Dung dịch khoan cần phải có đặc tính và chức năng đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật cho quá trình khoan thăm dò và khai thác. Chất bôi trơn trong dung dịch khoan có tác dụng tăng cường hiệu quả bôi trơn (giảm momen xoắn) và làm mát choòng khoan, nhưng phải ít ảnh hưởng tới tính chất lưu biến của dung dịch khoan và thân thiện với môi trường.
Trung tâm Ứng dụng & Chuyển giao Công nghệ – Viện Dầu khí Việt Nam đã nghiên cứu sản xuất thành công chất bôi trơn từ dầu thực vật phi thực phẩm cho dung dịch khoan, đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của Xí nghiệp Liên doanh Dầu khí Vietsovpetro (VSP). Sản phẩm đã được thử nghiệm công nghiệp ở hiện trường trong các điều kiện khắc nghiệt nhưng vẫn cho kết quả tốt.
Giới thiệu
Chất bôi trơn cho dung dịch khoan được sử dụng nhiều trong hoạt động khoan tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí. Tổng lượng tiêu thụ chất bôi trơn trên thế giới hàng năm khoảng vài trăm triệu tấn. Ở Việt Nam, chỉ tính riêng VSP cũng đã sử dụng đến hàng nghìn tấn mỗi năm. Nếu tính cho toàn bộ các hoạt động khoan tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí ở các công ty khác thì nhu cầu chất bôi trơn là rất lớn.
Chất bôi trơn cho dung dịch khoan có nhiều loại, nhưng phổ biến vẫn là chất bôi trơn có nguồn gốc từ dầu mỡ động thực vật do có độ an toàn cao và thân thiện với môi trường. Mục tiêu của chúng tôi là nghiên cứu sản xuất chất bôi trơn từ nguồn nguyên liệu dầu thực vật rẻ tiền trong nước, có tính năng bôi trơn cao, đáp ứng tối đa các yêu cầu tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành, nhằm giảm nhập ngoại và chủ động cho sản xuất kinh doanh.
Việc nghiên cứu công nghệ sản xuất được thực hiện qua các bước: Tổng hợp trong phòng thí nghiệm; xác định thống số công nghệ và điều kiện phản ứng, đánh giá chất lượng sản phẩm. Tiếp theo là sản xuất pilot một lượng lớn để thử nghiệm hiện trường, thiết lập qui trình công nghệ, khảo sát tính năng sản phẩm ở điều kiện thực tế giếng khoan.
– Nguyên liệu: Dầu hạt cao su và một số hóa chất công nghiệp
– Dây chuyền thiết bị: Thiết bị phản ứng công suất 200 lít, bộ thiết bị đo tự động và điều chỉnh thống số công nghệ (lưu lượng, áp suất, nhiệt độ, tỷ lệ phụ gia…).
– Sản phẩm (chất bôi trơn VPI-LUB): Đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của VSP (theo tiêu chuẩn RD-SP 61-06) và đã thử nghiệm ở địa tầng dị thường áp suất cao có trọng lượng riêng của dung dịch khoan là 1,71-1,72 g/cm3 nhận được các kết quả tốt.
Cơ sở khoa học của thực nghiệm
Lựa chọn nguyên liệu và phương pháp biến tính
Dầu thực vật (dầu béo) có thành phần chính là triglyxerit (este của glyxerol với 3 axit béo), trong đó triglyxerit chiếm 94-98% trọng lượng có công thức và cấu tạo hóa học như sau :
Trong đó R1, R2, R3 là gốc axit béo no hoặc không no, có số nguyên tử C trong mạch bằng hoặc khác nhau. Các gốc axit béo trong dầu thực vật có số chẵn nguyên tử C từ C8-C30. Trên mạch cấu tạo hydrocacbon của gốc axit béo có thể có nối đôi, nối ba. Riêng dầu thầu dầu trên mạch hydrocacbon của gốc axit có thêm một nhóm hydroxyl. Ở điều kiện thường, dầu thực vật có dạng lỏng và sánh khi trong mạch cấu tạo có gốc axit béo không no. Mức độ lỏng, sánh của dầu thực vật phụ thuộc vào mức độ không no của gốc axit béo. Ngoài thành phần chính là triglyxerit, còn có một lượng nhỏ axit béo tự do, các hợp chất photpholipit, sterol, sáp, … Trọng lượng phân tử dầu thực vật (tùy thuộc vào gốc axit béo có trong cấu tạo) nằm trong khoảng 850-890. Tính chất lý – hóa học của dầu thực vật được quyết định bởi cấu tạo mạch hydrocacbon của gốc axit béo.
