoan ở phía trên của giếng sau đó xâm nhập có thể được
dẫn hướng.

Khi khoan nhanh qua tầng cát nông có thể kết quả là lượng mùn khoan chiếm
thể tích lớn đi vào khoảng không vành xuyến và là nguyên nhân giếng phun trào,
mặc dù khi khoan nhanh có thể tải lên khoảng không vành xuyến, tăng khối lượng
riêng mùn khoan làm mất tuần hoàn và mức độ chu kỳ khoảng không vành xuyến
giảm xuống đủ để giếng có thể phun trào.
Khi khoan phấn trên của giếng thiết bị dẫn hướng nên được lắp đặt và nó là thao
tác tốt để di chuyển lắp đặt thiết bị dẫn hướng tới khi cột ống chống 13 3/8” đã thả.
Hệ thống dẫn hướng tự động nên :
 Mở đường chảy thay thế tới bể chứa.
 Đóng van rung và và van bể chứa.
 Đóng thiết bị dẫn hướng không gian vành xuyến quanh cột cần

-

-

khoan.
 Nếu có 2 đường bể chứa khi đó van xả nên được đóng lại bằng tay.
Nếu có bất kì dấu hiệu của phun trào quan sát được trong khi khoan phần
trên của giếng, đóng thiết bị dẫn hướng ngay lập tức vì khí có thể tới bề mặt
trong thời gian rất ngắn và nó là không thích hợp để kiểm tra dòng chảy.
Đề xuất quy trình dẫn hướng khi sự cố xâm nhập khí nông :
 Duy trì vận tốc bơm nhỏ nhất và bắt đầu ngừng bơm dung dịch nếu
có thể.
 Không gian bên ngoài vì vậy giảm van an toàn trên sàn khoan.
 Ngưng tất cả các thiết bị không cần thiết, nếu có dấu hiệu của khí trên
giàn khoan hoặc vùng miệng giếng khi đó vận hành hệ thống.
 Trên giàn tự nâng và giàn khoan biển giám sát vận hành biển cho dấu
hiệu của gián đoạn khí xung quanh ống định hướng.
 Nếu lượng dung dịch bơm đi ra ngoài khi đó tiếp tục bơm với nước
biển.
 Trong khi khoan phần trên giàn nổi nên chuyển động. Điều này sẽ
ngăn ngừa khí đi vào cột cần khoan nếu xâm nhập xảy ra khi đang
nối. Nó cũng sẽ dừng dòng thu hồi qua cột cần khoan khi nối.

Hình 2.14 Mô hình đóng giếng trên giàn nổi
Đây có thể được sử dụng như mẫu tham khảo sắp xếp theo quy trình.
II.6.6 Quy trình đóng giếng cứng trong khi khoan - Tàu nổi
-

-

Khi có bất kì dấu hiệu nào quan sát được trong quá trình khoan mà giếng có
thể phun trào, ngừng xoay cột cần khoan với chạy máy bơm và khoảng
không bên ngoài cho việc hạ các ngàm.
Ngừng bơm và kiểm tra dòng chảy nếu có thể.
Với cơ cấu bù tại hành trình đóng đối áp vạn năng hoặc đối áp ôm cần.
Mở van an toàn tự động trên đường tiết lưu.
Báo hiệu cho người giám sát và bắt đầu vẽ đồ thị áp suất cột cần khoan.
Kiểm tra lại thể tích giếng.
Nếu ngàm đã được đóng khi đó giảm áp suất phân nhánh, hạ cột cần xuống
và hạ dụng cụ nối lên ngàm. Tăng áp suất ống phân nhánh tới 1500 psi đóng

-

nêm khóa, điều chỉnh cơ cấu bù để thêm vào 2000 lbs trọng lượng cột cần
khoan.
Tham khảo API 53 về thuận lợi và khó khăn của đóng giếng cứng.

