Chế tạo thành công dung dịch khoan vi bọt gốc nước

Mỏ Bạch Hổ là nơi thực nghiệm đầu tiên của đề tài

Theo TS. Nguyễn Tuấn Anh, mất tuần hoàn dung dịch là một vấn đề nghiêm trọng trong quá trình khoan. Hiện tượng mất tuần hoàn dung dịch xảy ra khi có sự chênh lệch áp suất giữa áp suất thủy tĩnh của cột dung dịch và áp suất vỉa, dung dịch khoan di chuyển vào vỉa (các đới hang hốc, nứt nẻ) gây nhiễm bẩn thành hệ. Trong quá trình khoan, nếu xảy ra hiện tượng mất tuần hoàn mà không có giải pháp khắc phục thì bắt buộc phải ngừng khoan, trong một số trường hợp phải đổ cầu xi măng để hủy giếng khoan làm gia tăng chi phí cũng như ô nhiễm môi trường.

Để tránh xảy ra hiện tượng mất tuần hoàn dung dịch trong quá trình khoan, cần ưu tiên cải thiện chất lượng, tinh chất của dung dịch khoan, sao cho dung dịch khoan được sử dụng ít tổn hại nhất đến vỉa chứa cũng như giảm các chi phí sửa chữa, bảo dưỡng giếng, tăng tuổi thọ giếng và nâng cao hiệu quả khai thác. Theo đó, dung dịch khoan vi bọt gốc nước được quan tâm lựa chọn.

Dung dịch khoan vi bọt gốc nước là hệ dung dịch khoan mới, có thể điều chỉnh khối lượng riêng thấp, tái sử dụng và có chi phí thấp. Đây là hệ dung dịch khoan gốc nước, thông qua việc sử dụng các chất hoạt động bề mặt, hệ polymer tạo nhớt và các chất làm ổn định để tạo ra dung dịch với các hạt vi bọt có cấu trúc đặc biệt, có khả năng chịu được áp suất cao mà không bị phá vỡ. Đồng thời, có khả năng bôi trơn, giảm ma sát, tốc độ khoan nhanh, do đó tăng hiệu quả của công tác khoan.

Ở nước ta hiện nay, hệ dung dịch này vẫn chưa được nghiên cứu và áp dụng. Vì vậy từ năm 2013-2015, nhóm nghiên cứu của Trung tâm Ứng dụng và Chuyển giao Công nghệ - Chi nhánh Viện Dầu khí Việt Nam do TS. Nguyễn Tuấn Anh làm chủ nhiệm đã tiến hành đề tài “Nghiên cứu chế tạo dung dịch khoan vi bọt gốc nước cho các vỉa chứa có áp suất thấp”. Đề tài thuộc “Đề án Đổi mới và hiện đại hóa công nghệ trong ngành công nghiệp khai khoáng đến năm 2015 tầm nhìn 2025”. Kết quả, đề tài đã xác định được các thành phần của dung dịch khoan vi bọt gốc nước; đánh giá và lựa chọn được phương pháp thích hợp để chế tạo dung dịch khoan vi bọt; lựa chọn và đánh giá được ảnh hưởng của hàm lượng các chất có trong dung dịch khoan vi bọt đến một số tính chất cơ bản của dung dịch khoan như tỷ trọng của các tính chất lưu biến, độ thải nước; xây dựng được quy trình chế tạo dung dịch khoan vi bọt.

Đề tài cũng đánh giá khả năng xâm nhập của dung dịch khoan vi bọt vào mẫu lõi; khả năng chống mất dung dịch của dung dịch khoan vi bọt trên mẫu lõi tại điều kiện của mỏ Bạch Hổ. Theo đánh giá, các hạt vi bọt có khả năng chịu được áp suất lên đến 110 atm tại nhiệt độ 120OC và có khả năng chống mất dung dịch tốt hơn nhiều so với dung dịch khoan tương tự đang được sử dụng ở Liên doanh Việt - Nga Vietsopetro (VSP). Ngoài ra, độ thấm sau phục hồi của mẫu lõi cũng đạt 90% so với độ thấm ban đầu, chứng tỏ hệ dung dịch khoan vi bọt không gây ảnh hưởng đến vỉa chứa, đáp ứng các yêu cầu về môi trường.

“Công nghệ chế tạo hệ dung dịch khoan vi bọt gốc nước phù hợp với điều kiện địa tầng các mỏ của Việt Nam nói chung và các mỏ của VSP nói riêng tại tầng sản phẩm có áp suất thấp như Bạch Hổ, mỏ Rồng…” - TS. Nguyễn Tuấn Anh khẳng định.