Mono và di-glyxerit hầu như không tồn tại trong tự nhiên. Hỗn hợp mono và diglyxerit được sản xuất bằng cách este hóa hoặc rượu phân dầu thực vật. Chúng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực: Chất tẩy rửa, chất thấm ướt, chất bôi trơn… Mono-glyxerit có thể tách khỏi hỗn hợp bằng chưng cất, thu được sản phẩm có hàm lượng mono- glyxerit khoảng 90%.
Sau khi khảo sát, phân tích, đánh giá các dầu thực vật và các sản phẩm phụ của các nhà máy sản xuất dầu ăn trong nước (chủ yếu là hỗn hợp các axit béo tự do – không sử dụng trực tiếp làm thực phẩm được) cho thấy:
Dầu cám, dầu hạt cao su (viết tắt DCS) có chỉ số axit cao hơn cả (nằm trong khoảng 20-60) và hàm lượng axit béo không no khá lớn (C18:1 chiếm khoảng 20-50%, C18:2 khoảng 30-40%). Chúng rất thích hợp làm nguyên liệu sản xuất chất bôi trơn cho dung dịch khoan.
Do các nhà máy ép dầu cám phân bố rải rác và hoạt động không đều (theo mùa vụ) nên sản lượng dầu cám rất thất thường. Mặt khác, giá thành dầu cám tương đối cao do được sử dụng để sản xuất thức ăn cho vật nuôi. Cho nên sử dụng dầu cám để sản xuất chất bôi trơn sẽ không ổn định và ít tính khả thi. Dầu hạt cao su có sản lượng khá lớn và là một trong những dầu thực vật có giá thành rẻ. Vì vậy, Sử dụng dầu hạt cao su làm nguyên liệu để sản xuất chất bôi trơn cho dung dịch khoan là sự lựa chọn thích hợp nhất.
Đã sử dụng các phương pháp biến tính sau để nghiên cứu biến tính dầu hạt cao su và một số hỗn hợp axit béo (sản phẩm phụ của các nhà máy sản xuất dầu ăn):
– Ancol phân (với metanol, etylenglycol, glyxerol);
– Sulfat hóa;
– Amid hóa;
Khi đưa sản phẩm của các quá trình biến tính vào dung dịch khoan để làm chất bôi trơn cho thấy: Phương pháp ancol phân dầu hạt cao su (DCS) với metanol (CH3OH) tạo ra chất bôi trơn cho dung dịch khoan là tốt hơn so với các phương pháp biến tính khác. Sản phẩm sau khi matanol phân DCS được bổ sung khoảng 2% phụ gia super-amid (sản xuất từ dầu thực vật) sẽ nhận được chất bôi trơn cho dung dịch khoan. Bảng 1 cho thấy về khả năng bôi trơn của các sản phẩm bôi trơn (tổng hợp trong phòng thí nghiệm) qua việc xác định độ giảm ma sát của dung dịch khoan.
Ancol phân dầu hạt cao su bằng metanol có xúc tác kiềm (KOH, NaOH, … ) gồm các phản ứng:
Để tạo ra sản phẩm làm chất bôi trơn cho dung dịch khoan cần ưu tiên cho phản ứng (2) và (3), sản phẩm nhận được là hỗn hợp este-methyl của axit béo + mono-glyxerit + di-glyxerit. Sản phẩm phụ bao gồm: Xà phòng (RCOOK) và glycerol (C3H8O3), có thể sử dụng vào những mục đích khác. Tỷ lệ mol metanol / dầu hạt cao su của phản ứng (2) là 2/1, tương tự của phản ứng (3) là 1/1. Như vậy, kết hợp của phản ứng (2) và (3) thì tỷ lệ mol sẽ là: 2 mol dầu hạt cao su sẽ cần 3 mol metanol. Đây là cơ sở lý thuyết để tính toán nguyên liệu và hóa chất cho sản xuất chất bôi trơn từ dầu hạt cao su. Trong thực tế cần sử dụng lượng metanol lớn hơn so với lượng tính toán lý thuyết.
