Đặc điểm địa chất vùng mỏ và thiết kế giếng khoan
MỤC LỤC
LẬP PHƯƠNG ÁN THI CÔNG GIẾNG KHOAN CHƯƠNG I:THIÊT KẾ GIẾNG KHOAN
Tính toán cấu trúc giếng khoan,xác định chiều sâu đặt chân đế ống chống
+ Lặp lại các công việc trên cho ống chống kỹ thuật kế tiếp căn cứ vào tài liệu địa chất của đất đá khoan qua và ảnh hưởng của nó đến công tác thi công giếng khoan. Để xác định độ sâu đặt chân đế ống chống thích hợp, cho phép thiết kế một cấu trúc giếng tối ưu .Chiều sâu đặt chân đế ống chống được xác định dựa trên yêu cầu địa chất và kỹ thuật đảm bảo chân đế đặt vào đất đá bền vững để chống lại áp lực của hỗn hợp phun từ lòng giếng tại thời điểm nguy hiểm nhất tương ứng với độ sâu đặt chân đế ống chống trước nó (tính từ dưới lên).
3.Thiết kế profin giếng khoan
PHƯƠNG PHÁP KHOAN ROTO
Hiện nay trên thế giới cũng như ở nước ta trong các giếng khoan dầu khí phương pháp này có đặc điểm là công suất phá hủy đất đá được truyền gián tiếp từ bàn Roto qua cần khoan tới choòng khoan.Vì vậy trong quá trình khoan có thể điều chỉnh trong phạm vi lớn, các thông số chế độ khoan trong các hệ tầng đất đá khác nhau.Các thiết bị trên mặt đơn giản để bảo dưỡng và sửa chữa…Phương pháp này đạt hiệu quả cao ở độ sâu thấp và trunh bình. Mặt khác trong quá trình làm việc cột cần khoan quay sẽ làm mài mòn dẫn đến sự cố với cần khoan do các ứng suất sinh ra trong quá trình làm việc, khi khoan định hướng và khoan nghiêng thì hiệu quả thấp.
PHƯƠNG PHÁP KHOAN BẰNG ĐỘNG CƠ ĐÁY
- Đoạn thân giếng khoan thẳng đứng từ 85 ÷ 430m, ở đoạn này chúng ta tiến hành mở lỗ, đất đá mềm, bở rời, đường kính lỗ khoan lớn đòi hỏi mômen quay lớn, hiệu quả khi sử dụng choòng có vòi phun thủy lực ta chọn phương pháp khoan rôto. - Đoạn cắt xiên tạo độ nghiêng ban đầu từ 430 ÷ 1020m thân lỗ khoan cong đều, đất đá có độ cứng từ mềm đến trung bình, để đạt được yêu cầu về thân giếng khoan theo thiết kế, tránh sự cố xảy ra trong quá trình khoan ta chọn phương pháp khoan tuabin.
LỰA CHỌN THIẾT BỊ KHOAN : 1: Giàn khoan cố định MSP
Căn cứ vào ưu nhược điểm của từng phương pháp khoan, đặc điểm do địa chất của mặt cắt giếng khoan, hình dạng thân giếng khoan người ta còn xét đến điều kiện kinh tế, kỹ thuật của vùng mỏ. Cần khoan được chọn theo tiêu chuẩn ứng với giếng, đường kính choòng khoan, dùng cần nặng để tạo áp lực lên choòng sao cho cần khoan luôn ở trạng thái treo tại điểm, thay đổi đường kính thì tỷ lệ giữa chúng phải thuộc phạm vi cho phép.
DUNG DỊCH KHOAN
CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI DUNG DỊCH KHOAN
− Đảm bảo độ bền thành giếng, ngăn ngừa hoặc giảm tối đa những diễn biến phức tạp xảy ra trong quá trình khoan. − Tận dụng tối đa các hóa phẩm đang sử dụng ở vùng mỏ, giảm giá thành chi phí cho giếng khoan, phù hợp với điều kiện thi công giếng khoan ngoài khơi.
LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ CỦA HỆ DUNG DỊCH KHOAN
Ở các tầng đất đá mềm, tơi xốp, hàm lượng cát cao phía trên các tầng Polioxen – đệ tứ, Mioxen thượng và Mioxen trung, để đạt được vận tốc cơ học cao ta giảm tối đa các thông số γ trong phạm vi cho phép. + Khi khoan các tầng sản phẩm, đặc biệt là tầng đá móng, để ngăn ngừa và hạn chế và mất dung dịch khoan và nâng cao các tính chất thấm của colectơ ta chọn dung dịch có tỷ trọng nhỏ nhất trong phạm vi cho phép. Bên cạnh đó xử lý hóa học hang ngày nhằm đảm bảo các thông số dung dịch phù hợp với yêu cầu địa chất và kỹ thuật thi công là nhiệm vụ cực kỳ quan trọng góp phần nâng cao chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật thi công.
KẾ CHẾ ĐỘ KHOAN 4.1. Mục đích yêu cầu của việc chọn thông số chế độ khoan
Lựa chọn choòng khoan
- Hệ dung dịch khoan: Thông thường hệ dung dịch khoan gốc dầu làm giảm vận tốc cơ học của choòng chóp xoay song lại hầu như không ảnh hưởng tới vận tốc cơ học của choòng PDC và choòng kim cương. Trong trường hợp tải trọng cao làm cho việc điều khiển quỹ đạo không như ý muốn, còn tải trọng thấp điều khiển quỹ đạo dễ nhưng không kinh tế nhưng nếu việc chỉnh lái xiên trở nên trầm trọng thì yếu tố giá thành mét khoan không được coi trọng nữa. Do sự không đồng nhất của các tầng đất đá mà chủ yếu là sự khác nhau về thành phần cơ lý và thành phần thạch học giữa tầng cát và tầng sét ở các hệ tầng Plioxen đệ tứ, Mioxen và Oligoxen.
Tính toán và lựa chọn các thông số chế độ khoan : 1. Thiết kế chế độ khoan
- Đối với khoan tăng góc, để tạo góc nghiêng của giếng ta sử dụng phương pháp khoan động cơ thủy lực, do đó tốc độ quay phụ thuộc vào nhiều yếu tố như lưu lượng nước rửa, loại choòng khoan, động cơ thủy lực, cấu trúc bộ khoan cụ. Mặt khác khi làm việc ở chế độ có tốc độ quay lớn khả năng rửa sạch mùn khoan ở đáy giếng khoan khó đáp ứng tạo nên lớp mùn khoan ở đáy giếng khoan làm giảm tốc độ cơ học khoan. - Để tăng cường hiệu quả phá huỷ đất đá ở đáy giếng khoan, nhất là đối với tầng đất đá bở rời, vận tốc dòng nước rửa chảy qua vòi thuỷ lực của choòng khoan trên thực tế được khống chế từ 70 ÷ 150 m/s.
CHỐNG ỐNG VÀ TRÁM XI MĂNG
TÍNH TOÁN BỀN CHO CỘT ỐNG CHỐNG
Khi tính toán ống với áp suất dư bên trong và áp suất dư bên ngoài ở các độ sâu khác nhau ta lấy trị số áp suất theo phương thẳng đứng, theo tiêu chuẩn API, hệ số an toàn cho các loại ống khác nhau. Sau khi trám cột ống này giếng khoan vẫn tiếp tục khoan cột cần khoan quay quanh bên trong cột ống này có thể gây ra hiện tượng tháo ren và mài mòn phía dưới cột ống nên ta chọn phần dưới cột ống có chiều dài la = 100m. Ta tính toán cột ống chống khai thác theo ứng lực bóp méo và kiểm tra lại theo ứng lực kéo ( có tính đến uốn do cong giếng khoan ) và ứng lực nổ theo tài liệu của LD ở cuối giai đoạn khai thác mực chất lỏng trong ống ( dầu) hạ thấp tới chiều sâu H= 3240m.
