Nghiên cứu lựa chọn công nghệ khoan định hướng hợp lý các giếng khoan khí hoá than ngầm ở đồng bằng sông hồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN LƯƠNG HỮU NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ KHOAN ĐỊNH HƯỚNG HỢP LÝ CÁC GIẾNG KHOAN KHÍ HỐ THAN NGẦM Ở BỂ THAN ĐỒNG BẰNG SƠNG HỒNG Chuyên ngành: Kỹ thuật khoan thăm dò khảo sát Mã số : 62.53.01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Xuân Thảo HÀ NỘI - 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN LƯƠNG HỮU NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ KHOAN ĐỊNH HƯỚNG HỢP LÝ CÁC GIẾNG KHOAN KHÍ HỐ THAN NGẦM Ở BỂ THAN ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2010 MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ DANH MỤC CÁC BẢNG MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục đích, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài Nội dung đề tài, vấn đề cần giải Phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc khối lƣợng luận văn 10 Chƣơng - ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT BỂ THAN ĐBSH VÀ NHU CẦU KHÍ HĨA THAN NGẦM 11 1.1 Đặc điểm cấu trúc địa chất miền võng Hà Nội 11 1.1.1 Đặc điểm địa tầng miềm võng Hà Nội 11 1.1.2 Đặc điểm địa chất tính chất lý đất đá bể than ĐBSH 15 1.1.3 Điều kiện ĐCTV – ĐCCT 16 1.2 Nhu cầu khí hóa than ngầm bể than ĐBSH 18 1.2.1 Tình hình khí hóa than ngầm giới 18 1.2.2 Nhu cầu khí hóa than ngầm Việt Nam 21 Chƣơng - TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ KHOAN ĐỊNH HƢỚNG CÁC GIẾNG KHOAN UCG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 23 2.1 Các dạng giếng khoan mở v a cấu trúc giếng khoan UCG 23 2.1.1 Các giếng khoan thẳng đứng 23 2.1.2 Các giếng khoan nghiêng 24 2.1.3 Các giếng khoan nghiêng- cong 25 2.1.4 Cấu trúc giếng khoan mở v a 26 2.2 Tổng quan kỹ thuật c ng nghệ khoan định hƣớng giếng khoan UCG giới 27 2.2.1 Sơ lƣợc phát triển khoan định hƣớng 27 2.2.2 Kỹ thuật c ng nghệ khoan giếng khoan UCG giới 29 2.2.3 Tình hình phát triển khoan định hƣớng khoan giếng khoan UCG Việt Nam 31 Chƣơng - NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHOAN ĐỊNH HƢỚNG HỢP LÝ GIẾNG KHOAN UCG Ở BỂ THAN ĐBSH 34 3.1 Lựa chọn sơ đồ hệ thống giếng khoan UCG hợp lý giải pháp nối th ng tạo buồng khí hóa bể than ĐBSH 34 3.1.1 Sử dụng giếng khoan thẳng đứng hệ thống mà kênh khí hóa đƣợc tạo phƣơng pháp bẻ gãy thủy lực đốt đảo chiều 34 3.1.2 Sử dụng giếng khoan dọc v a 35 3.1.3 Sử dụng phƣơng pháp dịch chuyển điểm thổi có kiểm sốt CRIP với giếng khoan thẳng đứng giếng khoan định hƣớng 35 3.1.4 Sử dụng phƣơng pháp CRIP với giếng khoan song song 37 3.1.5 Phƣơng pháp CRIP v a dốc 38 3.2 Lựa chọn quỹ đạo giếng khoan 41 3.2.1 Cơ sở lựa chọn quỹ đạo giếng khoan mở v a UCG 41 3.2.2 Tính tốn quỹ đạo bán kính R đoạn thân giếng cong 42 3.3 Lựa chọn cấu trúc giếng khoan phƣơng pháp khoan cho khoảng khoan 45 3.3.1 Lựa chọn cấu trúc giếng khoan 45 3.3.2 Lựa chọn phƣơng pháp khoan cho khoảng khoan 48 3.4 Lựa chọn thiết bị khoan 49 3.4.1 Cơ sở lựa chọn thiết bị khoan 49 3.4.2 Chọn thiết bị khoan 49 3.4.3 Chọn máy bơm 51 3.5 Kỹ thuật c ng nghệ khoan cho khoảng khoan 51 3.5.1 Khoảng khoan mở lỗ khoan khoảng thẳng đứng 51 3.5.2 C ng nghệ khoan khoảng cong định hƣớng dọc v a than 56 3.6 Nghiên cứu lựa chọn dụng cụ đáy để khoan khoảng cong định hƣớng khoan dọc v a than 60 3.6.1 Cấu trúc dụng cụ đáy 60 3.6.2 Động trục vít xoắn thủy lực PDM 61 3.6.3 Thiết bị lái ch nh RSS 64 3.6.4 Hệ thống đo từ xa khoan MWD 66 Chƣơng - PHƢƠNG HƢỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ NÂNG CAO HIỆU QUẢ KHOAN ĐỊNH HƢỚNG CÁC GIẾNG KHOAN UCG 70 4.1 Các yếu tố ảnh hƣởng tới hiệu c ng nghệ khoan giếng UCG bể than ĐBSH 70 4.1.1 Yếu tố địa chất 70 4.1.2 Yếu tố kỹ thuật - c ng nghệ khoan 71 4.2 Phƣơng hƣớng giải pháp c ng nghệ nâng cao hiệu c ng tác khoan định hƣớng giếng khoan UCG 72 KẾT LUẬN 75 KIẾN NGHỊ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ĐBSH: Đồng S ng Hồng TKV: Tập đoàn C ng nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam SHE: C ng ty Năng lƣợng S ng Hồng – TKV PDM: (Positive Displacement Motor): Động trục vít xoắn thuỷ lực UCG: (Underground coal gasification): Khí hố than ngầm dƣới lịng đất RSS: (Rotary steerable systems): Thiết bị lái ch nh hƣớng khoan MWD: (Measurement while drilling): Hệ thống đo từ xa khoan BHA: (Bottom hole assembly): Bộ dụng cụ đáy PDC: Choòng khoan kim cƣơng đa tinh thể CRIP: (Controlled Retraction Injection Point): Phƣơng pháp dịch chuyển điểm đốt có kiểm sốt CBM: (Coal bed metan): Khí mê tan than ĐCTV: Địa chất thủy văn ĐCCT: Địa chất c ng trình KOP: (kick of point): Điểm bắt đầu bẻ cong thân giếng khoan BUR: (buit up rate): Cƣờng độ bẻ cong thân giếng khoan DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 Cột địa tầng miền võng Hà Nội phần tây - bắc bể S ng Hồng Hình 2.1 Mở v a khí hố than ngầm giếng khoan thẳng đứng 14 23 Hình 2.2 Mở v a khí hố than ngầm giếng khoan nghiêng 24 Hình 2.3 Sơ đồ sụt lún khoảng kh ng gian khai thác khí hố than ngầ m điều kiện giếng khoan mở v a 25 Hình 2.4 Sơ đồ giếng cong mở v a 25 Hình 2.5 Sơ đồ cấu trúc giếng khoan nghiêng - cong mở v a khí hố than ngầm 26 Hình 2.6 Sơ đồ cấu trúc giếng khoan thẳng đứng mở v a UCG 27 Hình 2.7 Khoan định hƣớng, trở ngại dƣới lịng đất đƣờng dự kiến 31 Hình 3.1 Sơ đồ giếng khoan thẳng đứng mở v a UCG 34 Hình 3.2 Sơ đồ giếng khoan dọc v a 35 Hình 3.3 Sử dụng phƣơng pháp CRIP với giếng khoan