KHOAN ĐỊNH HƯỚNG (cơ sở kỹ THUẬT dầu KHÍ SLIDE)

MƠN HỌC KHOAN VÀ HỒN THIỆN GIẾNG KHOAN ĐỊNH HƯỚNG NỘI DUNG  CÁC ỨNG DỤNG  CÁC DẠNG QUỸ ĐẠO  KỸ THUẬT ĐỊNH HƯỚNG  PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN GIÁM SÁT QUỸ ĐẠO GIẾNG KHOAN ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG  Vị trí địa hình khó tiếp cận KHOAN ĐỊNH HƯỚNG Khoan phát triển mo KHOAN ĐỊNH HƯỚNG Khoan cắt xiên KHOAN ĐỊNH HƯỚNG Các ứng dụng khác Giếng khoan giải vây KHOAN ĐỊNH HƯỚNG Các ứng dụng khác Giếng khoan lấy mẫu sau vụ nổ hạt nhân KHOAN ĐỊNH HƯỚNG Giếng khoan địa nhiệt kép Giếng khoan ngang KHOAN ĐỊNH HƯỚNG CÁC DẠNG QUỸ ĐẠO KHOAN ĐỊNH HƯỚNG Quỹ đạo hình chữ J  A, B và T tương ứng là miệng giếng, điểm cắt xiên KOP và mục tiêu  Hệ trục tọa độ áp dụng là hệ trục tọa độ vuông góc có trục tung trùng với hướng Bắc và trục hoành trùng với hướng Đông địa lý  Gốc của hệ trục đặt tại giàn khoan (độ sâu tính từ bàn rôto)  Các thông số cần biết:  Tọa độ miệng giếng  Tọa độ mục tiêu  Một những thông số: − Chiều sâu thẳng đứng TVD của điểm cắt xiên KOP − Gradien tăng góc − Góc nghiêng cực đại KHOAN ĐỊNH HƯỚNG 10 Choòng thủy lực  Kỹ thuật phun tia sử dụng choòng thủy lực dùng để khoan cắt xiên đất đá mềm  Choòng thủy lực KHOAN ĐỊNH HƯỚNG 30 Choòng thủy lực  Ưu điểm  Kỹ thuật đơn giản và rẻ tiền để làm lệch hướng giếng khoan đất đá mềm  Không cần trang bị các thiết bị đắt tiền ngoại trừ choòng thủy lực  Độ gập của quỹ đạo có thể được kiểm soát từ bề mặt nhờ thay đổi số lượng mét khoan đơn vị thời gian  Dụng cụ đo nằm gần choòng khoan và vậy chiều sâu quan trắc gần với chiều sâu của giếng  Định hướng bộ khoan cụ (tool face) rất dễ dàng  Có thể được sử dụng cùng bộ khoan cụ để khoan rôto và khoan đoạn tăng góc  Nhược điểm  Do chỉ khoan được thành hệ mềm nên kỹ thuật phun tia chỉ được sử dụng để cắt xiên ở chiều sâu nhỏ  Thường xảy độ gập lớn: việc thay đổi góc nghiêng thường đột ngột, vậy thực tế thường sử dụng choòng thủy lực nhỏ, sau đó doa tiếp đạt đường kính yêu cầu nhằm giảm độ gập KHOAN ĐỊNH HƯỚNG 31 Đầu nối cong động đáy  Nguyên lý làm việc tựa tác động của máng đổi hướng: đẩy choòng khoan về hướng lệch mong muốn Đầu nối cong làm lệch tâm tải trọng (tạo bởi cột cần nặng) lên choòng khoan, gây nên mômen uốn tại điểm tựa (tức là tại đầu nối cong) lên đáy giếng  Phản lực của đất đá có khuynh hướng đẩy choòng khoan vào phía trục của giếng khoan Lực ở bên thành này phụ thuộc vào:  Tải trọng lên choòng  Khoảng cách giữa choòng khoan và đầu nối cong  Phản lực của đất đá  Đường kính giếng  Độ cứng vững của bộ khoan cụ tại điểm làm lệch hướng KHOAN ĐỊNH HƯỚNG 32 Động đáy Tuabin Đợng thể tích - Dễ dàng điều chỉnh • Ưu điểm áp suất (không đổi) - Có thể vận hành ở nhiệt độ cao động thể tích - Quỹ đạo cong đều, liên tục, tạo đường kính cần thiết của bơm để đạt tải trọng lên choòng và điều kiện tốt - Dễ điều khiển độ gập so với các dụng cụ lệch hướng mômen xoắn không đổi khác - Tuổi thọ của choòng - Sử dụng được nhiều thành hệ - Do cột cần khoan không quay nên có thể sử dụng cao vì vận tốc dụng cụ lái chỉnh xiên (steering tool) để đo đạc và quay nhỏ định hướng khoan • Nhược điểm - Mơmen đảo chiều (reactive) làm thay đổi hướng của dụng cụ bắt đầu khoan - Động đắt tiền, đòi hỏi bảo dưỡng thường xuyên KHOAN ĐỊNH HƯỚNG 33 Bộ khoan cụ khoan định hướng KHOAN ĐỊNH HƯỚNG 34 Bộ khoan cụ khoan định hướng KHOAN ĐỊNH HƯỚNG 35 Động đáy  Tubing khoan F1 - lực tác dụng lên cánh hướng dòng roto F2 - Lực tác dụng lên rãnh dẫn hướng stato KHOAN ĐỊNH HƯỚNG 36 Động thể tích (PDM)  Động PDM là loại thể tích vì rôto bằng thép cách ly các thể tích làm việc của xy lanh cố định stato bằng cao su Chất lỏng dịch chuyển xuống dưới nhờ áp lực đẩy của bơm sẽ tác động một mômen lên rôto KHOAN ĐỊNH HƯỚNG 37 GIÁM SÁT QUỸ ĐẠO GIẾNG  Các phương pháp tính toán giám sát quỹ đạo  Phương pháp tiếp tuyến  Phương pháp tiếp tuyến cân bằng  Phương pháp góc trung bình  Phương pháp bán kính cong  Phương pháp độ cong cực tiểu  Các phương pháp giám sát quỹ đạo  Mục đích  Phương pháp giám sát KHOAN ĐỊNH HƯỚNG 38 Phương pháp tiếp tuyến  Xem đoạn giếng khoan giữa hai điểm quan trắc bất kỳ là một đường thẳng và giá trị đọc được tại điểm sâu nhất của đoạn giếng có thể áp dụng cho mọi điểm đoạn giếng A N iA iB A aA N aB B B Z E KHOAN ĐỊNH HƯỚNG 39 Phương pháp tiếp tuyến cân bằng  Giả thuyết rằng đoạn giếng khoan giữa hai điểm đo A và B bất kỳ là hai đoạn tiếp tuyến bằng Các thông số giám sát về chiều sâu giếng theo phương thẳng đứng và chiều dài của giếng được xác định theo các công thức sau: L = DMi (sin α A cos ε A + sin αB cos εB ) M = DMi (sin α A sin ε A + sin αB sin εB ) α= α A + αB N A N A aA iA iB B aB B Z KHOAN ĐỊNH HƯỚNG E 40 Phương pháp góc trung bình  Giả thuyết rằng mỗi đoạn giếng khoan là một đoạn thẳng, góc nghiêng và hướng ε được lấy giá trị trung bình giữa hai điểm đo: ε= Li = ε A + εB 1802DMi (cos α A − cos αB )(sin εB − sin ε A ) π2 (αB − α A )(εB − ε A ) A N A iB iA aA aB B Z N B E KHOAN ĐỊNH HƯỚNG 41 Phương pháp bán kính cong  Giả thuyết rằng mỗi đoạn giếng khoan là một đường cong trơn mà hình chiếu của nó lên mặt phẳng nằm ngang và thẳng đứng là các cung tròn có bán kính khác Hay nói cách khác quỹ đạo giếng nằm mặt trụ Các thông số giám sát được xác định theo các công thức sau: Mi = 1802DMi (cos α A − cos αB )(cos ε A − cos εB ) π2 (αB − α A )(εB − ε A ) 180DMi (sin αB − sin α A ) Di = π(αB − α A ) 180 β RF = tg π β O R A v y αA - αB x εA - εB O E Rh B KHOAN ĐỊNH HƯỚNG 42 Phương pháp độ cong cực tiểu  Dạng mở rộng của phương pháp tiếp tuyến cân bằng với giả thuyết quỹ đạo giếng là một đường cong trơn có bán kính cực tiểu, hay nói cách khác quỹ đạo giếng là một cung tròn nằm mặt cầu Các thông số giám sát được xác định theo các công thức sau: Li = DMi (sin α A cos ε A + sin αB cos εB )RF D Di = Mi (cos α A + cos αB )RF D Di = Mi (cos α A + cos α B )RF KHOAN ĐỊNH HƯỚNG β R D Mi = Mi (sin α A sin ε A + sin αB sin εB )RF 2 β A β B C 43 Các phương pháp giám sát quỹ đạo giếng  Mục đích  Giám sát quỹ đạo để đạt mục tiêu đặt  Xác định vị trí các khuỷu cong (dog legs) để có biện pháp đề phòng và khắc phục sự cố quá trình thi công giếng hay vận hành về sau (gây ma sát lớn, dễ gãy bộ cần khoan, kẹt cần, cản trở việc hạ cột ống chống…)  Xác định độ gập tối đa cho phép mà bộ khoan cụ có thể hoạt động tốt, không gây sự cố  Phương pháp giám sát  Nguyên tắc chung là sử dụng các dụng cụ để đo góc nghiêng, góc phương vị và chiều dài khoan được tại các điểm cách đều (thường lấy 100ft) quỹ đạo giếng Các số liệu thực tế này cho phép dựng lại quỹ đạo thực của giếng và so sánh với quỹ đạo thiết kế từ đó có biện pháp hiệu chỉnh quỹ đạo thích hợp để đạt mục tiêu dự kiến KHOAN ĐỊNH HƯỚNG 44 ... 60 100 - 200 KHOAN ĐỊNH HƯỚNG 23 KỸ THUẬT ĐỊNH HƯỚNG  Các nguyên lý tác dụng lực khoan định hướng  Các dụng cụ định hướng  BHA khoan định hướng KHOAN ĐỊNH HƯỚNG 24 Các... HƯỚNG Khoan cắt xiên KHOAN ĐỊNH HƯỚNG Các ứng dụng khác Giếng khoan giải vây KHOAN ĐỊNH HƯỚNG Các ứng dụng khác Giếng khoan lấy mẫu sau vụ nổ hạt nhân KHOAN ĐỊNH HƯỚNG Giếng khoan địa... THUẬT ĐỊNH HƯỚNG  PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN GIÁM SÁT QUỸ ĐẠO GIẾNG KHOAN ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG  Vị trí địa hình khó tiếp cận KHOAN ĐỊNH HƯỚNG Khoan phát triển mo KHOAN ĐỊNH HƯỚNG