Chú ý: Ống thót ở vị trí đóng trong khi khoan.
II.6.7 Quy trình đóng giếng mềm trong khi khoan - tàu nổi
Quy trình như sau :
-

Khi có dấu hiệu quan sát được, dừng quay và nâng cột cần ra ngoài đến
chiều cao định trước.
Ngừng bơm. Kiểm tra dòng chảy nếu có thể.
Mở van an toàn tự động trên cụm thiết bị BOP (van trên đường tiết lưu).
Đóng đối áp vạn năng.
Đóng đường tiết lưu. Nếu đường tiết lưu không thể bịt kín, cần thiết để đóng
van (phần cuối đường tiết lưu) theo thứ tự để đọc áp suất giếng.
Báo hiệu cho người giám sát. Kiểm tra lại giếng. Đọc và ghi áp suất và thời
gian.
Nếu cột ống bị treo, một số công ty yêu cầu thay thế cần chủ đạo cho đầu
tuần hoàn đầu tiên. Trong trường hợp này :
 Lắp đặt bộ chấu. Đóng van cần chủ đạo. Di chuyển cần chủ đạo, trên
van cần chủ đạo.
 Điều chỉnh và trang bị đầu tuần hoàn. Mở van cần chủ đạo. Di chuyển

-

-

chấu.
Đóng đối áp ôm cần phía trên.
Giảm áp suất trong đầu bịt an toàn và hạ thấp cột cần khoan tới khi chúng
treo phía trên đối áp ôm cần. Chú ý nó có thể cần thiết để xả dung dịch trong
khi cột cần xuống thấp, để ngăn ngừa tăng áp suất yêu cầu thể tích thêm của
cột cần phải được giảm xuống trong giếng. Xả dung dịch để giữ cố định áp
suất khoảng không vành xuyến trong suốt thời gian này.
Mở đối áp vạn năng.

II.6.8 Quy trình đóng giếng mềm trong khi nâng nâng thả - tàu nổi
Quy trình như sau:
-

Khi có bất kì dấu hiệu quan sát được, đặt bộ chấu lên trên dụng cụ nối.
Mở toàn bộ van an toàn trên cột cần khoan. Đóng van khi lắp đặt.
Di chuyển bộ chấu và nâng cột cần đến chiều cao định trước bên ngoài và
kiểm tra dòng chảy và thể tích nâng thả.
Mở van tiết lưu trên cụm thiết bị BOP (van an toàn tự động).
Mở đối áp vạn năng.

-

-

Mở đường tiết lưu. Nếu nó không thể bịt kín, cần thiết đóng van ở phần dưới
đường tiết lưu theo thứ tự để đọc áp suất giếng.
Báo hiệu cho người giám sát.
Lắp bộ IBOP (van xám) mở van an toàn.
Đọc và ghi áp suất và thời gian. Kiểm tra lại giếng.
Đóng đốí áp ôm cần trên.
Giảm áp suất trong đầu bịt an toàn và hạ thấp cột cần khoan tới khi chúng
treo phía trên đối áp ôm cần. Chú ý nó có thể cần thiết để xả dung dịch trong
khi cột cần xuống thấp, để ngăn ngừa tăng áp suất yêu cầu thể tích thêm của
cột cần phải được giảm xuống trong giếng. Xả dung dịch để giữ cố định áp
suất khoảng không vành xuyến trong suốt thời gian này.
Mở đối áp vạn năng.

II.6.9 Quy trình đóng giếng bên ngoài
Quy trình như sau:
-

Phát hiện phun trào. Chú ý giám sát thiết bị luôn hoạt động khi giếng mở.
Mở van tiết lưu (van an toàn tự động hoặc van HCR).
Đóng đối áp bịt kín giếng khoan.
Đóng đường tiết lưu. Nếu nó không thể bịt kín, khi đó đóng van phía dưới để
ghi áp suất.
Báo hiệu cho người giám sát. Đọc và ghi áp suất cần khoan và thời gian.
Kiểm tra lại giếng và thể tích nâng thả.

Người đại diện điều hành nên quyết định bước tiếp theo để thực hiện thời điểm
này. Các lựa chọn chính là:
 Nâng thả cần trong giếng.
 Bơm chèn xuống đường dập giếng.
 Phương pháp thể tích.
II.6.10 Quy trình dẫn hướng trong khi khoan
-

Khi có dấu hiệu quan sát được, ngừng xoay, nâng cột cần ra ngoài.
Ngừng bơm và kiểm tra dòng chảy nếu có thể.
Mở đường van dẫn hướng – kiểm tra dòng chả có được dẫn hướng ra bên
ngoài downwind của giàn.
Đóng van dẫn.
Đóng đối áp dẫn hướng vạn năng.
Bắt đầu bơm – bơm nước với tốc độ tối đa để bôi trơn.
Báo hiệu cho người giám sát.

