III. DẦU, KHÍ, NƯỚC VÀO LỖ KHOAN
Ưu điểm của phương pháp rửa nghịch:
– Dung dịch được bơm vào trong khoảng không vành xuyến với áp lực lớn, trực tiếp đẩy dòng nước phun vào vỉa hay lên mặt đất theo đường trong cần, không làm hỏng thành lỗkhoan.
– Giữđược áp lực cần thiết lên thành lỗkhoan.
– Áp lực của dung dịch lên đáy tăng, một phần do tỷtrọng của dung dịch mới bơm vào, phần khác do sức cản sựchuyển động của dung dịch trong cần khoan lớn hơn trong khoảng không vành xuyến khi máy bơm làm việc với cùng một lưu lượng. Nhờvậy làm giảm sựxâm nhập của nước vào lỗkhoan.
4-78
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
IV. KẸT DỤNG CỤKHOAN
Trong quá trình khoan, nếu vì một nguyên nhân nào đó mà dụng cụkhoan không chuyển động được thì gọi làhiện tượng kẹt.
Có nhiều nguyên nhân gây ra hiện tượng kẹt dụng cụkhoan. Trong phạm vi rửa lỗkhoan, những nguyên nhân gây hiện tượng kẹt có thể như sau:
– Đất đá sập lởchèn chặt dụng cụkhoan.
– Dụng cụkhoan bịdính chặt vào thành lỗkhoan do vỏsét dày và dính. – Kẹt dụng cụkhoan do trong lỗkhoan tạo thành các nút.
– Kẹt dụng cụkhoan do mùn khoan và chất làm nặng lắng xuống. – Ximăng bó lấy dụng cụkhoan do thời gian ngưng kết không thích hợp.
GEOPET
IV. KẸT DỤNG CỤKHOAN
Kẹt do có sựchênh áp giữa lỗ
khoan và vỉa, thường xảy ra trong trường hợp dụng cụkhoan không chuyển động, giữa dụng cụvà thành lỗkhoan dễthấm nước có lớp vỏsét chặt và áp lực thủy tĩnh lớn hơn áp lực vỉa rất nhiều. Hình 4.5. Sơđồtính toán khi kẹt dụng cụkhoan Vỏsét Đất đá không thấm nước Đất đá thấm nước h F σ δ Pv Ptt r GEOPET IV. KẸT DỤNG CỤKHOAN
Theo hình, dụng cụkhoan bịgiữlại trên thành lỗkhoan với một lực: F = S (Ptt– Pv)
hay F = h.δ.(Ptt– Pv) trong đó:
δ– chiều dài dây cung nối giữa 2 đầu phần cần khoan tiếp xúc với vỏsét H – chiều dài phần cần khoan tiếp xúc với thành lỗkhoan có đất đá thấm nước
Giới hạn lớn nhất của δlà đường kính cần khoan và của h là tổng chiều dày vỉa thấm nước trong khoảng kẹt. Như vậy trịsốlực lớn nhất ép dụng cụ
khoan vào thành lỗkhoan là: Fmax= h.d.(Ptt– Pv)
4-81
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
IV. KẸT DỤNG CỤKHOAN
Giá trịlực này phụthuộc chiều dày lớp vỏsét trên thành lỗkhoan, diện tích tiếp xúc giữa cần khoan và vỏsét, sựchênh lệch áp lực giữa lỗkhoan và vỉa và gradien áp lực qua lớp vỏsét.
Thực tế, còn có sựma sát giữa lớp vỏsét và dụng cụkhoan. Vì vậy, lực dính của dụng cụkhoan khi kẹt là:
G = µ.F
với µ– hệsốma sát giữa kim loại và sét.
Vỏsét càng dày, càng dính thì hiện tượng kẹt dụng cụkhoan càng tăng.
4-82
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
IV. KẸT DỤNG CỤKHOAN
Đểđềphòng và chống hiện tượng kẹt do chênh áp:
– Phải dùng dung dịch sét có chất lượng tốt, độthải nước nhỏ. – Kiểm soát chặt chẽthành phần hạt rắn tỉtrọng thấp trong dung dịch. – Giữđộchênh áp hợp lý, trong khoảng 300 – 500 psi.
– Bổsung các phụgia có cỡhạt phù hợp.
Ngoài ra, đểtránh hiện tượng kẹt do vỏsét quá dính, người ta thêm vào dung dịch 8-12% dầu parafin nhẹ, theo thểtích dung dịch. Hiện tượng dính dụng cụkhoan vào vỏsét chỉcó được khi dụng cụkhoan ngừng chuyển
động. Vì vậy, đểtránh hiện tượng này, không được ngừng quay dụng cụ
khoan trong những vùng mà có thểxảy ra hiện tượng kẹt mút.
4-83
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
IV. KẸT DỤNG CỤKHOAN
Sựtạo thành các nút trong lỗ khoan thường xảy ra do dung dịch không ổn
định, bị ngưng kết. Đồng thời với sựtạo nút, mùn khoan và chất làm nặng cũng lắng xuống đáy.
Đểtránh hiện tượng kẹt, phải làm ổn định dung dịch, giữcho chúng không bị
ngưng kết bằng các chất phản ứng hóa học và làm tăng ứng suất trượt tĩnh
để tăng khả năng giữ lơ lửng các hạt mùn khoan và chất làm nặng.
Khi khoan có rửa bằng nước lã thì điều này càng đặc biệt quan trọng, vì nước lã là chất lỏng không có cấu trúc. Trong trường hợp này, phải đảm bảo lưu lượng và tốc độ dòng nước đi lên trong khoảng không đểđưa hết mùn khoan lên mặt đất.
4-84
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
IV. KẸT DỤNG CỤKHOAN
Ởmột vài vùng, trong những trường hợp địa chất cho phép, người ta làm giảm ma sát giữa kim loại và vỏsét bằng nước lã. Nhưng phương pháp này chỉdùng ởvùng đất đá không bịsập lởvà áp lực vỉa không cao.
Khi khoan qua vùng đất đá carbonat, nếu có hiện tượng kẹt thì người ta bơm axit clohydrit (HCl) để hòa tan đất đá carbonat và một vài vật liệu sét khác,
đồng thời làm giảm khả năng nởcủa các lớp sét, do vậy chống được hiện tượng kẹt.
Đểtránh hiện tượng kẹt do ximăng bó lấy dụng cụkhoan, phải xác định thật cẩn thận thời gian ngưng kết của hỗn hợp và thời gian bơm xuống đáy lỗ
khoan. Khi đã bịkẹt, có thểdùng phương pháp bơm các axit xuống, cũng đạt kết quảtốt.
4-85
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
KẾT THÚC CHƯƠNG 4
4-86
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
CÂU HỎI
1. Liệt kê các trường hợp sựcố thường gặp liên quan tới dung dịch khoan khi khoan giếng khoan dầu khí.
2. Phân tích nguyên nhân của các sựcốliên quan tới dung dịch khoan khi khoan giếng khoan dầu khí.
3. Phân loại hiện tượng mất dung dịch và cách phòng chống, khắc phục hiện tượng này.
4. Nêu các biện pháp chống sập lởthành lỗkhoan và dầu, khí, nước xâm nhập lỗkhoan.
CHƯƠNG 5
LÀM SẠCH DUNG DỊCH
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
5-2 NỘI DUNG NỘI DUNG