Luận án Nghiên cứu lựa chọn vữa trám cho các giếng khoan dầu khí trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao bể Nam Côn Sơn

Tên luận án:

Nghiên cứu lựa chọn vữa trám cho các giếng khoan dầu khí trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao bể Nam Côn Sơn

Ngành:

Kỹ thuật Dầu khí (Mã số: 62.52.06.04)

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Nghiên cứu lựa chọn vữa trám cho các giếng khoan dầu khí trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao bể Nam Côn Sơn" đã đưa ra những đóng góp học thuật và thực tiễn quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật dầu khí. Luận án đã tổng kết chi tiết các đặc điểm áp suất cao nhiệt độ cao (HT/HP) của bể Nam Côn Sơn, thiết lập bảng phân cấp HT/HP và phân tích rõ ràng ảnh hưởng của chúng đến công tác bơm trám xi măng và hiệu quả xây dựng giếng khoan. Đây là cơ sở khoa học vững chắc cho việc lựa chọn công thức pha chế vữa xi măng và các thiết bị lòng giếng phù hợp.

Nghiên cứu cũng tập trung vào các tính chất công nghệ của vữa và tính chất cơ học của đá xi măng, bao gồm độ bền nén, mô-đun Young, và hệ số Poisson, sử dụng thiết bị UCA và MPRO để mô phỏng điều kiện HT/HP theo thời gian thực tại các giếng khoan. Từ đó, luận án đã xây dựng cơ sở lý thuyết để lựa chọn thành phần và thí nghiệm nâng cao tính chất chịu nhiệt của hệ xi măng bằng cách sử dụng silica nghiền (SSA-1) làm phụ gia. Một đóng góp thực tiễn nổi bật là việc đề xuất cấu trúc và thành phần đơn pha chế bơm trám, xác định các thông số công nghệ của vữa dựa trên kinh nghiệm thi công và kết quả thí nghiệm, áp dụng thành công cho các giếng khai thác với cấp ống khai thác 51/2" trong điều kiện HT/HP tại bể Nam Côn Sơn, góp phần cải thiện đáng kể chất lượng trám giếng khoan.

Về mặt ý nghĩa khoa học và thực tiễn, các kết quả nghiên cứu dựa trên lý thuyết biến đổi tính chất hóa lý và tái kết tinh của xi măng dưới tác động của nhiệt độ và áp suất cao, từ đó đề xuất biện pháp chống suy thoái độ bền và giảm độ thấm của xi măng. Đơn pha chế được kiểm chứng đã chứng minh tính thực tiễn cao, giúp nâng cao chất lượng bơm trám, đảm bảo độ dâng của vữa theo thiết kế và tăng cường gắn kết giữa ống chống và thành hệ. Luận án khẳng định rằng, trong điều kiện HT/HP tại bể Nam Côn Sơn (nhiệt độ tĩnh trong giếng đạt 149-180°C, áp suất vỉa đạt 72,35 MPa), việc sử dụng xi măng Portland Holcim mác G cần bổ sung phụ gia bền nhiệt silica SSA-1 để duy trì thời gian quánh tối ưu, chống suy giảm độ bền, giảm độ thấm, và cải thiện các chỉ số cơ học. Đồng thời, để cân bằng áp suất vỉa dị thường cao, vữa xi măng cần có mật độ tương đối cao (trong khoảng từ 2,01g/cm³ đến 2,22 g/cm³), đạt được thông qua việc sử dụng phụ gia làm nặng Hi-Dense 4 (40%) và MicroMax (25%), đồng thời đảm bảo các tiêu chí chất lượng khác.