thẳng đứng giếng khoan định hƣớng 36 Hình 3.4 Sử dụng phƣơng pháp CRIP với giếng khoan song song 37 Hình 3.5 Phƣơng pháp CRIP v a dốc 38 Hình 3.6 Sơ đồ hệ thống khí hóa than ngầm cho bể than ĐBSH 40 Hình 3.7 Sơ đồ quỹ đạo giếng khoan xiên định hƣớng dọc v a 42 Hình 3.8 Sơ đồ tính tốn khoảng khoan cong định hƣớng 43 Hình 3.9 Góc tiếp xúc vào v a than khoảng khoan cong định hƣớng khoan dọc v a than 45 Hình 3.10 Thiết đồ cấu trúc giếng khoan định hƣớng mở v a UCG 47 Hình 3.11 Bộ dụng cụ đáy BHA khoan định hƣớng khoan xuyên v a 60 Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lý làm việc động trục vít thuỷ lực 62 Hình 3.13 Thiết bị RSS làm lệch theo nguyên lý lệch trục 65 Hình 3.14 Thiết bị RSS làm việc theo nguyên lý điểm tì 66 Hình 3.15 Hệ thống đo từ xa trình khoan 67 Hình 3.16 Thiết bị đo từ xa xung lƣợng dƣơng 68 Hình 3.17 Thiết bị đo từ xa xung âm 69 Hình 3.18 Thiết bị tạo xung sóng dừng 69 Hình 4.1 Định tâm dẫn hƣớng dùng khoan doa 73 Hình 4.2 Thiết bị la bàn radio (hominh devices) dị tìm ống chống lỗ khoan mục tiêu 74 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1 Bảng đặc tính kỹ thuật thiết bị UBV-600 50 Bảng 3.2 Bảng đặc tính kỹ thuật máy bơm Selzer 51 Bảng 3.3 Bảng th ng số dung dịch khoan khoan mở lỗ khoan thẳng đứng 56 Bảng 3.4 Th ng số dung dịch khoan dùng cho đoạn khoan cong định hƣớng 59 Bảng 3.5 Th ng số dung dịch khoan dùng cho đoạn khoan dọc v a 60 Bảng 3.6 Th ng số kỹ thuật động ¾” 4/5 lode, 4,8 stage 64 Bảng 3.7 Th ng số kỹ thuật động ¾” 4/5 lode, 3,5 stage 64 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Khí hóa than ngầm dƣới lịng đất (UCG) q trình chuyển hóa than từ thể rắn sang thể khí lịng đất với tham gia chất đốt cháy C ng nghệ UCG đƣợc nhiều nƣớc giới nghiên cứu áp dụng thử nghiệm từ năm 1930 Hiện nhiên liệu dầu khí ngày cạn kiệt giá thành cao c ng nghệ UCG đƣợc nƣớc quan tâm nghiên cứu nhƣ Úc, Nga, Trung Quốc, Mỹ, Ấn Độ… Ở Việt Nam năm gần yêu cầu cấp thiết việc đảm bảo an ninh lƣợng quốc gia nhu cầu than phục vụ cho ngành c ng nghiệp khác nên cần thiết phải mở bể than ĐBSH Do bể than ĐBSH có điều kiện địa chất mỏ phức tạp nên c ng nghệ khai thác đƣợc ƣu tiên lựa chọn sử dụng c ng nghệ UCG Hiện Việt Nam việc nghiên cứu c ng nghệ - kỹ thuật khoan định hƣớng khoan xuyên dọc v a than phục vụ c ng nghệ UCG ch giai đoạn đầu, chƣa có c ng trình nghiên cứu Mục đích, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài Trong khu n khổ luận văn tác giả tập trung nghiên cứu vấn đề sau: - Lựa chọn đƣợc sơ đồ cấu trúc hợp lý giếng khoan khí hóa than ngầm bể than ĐBSH; - Nghiên cứu c ng nghệ khoan định hƣớng hợp lý giếng khoan khai thác khí hóa than ngầm; - Các yếu tố ảnh hƣởng tới c ng nghệ khoan đề xuất