Thiết kế một giếng khoan khai thác dầu

Thiết kế một giếng khoan khai thác dầu

LỜI MỞ ĐẦU Dầu khí ngành công nghiệp lớn giới Ngành công nghiệp dầu khí nước ta thời gian phát triển chưa dài song đạt thành tựu đáng kể, đóng vai trò quan trọng việc phát triển kinh tế quốc dân xác định mũi nhọn đưa đất nước tiến lên đường công nghiệp hoá đại hoá Ngành công nghiệp dầu khí chuỗi liên hoàn công tác từ tìm kiếm thăm dò, khai thác đến chế hoá sản phẩm dầu khí Trong công tác khoan phức tạp định thành công giếng khoan Để thực giếng khoan khai thác giếng khoan sâu điều kiện địa lý địa chất khó khăn phức tạp, vốn đầu tư lớn công tác thiết kế phải tiến hành cách chi tiết , khoa học Vì người thiết kế phải nắm vững kiến thức chuyên môn, có hiểu biết điều kiện địa chất, khả làm việc thiết bị có, biết phân tích cách khoa học kinh ghiệm thực tế, từ xây dựng phương án kinh tế - kỹ thuật khả thi tối ưu hoá điều kiện định Một số bước phải trải qua phần thiết kế này: 1- Đặc điểm cấu tạo địa chất cấu trúc cột địa tầng giếng khoan - Ảnh hưởng cột địa tầng đến công tác khoan - Mục đích , yêu cầu kỹ thuật giếng 2- Thiết kế thi công cho giếng khoan - Cơ sở lựa - Lựa chọn tính toán cấu trúc giếng - Phân chia khoảng khoan lựa chọn phương pháp khoan cho khoảng khoan 3- Dung dịch khoan - Lựa chọn hệ dung dịch khoan cho khoảng khoan - Lựa chọn thông số công nghệ dung dịch cho khoảng khoan - Tính thể tích dung dịch cho khoảng khoan 4- Thiết bị khoan chọn dụng cụ khoan - Chọn tổ hợp khoan hợp lý - Chọn dụng cụ khoan 5- Chọn chế độ khoan hợp lý - Cơ sở lựa chọn chế độ khoan - Tính toán chế độ khoan phù hợp cho khoảng khoan 6- Chống ống bơm trám xi-măng giếng khoan - Lựa chọn phương pháp bơm trám xi măng cho cột ống chống - Tính toán bơm trám cho cột ống chống cụ thể Qua trình làm đồ án em hiểu rõ tầm quan trọng công tác thiết kế giếng khoan Tuy nhiên thời gian làm đồ án có hạn nên tránh khỏi thiếu sót chưa đầy đủ mong xem xét góp ý Thầy để đồ án hoàn thiện Chúng em xin chân thành cám ơn ! CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ ĐỊA TẦNG GIẾNG KHOAN 1.1 Đặc điểm cấu tạo địa chất Theo trình tự nghiên cứu phương pháp đo địa vật lý, chủ yếu đo địa chấn, phép đo địa vật lý lỗ khoan, sau đến phương pháp phân tích lấy mẫu đất đá thu được, người ta xác định dược rõ ràng thành hệ mỏ Bạch Hổ Đó trầm tích thuộc hệ Đệ tứ, Neogen Paleogen phủ móng kết tinh Jura-Kretta có tuổi thọ tuyệt đối từ 97-108,4 triệu năm Từ xuống cột địa tầng tổng hợp mỏ xác định sau: Trầm tích Neogen đệ tứ a.Trầm tích Plioxen-Pleixtoxen (điệp Biển Đông) : Điệp thành tạo chủ yếu từ cát cát dăm, độ gắn kết kém, thành phần Thạch anh, Glaukonite tàn tính thực vật Từ 20-25% mặt cắt vỉa kẹp Montmoriolonite, gặp vỉa sét vôi mỏng Đất đá thành tạo điều kiện biển nông, độ muối trung bình chịu ảnh hưởng dòng chảy, nguồn vật liệu đá Macma axit Bề dày điệp dao động từ 612 654m Dưới điệp Biển Đông trầm tích thống Mioxen thuộc hệ Neogen b.Trầm tích Mioxen: Thống chia làm phụ thống -Mioxen trên(điệp Đồng Nai) Đất đá điệp chủ yếu cát dăm cát với độ mài mòn từ trung bình đến tốt Thành phần Thạch anh chiếm từ 20-90 % lại Fenspat thành phần khác đá Macma, phiến cát vỏ sò… Độ kết gặp vỉa sét két dày đến 20m vỉa cuội mỏng Chiều dày điệp tăng dần từ (538m) hai cánh (619m) Mioxen giữa(điệp Côn Sơn) Phần lớn đất đá điệp tạo từ cát, cát dăm bột kết Phần lại vỉa sét, sét vôi mỏng đá vôi Đây đất đá lục nguyên dạng bở rời màu xám vàng xám xanh, kích thước hạt từ 0,1-10mm, thành phần Thạch anh (hơn 80%), Fenspat đá phun trào có màu loang lổ, bở rời, mềm dẻo, thành phần Montmoriolonite Bề mặt điệp từ 810-950m -Mioxen dưới(điệp Bạch Hổ) Đất đá điệp nằm bất chỉnh hợp góc, thành tạo Oligoxen Gồm chủ yếu tập sét dầy vỉa cát, bột mỏng nằm xen kẽ Sét có mầu tối nâu loang lổ xám, thường mềm phân lớp Thành phần sét gồm có Kaolinit, Montmoriolonite, thủy Mica khoáng vật Carbonate, hàm lượng xi măng từ 3-35%, cấu trúc xi măng lấp đầy tiếp xúc Mảnh vụn khoáng vật Thạch anh, Fenspat với khối lượng tương đương Ngoài có loại khác, Granite, Phiến cát…Điệp chứa tầng dầu công nghiệp 22,23,24,25 Chiều dầy tăng từ vòm (600m) đến cánh (1270m) Trầm tích hệ Paleogen Thành tạo thống oligoxen thuộc hệ Paleogen chia làm phụ thống: a.Oligoxen trên(điệp Trà Tân) Các đất đá trầm tích bao trùm toàn diện tích mỏ Phần tập sét màu đen dày(tới 266m) Phần cát kết, sét kết bột kết nằm xen kẽ Điệp chứa tầng dầu công nghiệp: 1,2,3,4,5 Sự phân chia thực sâu hàng loạt giếng khoan điệp Trà Tân chia làm phụ điệp: dưới, có thay đổi hướng đá mạnh, thời kỳ hình thành trầm tích có hoạt động núi lửa phần trung tâm cuối phía bắc vỉa tại, có gặp đá phun trào số giếng khoan Ngoài gặp trầm tích than sét kết màu đen, xám tối đến nâu bị ép nén, vỡ có mặt trượt Khoáng vật Kaolinit (56%), thủy Mica (12%), thành phần khác: Clorite, Xiderite, Montmoriolonite (32%) Cát