23.02.2011 Khoan Dinh Huong

Cơ sở khoan giếng khoanđịnh hướng.

Thực hiện : Nguyễn Sơn Tùng –Thiết bị dầu 52

Nội dung

1. Giếng khoan xiên và tính chất của giếngkhoan xiên.

2. Cơ sở của sự cong ( xiên ) của giếng.3. Thiết bị trong công tác thi công các giếng

khoan nghiêng.

1. Giếng khoan xiên

Giếng khoan định hướng hay còn gọi làxiên ( nghiêng ) là những giếng có profinlà một đường cong.

Có thể là cong phẳng hoặc cong khônggian.

Tính chất của GK xiên

1. Cong do khách quan.- Mạng lưới tham dò bị phá vỡ, số liệu về

chiều sâu và kích thước hình học khôngchính xác.

- Tăng giá thành khoan và tăng các sự cốnhư kẹt cần, gãy cần, bóp méo ốngchống…

- Khó thực hiện chế độ khoan hợp lý.

2. Cong do chủ quan.- Tăng khoảng mở vỉa hoặc cắt vỉa theo

phương vuông góc để tăng độ thấm.

- Thăm dò, khai thác vỉa bên dưới lòng hồ, đô thị, công trình giao thông, ven biển hay địa hình không thuận lợi.

- Cứu chữa sự cố.

- Rất phù hợp với điều kiện khoan biển trêncác giàn khoan.

Đặc điểm

- Góc nghiêng: góc trục thân giếng và phươngnàm ngang.

- Góc đỉnh: Góc giữa trục thân giếng và phươngthẳng đứng.

- Góc phương vị: Góc giữa hình chiếu trục giếnglên phương ngang và hướng chọn trước.

- Chiều dài.- Chiều sâu.- Khoảng rời đáy.

Một vài profin điển hình

- Hình chữ J.- Hình chữ S.- Dạng quỹ đạo tiếptuyến.

2.Cơ sở khoan nghiêng.

- Sử dụng quy luật cong tự nhiên.- Sử dụng quy luật cong tự nhiên và kĩ thuậtđể điều chỉnh hướng cong.

- Chỉ sử dụng các phương tiện kĩ thuật.

Nguyên nhân gây cong lệch giếng do rấtnhiều yếu tố chi phối.

- Sự phá hủy không đồng đều của đất đátheo các phương khác nhau là khác nhau.

- Có khe hở giữa bộ dụng cụ đáy và thànhgiếng. Do cả địa chất hệ số mở rộng thànhgiếng và chủ quan chế tạo bộ dụng cụđáy- kĩ thuật.

- Độ lệch của trục bộ dụng cụ đáy so vớitrục giếng khoan.

1. Do phá hủy bất đối xứng.

- Yếu tố địa chất: tính dị hướng của đất đá, sựxen kẹp giữa các lớp đất đá có độ cứng khácnhau sắp xếp có quy luật trong các lớp đất đá( thế nằm của đá).

- Yếu tố công nghệ: Độ lớn và hướng tác dụnglàm lệch, chế độ khoan và phương pháp khoan.

- Yếu tố kĩ thuật: Phương pháp khoan và cấu trúcbộ dụng cụ đáy, độ cứng của bộ dụng cụ đáy, góc gặp giữa trục giếng và mặt phân lớp đất đá.

2.Do khe hở giữa bộ dụng cụ vàthành giếng.

- Yếu tố địa chất: Độ cứng, độ ổn định củathành hệ.

- Yếu tố công nghệ: chế độ khoan vận tốcdòng nước rửa, tải trọng đáy, vận tốcquay của choòng.

- Yếu tố kĩ thuật: phương pháp khoan, đặctính kĩ thuật của dụng cụ phá hủy đất đá.

3.Do độ lệch trục giữa bộ dụng cụvà thân giếng.

- Yếu tố địa chất: sự khác nhau về độ cứngcho nên phản lực khác nhau gây mômenuốn cong.

- Yếu tố công nghệ: Chế độ khoan và chủyếu do tải trọng đáy.

- Yếu tố kĩ thuật: Thông số kĩ thuật bộ dụngcụ đáy, số lượng và kích thước định tâm, đầu nối cong.

3.Thiết bị trong công tác khoanxiên

Về cơ bản cấu trúc của bộ dụng cụ lànhư nhau so với khoan thẳng bởi phươngpháp khoan Rotor hay Tua-bin. Điểm khácbiệt trong thiết bị đó là các dụng cụ tạogóc nghiêng như: đầu nối cong, mángxiên, kĩ thuật sử dụng định tâm theonguyên lý đòn bẩy nhằm phá hủy khôngđối xứng theo hướng chủ quan.