giải pháp kỹ thuật c ng nghệ Nội dung đề tài, vấn đề cần giải 65 theo quỹ đạo thiết kế Với hệ thống trình khoan lu n đƣợc kiểm sốt qua phần mềm máy tính hƣớng choòng đƣợc ch nh lái chiều hƣớng thân giếng khoan bị lệch khỏi quỹ đạo BHA tiếp tục làm việc dƣới đáy giếng khoan mà kh ng phải kéo lên điều ch nh hƣớng Th ng thƣờng có hai nguyên lý tạo góc lệch khoan định hƣớng: Nguyên lý lệch trục nguyên lý đòn bẩy (điểm tựa) Trong c ng nghệ khoan định hƣớng đại nhờ thiết bị RSS ngƣời ta kết hợp hai phƣơng pháp Dụng cụ RSS hoạt động th ng qua việc điều tiết van thủy lực làm lệch choòng khoan cách làm lệch trục BHA theo nguyên lý lệch trục (hình 3.14) Dụng cụ RSS loại đƣợc đặt sau choòng khoan hai định tâm Hay có dụng cụ RSS làm lệch chng khoan điểm tì lên thành hệ khoan vào tầng đất đá rắn theo nguyên lý điểm tì (hình 3.15) Loại RSS thƣờng dùng với BHA có định tâm, đƣợc khoan địa tầng đất đá rắn ổn định Hình 3.13 Thiết bị RSS làm việc theo nguyên lý lệch trục 66 Hình 3.14 Thiết bị RSS làm lệch theo nguyên lý điểm tì Ghi chú: Oil pump: Chỗ tra dầu; Slide valve: Van trƣợt; Piston button: Chốt piston; Rotating shaft: Trục quay; Non rotating body: Phần đứng yên; Seals & bear: Phần chịu lực Để khoan giếng khoan UCG ĐBSH qua địa tầng đất đá mềm yếu dọc than nên ta chọn loại RSS làm việc theo nguyên lý lệch trục 3.6.4 Hệ thống đo từ xa khoan MWD (hình 3.15) MWD c ng việc kh ng thể thiếu bắt buộc phải có c ng tác khoan định hƣớng Nó cung cấp th ng tin vị trí thân giếng khoan nhƣ góc lệch (độ lệch thân giếng với đƣờng thẳng đứng), góc phƣơng vị với chiều sâu khoan Các th ng số quan trọng khoan cho phép hình dung đầy đủ biểu đặc tính cong, cƣởng độ cong, dịch chuyển điểm riêng lẻ thân giếng so với phƣơng thẳng đứng kh ng gian, cuối dễ dàng đƣa kết luận đắn cấu tạo khu vực khoan Từ ta điều ch nh độ lệch 67 thân giếng th ng qua thiết bị RSS để thân giếng quỹ đạo thiết kế bắt gặp mục tiêu Một ứng dụng quan trọng thiết bị MWD ghi nhận xạ gama tự nhiên thành hệ Các th ng tin đƣợc nhà địa chất dùng để phân chia tỷ m lớp đất đá giếng khoan, xác định chiều dày v a cát sét, xác định m i trƣờng trầm tích, liên kết giếng Với đƣờng gama tự nhiên dị thƣờng m i trƣờng than, với đƣờng gama tự nhiên cao thƣờng m i trƣờng sét Ngoài MWD cung cấp th ng tin nhiệt độ đáy giếng khoan dùng để kiểm soát nhiệt độ đáy giếng cho phù hợp * Nguyên lý hoạt động Hình 3.15 Hệ thống đo từ xa trình khoan Ghi chú: Surface equipment: Các thiết bị mặt; Rig floor display: Màn hình hiển thị sàn khoan; Mud flow in: Dung dịch chảy cần khoan; Mud fow out: Dung dịch chảy khoảng kh ng gian vành xuyến; 68 MWD signal: Tín hiệu truyền lên; MWD tool: Dụng cụ đo góc phƣơng vị trình khoan MWD sử dụng hệ thống