TRÁM XI MĂNG
Để đảm bảo cho quá trình trám đạt hiệu quả cao cũng như tránh lãng phí vật liệu xi măng phải tính toán chính xác lượng xi măng khô, các hóa phẩm cần thiết cũng như thể tích dung dịch ép, dung dịch đệm. Qua kinh nghiệm thực tế cho thấy nếu bơm trực tiếp dung dịch xi măng ở tốc độ số IV dễ dẫn đến trường hợp máy quá tải. Với những đơn pha chế tại liên doanh ta chọn dung dịch xi măng có thởi gian bắt đầu ngưng kết là: Tbn= 150 phút.
KIỂM TOÁN THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN
KIỂM TOÁN CỘT CẦN KHOAN
Trong quá trình thả ống chống cũng như trong suốt quá trình đưa ống vào khai thác, cột ống chống chịu các tải trọng, kéo, nén, uốn, xoắn…Vì vậy mỗi cột ống chống khi được thả vào trong giếng khoan đều phải được tính toán và lựa chọn theo đúng nguyên tắc của nó, đảm bảo độ bền của ống chống. Để thực hiện công việc tính toán chúng ta xét những quá trình thủy động xẩy ra trong giếng từ đó xây dựng biểu đồ áp suất dư dọc theo thành ống tại các thời điểm nguy hiểm ,sau đó sử dụng giá trị lớn nhất của áp suất dư để tính toán bền cho từng cột ống .Mỗi cột ống sẽ được tính độ bền theo áp suất dư trong ,dư ngoài và tải trọng kéo có tính đến tác động của tải trọng kéo đối với khả năng chịu áp suất bóp méo và áp suất nổ ống. Sau khi tính toán Pdt,Pdn biểu diễn các giá trị tương ứng trên hệ trục ( H,P ) ứng với mỗi giá trị H thuộc mỗi cột ống chống ,chọn Pmax ,nối các giá trị Pmax, ta được đường biểu diễn áp suất dư của cột ống theo độ sâu.
CÁC SỰ CỐ - PHỨC TẠP TRONG QUÁ TRÌNH KHOAN
Đối với các vùng có nguy cơ mất dung dịch cao như tầng móng có thể cho thêm chất độn xơ vào dung dịch khi khoan gần hết tầng Oligoxen (như vỏ trấu, xơ dừa và các chất dạng sợi), đồng thời dự trữ đầy đủ lượng nguyên liệu cần thiết để sử dụng kịp thời khi xảy ra hiện tượng mất dung dịch. Biện pháp khắc phục đối với hiện tượng sập lở thành giếng khoan là sử dụng dung dịch chất lượng cao, độ thải nước nhỏ để tạo vỏ sét chặt sít hạn chế khả năng dung dịch thấm vào vỉa qua thành giếng, hạn chế lưu lượng khi khoan, qua các tầng có khả năng gây sập lở. Nguyên nhân chủ yếu của hiện tượng này là cột cần khoan không đảm bảo chất lượng do sử dụng quá thời gian quy định, không tuân thủ các biện pháp kỹ thuật trong quá trình thi công giếng khoan hoặc do ảnh hưởng của những diễn biến phức tạp mà chúng ta không dự đoán được.
TỔ CHỨC THI CÔNG VÀ TÍNH TOÁN KINH TẾ
Tổ chức thi công
- Biện pháp phòng chống chủ yếu là sử dụng dung dịch có tỷ trọng thích hợp đủ để tạo áp lực lên vỉa (theo kinh nghiệm API giá trị chênh áp của cột dung dịch so với áp suất vỉa thường lấy bằng 500Kpa cho 1000m chiều sâu ). Phải thường xuyên kiểm tra tỷ trọng dung dịch, tách khí kịp thời, nếu có biểu hiện phải tiến hành giảm vận tốc cơ học khoan và lưu lượng bơm. Đảm bảo tốc độ kéo cần hợp lý, phát hiện và sử lý kịp thời hiệu ứng pistong đặc biệt chú ý khi khoan qua các tầng Mioxen hạ và Oligoxen.
Thời gian thi công giếng khoan N 0 ABC
Phần đường chéo là thời gian khoan.Trong thời gian khoan có cả thời gian kéo thả, thay bộ khoan cụ.