Máng xiên

- Máng xiên là thiết bị kĩ thật được thả xuống vị trícần thay đổi độ cong của giếng bằng cách tạolệch tải trọng đáy và trục bộ dụng cụ nhờ mặtnghiêng.

- Vật liệu thép các-bon cao hoặc thép hợp kim đủđộ cứng, vững, nhẹ. Độ cứng vừa đủ tránh mònrăng choòng hoặc không bị răng choòng cắt đứt.

- Khả năng tạo xiên: cường độ xiên 3 – 5o trên10m và tới mười mấy độ trên 100 m.

- Chống trên cầu xi măng.- Khoảng cách giữa hai lần đặt máng xiên theo

profin của giếng.

Đầu nối cong

là đầu nối đặt biệtđảm bảo truyềnmômen, tuần hoàndung dịch, khả năngchỉnh độ lệch góc từ0 tới 3o.

Cấu tạo:- Khớp cac-đăng.- Phớt làm kín.- Vỏ bọc.

Bộ định tâmTạo độ lệch trục của bộ dụng cụ đáy so với trục

thân giếng, tạo độ lệch của tải trọng đáy theonguyên lý đòn bẩy.

- Bộ định tâm sẽ là điểm tựa tạo uốn.- Bộ định tâm tạo độ lệch trụccần thiết giữa bộ dụng cụ đáy và

trục giếng.

Choòng khoan- Sử dụng choòng khoan có kết cấu lệch tâm, hệ

thống nước rửa lệch để phá hủy không đều trênđáy.

- Sử dụng chòng có dạng mặt đầu khác nhau:+ nhọn đối với choòng chóp xoay, lồi với chòng

kim cương hoặc hợp kim cứng gây lệch trái.+ Lõm, phẳng với cả hai loại choòng gây lệch

phải.- Chòng chóp xoay có khả năng tạo cong nhiều

hơn.

Thiết bị dẫn động

- Khả năng tạo xiên còn phụ thuộc vào khehở giữa cần khoan và thành giếng, độcứng, độ ổn định và độ bền của bộ dụngcụ và phương pháp khoan.

Khoan Rotor1.Ưu điểm: - Khoan với chiều sâu lớn. - Dải tốc độ lớn, khoan được đất đá từ mềm tới

cứng.2.Nhược điểm :- Khả năng chỉnh xiên khó khăn, dễ xảy ra sự cố

phá hủy thành hoặc kẹt cần. - Tốn thời gian chỉnh vị trí( hướng nghiêng, góc

phương vị) sau mỗi lần kéo thả tiếp cần.Nhượcđiểm này được khắc phục khi dùng Top driver do nó có khả năng tiếp cần ở mọi độ cao chophép, ko phải kéo bộ dụng cụ rời đáy.

Khoan Tua-bin1.Ưu điểm: Khả năng chỉnh xiên tốt và nhanh do dẫnđộng bằng động cơ đáy cho phép:

- Không phải kéo bộ dụng cụ rời đáy khitiếp cần.

- Cần khoan mềm hơn do không thực hiệnchức năng truyền momen xoắn.

- Góc xiên và cường độ xiên lớn hơn.- Phát huy ưu điểm của bộ phận lái chỉnh: đầu nối cong, máng xiên…

2.Nhược điểm- Không khoan được sâu( chủ yếu do yếu tố

công nghệ ko đáp ứng công suất thủy lực )- Không thích hợp khi khoảng tăng, giảm góc

nghiêng ở tầng đất đá mềm.

Nhận xét:Mỗi phương pháp khoan có những ưu điểm

chưa thể thay thế được vì vậy khi khoancác giếng khoan xiên vẫn sử dụng kết hợpcả hai phương pháp khoan nêu trên.

- Khoan tua-bin thường khoan khi bắt đầutăng hoặc giảm góc nghiêng.

- Khoan rotor khi ổn định góc nghiêng. -Khoan Rotor vẫn là cơ bản trong công tác

khoan.

Kết luận

- Giếng khoan nghiêng với những tính ưuviệt riêng đã tạo ra một hướng đi mớitrong công nghiệp dầu khí cần phát triểnhơn nữa trong tương lai.

- Là một sinh viên ngành Thiết bị dầu khítác giả đã đề cập một số yếu tố: Địa chất, công nghệ khoan và thiết bị là chủ yếu.

- Mong các bạn phát triển thêm !

Cảm ơn sự chú ý theo dõi củaquý vị và các bạn !

Thực hiện : Nguyễn Sơn TùngThiết bị dầu 52.