đo từ xa xung lƣợng dung dịch khoan (mud pule telemetry) để truyền th ng tin trình dụng cụ khoan làm việc Việc đo từ xa xung lƣợng dung dịch khoan, áp suất dung dịch cột cần khoan đƣợc điều biến cho truyền tải đƣợc th ng tin dạng số Các số đo thu đƣợc từ dụng cụ đo đƣợc số hóa giếng khoan Giá trị đo đƣợc truyền lên bề mặt số dƣới dạng biến áp suất Các xung áp suất đƣợc biến đổi thành điện nhờ cảm biến gắn đƣờng xả máy bơm Th ng tin thể giá trị đo từ dụng cụ đo đƣợc giải mã nhờ thiết bị bề mặt hiển thị bảng, hình quan sát, truyền vào thiết bị xử lý th ng tin khác Để phát xung áp suất dung dịch khoan ngƣời ta sử dụng số phƣơng pháp Chúng chia làm ba dạng: xung lƣợng dƣơng, xung lƣợng âm sóng liên tục (còi) - Các xung lƣợng dƣơng phát cách đóng tức thời phần dịng dung dịch hƣớng xuống (hình 3.16) Hình 3.16 Thiết bị đo từ xa xung lƣợng dƣơng - Các xung lƣợng âm (hình 3.17) đƣợc tạo thành cách mở tức thời phần chất lỏng chảy vào khoảng kh ng gian vành xuyến qua van bên h ng 69 Nó cịn có tác dụng làm giảm tức áp suất cột cần Hình 3.17 Thiết bị đo từ xa xung âm - Thiết bị tạo xung sóng dừng (hay sóng liên tục), đƣợc m tả hình (hình 3.18) cịn đƣợc gọi phƣơng pháp còi báo dung dịch, sử dụng vách ngăn quay đƣợc có tác dụng ngắt tạm thời dịng dung dịch khoan tạo sóng áp suất cột cần khoan Những thay đổi tốc độ quay tƣơng đối vách ngăn tạo biến đổi pha sóng Những biến đổi đƣợc xác định giải mã bề mặt Hình 3.18 Thiết bị tạo xung sóng dừng 70 Chƣơng PHƢƠNG HƢỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ NÂNG CAO HIỆU QUẢ KHOAN ĐỊNH HƢỚNG CÁC GIẾNG KHOAN UCG 4.1 Các yếu tố ảnh hƣởng tới hiệu c ng nghệ khoan giếng UCG bể than ĐBSH Khoan giếng khai thác khí hóa than ngầm UCG c ng nghệ khoan giếng kỹ thuật mẻ giới đặc biệt Việt Nam Do việc nghiên cứu để tìm phƣơng án thi c ng hợp lý giếng UCG cần thiết quan trọng Theo kinh nghiệm giới từ thực tế khoan xiên định hƣớng giếng dầu khí khẳng định thân giếng khoan thƣờng bị lệch hƣớng so với quỹ đạo tính tốn ban đầu Mức độ lệch hƣớng thân giếng thƣờng phụ thuộc vào yếu tố kỹ thuật, c ng nghệ địa tầng đất đá khoan qua Mặt khác qua thực tế lỗ khoan thăm dò than vùng ĐBSH lỗ khoan ngang ta rút đƣợc yếu tố ảnh hƣởng tới hiệu c ng nghệ khoan giếng khoan UCG mỏ than ĐBSH là: - Yếu tố địa chất; - Yếu tố kỹ thuật – công nghệ khoan 4.1.1 Yếu tố địa chất Điều kiện địa chất yếu tố kh ng điều khiển đƣợc mang tính tất yếu khách quan Các yếu địa chất ảnh hƣởng đến đƣờng choòng, hiệu c ng tác khoan, bao gồm đặc điểm địa tầng đất đá khoan qua Điều kiện địa chất mỏ than ĐBSH phức tạp, đất đá mềm yếu, chứa nhiều nƣớc nên thi c ng lỗ khoan UCG dễ gặp phải vấn đề khó khăn việc giữ ổn định, tránh sập lở thành giếng khoan 71 Khi