GEOPET

CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN KHI KHOAN

Bài giảng được soạn bởi

Bộ môn Khoan – Khai thác Dầu khí

Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí

Đại học Bách Khoa TP. HCM

Tel: (08) 8647256 ext. 5767

GEOPETCác quá trình cơ bản khi khoan 2

CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN KHI KHOAN

Qui trình cơ bản thi công giếng khoan bao gồm 3 bước sau:

1. Phá hủy đất đá

2. Vận chuyển mùn khoan lên bề mặt

3. Gia cố thành giếng khoan

GEOPETCác quá trình cơ bản khi khoan 3

PHÁ HỦY ĐẤT ĐÁ

Quá trình phá hủy đất đá đáy giếng khoan phụ thuộc vào các thông số

chế độ khoan. Quan hệ giữa các thông số cơ học và thủy lực có thể điều

chỉnh được trong quá trình khoan để đạt đươc hiệu suất khoan tối ưu.

Chế độ khoan rôto

Áp lực chiều trục (tải trọng lên choòng)

Vận tốc quay của choòng khoan

Lưu lượng và chất lượng nước rửa.

Chế độ khoan đập cáp

Tần số đập (số lần đập của dụng cụ trong 1 phút)

Chiều cao nâng choòng

Trọng lượng choòng (tải trọng đáy).

Chế độ khoan turbin

GEOPETCác quá trình cơ bản khi khoan 4

PHÁ HỦY ĐẤT ĐÁ

Áp lực chiều trục

Còn được gọi là tải trọng chiều trục hay tải trọng lên choòng.

Có giá trị nằm giữa tải trọng tối thiểu để phá hủy đất đá và tải trọng

lớn nhất cho phép đối với mỗi loại choòng.

Vận tốc quay của choòng khoan

Có tác dụng phát triển phá hủy cục bộ.

Tốc độ quay càng cao thì tốc độ cắt gọt của các hạt cắt càng lớn.

Quyết định đến vận tốc cơ học khoan.

• Choòng chóp xoay thích hợp với tốc độ quay thấp: 60-150 v/ph.

• Choòng kim cương có hiệu quả phá hủy đất đá càng lớn khi vận tốc

quay càng lớn: 300-800 v/ph.

GEOPETCác quá trình cơ bản khi khoan 5

PHÁ HỦY ĐẤT ĐÁ

Quan hệ giữa vận tốc cơ học khoan và tải trọng lên choòng

GEOPETCác quá trình cơ bản khi khoan 6

PHÁ HỦY ĐẤT ĐÁ

Quan hệ giữa vận tốc cơ học khoan và vận tốc quay của choòng khoan

GEOPETCác quá trình cơ bản khi khoan 7

VẬN CHUYỂN MÙN KHOAN LÊN BỀ MẶT

Mùn khoan sau khi được tách ra khỏi đáy giếng cần phải

được vận chuyển ngay lên bề mặt, tạo điều kiện cho thiết

bị cắt tiếp xúc trực tiếp với đáy giếng.

Dung dịch khoan dạng lỏng thường được sử dụng để vận

chuyển mùn khoan, ngoài ra còn để:

Tạo cột áp thủy tĩnh cân bằng áp suất thành giếng khoan,

Gia cố tạm thời thành giếng khoan,

Giữ mùn khoan lơ lửng khi ngưng tuần hoàn,

Làm mát, bôi trơn bộ khoan cụ.

GEOPETCác quá trình cơ bản khi khoan 8

VẬN CHUYỂN MÙN KHOAN LÊN BỀ MẶT

Quan hệ giữa vận tốc cơ học khoan và áp suất thủy tĩnh

GEOPETCác quá trình cơ bản khi khoan 9

VẬN CHUYỂN MÙN KHOAN LÊN BỀ MẶT

Lưu lượng và chất lượng

nước rửa ảnh hưởng rõ rệt

đến hiệu quả phá hủy đất đá

ở đáy giếng và chất lượng

thành giếng khoan.

Trong phương pháp khoan

thổi khí, mùn khoan được đưa

ngay lập tức lên bề mặt nên

vận tốc cơ học khoan cao.