Chất bôi trơn (tổng hợp trong phòng thí nghiệm) đã được Viện nghiên cứu khoa học & Thiết kế dầu khí biển (NIPI) – VSP, Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển An toàn & Môi trường dầu khí phân tích, đánh giá. Kết quả được trình bày ở Bảng 2 và 3.
Tính chất, độ giảm ma sát của các sản phẩm DCS và axit béo biến tính trong dung dịch khoan
Sơ đồ công nghệ chất bôi trơn
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu tổng hợp chất bôi trơn trong phòng thí nghiệm, đề xuất sơ đồ công nghệ (sơ đồ khối) để sản xuất chất bôi trơn theo phương pháp gián đoạn như mô tả ở Hình 1.
Hình 1. Sơ đồ công nghệ sản xuất chất bôi trơn
1 – Thiết bị phản ứng
2 – Hệ thống ngưng tụ, hồi lưu
3 – Bể chứa dầu hạt cao su
4 – Bể chứa hỗn hợp CH3OH + KOH
5 – Bể chứa phụ gia
6 – Bể chứa nước
7 – Bể lắng, chiết
8 – Bể chứa sản phẩm phụ
9 – Bể chứa sản phẩm bôi trơn
10 – Bơm
11 – Van
Bảng 3. Kết quả đánh giá về an toàn môi trường của mẫu chất bôi trơn tại phòng thí nghiệm của Trung tâm Nghiên cứu & Phát triển An toàn & Môi trường Dầu khí
Theo qui định chuẩn, trong đó:
Ấu trùng tôm sú: LC50 > 30000 pp : không độc; LC50 < 30000: độc
Vi khuẩn phát sáng: EC50 > 15000: không độc; EC50< 15000: độc
Qui trình sản xuất chất bôi trơn qui mô Pilot
Mô tả thiết bị
Thùng phản ứng
Thùng phản ứng có dung tích 200 lít bằng thép không gỉ chịu được nhiệt độ làm việc đến 3000C và chịu được áp suất 3 atm. Thùng phản ứng có dạng hình trụ đứng, đáy và nắp hình chỏm cầu, chiều cao thân thùng lớn và đường kính phù hợp để chống trào sản phẩm. Trên thùng phản ứng có thiết kế các hệ thống đấu nối tới bể chứa nguyên liệu, bể chứa các hóa chất và bể chứa phụ gia thống qua hệ thống các máy bơm. Hệ thống đi kèm có thiết bị đo nhiệt độ, hệ thống ngưng tụ, hệ thống khuấy trộn.
Hệ thống gia nhiệt, có điều khiển khống chế nhiệt độ
Ở qui mô pilot, với thiết kế thùng phản ứng 200 lít thì gia nhiệt bằng điện là thích hợp nhất do dễ khống chế và kiểm soát nhiệt độ, thao tác đơn giản và an toàn hơn so với dùng gas, bếp dầu hoặc bếp than. Để gia nhiệt đồng đều, tránh nóng cục bộ ở đáy thùng, hệ thống gia nhiệt được bố trí thành 3 khối riêng biệt hình lòng mo ôm xung quanh thân thùng phản ứng với liên kết bản lề. Có thể sử dụng cả 3 khối hoặc từng khối riêng rẽ để tăng giảm thời gian gia nhiệt hoặc làm nguội . Trên mỗi khối gia nhiệt được bố trí 2 tầng, tầng dưới hoạt động khi ít lượng phản ứng và 2 tầng hoạt động khi lượng phản ứng đủ lớn. Nhiệt độ trong thùng phản ứng được điều khiển tự động nhờ hệ thống rơle nhiệt tự động. Hệ thống điều khiển nhiệt độ tự động phải đảm bảo sao cho nhiệt độ khối phản ứng đạt yêu cầu với sai số không quá ±50C. Hệ thống cung cấp nhiệt đảm bảo tốc độ gia nhiệt khối phản ứng đạt 1,0- 2,00C/phút.
Hệ thống khuấy trộn
Máy khuấy gồm 2 tầng cánh khuấy và có bộ phận giảm tốc. Trục khuấy được thiết kế xuyên qua tâm của nắp thùng phản ứng . Hộp giảm tốc giúp điều chỉnh tốc độ khuấy phù hợp từng giai đoạn. Hai tầng cánh khuấy đảm bảo khuấy trộn đều khối phản ứng ngay cả khi lượng khối phản ứng quá ít hoặc nhiều.
Hệ thống ngưng tụ và hồi lưu
Hệ thống ngưng tụ, hồi lưu gồm một sinh hàn đứng, một sinh hàn ống chùm và thùng chứa trung gian, được mắc nối liên kết với nhau và với thùng phản ứng. Có đường thoát ra khí quyển để đảm bảo an toàn. Hệ ngưng tụ được làm lạnh gián tiếp bằng nước. Trong quá trình phản ứng, các phần nhẹ dễ bay hơi khi qua bộ sinh hàn đứng được ngưng tụ một phần và hồi lưu trở lại thùng phản ứng; một phần chưa ngưng chuyển qua bộ ngưng tụ ống chùm để ngưng tụ tiếp và quay về thùng chứa trung gian để bổ sung vào thùng phản ứng hoặc thu hồi lại.
Hệ thống nạp liệu
Hệ thống nạp liệu bao gồm: các máy bơm nguyên liệu và hóa chất; các thùng chứa nguyên liệu và hóa chất chịu lực và chịu được ăn mòn, gồm một thùng chứa dầu hạt cao su dung tích 200 lít, một thùng chứa methanol và xúc tác dung tích 50 lít và một thùng chứa phụ gia. Các thùng đều có nắp đậy và có vàn ở đáy để dẫn nguyên liệu vào thùng phản ứng thống qua hệ thống bơm.
Hệ thống thùng, bể chứa , lắng, chiết tách sản phẩm
Sản phẩm phản ứng được lấy ra khỏi thùng phản ứng và chuyển vào các thùng, bể chứa có vàn tháo đáy để lắng, chiết tách sản phẩm. Mỗi thùng bể chứa có dung tích khoảng 200 lít để đảm bảo chứa hết một mẻ sản phẩm. Số lượng thùng chứa được tính toán phù hợp tùy theo số lượng sản phẩm và qui mô sản xuất. Để sản xuất được liên hoan với qui mô pilot hiện có thì cần 3 – 5 thùng chứa, để lắng, chiết tách sản phẩm.
Bảng điều khiển từ xa
Các thiết bị chính của hệ thống pilot được điều khiển tự động thống qua bảng điều khiển từ xa. Tại bảng điều khiển, cho phép người vận hanh theo dõi và điều khiển được tình trạng hoạt động của các thiết bị như: chế độ nhiệt độ trong thùng phản ứng, chế độ khuấy trộn, chế độ nạp liệu, … Bảng điều khiển từ xa giúp giảm thiểu sự đi lại trong xưởng và các thao tác không cần thiết, tăng độ an toàn trong sản xuất.
Chuẩn bị nguyên liệu
Các nguyên liệu và hóa chất sử dụng phải được kiểm tra lại chất lượng trước khi dùng (tuân thủ theo các phương pháp, tiêu chuẩn qui định) và phải đạt các yêu cầu như sau:
– Dầu hạt cao su:
+ Tỷ trọng d15/15, g/cm3: 0,92 ± 0,01
+ Chi số chiết quang ở 250C : 1,4720 ± 0,0005
+ Chi số axit, mg KOH/g : 65max
+ Chi số xa phòng, mg KOH/g : 190 ± 10
+ Chi số iot, g I2/100g : 130 ± 10
– Metanol (ký hiệu: CH3OH), tỷ trọng d25/4 :
0,786 ± 0,001
– Kalihydroxyt (ký hiệu: KOH).
– Phụ gia super-amid (sản xuất từ dầu thực vật).
Qui trình công nghệ sản xuất chất bôi trơn trên qui mô pilot
– Chuẩn bị thiết bị và nguyên liệu như đã mô tả ở phần thiết bị và nguyên liệu.
– Hòa tan hoàn toàn kalihydroxyt (KOH) vào metanol (CH3OH) để được hỗn hợp KOH/CH3OH.
– Nạp liệu, bật máy khuấy, và gia nhiệt cho thùng phản ứng. Điều chỉnh tốc độ gia nhiệt phù hợp cho đến khi nhiệt độ khối nguyên liệu đạt 110±50C và duy trì một thời gian đủ để loại hết nước.
– Hạ nhiệt khối nguyên liệu và giữ ở 80 ±50C. Nạp hỗn hợp KOH/CH3OH vào thùng phản ứng. Duy trì phản ứng trong khoảng thời gian đủ để phản ứng hết – Tháo sản phẩm sang bể lắng, chiết. Bơm nước ấm vào bể lắng chiết để rửa sản phẩm. Khi nhiệt độ khối sản phẩm đạt tới nhiệt độ phòng và phân lớp hẳn, tách sản phẩm phụ và nước rửa để thu hồi xà phòng và glycerol. Sản phẩm lấy ra là chất bôi trơn gốc và đưa trở lại thùng phản ứng.
– Bổ sung phụ gia (super-amid) vào khối sản phẩm trong khi vẫn duy trì khuấy và nhiệt độ đủ để hòa tan đồng đều. Sau đó tháo sản phẩm và đóng vào phi chuyên dụng. Sản phẩm nhận được sau cùng được gọi là “chất bôi trơn VPI-LUB”.
Đánh giá và thử nghiệm công nghiệp chất bôi trơn
Đánh giá chất lượng tại phòng thí nghiệm
Chất bôi trơn VPI-LUB từ sản xuất pilot đã được phòng thí nghiệm dung dịch khoan – Viện Nghiên cứu khoa học và Thiết kế dầu khí biển (NIPI), phòng thí nghiệm dung dịch khoan – Xí nghiệp khoan và sửa giếng (XNK&SG) thuộc VSP đánh giá kiểm tra chất lượng. Kết quả được chỉ ra ở Bảng 4.
Quá trình thử nghiệm công nghiệp ở hiện trường .Trên cơ sở kết quả đánh giá chất lượng chất bôi trơn VPI-LUB trong phòng thí nghiệm, VSP chấp thuận cho phép thử nghiệm công nghiệp tại giếng khoan N0714BT – giàn MSP7 mỏ Bạch Hổ.
Mộ số đặc điểm về giếng khoan 714BT-MSP7
Khi giếng khoan 714BT-MSP7 đã khoan hết tầng Mioxen hạ và đạt tới khoảng chiều sâu thực tế (MD) 3.700m – Thuộc địa tầng “Dị thường áp suất cao – Tầng sét chắn” Oligoxen – thượng (Trà Tân) – thì đã tiến hành chống ống trám xi măng đến 3.634m (Casing shoe = 3.634m).
Tình trạng trước khi đưa chất bôi trơn VPI – LUB vào dung dịch khoan
Trong quá trình khoan vào địa tầng “Dị thường áp suất cao – Tầng sét chắn” Oligoxen – thượng (Trà Tân) có một số hiện tượng, sự cố xảy ra như sau:
– Thường xuyên xảy ra hiện tượng vướng mút, bị kẹt cần khoan. Để khắc phục phải mất khoảng thời gian 16 ngày cho việc khoan doa để đến được đáy cũ (tại khoảng chiều sâu MD 3.700m) để tiến hành khoan khối lượng.
– Khi tiến hành khoan khối lượng, các hiện tượng và sự cố như trên vẫn thường xuyên xảy ra, càng về sau sự kiện này càng thêm trầm trọng hơn.