khoan qua tầng cuội sỏi chứa nhiều nƣớc ngầm dễ dẫn đến sập lở thành giếng khoan gây khó khăn cho việc trám thành giếng Mặt khác khoan qua địa tầng hệ số mở rộng thành lớn dễ dẫn đến chệch hƣớng choòng, làm cong xiên thân giếng khoan so với quỹ đạo thiết kế Tính dị hƣớng lớp đất đá có ảnh hƣởng trực tiếp đến hƣớng chng khoan khoảng cong định hƣớng tầng Neogen gặp lớp bột kết, cát kết, sét kết mềm yếu xen kẹp nên quỹ đạo thân giếng khoan dễ bị ảnh hƣởng tƣợng cong tự nhiên 4.1.2 Yếu tố kỹ thuật - c ng nghệ khoan Các yếu tố kỹ thuật – c ng nghệ yếu tố điều khiển đƣợc, chủ yếu đặc điểm cấu trúc dụng cụ khoan, cấu trúc giếng khoan, phƣơng pháp khoan th ng số chế độ khoan Sự tác động yếu tố dẫn tới phức tạp cố ảnh hƣởng đến hiệu c ng tác khoan nhƣ sau: - Phức tạp kéo thả khoan cụ, dễ xảy cố kẹt mút cần khoan; - Vấn đề lắng đọng mùn khoan làm giếng khoan; - Duy trì quỹ đạo thân giếng khoan với thiết kế để tạo kênh khí hóa Ảnh hƣởng cấu trúc dụng cụ khoan thể qua việc lựa chọn động đáy, vị trí khoảng cách đặt định tâm, kích thƣớc định tâm, cần khoan, cần nặng Ảnh hƣởng cấu trúc giếng khoan bao gồm góc nghiêng, đƣờng kính thân giếng khoan Đối với khoảng khoan ngang dọc v a than khoảng khoan phức tạp, quan trọng định đến thành c ng trình khí hóa Quỹ đạo khoan v a than gần nhƣ là quỹ đạo khoan ngang, c ng nghệ khoan v a c ng nghệ khoan tăng tải, nén ép, lỗ khoan dễ bị xiên lệch 72 so với phƣơng nằm ngang Trong lỗ khoan lu n kh ng có cột áp dung dịch, phần thành lỗ khoan lu n trạng thái dễ sập lở, mùm khoan lu n lắng đọng phần dƣới dọc theo thành lỗ khoan Trong trình khoan, cột cần khoan lu n làm việc trạng thái nén có xu hƣớng tì lên phần dƣới thành lỗ khoan, đồng thới áp lực truyền cho choòng khoan bị hạn chế trọng lƣợng cột cần lực ma sát 4.2 Phƣơng hƣớng giải pháp c ng nghệ nâng cao hiệu c ng tác khoan định hƣớng giếng khoan UCG Để tránh, giảm thiểu cố phức tạp nâng cao hiệu khoan giếng khoan UCG mỏ than ĐBSH cần thực quy trình kỹ thuật bao gồm: - Trƣớc hết cần phải lựa chọn sơ đồ hệ thống, cấu trúc giếng khoan, quỹ đạo giếng khoan hợp lý, phù hợp với c ng suất thiết kế, địa tầng đất đá khoan qua c ng nghệ kỹ thuật thi c ng đƣợc sử dụng; - Lựa chọn dụng cụ, thiết bị khoan phù hợp với địa tầng đất đá khoan qua, phù hợp với quỹ đạo cấu trúc giếng khoan Cấu trúc dụng cụ đáy hợp lý, đảm bảo thân giếng khoan hƣớng thiết kế đảm bảo đủ tải trọng tránh tƣợng cong tự nhiên thân giếng khoan; - Qua khoảng khoan cần lựa chọn kỹ thuật c ng nghệ th ng số chế độ khoan hợp lý, phù hợp với đặc diểm địa tầng đất đá khoan qua thiết bị, dụng cụ khoan sử dụng Để nâng cao chất lƣợng giếng khoan phải đảm bảo chống ống trám xi măng thành giếng khoan ngăn cách giếng với địa tầng đất đá xung quanh, tránh thất khí nhiệt độ m i trƣờng xung quanh 73 Khi khoan doa khoảng khoan thẳng đứng, ta sử dụng định tâm dẫn hƣớng (hình 4.1) mũi khoan hƣớng, tránh tƣợng cong xiên, lệch thân giếng khoan Hình 4.1 Định tâm dẫn hƣớng dùng khoan doa 1- choòng khoan; - định tâm dẫn hƣớng Đối với khoảng khoan dọc v a than giếng khoan có phƣơng nằm ngang nên lu n có mùm khoan lắng đọng phần dƣới dọc theo thành lỗ khoan, làm tăng ma sát cột cần, gây khó khăn cho việc kéo thả cần khoan… vấn đề lựa chọn đƣờng kính cột cần khoan lƣu lƣợng máy bơm để đảm bảo chế độ thủy lực khoan hợp lý quan trọng Mặt khác dung dịch khoan phải đảm bảo tỷ trọng, độ thải nƣớc hợp lý để giữ gia cố thành giếng khoan Nhƣng tỷ trọng dung dịch cao, giá trị tổn hao áp suất động đáy lớn, làm hiệu suất động thấp, nhiều kh ng làm việc đƣợc 74 Hiện giới, thiết bị đo khoảng cách từ giếng khoan đến giếng khoan đƣợc sử dụng để dị tìm giếng khoan gần kề th ng qua giao thoa từ Đó la bàn radio (homing devices) đƣợc áp dụng cho việc khảo sát dầu khí Khi hệ thống la bàn radio hoạt động, từ giếng khoan dị từ trƣờng mạnh đƣợc phát từ lỗ khoan khác Phạm vi sử dụng phụ thuộc vào tính chất dung dịch sử dụng để khoan tính truyền dẫn, tính kh ng đẳng hƣớng cấu trúc khối đá Th ng thƣờng thiết bị dị cột ống chống với khoảng cách 30m Nó dễ dàng dị đƣợc v a than đá than thƣờng tập trung tín hiệu từ Hình 4.2 Thiết bị la bàn radio (hominh devices) dị tìm ống chống lỗ khoan mục tiêu 75 KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu luận văn, tác giả rút số kết luận sau: Vấn đề đảm bảo an ninh lƣợng quốc gia việc mở bể than ĐBSH cần thiết tất yếu Do đặc điểm điều kiện địa chất phức tạp nên c ng nghệ thử nghiệm khai thác bể than ĐBSH đƣợc ƣu tiên c ng nghệ UCG Sơ đồ hệ thống khí hóa than ngầm phù hợp với bể than ĐBSH gồm giếng khoan vào v a than, giếng khoan thứ ba giếng khoan cong định hƣớng dọc v a nối th ng hai lỗ khoan thẳng đứng tạo kênh khí hóa Để đảm báo cho giếng khoan thứ ba nối th ng với hai giếng khoan thẳng đứng ta sử dụng dụng cụ đáy có gắn thiết bị lái ch nh hƣớng RSS để khoan giếng khoan cong định hƣớng dọc v a than Phƣơng pháp khoan đƣợc lựa chọn khoan động trục vít xoắn thủy lực có sử dụng hệ thống đo (MWD) khoan Đây phƣơng pháp khoan tiên tiến đại giới nay, đảm bảo choòng khoan với quỹ đạo thiết kế Có hai nhóm yếu tố ảnh hƣởng tới hiệu c ng tác khoan giếng UCG bể than ĐBSH yếu tố địa chất yếu tố kỹ thuật – c ng nghệ Việc khoan dọc v a than khó khăn phức tạp than có độ cứng thấp, mặt khác quỹ đạo thân giếng khoảng khoan dọc v a quỹ đạo ngang nên vấn đề lựa chọn th ng số chế độ khoan dung dịch khoan phù hợp quan trọng 76 KIẾN NGHỊ Sau hoàn thành luận văn, tác giả nhận thấy để