bột kết có màu sáng dạng khối rắn chắc, tới 80,9% thành phần hạt gồm : Thạch anh, Fenspat thành phần vụn loại đất đá khác kaolinite, Carbonate, sét vôi Chiều dày từ 176-1034m, giảm phần vòm đột ngột tăng mạnh phần sườn b.Oligoxen dưới(điệp Trà Cú) Thành tạo có vòm bắc rìa nam mỏ Gồm chủ yếu sét kết(6070% mặt cắt), có màu từ đen đến xám tối nâu, bị ép nén mạnh, giòn mảnh vụn vỡ sắc cạnh có mặt trượt dạng khối phân lớp Thành phần gồm: thủy Mica, Kaolinite, Clorite, Xiderite Phần lại mặt cắt cát kết, bột kết, nằm xen kẽ có sét màu sáng, thành phần Arkor, xi măng Kaolinite, Thủy Mica sét vôi Đá thành tạo đIều kiện biển nông, ven bờ sông hồ Thành phần vụn gồm Thạch anh, Fenspat, Granite, đá phun trào đá biến chất gặp tầng dầu công nghiệp 6,7,8,9,10 c.các đá sở (vỏ phong hoá) Đây sở cho tập đá Oligoxen phát triển mặt móng Nó thành tạo điều kiện lục địa phá hủy học địa hình Đá nằm trực tiếp móng tái trầm tích mảnh vụn đá móng có kích thước khác Thành phần gồm: cuội cát kết hạt thô, đôi gặp đá phun trào Chiều dày điệp Trà Cú tập sở thay đổi từ - 412m từ - 174m 3.Đá móng kết tinh Kaizozoi: Đây thành tạo Granite không đồng mà có khác thành phần thạch học, hoá học tuổi Có thể giả thiết có hai thời kỳ thành tạo đá Granite : vòm bắc vào kỷ Kretta Diện tích thể Batholit Granite tới hàng nghìn km2 bề dày thường không 3km Đá móng mỏ Bạch Hổ chịu tác động mạnh trình phong hoá thủy nhiệt hoạt động kiến tạo gây nứt nẻ hang hốc sinh khoáng vật thứ sinh khác Kataclazite, Milonite Sự phong hoá kéo theo làm giàu sắt, Mangan, Canxi, Photpho làm thành phần Natri Canxi động Các mẫu đá chứa dầu thu có độ nứt nẻ trung bình 2,2%, chiều dài khe nứt từ 0,5-1 mm, rộng từ 0,1- 0,5 mm, độ lỗ hổng từ 1/5 -1/7 độ nứt nẻ Đá móng bắt đầu có từ độ sâu 3888 - 4400m Đây bẫy chứa dầu khối điển hình có triển vọng cao 1.2 Cột địa tầng tính chất lý đất đá + * Cột địa tầng - Trầm tích đệ tứ Neogen (Plioxen – Pleixtoxen )từ độ sâu 85 – 665 m có góc dốc vỉa từ – 50 - Trầm tích Mioxen từ độ sâu 665 - 1165 m , góc dốc vỉa từ 1- - Trầm tích Mioxen trung từ độ sâu 1165 – 2060 m, góc dốc vỉa từ – - Trầm tích Mioxen từ độ sâu 2060 – 3060 m, góc dốc vỉa từ – 15 - Móng kết tinh từ độ sâu 3660 m trở xuống góc dốc không xác định * Nhiệt độ áp suất vỉa - Từ độ sâu 85 – 665 m , áp suất vỉa = áp suất thủy tĩnh , áp suất vỡ vỉa = 1,3 áp suất thủy tĩnh , gradien địa nhiệt 2,20 c/ 100 m - Từ độ sâu 665 – 2060 m , áp suất vỉa = áp suất thủy tĩnh , áp suất vỡ vỉa = 1,5 áp suất thủy tĩnh , gradien địa nhiệt 2,20 c/ 100 m - Từ độ sâu 2060 – 3060 m , áp suất vỉa=1,05 áp suất thủy tĩnh , áp suất vỡ vỉa = 1,5áp suất thủy tĩnh , gradien địa nhiệt 2,20 / 100 m - Từ độ sâu 3060 – 3200 m , áp suất vỉa = 1,1 áp suất thủy tĩnh , áp suất vỡ vỉa = 1.6 áp suất thủy tĩnh , gradien địa nhiệt 2,40 - 2,50 c /100 m - Từ độ sâu 3200 – 3660 m , áp suất vỉa = 1,3 – 1,35 áp suất thủy tĩnh , áp suất vỡ vỉa = 1.6 áp suất vỉa , gradien địa nhiệt 2,40 - 2,50 c /100 m - Từ độ sâu 3660 – 4440 m , áp suất vỉa = 0,9 áp suất thủy tĩnh , áp suất vỡ vỉa = 1.5-1,6 áp suất thủy tĩnh , gradien địa nhiệt 2,50 c /100 m * * Từ độ sâu 85 – 2060 m đất đá mềm, bở rời Từ độ sâu 2060 – 3060 m đất đá mềm trung bình cứng Từ độ sâu 3060 – 3660 m đất đá trung bình cứng Từ độ sâu 3660 – 4440 m đất đá cứng Hệ số mở rộng thành - 1.3 Độ cứng đất đá Từ độ sâu 85 – 1200 m ……M = 1,2 Từ độ sâu 1200 – 3200 m …M = 1,1 Từ độ sâu 3200 – 3660 m …M = 1,2 Từ độ sâu 3660 – 4440 m …M = 1,05 Phân tích ảnh hưởng địa tầng đến công tác khoan Như trình bày điều kiện địa chất mỏ Bạch Hổ phức tạp gây nhiều khó khăn cho công tác khoan chủ yếu vấn đề sau: - Sập lỡ thành giếng khoan tầng đất đá mềm rời phía từ đáy biển đến độ sâu khoảng 2100 m - Sự biến dạng co thắt thân giếng tầng trầm tích nhiều sét từ độ sâu 2100 m đến mặt tầng móng - Dị thường áp suất cao không đồng ( Gradien áp suất vỉa thay đổi từ 0,127 – 0,1742 at/m ) tầng Oligoxen - Sự hạ thấp đột ngột Gradien áp suất vỉa ranh giới hai tầng Oligoxen ranh giới vào tầng móng - Hiện trình khai thác áp suất vỉa tầng móng giảm có nơi thấp áp suất bão hoà tạo thành mủ khí kết hợp với nứt nẻ hang hốc gây dung dịch khoan - Ngoài đứt gãy kiến tạo gặp phải trình khoan gây tượng dung dịch lệch hướng lỗ khoan - Lưu ý + Mất dung dịch Khoảng từ 85 – 3060 m dung dịch nhẹ Khoảng từ 3060 – 3660 m dung dịch với cường độ lớn Khoảng từ 3660 – 4440 m dung dịch hoàn toàn + Sập lở thành giếng khoan Khoảng từ 85 – 2060 m có tượng kẹt sụp lở thành giếng khoan cường độ giảm dần theo chiều sâu, cần phải khống chế độ thải nướccủa dung dịch nhỏ tới mức + Kẹt dụng cụ khoan Từ độ sâu 85 – 2060 m có tượng kẹt sập lỡ thành giếng khoan va lắng động mùn khoan Từ độ sâu 2060 – 3060 m có tượng kẹt mút co thắt thành giếng tầng có áp suất dị thường + Biểu phun trào Từ độ sâu 2060 – 3060 m có khả xảy tựơng phun trào Khoảng 3060 – 4440 m xảy tượng phun trào nhiễm khí Trên tài liệu sở cần thiết trình thiết kế phương án thi công giếng khoan 1.4 Mục đích yêu cầu kỹ thuật giếng - Giếng khoan thiết kế phải đạt mục đích khoan đến chiều sâu cần thiết ,mở đươc vỉa sản phẩm tầng móng để khai thác dầu (thân trần D = 165 mm), sau áp suất đến áp suất bão hoà tiến hành bơm trám ximăng , bắn mìn để khai thác vỉa - Về cấu trúc giếng thiết kế phải ngăn ngừa hoàn toàn nước biển, giữ ổn định thành thân giếng khoan , cho phép khoan cụ, thiết bị khai thác sửa chữa giếng qua cách tự làm việc cách có hiệu Chống tượng dung dịch khoan bảo vệ thành giếng trường hợp xảy phun trào - Số lượng số lần chống ống phải đảm bảo công tác khoan tiếp theo, điều kiện cho phép chọn ống chống với cấp đường kính nhỏ nhât - Mọi yêu cầu suốt trình thiết kế giếng khoan giá thành thấp 4DCGV1112222KN.,./.;KK CHƯƠNG THIẾT KẾ KỸ THUẬT GIẾNG KHOAN 2.1 Lựa chọn tính toán cấu trúc giếng khoan 7BT-BK8 Ta phải chọn cấu trúc giếng cho phải đảm bảo yêu cầu thả ống chống khai thác để tiến hành khai thác bình thường Đồng thời ta phải xuất phát từ tài liệu chất khu vực thi công giếng khoan (đặc biệt có tầng phức tạp dị thường áp suất cao), cụ thể tính chất lý vỉa đất đá độ bở rời, độ cứng, độ trương nở, áp suất vỉa, nhiệt độ vỉa .2.1.1 Lựa chọn cấu trúc cho giếng khoan Cấu trúc giếng khoan biển phải đảm bảo yếu tố sau: -Ngăn cách hoàn toàn nước biển, giữ ổn định thành thân giếng khoan để việc kéo thả khoan cụ, thiết bị khai thác, sửa chữa ngầm tiến hành bình thường -Chống tượng dung dịch khoan -Giếng khoan phải làm việc bình thường khoan qua tầng có áp suất cao tầng sản phẩm có áp suất vỉa nhỏ so với tầng có áp suất cao phía -Bảo vệ thành giếng có cố phun -Đường kính cột ống khai thác cột ống chống khác phải cấp đường kính nhỏ nhất, đơn giản gọn nhẹ điều kiện cho phép cấu trúc giếng -Cấu trúc giếng phải phù hợp với yêu cầu kỹ thuật, khả cung cấp thiết bị, đảm bảo độ bền an toàn suốt trình khai thác sửa chữa giếng sau Nói tóm lại phải phù hợp với điều kiện địa chất, công nghệ thích hợp với khả thi công Căn vào biểu đồ kết hợp áp suất dọc theo chiều sâu cột địa tầng giếng 07-BT-BK8 ta chọn cấu trúc ống chống cho giếng khoan sau: Cột ống chống bảo vệ Dựa vào kinh nghiệm khoan mỏ Bạch Hổ, người ta thường sử dụng ống cách nước loại Φ720×16×D (do thi công biển nên phải cách nước, điều kiện địa chất phức tạp nên phải dự phòng thi công phức tạp phải thêm cột ống, chiều sâu thay đổi) Dùng búa máy để đóng ống xuống đáy biển tới 35m, khoảng cách từ đáy biển lên mặt nước 50m, từ mặt nước lên bàn roto 35m, tổng chiều dài cột ống chống định hướng 120m Cột ống chống dẫn hướng Cũng dựa vào kinh nghiệm khoan mỏ Bạch Hổ, ống dẫn hướng thường chống tới độ sâu khoảng 250m Do độ sâu ta khoan qua lớp đất đá đệ tứ bở rời hình thành, có độ gắn kết nên thành giếng khoan dễ bị sập lở ta thay đổi chế độ khoan để khoan sâu vào vùng đất đá có độ cứng lớn Ngoài ra, điều kiện địa chất phức tạp ta phải chống nhiều cột ống nên ta phải chôn ống dẫn hướng có độ sâu đủ lớn để chịu tải trọng cột ống khác treo lên Chính thế, để đảm bảo an toàn cho trình khoan người ta phải chống ống dẫn hướng Cột ống trung gian thứ Khi khoan qua điệp Biển Đông, áp suất vỡ vỉa tăng dần thay đổi địa tầng, đất đá bền vững Để tăng tốc độ học khoan, ta phải thay đổi thông số chế độ khoan vài thông số dung dịch khoan (tăng tỷ trọng dung dịch, tăng tải trọng đáy, tăng áp lực bơm rửa) Với thông số ta không chống ống dễ xảy sập lở thành giếng khoan Ta cần tính toán chiều sâu cột ống trung gian thứ cho khoan qua tầng Mioxen cách an toàn Độ sâu chống ống tính công thức sau: L= [ ] 0,1n k a ( l − l y ) − γ l + m v l y m v − 0,1γ n Trong đó: L n : Khoảng cách từ miệng giếng khoan đến chân đế ống chống trung gian thứ : Hệ số dự trữ bền vỡ vỉa đất đá khoan l ly k : Khoảng cách từ miệng giếng khoan đến điểm xuất dầu khí : Khoảng cách đáy biển đến ống chân đế ống định hướng : Hệ số tăng áp lực vỉa γ0 : Trọng lượng riêng hỗn hợp chất lỏng xuất dầu khí a 0,1.1,1[1,05( 3200 − 35) − 0,85.3200] + 0,15.35 = 959,3( m ) 0,15 − 0,1.0,85.1,1 Công thức cho phép ta xác định chiều sâu ống chống nhỏ dựa vào chiều sâu tầng có dị thường áp suất cao, nơi xảy tượng dầu khí phun Trên sở lí luận tính toán, ta chọn chiều sâu chống ống trung gian thứ 960 m Cột ống trung gian thứ hai Khi ta khoan qua tầng Mioxen haù gặp tầng Oligoxen cú áp suất vỉa tăng cao, ta giữ nguyên tỷ trọng dung dịch cũ dẫn đến tượng phun dầu mkhí Do đó, để khoan tiếp ta phải tăng tỷ trọng dung dịch khoan Nhưng ta tăng tỷ trọng dung dịch khoan dẫn đến tượng sập lở, nứt vỡ, dung dịch đoạn khoan qua phía với tỷ trọng dung dịch nhỏ (tầng áp suất vỉa thấp) Chính thế, để khoan tiếp vào tầng Oligoxen ta phải tiến hành chống ống trung gian thứ hai L= Khi khoan có xuất khí khoảng 5% phải dừng khoan tiến hành đo vật lý để xác định ranh giới Mioxen Oligoxen thường độ sâu chống ống Theo tài liệu địa chất để ngăn cách hoàn toàn tầng Mioxen hạ thay đổi tỷ trọng dung dịch khoan trước khoan vào tầng Oligoxcen ta chống cột ống đến độ sâu 3200 m Cột ống trung gian thứ ba ( cột ống lửng) Từ độ sâu 3200 – 3660 m tầng sét kết thuộc phụ thống Oligoxen có dị thường áp suất cao tỷ trọng dung dịch khoan lớn Do cần đặt cột ống chống ngăn cách tầng trước khoan mở vỉa sản phẩm tầng móng có tỷ trọng dung dịch nhỏ Trong khoảng ta sử dụng cột ống chống lửng đặt từ độ sâu 3100 – 3660 m để ngăn cách hoàn toàn tầng dị thường áp suất cao Khi khoan dung dịch có tỷ trọng cao phát chớm dung dịch phải dừng khoan tiến hành đo kiểm tra lại để xác định lại ranh giới tầng Oligoxen tầng phong hoa chiều sâu lớp ống lửng Còn chiều cao lớp ống lửng cao đế lớp ống trước khoảng 100 m 2.1.3 Tính toán cấu trúc giếng khoan Ta chọn cấu trúc cho giếng khoan dạng cấu trúc gồm: ống chống định hướng, ống chống dẫn hướng, ống chống trung gian thứ nhất, ống chống trung gian thứ hai, oỏng lửỷng cột ống chống khai thác Sau ta tiến hành tính toán đường kính cột ống chống đường kính choòng tương ứng Việc tính toán tiến hành từ lên, đường kính cột ống chống khai thác cột ống chống Tính toán cấu trúc phải đảm bảo cho trình khoan, thả ống chống đến chiều sâu dự kiến thông suốt, đảm bảo trám xi măng thuận lợi Đoạn thân trần (móng) Do yêu cầu địa chất móng có đường kính 165mm ta chọn choòng D ckt1 = 165,1 (mm) Cột ống chống trung gian thứ ba ( ống lửng) -Để tính đường kính ống chống trung gian thứ ba ta cần xác định đường kính dựa vào Dckt1 Đường kính choòng khoan ống chống phải nhỏ đường kính ống chống trước tối thiểu (6 ÷ 8) mm Ta xác định đường kính ống chống trung gian thứ ba d tg3 sau: dtg3 ≥ Dckt1 + ( 6÷ 8) dtg3 ≥ 165,1 + (6 ÷ ) = 171,1 ÷ 173,1 (mm) Từ đường kính ta chọn đường kính cho ống chống là: Dtg3 = 193,7 mm (căn vào bảng cấp đường kính ống chống chuẩn) -Đường kính choòng khoan tương ứng Dctg3: Dctg3 = Dmtg3 + 2δ Trong Dmtg3 đường kính mupta cột ống chống trung gian thứ ba, dùng đầu nối FJL nên Dmtg3 = Dtg3 = 193,7 mm Khoảng hở δ chọn: δ = 10 mm Vậy: Dctg3 = 193,7 + 2.10 = 213,7 (mm) Chọn đường kính choòng khoan Dctg3 = 215,9 (mm) Ống chống trung gian thứ hai: - Đường kính ống chống trung gian thứ hai d tg2: dtg2 ≥ Dctg3 + (6 ÷ 8) = 215,9 + (6 ÷ 8) = 211,9 ÷ 223,9 (mm) Chọn đường kính cho ống chống trung gian thứ hai: Dtg2 = 244,5 (mm) (căn vào bảng cấp đường kính ống chống chuẩn) - Vậy đường kính choòng khoan tương ứng là: Dctg2 = Dmtg2 + 2δ Do sử dụng ống Φ244,5 mm vaứ tra baỷng tacó: Dmtg2 = 270 (mm) Chọn khoảng hở δ = 20 mm Do đó: Dctg2 = 270 + 2.20 = 310 (mm) Chọn đường kính choòng khoan ống chống trung gian thứ hai là: Dctg2 = 311 mm 4.Cột ống trung gian thứ nhất: - Đường kính ống chống trung gian thứ hai d tg2: dtg1 ≥ Dctg2 + (6 ÷ 8) = 311,15 + (6 ÷ 8) = 317.15÷ 319.15 (mm) Chọn đường kính cho ống chống trung gian thứ hai: Dtg1 = 340 (mm) (căn vào bảng cấp đường kính ống chống chuẩn) - Vậy đường kính choòng khoan tương ứng là: Dctg1 = Dmtg1 + 2δ Do sử dụng ống Φ340 mm ren BTS nên có: Dmtg2 = 365 (mm) Chọn khoảng hở δ = 25 mm Do đó: Dctg2 = 365 + 2.25 = 415 (mm) Chọn đường kính choòng khoan ống chống trung gian thứ hai là: Dctg2 = 444,5 mm Ống chống dẫn hướng -Đường kính ống dẫn hướng: ddh > Dctg1 + (10 ÷ 15) = 444,5 + (6 ÷ 10) = 450,5 ÷ 454,5 (mm) Chọn đường kính cho ống dẫn hướng là: Ddh = 508 mm -Đường kính choòng tương ứng là: Do ống dẫn hướng Φ508 sử dụng đầu nối BTC nên: Dmdh = 533,4 mm Chọn δ = 60mm Vậy: Dcdh = 533,4 + 2.60 = 653,4 (mm) Ta chọn đường kính choòng Dcdh = 660,4 mm Bảng số liệu cấu trúc giếng: Loại cột ống Định hướng Dẫn hướng Trung gian Trung gian Trung gian 2.2 Chiều sâu thả (m) ÷ 120 ÷ 250 ÷ 960 ÷ 3200 3100 ÷3660 Đường kính ống (mm) 720 508 340 244,5 193,7 Đường kính mupta(mm) Đầu nối hàn 533,4 365 270 193,7 Đường kính choòng(mm) Dùng búa máy 660,4 444,5 311 215,9 Chọn phương pháp khoan cho khoảng khoan 2.2.1 Cơ sở phân chia khoảng khoan Để phân chia khoảng khoan người ta dựa hoàn toàn vào cấu trúc địa chất, tính chất vật lý , hoá học, độ cứng , độ mài mòn, hoạt đông kiến tạo …của tầng đất đá kinh nghiệm thực tế giếng khoan lân cận, vùng mỏ giới mà phân chia thành đoạn khoan hợp lý mang lại hiệu khoan cao 2.2.2 Phân chia khoảng khoan giếng số 7BT- BK8 sau : Đoạn : Đoạn : Đoạn : Đoạn : Đoạn : Đoạn : từ từ từ từ từ từ – 120 m Đóng cọc ngăn nước biển 120 - 250 m 250 - 960 m 960 – 3200 m 3200 – 3660 m 3660 – 4440 m 2.2.3 Lựa chọn phương pháp khoan cho khoảng khoan 10 D: Đường kính cần khoan D = 0,127m d: Đường kính cần khoan d = 0,10862m Thay số liệu vào công thức ta được: Π F = (0,127 − 0,10862 ) = 3,4.10 −3 m = 34 cm2 Thay giá trị Qk F vào công thức (2.33) ta được: 134,4 σk = = 3,952T / cm = 3952kG / cm 34 τ: Ứng suất xoắn tác dụng lên phần cột cần khoan τ tính theo công thức: M τ= x wx wx: Mô men chống xoắn cần khoan wx = Π 0,127 − 0,10862 Π D4 − d = 16 0,127 16 D wx = 607,7.10-6m3 = 607,7cm3 Mx: Mô men chống xoắn cần thiết để quay cần khoan M x = 0,577 ( K t − 1).σ k wx Kt: Hệ số ảnh hưởng ứng suất pháp tuyến cần khoan K t = 1,1 Vậy ta có: M x = 0,577 (1,12 − 1).3952.607,7 = 393,2kG.cm Thay Mx wx vào công thức ta được: τ= 393,2 = 0,647 kG / cm 607,7 Thay giá trị τ σk vào công thức (2.32) ta có: σ Σ = 393,2 + 4.0,647 = 3932kG / cm Thay giá trị σΣ σc vào công thức (2.31) ta được: 9490 K= = 2,4 > 1,4 3932 Vậy phần cột cần khoan đạt bền 30 b-Kiểm toán phần cột cần: Trong trình làm việc, phần cột cần khoan chịu ứng suất nén , ứng suất uốn ứng suất xoắn Tuy nhiên, ta sử dụng cần nặng nên phần cần khoan chịu ứng suất nén Sau ta xét ứng suất uốn ứng suất xoắn tác dụng lên phần cần khoan * Ứng suất uốn tác dụng lên phần cần khoan tính theo công thức: σ u = 2000 f I l wu (a) Trong đó: f: Độ võng cung uốn f tính theo công thức: f = 1,1.Dlk − D Dlk: Đường kính lỗ khoan Dlk = M.Dc = 1,05.165 = 173,25 mm D: Đường kính cần khoan D = 127mm Vậy: 1,1.173,25 − 127 f = = 32mm = 3,2cm I: Mô men quán tính tiết diện cần khoan I tính theo công thức: I= Π ( D − d ) 64 Thay D = 12,7cm d = 10,862cm vào công thức ta được: I= Π (12,7 − 10,862 ) = 593,7cm 64 l: Độ dài nửa cung uốn Độ dài tính theo công thức: l= 10 0,2.I ω ω q' Trong đó: ω: Vận tốc góc ω= 2.Π.n 2.Π 80 = = 8,38rad / s 60 60 31 q': Trọng lượng 1cm cần khoan q' = 0,32kG/cm Vậy: l= 10 0,2.593,7.8,38 = 13,95cm 8,38 0.32 wu: Mô men chống uốn wu xác định theo công thức: wu = Π.( D − d ) Π.(12,7 − 10,862 ) = = 93,5cm 32.D 32.12,7 Thay giá trị f, I, l wu vào công thức tính toán ứng suất uốn phần cần khoan (a): σ u = 2000 3,2.593,7 = 199kG / cm 2 13,95 93,5 * Ứng suất xoắn tác dụng lên phần cần khoan: Trong phần trước ta tính được: τ = 0,702kG/cm2 * Ứng suất tương đương tác dụng lên phần cần khoan tính theo công thức: σ Σ = σ u + 4τ Thay thông số σu τ vào ta σ Σ = 199 + 4.0,702 = 199kG / cm • Hệ số an toàn phần là: K= σ c 9490 = = 46 > 1,4 σΣ 199 Vậy phần cần khoan đạt bền trình thi công giếng khoan CHƯƠNG THIẾT KẾ CHẾ ĐỘ KHOAN 32 5.1 Mục đích yêu cầu việc thiết kế chế độ khoan Việc thiết kế chế độ khoan tối ưu tải trọng đáy (G), lưu lượng máy bơm dung dịch (Q), tốc độ quay choàng khoan (n) yều tố quan trọng đảm bảo cho giếng khoan thiết kế: - Tốc độ khoan tốc độ thương mại lớn nhất, thời gian hoàn thành giếng khoan ngắn -Tận dụng tối đa khả thiết bị, phải tính toán vùng làm việc hợp lý choòng, máy bơm khoan, Rotor Turbine, tránh tối đa cố phức tạp xảy (Sập lở thành giếng, choòng bị hỏng, tuột đứt cần khoan…) Cùng với việc tính toán ta phải kết hợp với kinh nghiệm khoan giếng khoan trước mỏ Bạch Hổ để lựa chọn thông số chế độ khoan phù hợp với điều kiện địa chất tiêu kinh tế- kỹ thuật giếng khoan 5.2 Tính toán chế độ khoan cho khoảng khoan 5.2.1 Tính toán tải trọng lên choòng (Gc): a.Phương pháp tính toán: Để tính tải trọng đáy tối ưu ta phải xác định số tải trọng sau: - Xác định tải trọng nhỏ để choòng phá huỷ đất đá miền phá huỷ thể tích: G1 ≥ F.σ Trong đó: σ: Giới hạn bền nén đất đá F: Diện tích tiếp xúc choòng với đất đá đáy lỗ khoan F= η Dc K η: Hệ số phủ choòng η = 1,05 ÷ K: Hệ số mòn choòng K = 1÷ 1,5 Dc: Đường kính choòng khoan - Xác định tải trọng làm việc định mức choòng khoan G2: G2 = q Dc Trong đó: q: Tải trọng riêng (tải trọng đơn vị) - Xác định tải trọng cho phép lớn tác động lên choòng G 3: Tải trọng có bảng thống kê thông số kỹ thuật choòng - Xác định tải trọng chọn lọc thực tế G4 (tải trọng thống kê) Tải trọng đáy Gc đặt lên choòng khoan để phá huỷ đất đá phải tính chọn cho: Đối với khoan Top Driver G1 < Gc < G3 G2 ≈ Gc ≈ G4 33 b.Xác định tải trọng đáy cho khoảng khoan: Ta tính tải cho đoạn (120-250m) có choàng D = 660 mm Tacó *G1 ≥ F.σ Trong đó: σ: Giới hạn bền nén đất đá=10 kG/mm2( tương tự phụ lục ) F: Diện tích tiếp xúc choòng với đất đá đáy lỗ khoan F= η Dc K η: Hệ số phủ choòng η = 1,05 ÷ K: Hệ số mòn choòng K = 1÷ 1,5 Dc: Đường kính choòng khoan = 660 mm G1 ≥ 1,1 × 660 × × 10 = 3,6 T * G2 = q Dc (tương tự phụ lục ) G2 = (10 -15) × 660 = ( 6,6 - 9,9 )T * G3 = ( 15- 20 )T (tương tự phụ lục ) * G4 = (3 – ) T ( Vùng mỏ Bạch Hổ ) Vì với khoan Top Driver G1 < Gc < G3 G2 ≈ Gc ≈ G4 => Chọn Gc = ( – ) T Dựa vào cách tính với kinh nghiệm giếng khoan có điều kiện địa chất tương tự khoan mỏ Bạch Hổ ta tính chọn tải trọng đáy cho khoảng khoan lại sau: Bảng tải trọng cho khoảng khoan Khoảng khoan (m) Từ Đến 120 250 250 960 34 Tải trọng đáyGc (T) ÷7 ÷ 10 960 3200 12 ÷ 16 3200 3660 10 ÷ 15 3660 4440 18 ÷ 20 5.2.2 Tính toán lưu lượng (Q) a.Phương pháp tính toán + Tính toán lưu lượng cho khoan Top Driver: Công thức tính toán: - Lưu lượng lớn cho phép tính theo công thức: Qmax = - 7,5.N η b ( A + B.L).γ d (l/s) (1) Lưu lượng nhỏ cho phép tính theo công thức: Qmin = Π ( D − d ).Vmin 10 (l/s) (2) - Từ hai công thức (1) (2) ta chọn lưu lượng máy bơm khoan Q thoả mãn điều kiện: Qmin < Q < Qmax - Khi ta tính chiều sâu cho phép (L cf) khoan với lưu lượng Q là: 0,75.N η b − A.γ d Q Lcf = B.γ d Q (3) Nếu chiều sâu cho phép nhỏ chiều sâu thiết kế ta phải chọn lại lưu lượng máy bơm cách giảm Q khoảng Qmin < Q < Qmax b.Tính toán lưu lượng cho khoảng khoan : Ta tính Q cho đoạn khoan 250-960 m Qmax = 7,5.N η b ( A + B.L).γ d (l/s) Với: γd = 1,12 g/cm3 ; N = 1600 cv ; n =0,675 A= am+can.lcn+ac am = 400 10 −5 acn = 2,12 10 −5 ; lcn = 161 m ( Tra phụ lục cần) ac = 1,2/ F2 = 1,2/212 = 273 10-5 ( Tra phụ lục choòng) -> A = 1000.10-5 35 B= ack + az/l +avx = 900.10 -8 + 5.10-5/10 +3.10-8 =1400.10-8 (Bảng 16;17;18) =>Qmax = 64 l/s Qmin = 0.785.103(Dc2-D2).Vmin =0,785.1000.(0, 4452- 0,1272 ).1,1 = 45 l/s Chọn : Qmin < Q < Qmax  45 < Q < 64  Q= ( 45 – 50 ) l/s Ta tính L cf : 0,75.N η b − A.γ d Q 0,75.1600.0,675 − 100.10 −5.1,12.50 Lcf = = = 3785m>960m B.γ d Q 1400.10 −8.1.12.50 Vậy chọn lưu lượng cho khoảng khoan khoảng 50l/s hợp lý Căn vào cách tính toán dựa vào tài liệu trình thống kê, số liệu tối ưu giếng khoan xung quanh có điều kiện địa chất tương tự ta tính chọn giá trị lưu lượng thích hợp cho khoảng khoan lại sau: Bảng lưu lượng cho khoảng khoan Khoảng khoan (m) Từ Đến 120 250 250 960 960 3200 3200 3660 3660 4440 Lưu lượng Q(l/s) 50 ÷ 55 45 ÷ 50 39 ÷ 44 37 ÷ 40 16 ÷ 22 5.2.3 Xác định số vòng quay n a.Phương pháp tính toán Để xác định số vòng quay hợp lý choòng khoan ta cần vào kinh nghiệm khoan trước vùng mỏ theo phương pháp thống kê, đồng thời phải tính đến hạn chế độ bền cột cần khoan công suất truyền lực cho choòng khoan Thông thường máy khoan có nhiều tốc độ, tốc độ ứng với số vòng quay định Do đó, dựa vào công suất số vòng quay tốc độ mà tính chiều sâu chuyển tốc độ máy khoan sở lập phương trình cân công suất: Công suất Top Driver N = Nbm + Nkt + Nc (4) Trong đó: Nbm: Công suất tiêu thụ bề mặt Nbm = a1.n + a2.n2 (5) 36 a1, a2: Các hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào kiểu chuyền động động n: Tốc độ quay động (vòng/phút) Nkt: Công suất quay cột cần không tải Nkt = c.γd.Dc2.n1,7.L (6) c: Hệ số phụ thuộc vào độ cong giếng γd: Tỷ trọng dung dịch khoan Dc: Đường kính choòng khoan L: Chiều dài thân giếng Nc: Công suất tiêu thụ choòng Nc = 34,2.104.K.Gc.Dc.n (7) K: Hệ số phụ thuộc độ mòn choòng Gc: Tải trọng đáy Thay công thức (4), (5) (6) vào công thức (7) ta tính chiều sâu chuyển tốc độ: Lcf = N − (a1 n + a n + 34,2.10 4.K Gc Dc n) c.γ d Dc n1,7 Nếu chiều chiều dài thân giếng khoan lớn chiều sâu cho phép L cf bắt buộc ta phải chuyển sang tốc độ quay nhỏ b.Xác định tốc độ quay cho khoảng khoan Căn vào công thức tính toán dựa vào tài liệu trình thống kê, số liệu tối ưu giếng khoan xung quanh có điều kiện địa chất tương tự ta tính chọn tốc độ quay thích hợp cho khoảng khoan sau: Bảng tốc độ quay cho khoảng khoan B Khoảng khoan (m) Từ Đến 85 250 250 960 960 3200 3200 3660 3660 4440 37 Tốc độ vòng quay n (vòng/phút) 50 ÷ 60 50 ÷ 60 55 ÷ 60 55 ÷ 65 70 ÷ 80 CHƯƠNG TRÁM XI-MĂNG GIẾNG KHOAN Mục đích việc trám xi măng cách li vỉa dầu khí với với vỉa đó, chống ăn mòn ống chống Vì vậy, sau thả ống chống xuống lỗ khoan cần phải trám xi măng cách bơm ép dung dịch xi măng vào khoảng không vành xuyến cột ống thành giếng khoan 6.1 Chọn phương pháp bơm trám xi măng cho cột ống chống Có nhiều phương pháp trám xi măng khác nhau: trám tầng hai nút, trám xi măng phân tầng, trám xi măng ống chống lửng, trám áp lực Tùy theo 38 điều kiện nằm, mức độ chứa dầu khí, thành phần thạch học độ thấm vỉa mà ta sử dụng phương pháp hay phương pháp khác Phương pháp trám xi măng áp dụng cho cột ống phải phù hợp với điều kiện địa chất kỹ thuật - Điều kiện kỹ thuật: Ta phải xem xét thời gian quánh vữa xi măng sử dụng để bơm trám có đủ để hoàn thành công đoạn trình bơm trám hay không Thời gian trám cần thiết tính sau: tct = ttr + 10 (phút) Thời gian trám cần thiết( tct ) phải nằm giới hạn thời gian quánh vữa xi măng - Điều kiện địa chất: Dựa vào mặt cắt địa chất giếng thấy: ngoại trừ cột ống chống lửng Φ194 mm, tất ống chống lại nằm tầng đất đá có gradien vỡ vỉa thấp Tầng móng có độ thấm cao, độ rỗng lớn, gradien áp suất vỡ vỉa nhỏ, có nhiều nguy dung dịch, tầng khai thác cần bảo vệ tính chất tự nhiên tầng sản phẩm Song theo phương án khai thác giếng, tầng sản phẩm móng khai thác thân trần 165 mm Do đoạn giếng không chống ống khai thác không trám xi măng Qua việc phân tích tác động hai yếu tố vào trình bơm trám chọn phương pháp bơm trám tầng cho tất cột ống chống: - Sử dụng phương pháp trám xi măng tầng nút đơn cho cột ống chống Φ508 mm, Φ340 mm, Φ245 mm - Đối với ống chống lửng Φ194 mm, phải sử dụng đầu nối chuyên dụng bơm trám xi măng qua cột cần khoan 6.2 Tính toán trám xi măng cột ống chống Tính toán cột ống chống tích trám xi măng tương đối lớn , cột ống chống 340 mm: Các số liệu cần thiết cho việc tính toán: - Chiều sâu chống ống trước đó: Ht = 250 m - Chiều sâu chống ống theo chiều thẳng đứng theo thân giếng: H tđ=H = 960 m - Chiều cao trám xi măng: Hc = 960 m - Chiều cao cốc xi măng: hc = 10 m - Chiều cao cột dung dịch đệm: hdđ = 150 m - Đường kính cột ống chống trước: dt = 0,488 m - Đường kính cột ống cần tính toán: Do = 0,340 m - Đường kính cột ống cần tính toán: = 0, 320 m - Đường kính choòng: Dch = 0,445 m - Trọng lượng riêng xi măng khô OWCL: γdx = 2,9G/cm3 - Trọng lượng riêng nước kỹ thuật: γn = 1,0 g/cm2 - Trọng lượng riêng dung dịch ép: γde = 1,12 g/cm3 - Hệ số mở rộng thành: km = 1,1 - Hệ số hao hụt xi măng trộn: kx = 1,05 - Hệ số tăng thể tích dung dịch xi măng tiêu hao vào kẽ nứt hang hốc: kdx = 1,05 - Hệ số nén dung dịch ép: k n = 1,05 * Tính thể tích dung dịch xi măng: 2 2 Vdx = 0,785× d1 − D o H t + k dx ( k m D ch ) − D o  ( H − H t ) + h c d o = {( } ) 39 {( ) [ ] 0,785 × 0,488 − 0,340 × 250 + 1,05 (1,1 × 0,445) − 0,340 ( 960 − 250 ) + 10 × 0,320 = 97,3 (m3) 2 2 } * Tính lượng xi măng khô để chế tạo vữa xi măng: Lượng xi măng khô để chế tạo 1m3 vữa xi măng: gx = γ dx − γ n 1,52 − γx = 2, = 0, 794 (T) γx − γn 2, − Vậy lượng xi măng khô để chế tạo 97,3m vữa xi măng: Gx = kxVdxgx = 1,05×97,3×0,794 = 81,11 (T) * Tính tỷ lệ nước xi măng: m= γ dx − g x 1,52 − 0, 794 = = 0, 914 gx 0, 794 * Tính lượng nước để trộn vữa xi măng: Lượng nước để trộn 1m3 xi măng gn = mgx = 0,914×0,794 = 0,726 Vậy lượng nước để trộn 97,3m3 vữa xi măng: Vn = gnVdxkx = 0,726×97,3×1,05 = 74,17 (m3) * Tính thể tích dung dịch bơm ép: Vde = 0,785kndo2(H – hc) Vde = 0,785×1,05×0,3202×(960 – 10) = 80,18(m3) * Tính áp suất cuối trình bơm trám: Pmax = Pth +Pcl Với : γd = γde Môt thiết bị bơm trám nên ta có: Pmax = 0,01H + + 0,1(γdx – γde)(Htđ - hc) Pmax = (0,01×960) + + 0,1×(1,52 – 1,12)×(960 – 10) = 56 (kG/cm2) ⇒ áp suất cực đại thời điểm nút trám gặp vòng dừng: Pdừng = Pmax + 20 = 56 +20= 76 (kG/cm2) *Tính lượng dung dịch xi-măng dung dịch bơm ép bơm tốc độ bơm khác Chọn bơm xi- măng có đường xilanh = 6” P 1=100at; P2= 80 at; P3=50 at; P4=20 at • Ta có Pth = 0,01.H+8 = 9,6+8 = 17,6 at < P 4= 20 at Do toàn lượng dung dịch xi măng ( 97,3 m3) ta bơm tốc độ số ( P4 = 20 at) • Xét thời điểm mà mực dung dịch xi măng ống ống nhau: Vdx ho= An + At Với An =0,785 (k Dc2 –D2 ) = 0,785 (1,1.0,4452-0,342)=0,08024 m2 40 At = 0,785 d2= 0,785 0,3202= 0,080 m2 97,3 ho = = 607m 0,16024   Vậy Lo=960-607=353 m Và ta có hệ số tỷ lệ tăng chiều dài cột dung dịch ép tăng áp suất lên at a1 h0 − h 607 − 10 = = 15,7 a 1= Pcl 38 *Ta xác định chiều cao dung dịch ép tốc độ khác nhau: h4= lo+ a1 (P4-Po) = 353 + 15,7 (20-17,6) = 390 m h3= a1(P3-P4)= 15,7 (50-20) = 470 m h2= a1(Pmax-P3)= 15,7 ( 56-50) = 90 m Chưa cần sử dụng số *Lượng dung dịch bơm ép tốc độ khác là: V4 = At.h4.kn = 0,08 390 1.05 = 32,88 m3 V3 = At.h3 .kn = 0,08 470 1,05 = 39,69 m3 V2 = At.h2 .kn = 0,08 90 1,05 =7,61 m3  Vde= V4+ V3+ V2= 80,18 m3 *Tính thời gian bơm trám T = t4 + t3+ t2+ t t :thời gian giải phóng nút trám= 10 phút t4 , t3 , t2 :thời gian bơm tốc độ 4,3,2 q4,q3,q2 lưu lượng bơm tốc độ 4,3,2 T= V xm + V4 V3 V2 + + q × 60 q3 × 60 q × 60 97,3 + 32,88 39,69 7.61 + + +10 0,025 × 60 0,002 × 60 0,015 × 60 T= 87+33+8,5+10 =138,5 phút Vậy tổng thời gian bơm trám 138,5phút +10= 6.3 Kiểm tra chất lượng trám xi măng Công việc kiểm tra chất lượng bơm trám xi măng tiến hành sau 24 ống chống định hướng Φ508 mm, sau 36 ống lại Trong thời gian đó, theo dõi xả bớt áp suất giếng, xi măng đông cứng tỏa nhiệt lượng Việc thực sau: +Đo địa vật lý - Kiểm tra chiều cao dâng cột xi măng điện nhiệt kế - Kiểm tra chất lượng vành đá xi măng: + Bơm ép ống chống để thử độ kín với áp suất thử = 75% áp suất ép ống + Tháo bỏ đầu bơm trám, lắp thiết bị miệng giếng, thả choòng xuống vị trí xi măng cột ống chống tiến hành khoan phá nút trám cốc xi măng qua đế ống chống khoảng ÷ m + Tiến hành kiểm tra độ kín vành đá xi măng cách bơm ép thử độ kín với áp suất tính toán 41 Để đảm bảo an toàn trình khoan gặp tầng sản phẩm trường hợp đóng đối áp, người ta tiến hành ép thử vành đá xi măng chân đế ống chống trước khoan khoảng khoan 42 KẾT LUẬN Để hoàn thành đồ án sử dụng tài liệu thực tế thu thập trình làm việc kết hợp với nhiều giáo trình chuyên môn học trường phụ lục liên quan Do thời gian hạn hẹp nên nhiều phần trình bày tính toán mẫu, công thức đưa kết Tuy diễn giải đầy đủ bước công việc thiết kế giếng khoan khai thác dầu Với tận tình bảo thầy Lê Văn Thăng bạn bè khoa ,cùng lớp cộng với nỗ lực thân hoàn thành đồ án môn học vào tháng 08 /2013 Do hạn chế tài liệu kỹ thuật, thời gian, kinh nghiệm… nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Chúng mong bảo góp ý, phê bình, bổ sung Thầy để có tính thực hơn, áp dụng vào thực tế sản xuất Em xin chân thành cảm ơn ! Vũng Tàu tháng 08/2013 Sinh Viên -oOo 43 44 [...]