– Quá trình khoan doa phải liên tục lặp đi lặp lại là do giếng khoan luôn bị sập lở, trồi đáy. Trong quá trình khoan doa, bộ cần khoan luôn phải chịu lực moment xoay cần (torque) giá trị lớn. Mặt khác, tại các khu vực cong xiên của giếng khoan “dog- leg”, do tiếp xúc giữa thành giếng với bộ cần khoan sinh ra ma sát rất lớn diễn ra trong một thời gian dài dẫn đến làm giảm tuổi thọ, độ bền của bộ cần khoan.
Thực tế cho thấy đã xảy ra sự cố rách thủng cần khoan khi đang thi công khoan giếng 714BT-MSP7. Nguyên nhân cần khoan bị rách thủng đã được xác định là do ma sát và moment quá lớn trong quá trình khoan doa và kéo thả nhiều ngày. Bộ cần bị rách, thủng tại khoảng chiều sâu MD 1.070m.
– Sau khi khắc phục sự cố rách thủng cần khoan, quá trình khoan lại được tiếp tục thực hiện. Nhưng hiện tượng kẹt mút vẫn cứ diễn ra, cho nên vẫn phải thực hiện việc kéo dạo cần khoan, phải khoan doa mất rất nhiều thời gian.
Thử nghiệm chất bôi trơn VPI – LUB
Chất bôi trơn được cho vào dung dịch khoan gồm 2 đợt độc lập (cách nhau 5 ngày). Lượng chất bôi trơn so với dung dịch khoan theo % thể tích mỗi đợt như sau: Đợt 1 khoảng 0,8 và đợt 2 khoảng 1,2. Ở đợt thứ 2, thời gian cho vừa hết chất bôi trơn vào dung dịch khoan ở vào vòng tuần hoàn dung dịch thứ hai (khoảng 2,5- 3,0 giờ/vòng tuần hoàn) – Tổng thời gian đưa chất bôi trơn vào dung dịch khoan khoảng 3-4 giờ. Nhiệt độ dung dịch khoan đo được tại nơi đặt sàng rung đạt khoảng 75-800C (nhiệt độ trong giếng và đáy giếng khoan sẽ cao hơn nhiều).
Khoảng chiều sâu giếng khoan thực tế (MD) khi bắt đầu cuộc thử nghiệm chất bôi trơn là
3.774-3775 m.Moment xoay cần khoan trước khi cho chất bôi trơn VPI- LUB vào dung dịch có giá trị 16- 17 kNm.
Khi dung dịch khoan (đã được cho chất bôi trơn vào) đi hết vòng tuần hoàn ngắn (từ trên xuống) vừa ra khỏi choòng và bộ khoan cụ bắt đầu quá trình bôi trơn, khi đó moment giảm xuống còn 15-16 kNm.
Khi dung dịch đi qua hết các khu vực cong lượn của giếng khoan (dog-leg) và đi đến điểm bắt đầu chỉnh xiên, giá trị moment lúc này giảm xuống tiếp đến 14-15 kNm.
Ở vòng tuần hoàn dung dịch khoan lần thứ nhất: Ra khỏi choòng và bộ khoan cụ và bôi trơn toàn bộ cột cần khoan, giá trị moment lúc này lại giảm xuống tiếp đến 13-14 kNm.
Từ vòng tuần hoàn dung dịch khoan lần thứ hai trở đi: Giá trị moment lúc này lại giảm tiếp đến 12-13 kNm (thậm trí có lúc chỉ còn 11-12 kNm) và giữ ổn định ở giá trị này trong khoảng thời gian dài.
Các giá trị moment ghi nhận được trên biểu đồ khoan theo thời gian thực (Real time) hoàn toàn trùng khớp với kết quả tính toán về thời gian của chương trình Hydraulic trong phương pháp Mudlogging thực hiện trên trạm Geoservices (giàn khoan MSP7) – AIC của đội Karota khí – Xí nghiệp Địa vật Lý – Vietsovpetro.