nâng cao hiệu c ng tác khoan giếng khoan UCG bể than ĐBSH cần nghiên cứu làm rõ số vấn đề sau: Nghiên cứu lựa chọn thiết bị khoan chuyên dụng, phù hợp với điều địa chất bể than ĐBSH Sớm đƣa c ng trình khoan giếng khoan UCG hay giếng khoan khai thác khí than CBM vào thi c ng thực tế bể than ĐBSH 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bản thuyết minh đề án phát triển bể than ĐBSH c ng ty Năng lƣợng S ng Hồng – TKV Cao Ngọc Lâm, Lê Văn Thăng (2002), Công nghệ khoan, giảng cao học, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Cao Ngọc Lâm (2000), Thiết kế chế độ khoan tối ưu, giảng cao học, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Lê Xuân Lân (1999), Lý thuyết phương pháp khoan, giảng cao học, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Nguyễn Văn Giáp, Nguyễn Thế Vinh (2001), Phƣơng pháp tính tốn lựa chọn dụng cụ đáy sử dụng khoan định hƣớng, Tuyển tập công trình khoa học Đại học Mỏ - Địa Chất, Hà Nội Trần Xuân Đào (2007), Thiết kế công nghệ khoan giếng dầu khí, Nxb khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Xuân Đào (2009), Công nghệ khoan ngang khoan đa đáy, giảng cao học, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội A.G.Kalinin, R.A.Gandzumian, A.G.Messer (2005), Cẩm nang kỹ sư-công nghệ khoan giếng sâu, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội A.G.Kalinin, P.L.Xpuridonop (1976), Kỹ thuật khoan định hướng Sét, sét pha, cát pha, cát Cuội sỏi Gồm: Cát kết, bột kết, sét kết, sét than than nằm xen kẹp Mô tả sơ Hệ Ðệ tứ (Q) Hệ Neogen (N) Ðộ sâu địa tầng, m 55 m 135 m 450 m 455 m Ðịa tầng Cấu trúc giếng khoan Hình 3.10 Cấu trúc giếng khoan định hướng UCG 452 m 145 m 35 m F152,4 F222 F295,3 F393,7 ÐK khoan (mm) F178 F244 F339,7 ÐK ống chống, mm Ðộ sâu gk (m) 453,5 m 0.00m- 50.0m- 100m- 150m- 200m- 250m- 300m- 350m- 400m- 450m- 500m- Thu hồi khí 339,7 mm 244 mm 178 mm 50m Thổi khí nhiên liệu đốt 339,7 mm 244 mm 178 mm Hình 3.6 Sơ đồ hệ thống giếng khoan UCG mở vỉa IV 310 m 178 mm Thổi khí nhiên liệu đốt 339,7 mm 244 mm ... trung nghiên cứu vấn đề sau: - Lựa chọn đƣợc sơ đồ cấu trúc hợp lý giếng khoan khí hóa than ngầm bể than ĐBSH; - Nghiên cứu c ng nghệ khoan định hƣớng hợp lý giếng khoan khai thác khí hóa than ngầm; ... dọc v a than phục vụ cho c ng nghệ UCG mà phục vụ c ng nghệ khai thác khí than (CBM) Vì đề tài ? ?Nghiên cứu lựa chọn công nghệ khoan định hướng hợp lý giếng khoan khí hố than ngầm Đồng Sơng Hồng? ??... ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN LƯƠNG HỮU NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ KHOAN ĐỊNH HƯỚNG HỢP LÝ CÁC GIẾNG KHOAN KHÍ HỐ THAN NGẦM Ở BỂ THAN ĐỒNG BẰNG SƠNG HỒNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI -