b. Phân loại
– Chưa có một chỉtiêu thống nhất vềphân loại mức độmất dung dịch. – Mức độmất dung dịch phụthuộc chủyếu vào khả năng thấm qua của
vỉa, điều kiện thếnằm, cấu tạo và áp lực của vỉa.
– Mức độmất dung dịch cũng phụthuộc vào các yếu tốlàm tăng áp lực thủy tĩnh của cột dung dịch.
– Tùy theo mức độyêu cầu chính xác của việc xác định mức độmất dung dịch mà người ta có thể căn cứvào lượng dung dịch tràn ra miệng lỗ khoan hay đo mực dung dịch trong lỗkhoan, tính toán hệsố
mất dung dịch… Theo các dấu hiệu, chỉ tiêu đó mà một vài tác giảđã phân cấp mức độmất dung dịch.
4-21
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
I. MẤT DUNG DỊCH
Theo X. Yu. Giukhovitski, mức độmất dung dịch có thểchia làm 3 nhóm:
9Mất dung dịch yếu: lượng dung dịch tràn ra miệng lỗkhoan ít hơn lượng dung dịch bơm vào lỗkhoan.
9Mất dung dịch trung bình:mực dung dịch thấp hơn miệng lỗkhoan trong khi máy bơm vẫn làm việc, nghĩa là không có sựtuần hoàn dung dịch.
9Mất dung dịch mạnh, hoàn toàn:dung dịch hầu nhưđi hết vào vỉa, mực dung dịch ởgần sát đáy lỗkhoan.
4-22
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
I. MẤT DUNG DỊCH
Theo A.A.Gaivoronxki và B.M.Saiderov, lượng dung dịch bịmất đi có thểtính theo công thức:
trong đó:
Q – lượng dung dịch bịmất (m3/h) g – gia tốc rơi tựdo, g = 9.81 m/s2
d – đường kính của các kênh, rãnh thoát nước λ– hệsốcản thuỷlực
l– chiều dài cột cần khoan, m
H – hiệu sốgiữa mực nước tĩnh và động trong lỗkhoan, m H = Ht– Hd 2 5 8 gd H Q l π λ = GEOPET I. MẤT DUNG DỊCH Đặt suy ra
K gọi là hệsốkhả năng mất nước, đặc trưng cho khả năng thấm qua vùng mất dung dịch.
Tuỳtheo hệsốnày, chia hiện tượng mất nước thành 6 cấp: K = 1; K = 1 –3; K = 3 –5; K = 5 –15; K = 15 –25; K > 25.
Nhược điểm của phương pháp xác định K này là trịsốQ và H liên hệvới nhau theo tỉlệbình phương, nghĩa là xem chếđộchảy của dung dịch là chảy rối. Điều này chỉcó được khi vùng mất dung dịch có các kênh rãnh, khe nứt khá lớn, và mực thủy động nhỏ hơn mực thủy tĩnh trong lỗkhoan. 2 5 2 8 gd K l π λ = t d Q Q K H H H = = − GEOPET I. MẤT DUNG DỊCH
Ngoài ra còn có phương pháp phân loại hiện tượng mất dung dịch dựa trên sựxác định lưu lượng dung dịch mất đi tại bất kỳphần nào của lỗkhoan trong một đơn vịthời gian.
Biết đường kính lỗ khoan, lượng dung dịch mất đi có thểtính được theo sự
hạthấp của mực thủy động sau một khoảng thời gian, theo công thức:
trong đó:
Q – mức độmất dung dịch, m3/h
Dtb– đường kính trung bình của lỗkhoan, m L – khoảng hạthấp mực thuỷđộng sau thời gian T, m T – thời gian đo mực thủy động, h 2 4 tb D L Q T π =
4-25
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
I. MẤT DUNG DỊCH
Trên cơ sởthí nghiệm các vùng mất dung dịch trong lỗ khoan thăm dò, người ta chia mức độmất dung dịch làm 4 nhóm:
- Nhóm I, mất dung dịch từng phần: Q = 1 – 5 m3/h- Nhóm II, mất dung dịch mạnh: Q = 5 – 10 m3/h - Nhóm II, mất dung dịch mạnh: Q = 5 – 10 m3/h - Nhóm III, mất dung dịch hoàn toàn: Q = 10 – 15 m3/h - Nhóm IV, mất dung dịch tai nạn: Q > 15 m3/h
4-26
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
I. MẤT DUNG DỊCH
1.2. Xác định chiều sâu vùng mất dung dịch và mực dung dịch trong lỗkhoan và mực dung dịch trong lỗkhoan
a. Xác định chiều sâu vùng mất dung dịch
Có thểxác định chiều sâu vùng mất dung dịch bằng cách quan sát mực dung dịch trong bểhút, ởmiệng lỗ khoan. Tuy nhiên phương pháp này không cho kết quả tin cậy nếu sựmất dung dịch xảy ra khi khoan phá các tầng trước kia đã trám xi măng hay ởchân ống chống.
Đểxác định được chiều sâu vùng mất dung dịch một cách chính xác hơn, người ta phải dùng các phương pháp khác như dùng điện nhiệt kế, máy biến năng hoặc máy đo xoay, các chất phóng xạ…
4-27
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
I. MẤT DUNG DỊCH
Phương pháp dùng điện nhiệt kế
Phương pháp dùng điện nhiệt kếchỉcó hiệu quảkhi gradien nhiệt độlớn hơn 1,80C/100m. Ưu điểm của phương pháp này là tiến hành được ngay trong các loại dung dịch có chứa các chất lấp đầy, không cần nhiều dung dịch.
Khi bịmất dung dịch, bơm vào lỗkhoan một loại dung dịch khác có nhiệt độ
thấp hơn nhiệt độcủa dung dịch trong lỗkhoan. Dung dịch mới này khi đi vào các vùng mất nước sẽlàm giảm nhiệt độcục bộtại vùng đó. Nhiệt độ ở dưới vùng mất dung dịch vẫn như cũhoặc hơi tăng lên do chưa thiết lập được sự
cân bằng vềnhiệt độ.
So sánh gradient nhiệt độ trước và sau khi bơm dung dịch mới vào, sẽxác
định được vịtrí của vùng mất dung dịch.
4-28
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
I. MẤT DUNG DỊCH
Tại hiện trường, người ta đo nhiệt độcủa lỗkhoan bằng cách thảdụng cụđo từtrên xuống dưới hay kéo từ dưới lên trên. Sau đó, bơm dung dịch khác có nhiệt độthấp hơn nhiệt độcủa dung dịch ởtrong lỗkhoan rồi lại đo nhiệt độ
của lỗkhoan.
Quan sát 2 đường biểu diễn gradient nhiệt độcủa lỗkhoan, ta xác định được vùng mất dung dịch.
Sựchênh lệch vềnhiệt độcủa dung dịch trong lỗkhoan và dung dịch bơm vào càng lớn thì vùng mất dung dịch thểhiện càng rõ trên đồthị.
4-29
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
I. MẤT DUNG DỊCH
Hình 4.1. Xác định chiều sâu vùng mất nước rửa bằng điện nhiệt kế
-100 - 100 - - 250 - - 400 - - 550 - - 700 - - 850 - - 1000 - - 1150 - - 1300 – H, m 26 30 34 38 42 46 50 54 58 62 t, oC Đo lần 2 Đo lần 1 Vùng mất nước rửa 4-30 GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
I. MẤT DUNG DỊCH
Phương pháp dùng máy biến năng hoặc máy đo xoay
Thảmáy biến năng (transducer) vào trong giếng. Máy biến năng là thiết bị
thăm dò dòng chảy của dung dịch. Chênh lệch áp suất do dòng chảy xuống của dung dịch sẽđược máy biến năng ghi lại và truyền qua cáp lên bềmặt, giúp xác định vùng mất dung dịch.
Máy đo xoay (spinner) được thảvào giếng khoan bằng cáp sao cho các cánh quạt của nó quay khi xuất hiện dòng chảy dung dịch theo phương thẳng
đứng. Vận tốc quay của cánh quạt được ghi lại theo độsâu và từđó xác định vùng mất dung dịch.
Phương pháp dùng máy đo xoay cần lượng dung dịch lớn và sẽkhông hiệu quảnếu dung dịch có chứa nhiều chất bít nhét lỗrỗng.
GEOPET
I. MẤT DUNG DỊCH
Phương pháp dùng chất phóng xạ
Phương pháp dùng các chất phóng xạchỉáp dụng khi vùng mất dung dịch là
đất đá có lỗhổng hay khe nứt nhỏvà có bềmặt hấp thụlớn. Các chất phóng xạdùng phổbiến là zircon (Zr95), antimoan (Sb124), sắt (Fe59) và đặc biệt là iot (I131) có chu kỳbán rã là 8 ngày.
Phương pháp này được tiến hành như sau: