Thông thường, trong quá trình này, ngoài việc đổ cầu xi măng ở một số vị trí xung yếu dọc theo phần thân giếng chôn dưới mặt đất, thì phải lấp đầy phần còn lại của thân giếng bằng dung dịch hủy giếng. Ngoài ra, trong quá trình hủy giếng có thể dùng chất kết dính chuyên dụng để trám một khoảng thân giếng có chiều sâu lớn. Giếng cần hoặc phải dừng để đợi thi công tiếp, giếng đang khai thác cần chuyển mục đích… cần được bảo quản (được treo) cũng cần được lấp đầy bởi dung dịch treo giếng.
Hình ảnh mẫu dung dịch hủy giếng, treo giếng sau khi thử nghiệm ở nhiệt độ 1400C. Ảnh: DMC
Thực tế cho thấy, trong nhiều trường hợp, hai loại dung dịch hủy giếng và dung dịch treo giếng có bản chất gần giống nhau. Sự khác nhau cơ bản giữa dung dịch hủy giếng và dung dịch treo giếng là dung dịch hủy giếng mang tính vĩnh viễn, còn dung dịch treo giếng phục vụ mang tính tạm thời trong một khoảng thời gian nào đó. Một số năm trước đây, để treo giếng, Liên doanh Việt – Nga “Vietsovpetro” thường dùng dung dịch khoan thông thường trên cơ sở vật liệu sét và polymer được bổ sung thêm chất diệt khuẩn để kéo dài thời gian phân hủy sinh học. Tuy nhiên, dung dịch khoan thông thường này còn chứa khá lớn lượng vật liệu hữu cơ, nên sau một thời gian, dung dịch bị mất cấu trúc, tách lớp sa lắng và gây ăn mòn ống chống.
Thí nghiệm đo độ thải nước. Ảnh: DMC
Từ các năm 2009 - 2010, Vietsovpetro đã ứng dụng dung dịch muối CaCl2 và dung dịch sét chứa polymer polyacrylamide để phục vụ cho công tác hủy giếng. Dung dịch muối CaCl2, mặc dù được bổ sung chất ức chế ăn mòn, nhưng do chính chất chống ăn mòn cũng bị phân hủy theo thời gian, nên sau một thời gian quá trình ăn mòn lại phát triển với tốc độ cao. Ngoài ra, dung dịch muối CaCl2 lại không cho phép tỷ trọng tăng vượt quá 1,39g/cm3, mà trong thực tế tỷ trọng có thể cao tới 1,8g/cm3. Dung dịch sét chứa polymer polyacrylamide có khả năng gây đặcquánh (chuyển thành dạng paste) cũng đã được nghiên cứu để đưa vào sử dụng. Nhưng sau một thời gian lưu trong môi trường thiếu oxy, dung dịch sét chứa polymer polyacrylamide vẫn bị phân hủy sinh học tạo môi trường acid gây ăn mòn mạnh.
Từ thực tế sản xuất ở Vietsovpetro, để hủy các giếng có đoạn thân giếng nằm trong vùng vỉa có áp suất dị thường cao (các giếng nằm ở vòm Bắc mỏ Bạch Hổ), cần dùng loại dung dịch hủy giếng có tỷ trọng cao trên 1,7g/cm3 và có thể cao tới 1,8g/cm3 hoặc hơn nữa.
Để khắc phục tình trạng trên, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam đã giao Tổng công ty Dung dịch khoan và Hóa phẩm Dầu khí (DMC) thực hiện đề tài “Nghiên cứu chế tạo 2 hệ hóa phẩm chuyên dụng áp dụng trong hủy giếng và treo giếng khoan trên cơ sở vật liệu sét biến tính và vật liệu kết dính vô cơ”. Mục tiêu của đề tài là chế tạo hệ hóa phẩm dùng vật liệu sét phục vụ pha chế dung dịch hủy giếng, treo giếng tỷ trọng thường và tỷ trọng cao (loại không cần chuyển hóa thành dạng paste và cần chuyển hóa thành dạng paste) và hệ hóa phẩm dùng vật liệu kết dính vô cơ, đồng thời đưa ra hướng dẫn pha chế, vận hành sử dụng hệ dung dịch hủy giếng, treo giếng này.
Trên cơ sở đó, nhóm tác giả DMC đã thiết lập được đơn pha chế hệ hóa phẩm treo giếng, hủy giếng loại không cần chuyển hóa thành dạng paste (sét bentonite, các phụ gia điều chỉnh độ pH, giảm độ thải nước và phụ gia tăng trọng) và loại cần chuyển hóa thành dạng paste (sét bentonite, các phụ gia điều chỉnh thời gian, tốc độ chuyển hóa thành dạng paste và một số phụ gia chuyên dụng khác) đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật tạm thời của Vietsovpetro về dung dịch hủy giếng, treo giếng. Kết quả đánh giá cho thấy hệ hóa phẩm giữ được các tính chất ổn định trong một thời gian dài, hệ hoá phẩm được cấu thành từ các vật liệu có nguồn gốc vô cơ, an toàn với môi trường, có tính ăn mòn rất thấp, tỷ trọng của hệ hoá phẩm có thể đạt đến 1,8g/cm3. Các kết quả nghiên cứu cũng đảm bảo tính khả thi trong việc pha chế, sử dụng hệ hóa phẩm này trong điều kiện thực tế.
Cán bộ DMC thí nghiệm đo thông số lưu biến của các dung dịch hủy giếng, treo giếng. Ảnh: DMC
Nhóm tác giả cũng đã tiến hành nghiên cứu các đặc tính của các vật liệu được chọn làm nguyên liệu chế tạo hệ chất kết dính vô cơ là tro bay Phả Lại và xỉ lò cao Thái Nguyên và đưa ra kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các cấu tử thành phần tới độ tách nước, tính chất dung dịch điển hình, tính chất cơ lý đá xi măng, tính giãn nở thể tích, độ thấm của đá xi măng thu được từ hệ vật liệu kết dính vô cơ. Nhóm tác giả đã chọn được thành phần hợp lý của hệ vật liệu vô cơ với các thông số cụ thể là: Tro bay/xỉ lò cao = 50/50; tro bay và xỉ lò cao: 85 - 90%; bentonite: 10 - 15%.
Bên cạnh đó, nhóm tác giả đã tiến hành biên soạn quy trình chế tạo và hướng dẫn công nghệ ứng dụng trong pha chế, sử dụng hệ dung dịch hủy giếng, treo giếng dùng vật liệu sét và vật liệu kết dính vô cơ.
Việc nghiên cứu, thiết lập được các hệ hóa phẩm hủy giếng, treo giếng mới đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật, đồng thời sử dụng các vật liệu có nguồn gốc vô cơ, an toàn với môi trường có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ tài nguyên và cấu trúc tự nhiên của lòng đất, ngăn ngừa những xáo trộn về trạng thái của môi trường biển khi tiến hành hoạt động bảo quản và hủy giếng khoan dầu khí đúng như quy định tại Quy chế bảo quản và hủy giếng khoan dầu khí của Việt Nam.
Lê Văn Công (giới thiệu)