Một hệ thống nút mới đã được thiết kế giúp đóng và hủy giếng khoan an toàn, hiệu quả và tiết kiệm hơn bằng cách tăng tải treo, giảm việc xử lý trang thiết bị giàn khoan, cho phép kiểm tra áp suất cả trên và dưới nút.
Hệ thống nút Spearhead™
Công ty Archer Oiltools đã xây dựng hệ thống nút Spearhead™ có thể chịu được áp lực gia tăng hoặc lực kéo, làm tăng hiệu quả tổng thể khi đóng và hủy giếng khoan (Hình 1).
Công nghệ mới này cũng giúp giảm bớt việc xử lý trang thiết bị và nâng cao các tiêu chuẩn an toàn trên giàn khoan. Nhiều nút truyền thống chỉ cho phép kiểm tra áp suất từ khu vực phía trên, nhưng thiết kế mới này cho phép kiểm tra áp suất từ cả trên và dưới nút bằng cách sử dụng van bi có thể mở và đóng nhiều lần theo yêu cầu (Bảng 1).
Các ứng dụng điển hình cho hệ thống trên gồm: P&A trước khi khoan giếng phụ, P&A vĩnh viễn, nút chắn và tạm ngừng.
Hệ thống nút mới này độc đáo ở chỗ nhà điều hành có thể kết hợp 2 hay nhiều thao tác, dùng làm neo trước hoặc sau khi đặt hệ thống này làm rào chắn. Nút Spearhead™ dựa trên công nghệ nút Lock® và Spartan™ của Archer Oiltools. Nút Spartan™ được thiết kế đặc biệt là giải pháp đơn giản và tiết kiệm chi phí, đáp ứng các yêu cầu chứng nhận ISO 14310 (V3 - V6). Các nút này bảo toàn giếng khoan trong khi tạm dừng ngắn hạn, trung hạn hoặc dài hạn.
Nút và packers của Archer được sản xuất nhằm tiết kiệm thời gian và chi phí trong hàng loạt ứng dụng: quản lý độ bền giếng khoan; treo khẩn cấp cột cần khoan; tạm dừng hoạt động, đóng và hủy giếng, thử nghiệm áp suất.
Hình 1. Hệ thống nút SpearheadTM ứng dụng trong một giếng khoan. Nguồn: Archer Oiltools
Hình 2. Ba bước đầu trong quy trình thu hồi cột ống. Nguồn: Archer Oiltools
 |
| Nguồn: Archer Oiltools |
Hình 3. Hai bước cuối trong quy trình thu hồi cột ống.
Nghiên cứu thử nghiệm
Hệ thống nút Spearhead™ là giải pháp giúp nhà điều hành tiết kiệm thời gian và chi phí, ước tính tiết kiệm được 54 giờ trong một chiến dịch đóng và hủy 3 giếng khoan. Nhà điều hành quốc tế này đã lên kế hoạch cho chiến dịch đóng và hủy 6 giếng tại Biển Bắc. Kế hoạch ban đầu là cắt, kéo và đặt hơn 4.000m ống đường kính 7inch từ mỗi giếng.
Nhà điều hành dự định tiếp tục đặt một nút cơ học tại độ sâu 200 m, sau đó cắt ống chống 9⅝inch phía trên nút, cuối cùng thay thế dung dịch trong giếng bằng dung dịch gốc nước. Quá trình thu hồi và xử lý ống chống tốn nhiều thời gian và chi phí, vì vậy nhà điều hành yêu cầu có giải pháp đóng nút để có thể vừa tiết kiệm thời gian vừa tránh phải kéo toàn bộ cột ống khai thác lên.
Giải pháp P&A của Archer Oiltools là thu hồi khoảng 2.000m ống và ngừng hoạt động vĩnh viễn 2.000m ống còn lại bên dưới nút. Khi nút và ống chống được đưa vào giếng (RIH), một thiết bị cắt ống chống cũng được lắp đặt phía trên thiết bị chạy ống (running tools). Nút Spearhead™ cùng với phần ống phía dưới được đặt ở khoảng 2.000m và thử nghiệm áp suất. Ống chống 9⅝inch sau đó được cắt ở phía trên nút và tất cả những việc này được thực hiện chỉ trong một lần chạy ống. Quy trình P&A tiếp tục với việc thu hồi phần ống chống 9⅝inch bên trên chỗ cắt.
Sử dụng công nghệ nút đóng mới giúp tiết kiệm khoảng 18 giờ/ giếng. Tổng thể giải pháp giúp nâng cao độ an toàn và giảm rủi ro, tiết kiệm thời gian, chi phí hậu cần, vận chuyển và xử lý.