... dạng giếng khoan, phương pháp khoan Kinh nghiệm khoan của các giếng có điều kiện khoan tượng tự - Cấu trúc ống chống đã chọn (Đường kính chng đã được nêu ở phần chọn cấu trúc giếng khoan) Từ đó ta lựa chọn chng khoan cho các khoảng khoan như sau: Bảng lựa chọn chng cho từng khoảng khoan Chồng khoan Khoảng khoan theo thân giếng khoan (m) Từ Đến Búa máy 85 660,4 l 111 Số lượng chng Thời gian khoan cơ học(giờ)... phần dưới cần khoan được tính theo cơng thức: σ Σ = σ u 2 + 4τ 2 Thay các thơng số σu và τ vào ta được σ Σ = 199 2 + 4.0,702 2 = 199kG / cm 2 • Hệ số an tồn trong phần này là: K= σ c 9490 = = 46 > 1,4 σΣ 199 Vậy phần dưới của cần khoan đạt bền trong q trình thi cơng giếng khoan CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ CHẾ ĐỘ KHOAN 32 5.1 Mục đích và u cầu của việc thiết kế chế độ khoan Việc thiết kế chế độ khoan tối ưu tải... của chồng khoan (n) là một yều tố quan trọng đảm bảo cho giếng khoan thiết kế: - Tốc độ khoan và tốc độ thương mại lớn nhất, thời gian hồn thành giếng khoan ngắn nhất -Tận dụng tối đa khả năng của thiết bị, trong đó phải tính tốn vùng làm việc hợp lý của chng, máy bơm khoan, Rotor hoặc Turbine, tránh tối đa các sự cố phức tạp có thể xảy ra (Sập lở thành giếng, chng bị hỏng, tuột hoặc đứt cần khoan )... thả ta sử dụng ln bộ khoan cụ vừa dùng để khoan cốc xi-măng để khoan ln đến chiều sâu này và sử dụng phương pháp khoan roto 4- Đoạn thân giếng 960 –3200 m : +Đoạn khoan giếng 960 – 2060 m Đoạn này đất đá mềm bởi rời , ta nên chọn phương pháp khoan Roto để thực hiện đoạn khoan này + Đoạn khoan giếng 2060 – 3200 m : Đoạn này đất đá mềm , trung bình cứng đòi hỏi moment phá đá lớn , để khoan đoạn này ta cũng... cơng cho khoảng khoan tiếp sau 18 CHƯƠNG 4 CHỌN THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN 4.1 Chọn tổ hợp thiết bị Để lựa chọn các tổ hợp thiết bị khoan phục vụ cho q trình thi cơng giếng khoan ta căn cứ vào các yếu tố cơ bản sau: -Yếu tố kỹ thuật: Phương pháp khoan, chiều sâu tiến hành khoan, sức nâng cực đại trên móc nâng … -Yếu tố kinh tế: Giảm tối đa chi phí về thời gian, ngun vật liệu cho q trình khoan dẫn đến... 165,1mm lấy: K = 0,065m3/m V5: Là thể tích giếng trong khoảng khoan được V5 = 0,785.Dg2.l Trong đó: Dg : Là đường kính giếng khoan: Dg = M.Dc M: Hệ số mở rộng thành giếng M phụ thuộc vào tính chất đất đá Dc : Đường kính chng khoan Tính tốn tiêu biểu cho một khoảng khoan ( Chọn khoảng khoan từ 250 đến 960m ) Thể tích dung dịch khoan V1 = 30m3 V2 = 10m3 - Thể tích giếng trong đoạn chống ống trước đó (V3):... số này phụ thuộc vào từng khoảng khoan và có giá trị trong khoảng: a = 2 ÷ 2,5 V4: Là thể tích dung dịch tiêu hao trong q trình khoan có kể tới sự tăng thể tích do tăng chiều sâu giếng khoan trong q trình khoan: V4 = K.l l: Là chiều sâu khoảng khoan được 16 K: Là định mức tiêu hao dung dịch K phụ thuộc vào đường kính giếng khoan, tốc độ khoan, chất lượng dung dịch khoan và được lấy theo kinh nghiệm... phương pháp khoan Roto 5-Đoạn khoan giếng từ 3200 – 3660 m: Tính chất đất đá trong đoạn này là trung bình cứng , cần moment phá đá nhỏ , phù hợp với khoan tcbin và roto song sử dụng khoan tcbin có độ sâu khoan lớn đòi hỏi cơng suất máy bơm lớn và tổn thất thuỷ lực trong q trình khoan sẽ rất lớn nên khơng hiệu quả bằng phương pháp khoan roto , vậy ta thực hiện phương pháp khoan roto cho đoạn khoan này... 6-Đoạn thân giếng từ 3660 – 4440 m: Đây là tầng đá móng bền chắc , phù hợp với chồng chớp xoay với moment nhỏ và số vòng quay lớn Độ sâu của giếng lớn nên ta chọn phương pháp khoan roto cho đoạn khoan này Tóm lại do giếng khoan này là giếng thẳng đứng nên ta chọn phương pháp khoan xoay Roto là chủ yếu ( quay bằng Topdriver) CHƯƠNG 3 11 DUNG DỊCH KHOAN 3.1 Lựa chọn hệ dung dịch cho từng khoảng khoan Do... việc tính tốn ta phải kết hợp với các kinh nghiệm khi khoan các giếng khoan trước đây của mỏ Bạch Hổ để lựa chọn thơng số chế độ khoan phù hợp nhất với điều kiện địa chất và các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật của giếng khoan 5.2 Tính tốn chế độ khoan cho từng khoảng khoan 5.2.1 Tính tốn tải trọng lên chng (Gc): a.Phương pháp tính tốn: Để tính được tải trọng đáy tối ưu ta phải đi xác định một số tải trọng sau: ... Trên tài liệu sở cần thiết q trình thiết kế phương án thi cơng giếng khoan 1.4 Mục đích u cầu kỹ thuật giếng - Giếng khoan thiết kế phải đạt mục đích khoan đến chiều sâu cần thiết ,mở đươc vỉa... phần cần khoan đạt bền q trình thi cơng giếng khoan CHƯƠNG THIẾT KẾ CHẾ ĐỘ KHOAN 32 5.1 Mục đích u cầu việc thiết kế chế độ khoan Việc thiết kế chế độ khoan tối ưu tải trọng đáy (G), lưu lượng... dịch, tầng khai thác cần bảo vệ tính chất tự nhiên tầng sản phẩm Song theo phương án khai thác giếng, tầng sản phẩm móng khai thác thân trần 165 mm Do đoạn giếng khơng chống ống khai thác khơng