Hiệu quả bôi trơn cũng còn được theo dõi qua “đồng hồ chỉ báo Moment” đặt trên sàn khoan. Các số liệu quan sát được qua đồng hồ chỉ báo trên sàn khoan trùng khớp với các số liệu theo dõi và ghi nhận được tại trạm Geoservices.
Sau khi cho chất bôi trơn vào dung dịch khoan, việc khoan phá, kéo thả cần khoan trở nên dễ dàng , trơn chu hơn; thời gian thực hiện các thao tác đó cũng được rút ngắn hơn so với trước khi đưa chất bôi trơn vào dung dịch khoan. Vì thế cho nên năng suất khoan (khoan khối lượng) được tăng lên rất nhiều trong giai đoạn thử nghiệm này. Năng suất khoan được thể hiện rõ trên biểu đồ khoan ROP (Rate Operation Penetration).
Theo dõi hiệu quả bôi trơn (giảm moment) theo thời gian cho thấy: Hiệu quả bôi trơn của dung dịch khoan sau khi cho chất bôi trơn VPI-LUB đạt khoảng 25 % và được duy trì rất tốt theo thời gian sau hơn 2 ngày thử nghiệm mặc dù không được bổ sung thêm chất bôi trơn.
Kết luận chung về kết quả thử nghiệm chất bôi trơn VPI- LUB tại hiện trường
– Giếng khoan No.714BT giàn MSP7 trong khoảng chiều sâu MD khi thử nghiệm (thuộc địa tầng “Dị thường áp suất cao – tầng sét chắn – Oligoxen thượng”, sử dụng dung dịch khoan có tỷ trọng cao 1,63 – 1,75 g/cm3, hiện tượng sập lở giếng và kẹt mút cần khoan thường xuyên diễn ra ở mức độ trầm trọng), đây là địa tầng khó khăn phức tạp nhất cho việc thử nghiệm bất kỳ chất bôi trơn nào.
– Từ các kết quả đánh giá thử nghiệm chất bôi trơn tại giàn khoan, biểu đồ thông số công nghệ khoan và biểu đồ tốc độ khoan “ROP” ghi nhận được tại hiện trường cho thấy:
+ Chất bôi trơn VPI-LUB không gây dính bết trên sàng rung,
+ Với hàm lượng chất bôi trơn 1,2% theo thể tích so với dung dịch khoan, moment từ mức 16- 17 kNm giảm xuống mức 12-13 kNm (đạt hiệu quả bôi trơn khoảng 25%) và giữ được tác dụng này hơn 48 giờ. Trong khi đó, yêu cầu đối với địa tầng này là: Hiệu quả bôi trơn ≤ 20% và giữ được tác dụng ≤ 24 giờ.
+ Tốc độ khoan trung bình trước khi có VPI- LUB: 14-16 mét/ngày.
+ Tốc độ khoan trung bình sau khi có 0,8 % VPI-LUB: 21-23 mét/ngày.
+ Tốc độ khoan trung bình sau khi có 1,1-1,2 % VPI-LUB: 28-32 mét/ngày.
+ Quá trình kéo thả cần khoan thực hiện dễ dàng hơn, trơn chu hơn so với trước khi đưa VPI- LUB vào dung dịch khoan.
+ Thời gian khoan doa và kéo thả (trong khoảng thân trần) giảm đi nhiều so với trước khi có VPI-LUB.
+ Không có hiện tượng trương nở các chi tiết cao su ở thiết bị bơm trong quá trình thử nghiệm. Độ nhớt của dung dịch khoan tăng không đáng kể.
– Sản phẩm VPI-LUB có thể sử dụng cho dung dịch khoan dùng trong các giếng khoan dầu khí của VSP. Để có thể đánh giá toàn diện chất lượng sản phẩm VPI-LUB và hoàn thiện qui trình công nghệ sản xuất cần tiếp tục thử nghiệm công nghiệp với lượng chất bôi trơn VPI-LUB đầy đủ cho một giếng khoan.
Hoahocngaynay.com
Nguồn TCDK số 7/Viện Dầu khí