Tiết kiệm thời gian phục hồi giếng khoan
Trong một hoạt động phục hồi giếng khoan tại Biển Bắc, hệ thống thu hồi P&A Spearhead™ đã được sử dụng để kéo thành công đoạn ống tie-back 10¾inch, bộ đệm khí và nút nông chỉ trong một lần thực hiện, ước tính sẽ tiết kiệm 3 giờ so với phương án truyền thống (phải thực hiện 3 lần).
Bảng 1. Các thông số kỹ thuật của hệ thống nút Spearhead
Ngoài ra, không có vấn đề gì xảy ra khi thu hồi đoạn ống tie-back với tải trọng treo 115 tấn và kéo bộ nệm khí mà không gây bất cứ ảnh hưởng gì tới nút đóng. Hệ thống Spearhead™ được thiết kế để kéo tới 300 tấn trong quy trình này. Dụng cụ đa năng (MPT) hay bộ đệm khí cũng không bị ảnh hưởng bởi việc kéo đoạn ống tie-back.
Quy trình thu hồi cột ống
Hệ thống nút Spearhead™ có khả năng kéo đoạn ống tie-back hay ống chống lên khi đóng hay hủy giếng (Hình 2). Cũng có thể sử dụng hệ thống này thay thế dụng cụ móc ống ban đầu trong quy trình đóng và hủy giếng. Trình tự hoạt động điển hình để thu hồi bộ nệm khí và ống tie- back với nút đóng mới diễn ra theo các bước sau:
- Siết chặt hệ thống nút đã được lắp sẵn và thả ra (Hình 2). Các thao tác này cũng có thể được thực hiện mà không cần hệ thống nút lắp đặt sẵn. Hệ thống nút được thiết lập như một nút ngừng V0 tạm thời, trước khi được sử dụng như tarô móc ống.
- Đưa nút vào giếng khoan (RIH) và siết chặt bộ đệm khí. Điều chỉnh áp suất lên đến 50bar để kích hoạt dụng cụ đa năng (MPT) nhằm siết chặt bộ đệm khí.
- Nhấc lên khoảng 50 tấn và thả bộ đệm khí ra. Kéo ra khỏi giếng với bộ đệm khí và rải ra.
- Kéo và đặt nút vào khớp nối trên (Hình 3).
- Gỡ cột ống tie-back ra, xoay để loại bỏ các mảnh vụn, kéo cột ống tie-back khỏi giếng khoan (POOH) và đặt cột ống nằm xuống.
Các hệ thống nút khác
Hai hệ thống nút khác cũng của Archer Oiltools là Vault™ và Hunter™. Các hệ thống này đều dựa trên công nghệ nút Lock® và Spartan™.
Hệ thống nút kép Vault™ cho phép lắp đặt 2 nút trong một lần chạy, tinh giản hoạt động của nút, cho phép vận hành dưới giếng khoan (RIH) và đặt 2 nút trong một lần chạy thay vì 2 lần chạy riêng biệt.
Hệ thống nút nối tiếp Hunter™ được xây dựng để kết hợp với các thiết bị khác như thiết bị làm sạch lòng giếng, chịu được độ quay và tải trọng cao mà không cần đặt nút trước khi kích hoạt. Hệ thống này có ưu điểm đặc biệt là cho phép cột ống quay mà không cần cài đặt nút.
Cả 3 giải pháp trên đều được thiết kế để giảm thiểu việc xử lý giàn khoan, đảm bảo độ bền của giếng trong suốt quá trình vận hành, tạm dừng và cho phép đóng và hủy giếng an toàn.
Hoạt động tích hợp
Ngoài các giải pháp trên, các nhà điều hành đã và đang kêu gọi các hoạt động tích hợp để tăng cường độ an toàn, giảm số lượng nhân công (persons on board - POB), nâng cao hiệu quả kinh tế và mức độ ứng phó thời gian thực. Một số hoạt động dầu khí tại Biển Bắc cũng ứng dụng các giải pháp nút của Archer Oiltools cùng các dịch vụ do Trung tâm Vận hành Tổng hợp (IO) của công ty cung cấp.
Trung tâm IO, có trụ sở tại Sandnes phía Tây Na Uy, sử dụng dữ liệu thời gian thực và truyền thông nhằm cho phép sự phối hợp giữa các đội hỗ trợ trên bờ và ngoài khơi. Dữ liệu thời gian thực có thể được truyền nhanh chóng qua khoảng cách lớn, loại bỏ rào cản vật lý giữa các đội chuyên gia hỗ trợ trên bờ và ngoài khơi.
Do các nhà điều hành tiếp tục phải đối mặt với các thách thức trong việc duy trì độ bền giếng khoan, Công ty Archer Oiltools vẫn tiếp tục nghiên cứu, phát triển thêm các giải pháp về nút đóng mới để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả của giếng khoan. Các giải pháp nút đóng của công ty đã được sử dụng hiệu quả trên các mỏ khắp thế giới, với hơn 2.500 lượt vận hành.
Trần Linh Chi (theo World Oil)