Chú ý: Trên nhiều giàn, có kết hợp cơ khí để ngăn ngừa đóng khoảng không dẫ
hướng, cho tới khi van dẫn hướng được mở. Đó là để ngăn ngừa sơ xuất đóng và là
thiết bị hợp pháp trên nhiều quốc gia.
Khi không có khái niệm điều chỉnh, bộ dẫn hướng nên được thay thế bởi quá
trình đóng giếng thường ở Anh. Được chấp nhận để chạy hệ thống dẫn hướng tới
khi cột ống chống 13 3/8” hoặc tương đương lắp đặt, độ sâu thẳng đứng điển hình
4000 – 5000 feet.

Chương 3. Thiết bị kiểm soát giếng khoan dầu khí
III.1 Các thiết bị sử dụng trong công tác kiểm soát giếng
Thiết bị kiểm soát giếng với đặc tính kỹ thuật của mình bảo đảm thực hiện các
chức năng sau:
- Bịt kín miệng giếng khi có cần đã thả vào trong giếng hay không có cần;
- Tạo được đối áp lên vỉa;
- Có khả năng tạo dòng tuần hoàn của dung dịch khoan và thay thế dung dịch bị
nhiễm khí;
- Xả áp suất dư cao hơn giá trị cho phép và dẫn sản phẩm vỉa ra khỏi giếng vào
vùng an toàn;
- Nối được với máy bơm khoan và máy bơm xi măng;
- Dạo bộ khoan cụ khi giếng có áp suất dư;
- Đặt trên miệng giếng các thiết bị bịt kín khác;
- Ép thử giếng khoan (xác định độ tiếp nhận vỉa, ép thử vành xuyến xi măng);
- Kiểm tra áp suất dư trong giếng khoan.
Bất kỳ công nghệ khoan nào cũng phải kèm theo các thiết bị chống phun. Trong
công tác chống phun nói riêng và khoan nói chung, thiết bị chống phun đóng vai trò
quan trọng và không thể thiếu để đảm bảo an toàn cho toàn bộ quá trình khoan. Vì
lý do đó các thiết bị chống phun phải được lắp đặt trước khi bắt đầu khoan để có thể
kịp thời vận hành ngay khi cần. Việc kiểm tra bảo dưỡng các thiết bị đối áp phải
được thực hiện định kỳ.
III.2 Hệ thống đối áp
III.2.1 Vai trò của đối áp trong hệ thống kiểm soát giếng.
Trong quá trình khoan và sửa giếng thường xuất hiện sự cố phun trào dầu,khí từ
lỗ khoan. Sự phun trào nếu không được kiểm soát kịp thời có thể gây nên hậu quả
trầm trọng như đã đề cập ở chương 1.
Để ngăn chặn hiện tượng phun trào, bên cạnh việc sử dụng các thiết bị chống
phun khác, đối áp là một thiết bị quan trong nhất trong hệ thống chống phun trào,
kiểm soát giếng. Nhờ có thiết bị đối áp mà cho phép chúng ta tiến hành công tác
khoan hay sữa giếng một cách an toàn.

Hình 4.1 Vị trí đối áp trong hệ thống thiết bị
Trong công tác khoan và sửa giếng đối áp có các nhiệm vụ cụ thể sau:

- Đóng kín khoảng không vành xuyến giữa cần khoan và ống chống, treo bộ
-

cần khoan hoặc cắt nếu cần.
Kiểm soát chất lưu trong giếng
Nâng thả cần khoan trong khi khoan
Bơm tuần hoàn vào giếng và tuần hoàn chất lưu kick ra ngoài.

III.2.2 Phân loại đối áp.
Đối áp có thể được phân loại theo những tiêu chí sau.
- Theo hãng sản xuất : Camaron, Shaffer, Hydril, Rumania.
- Áp suất làm việc : từ 1000 psi đến 20000 psi
- Theo kích thước đường kính lỗ cho phép cần khoan đi qua. 7 1/16’’. 11’’. 13
5/8’’. 16 ¾’’ , 18 ¾’’ , 20 ¾’’ , ….
- Theo nguyên lý làm việc: Đối áp ngàm và đối áp vạn năng.
- Vị trí lắp đặt: đối áp trên bề mặt và đối áp lắp ngầm dưới biển.