GEOPETCác quá trình cơ bản khi khoan 10

GIA CỐ THÀNH GIẾNG KHOAN

Sau khi khoan đến chiều sâu tương ứng với cấp ống

chống đã thiết kế, công tác khoan được tạm ngưng để

thực hiện công tác thả ống chống và trám xi măng.

Vành đá xi măng sau khi đông cứng có tác dụng:

Hỗ trợ cột ống chống

Bịt kín các tầng gây mất dung dịch

Bảo vệ ống chống khỏi bị ăn mòn

Cô lập, cách ly tầng chứa

4. Các quá trình cơ bản khi khoan

GEOPETCác quá trình cơ bản khi khoan 11

GIA CỐ THÀNH GIẾNG KHOAN

Tùy thuộc vào đặc điểm thiết kế của

giếng mà quá trình trám xi măng có

thể tiến hành theo:

Một giai đoạn

Hai giai đoạn thông thường

Hai giai đoạn liên tục

Ba giai đoạn hoặc hơn.

GEOPETCác quá trình cơ bản khi khoan 12

VÍ DỤ QUI TRÌNH TIẾP CẦN

Kéo cần từ giá đựng cần

Đẩy cần chủ đạo vào vị trí

GEOPETCác quá trình cơ bản khi khoan 13

VÍ DỤ QUI TRÌNH TIẾP CẦN (tt)

Nối cần mới vào chuỗi cần

Chuỗi cần sẵnsàng khoan tiếp

GEOPETCác quá trình cơ bản khi khoan 14

VÍ DỤ QUI TRÌNH KÉO CẦN

GEOPETCác quá trình cơ bản khi khoan 15

VÍ DỤ QUI TRÌNH KÉO CẦN (tt)

1. Ngừng bàn rôto, kéo cần chủ đạo lên đến khi đoạn nối cần cao hơn

bàn xoay. Ngừng bơm dung dịch.

2. Lắp bộ đỡ chuỗi cần khoan, tháo cần chủ đạo và đẩy cần chủ đạo

vào lỗ để cần chủ đạo (rathole).

3. Tháo đầu xoay thủy lực khỏi móc nâng.

4. Lắp êlêvatơ vào đầu chuỗi cần khoan, kéo chuỗi cần khoan lên đỉnh

tháp đến hết một khoảng cần (stand).

5. Thợ phụ tháo cần và đẩy đáy cần vào giá treo cần theo thứ tự qui

định.

6. Thợ tháp khoan đẩy đầu cần vào vị trí.

GEOPETCác quá trình cơ bản khi khoan 16

QUI TRÌNH KHOAN BÌNH THƯỜNG

Là qui trình được thực hiện theo kế hoạch khoan dự kiến

và bao gồm các dấu hiệu sau:

Khoan với tốc độ cao, hiệu quả phá hủy đất đá lớn.

Tiếp cần theo đúng tiến độ khoan.

Dễ dàng nâng, thả bộ khoan cụ để thay dụng cụ phá đá mới.

Chống ống và trám xi măng các tầng theo thiết kế.

Giếng khoan thành công là giếng khoan được thi công

đúng tiến độ, trong giới hạn chi phí dự kiến và đạt lưu

lượng lớn nhất.

GEOPETCác quá trình cơ bản khi khoan 17

QUI TRÌNH KHOAN BÌNH THƯỜNG

Các chỉ tiêu đánh giá công tác khoan

Vận tốc khoan: bao gồm vận tốc cơ học khoan, vận tốc hiệp khoan,

vận tốc thương mại.

Tiến độ choòng: tuổi thọ choòng, đời sống choòng.

Giá thành: Giá thành 1 m khoan là tỉ số giữa tổng chi phí thi công

giếng: nhiên, nguyên vật liệu thi công giếng khoan, khấu hao tài sản

cố định (hoặc giá thành thuê giàn) và dụng cụ khoan, lương công

nhân và các chi phí dịch vụ khác và chiều sâu giếng khoan.

Chất lượng giếng khoan: Độ lệch của giếng khoan, tỷ lệ và chất lượng

mẫu lõi (%), mức độ nhiễm bẩn thành hệ.

KẾT THÚCKẾT THÚC