Trước đây, khi thiết kế các giếng đã khoan ở Liên doanh Việt Nga “Vietsovpetro” giá trị áp suất vỉa thường được lấy theo áp suất lỗ rỗng được đo khi thử vỉa bằng các phương pháp như DST, MDT. Tuy nhiên, các giá trị thu được ở đây là áp suất của các lỗ rỗng liên thông với nhau thường là trong các vỉa cát hoặc carbonate. Đối với các vỉa sét, lỗ rỗng không liên thông và không thể đo trực tiếp được nhưng thường có áp suất cao hơn so với vỉa liên thông.

Khi thiết kế giếng khoan, áp suất lỗ rỗng không liên thông được coi là bằng áp suất vỉa liên thông, dẫn đến tỷ trọng dung dịch khoan chỉ được lấy theo áp suất của các lỗ rỗng trong các vỉa liên thông mà bỏ qua áp suất lỗ rỗng bên trong vỉa sét. Do đó, tỷ trọng dung dịch khoan thường thấp, áp suất cột dung dịch không đủ lớn, dẫn đến sự cố trong khi khoan như: sập lở thành giếng khoan, kẹt bộ khoan cụ, có biểu hiện khí… làm tăng thời gian thi công giếng khoan, tăng giá thành giếng khoan.

Nhằm khắc phục tình trạng trên, nhóm tác giả thuộc Viện Nghiên cứu Khoa học và Thiết kế Dầu khí biển, Liên doanh Việt - Nga “Vietsovpetro” đã đề xuất giải pháp “Tính toán giá trị áp suất lỗ rỗng trong các vỉa sét làm cơ sở để điều chỉnh tỷ trọng dung dịch khoan hợp lý”.

Giàn khoan mỏ Bạch Hổ. Ảnh: VSP

Nhóm tác giả đã so sánh tỷ trọng khoan theo thiết kế và thực tế thi công giếng khoan GT-1X và MT-1X có sự chênh lệch rất lớn từ 0,16g/cm3 - 0,3g/cm3. Trong đó, tỷ trọng dung dịch khoan thực tế lớn nhất ở giếng MT-1X là 1,7g/cm3 (so với thiết kế là 1,4g/cm3), ở giếng GT-1X là 1,6g/cm3 (so với thiết kế là 1,44g/cm3). Sự chênh lệch này là nguyên nhân gây ra các phức tạp trong quá trình khoan.

Để tính toán giá trị áp suất lỗ rỗng trong các vỉa sét dựa trên các số liệu đo địa vật lý giếng khoan có thể áp dụng phương pháp Eaton, Matthews & Kelly, phương pháp chiều sâu tương đương... Các phương pháp này dựa trên nguyên tắc đất đá có dị thường áp suất có xu hướng ít nén và có nhiều lỗ rỗng hơn so với đất đá không có dị thường ở cùng chiều sâu thạch học. Trong giải pháp này, nhóm tác giả đã sử dụng phương pháp Eaton để xác định giá trị áp suất lỗ rỗng trong các vỉa sét cho giếng khoan MT-1X và GT-1X thông qua các tài liệu địa vật lý giếng khoan như: điện trở suất, tốc độ truyền sóng siêu âm của đất đá. Kết quả tính toán cho thấy áp suất lỗ rỗng của sét trầm tích Oligocene khá phù hợp với số liệu thực tế khi thi công ở 2 giếng khoan này.

Từ số liệu đo địa vật lý thu được từ giếng khoan MT- 1X, nhóm tác giả đã tính toán giá trị áp suất lỗ rỗng và dự báo áp suất trong thiết kế giếng khoan đối với các vỉa sét, để điều chỉnh hợp lý tỷ trọng dung dịch khoan cho khoảng khoan Ø311,1mm và Ø215,9mm của giếng MT- 2X, góp phần vào thành công của giếng khoan, hạn chế phức tạp và sự cố trong thi công giếng khoan, tiết kiệm chi phí khoan.

Việc tính toán giá trị áp suất lỗ rỗng giúp nhận biết được dị thường áp suất trong lỗ rỗng của vỉa sét; kịp thời điều chỉnh tỷ trọng dung dịch khoan theo giá trị áp suất lỗ rỗng; giúp ổn định thành giếng khoan; giảm việc doa lại thành giếng khoan; giảm kẹt bộ khoan cụ; giảm sự xâm nhập khí trong quá trình khoan.

Giải pháp trên được công nhận là sáng kiến cấp Tập đoàn Dầu khí Việt Nam, có thể áp dụng cho các giếng khoan có dị thường áp suất trong các vỉa sét như ở mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng.