4.2. Trám ximăng nhiều giai đoạn
Trám ximăng nhiều giai đoạn được áp dụng trong những trường hợp sau: – Thành hệđáy giếng khoan có áp suất vỉa nhỏ hơn áp suất thủy tĩnh
của cột dung dịch và cột vữa xi măng.
– Tầng phía trên cần được trám ximăng có chất lượng tốt, không bị
nhiễm bẩn.
– Ximăng không nhất thiết phải trám kín suốt cột ống chống đến bềmặt.
Hầu hết các lý do đểtrám ximăng nhiều giai đoạn đều rơi vào trường hợp
đầu tiên. Đối với ống chống trung gian vàống chống khai thác, việc trám ximăng nhiều giai đoạn sẽgiúp đảm bảo chất lượng và độbền của vành đá ximăng.
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
8-30
IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XIMĂNG
Nhìn chung, các kỹthuật trám xi măng nhiều giai đoạn bao gồm:
– Trám xi măng hai giai đoạn thông thường: mỗi quá trình trám là một qui trình trám hoạt động riêng lẻ, phân biệt.
– Trám xi măng hai giai đoạn liên tục: hai giai đoạn trám được thực hiện liên tục nhau.
– Trám xi măng ba giai đoạn: mỗi giai đoạn trám hoạt động riêng lẻ.
GEOPETIV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XIMĂNG IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XIMĂNG
4.2.1. Trám ximăng hai giai đoạn thông thường
Các thiết bịchính trong kỹthuật trám ximăng hai giai đoạn thông thường là:
– Đĩa làm kín bằng cao su:lắp đặt ởphần đỉnh của vòng dừng, có tác dụng làm kín, cách ly.
– Nút trám giai đoạn đầu:sửdụng đểphân cách vữa ximăng và bùn khoan, cho biết thời điểm kết thúc việc bơm đẩy giai đoạn đầu.
– Bom mởcửa sổ:được thảsau khi trám ximăng giai đoạn đầu hoàn tất, nó rơi vào vịtrí đóng của đầu trám phân tầng. Khi tăng áp suất sẽđẩy ống trượt dưới đi xuống và mởcửa sổđầu trám phân tầng.
– Đầu trám phân tầng:là đoạn ống nối có cửa sổđóng mởbằng ống trượt hoạt động theo nguyên tắc thủy lực, được lắp đặt trước ởđộsâu cần trám.
– Nút đóng:nút này được bơm đểđóng kín cửa sổđầu trám phân tầng báo hiệu kết thúc quá trình trám.
GEOPETIV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XIMĂNG IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XIMĂNG
Trám ximăng giai đoạn đầu
Quá trình trộn, bơm ép dung dịch đệm và vữa ximăng trong giai đoạn đầu tương tự như kỹthuật trám một giai đoạn. Sau khi trộn ximăng, nút trám giai
đoạn đầu được thảvà bơm đẩy cho đến khi nó chạm vào vòng dừng của chân đế ống chống.
Thông thường khi trám ximăng ống chống khai thác, giai đoạn đầu sửdụng hai dung dịch, phía dưới đầu trám phân tầng được làm đầy bằng dung dịch hoàn thiện, phía trên sửdụng bùn khoan, bùn khoan này sau đó sẽđược tuần hoàn qua cửa sổcủa đầu trám phân tầng.
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
8-33 Hình 8.8. Hình 8.8. Trám ximăng hai giai đoạn thông thường GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
8-34
IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XIMĂNG
Trám ximăng giai đoạn sau
Bom mởcửa sổđược thảsau khi hoàn tất trám giai đoạn đầu và rơi xuống
đầu trám phân tầng, tựa vào bềmặt đóng của ống trượt. Áp suất bơm gia tăng khoảng 1200 – 1500 psi sẽđẩy bom mởcửa sổ, cắt đứt chốt giữvà đẩy
ống trượt đi xuống. Sựgiảm áp đột ngột trên bềmặt cho biết cửa sổđã mở.
– Nếu ximăng ở giai đoạn đầu dâng cao hơn đầu trám phân tầng, cần phải tiến hành bơm rửa hết lượng ximăng phía trên đầu trám phân tầng ra khỏi giếng khoan trước khi ximăng phát triển độbền gel.
– Nếu ximăng trám giai đoạn đầu chưa đạt đến vịtrí đầu trám phân tầng, có thểđể ximăng đông cứng trước khi tiến hành mởcửa sổvà tuần hoàn giếng khoan.
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
8-35
IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XIMĂNG
Khi cửa sổđầu trám phân tầng đã được mở, giếng khoan cần phải được tuần hoàn cho đến khi bùn khoan bảo đảm sạch cho giai đoạn sau.
Đểtrám ximăng giai đoạn sau, việc trộn ximăng và sửdụng dung dịch đệm cũng giống như trong quá trình trám ximăng giai đoạn đầu. Nút đóng được thảsau khi trộn ximăng và bơm đẩy đến vịtrí đóng, áp suất bơm tối thiểu 1500 psi sẽđóng cửa sổđầu trám phân tầng. Áp suất trong ống chống có thể được giải phóng sau khi cửa sổđã đóng.
Hầu hết khi trám ximăng giai đoạn sau thường sửdụng vữa ximăng nhẹđể
có thểđẩy ximăng lên đến bềmặt. Đểbảo vệnhững điểm yếu nhất trong cột
ống chống, đầu trám phân tầng, có thể tăng tỷtrọng vữa trong phần cuối của cột vữa ximăng.
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
8-36
IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XIMĂNG
4.2.2. Trám ximăng hai giai đoạn liên tục
Đôi khi do yêu cầu công việc mà quá trình trộn ximăng bơm đẩy không thể
chờđểthảbom mởcửa sổđầu trám phân tầng đến vịtrí đóng trên thiết bị. Khi đó người ta sẽsửdụng kỹthuật trám ximăng hai giai đoạn liên tục.
Giai đoạn đầu ximăng được trộn và bơm ép vào giếng khoan. Sửdụng nút trám sau vữa ximăng để ngăn cách vữa ximăng và dung dịch ép. Thểtích dung dịch bơm ép phải tính toán đểđẩy ximăng ra khỏi ống chống bên dưới
đầu trám phân tầng.
Ống chống có thểxoay, tịnh tiến để ximăng không bị ứđọng ở xung quanh chân đế ống chống.
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
8-37 Hình 8.9. Hình 8.9. Trám ximăng hai giai đoạn liên tục GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
8-38
IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XIMĂNG
Phía trên vòng dừng có lắp đặt một đoạn ống nối chảy vòng (bypass insert)
để ngăn ngừa sựbít kín đột ngột khi nút trám đặt trên vòng dừng, cho phép một lượng nhỏdung dịch đẩy đi qua. Sau khi đã bơm dung dịch ép, nút mở đầu trám phân tầng được giải phóng.
Giai đoạn trám thứ hai được thực hiện ngay sau khi nút mởđược giải phóng, vữa ximăng được đẩy bởi một nút đóng. Quá trình bơm vữa đẩy nút mởđặt lên ống trượt. Khi gia tăng áp suất ống trượt này bịđẩy trượt xuống và mở
cửa sổtrám phân tầng.
Sau đó vữa được bơm qua cửa sổnày, khi nút đóng đến vịtrí phân tầng nó tựa lên gờđỡcủa đoạn ống đóng cửa sổ. Áp suất bơm gia tăng (khỏang 1500 psi), cửa sổđầu trám phân tầng sẽđược đóng lại.
GEOPETIV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XIMĂNG IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XIMĂNG
Trong trường hợp vữa ximăng và bùn khoan không tương thích cao, có thể
thảnút trám trước cột vữa trong giai đoạn đầu. Đểlàm được điều này cần phải sửdụng một sốthiết bịphụtrợkhác khi trám xi măng hai giai đoạn thông thường, bao gồm:
- Nút trám đàn hồi (flexible plug):kiểu nút trám đặc biệt này được bơm đẩy phía trước cột vữa xi măng giai đoạn đầu.
- Đoạn nối chảy vòng (bypass insert):được lắp đặt phía trên chân đế ống chống hay vòng dừng, tạo gờđỡcho nút trám đàn hồi nhưng vẫn cho phép tiếp tục tuần hoàn vữa xi măng qua lỗhởcủa nó.
GEOPETIV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XIMĂNG IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XIMĂNG
- Đoạn ống nối chuyên dụng (special insert collar):được lắp đặt ởđầu nối
ống chống phía trên đoạn nối chảy vòng, tạo điểm tựa cho nút trám giai đoạn
đầu.
- Nút trám giai đoạn đầu đặc biệt (special first stage plug):có một đầu đặc biệt đểlàm kín đoạn ống nối chuyên dụng. Nó thay thếcho nút trám giai đoạn
đầu trong kỹthuật trám hai giai đoạn thông thường.
Các thao tác tiếp theo tương tự như trong qui trình trám ximăng hai giai đoạn ngoại trừthêm nút trám ởphía trước cột vữa ximăng hay dung dịch đệm trong giai đoạn đầu.
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
8-41
IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XIMĂNG
4.2.3. Trám ximăng ba giai đoạn
Kỹthuật trám ximăng ba giai đoạn thường áp dụng trong trường hợp giếng sâu, thành hệyếu có chứa các kênh rãnh khí hay khả năng gây ăn mòn ống chống, rò rỉ ống chống.
Nguyên tắc cơ bản không khác kỹ thuật trám ximăng hai giai đoạn thông thường, tuy nhiên trong kỹthuật này có thêm giai đoạn thứ ba.
Giai đoạn đầu được thực hiện qua chân đế ống chống bằng cách sửdụng nút trám giai đoạn đầu đểlàm kín vòng dừng.
Giai đoạn hai có thểthực hiện bất cứlúc nào sau khi giai đoạn đầu đã hoàn tất. Giai đoạn này phụthuộc chương trình trám đã thiết kế.
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
8-42
Hình 8.10. Trám ximăng ba giai đoạn
–Giai đoạn đầu:trám ximăng qua chân đế ống chống.
–Giai đoạn hai:trám ximăng qua đầu trám phân tầng thông thường. –Giai đoạn cuối: trám ximăng qua đầu
trám trên đỉnh.
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
8-43
IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XIMĂNG
Bom mởcửa sổ thông thường được sửdụng đểmởcửa sổđầu trám phân tầng giai đoạn hai. Tiến hành bơm rửa giếng khoan, vữa ximăng được bơm qua cửa sổtrám phân tầng.
Sau đó cửa sổnày được đóng bằng một nút đóng đàn hồi chuyên dụng. Nút
đóng này có thểdi chuyển được qua gờnối của đầu trám phân tầng phía trên và tựa vào vịtrí đóng của đầu trám phân tầng giai đoạn hai. Cung cấp áp suất đểđóng cửa sổđầu trám phân tầng này.
Giai đoạn cuối có thểthực hiện vào bất cứlúc nào sau khi giai đoạn hai hoàn tất. Bom mởcửa sổ(lớn hơn bom mởcửa sổ giai đoạn hai) được thảtrong giếng khoan và tựa vào vịtrí làm kín của đầu trám phân tầng giai đoạn ba.
Các thao tác mởcửa sổvà bơm đẩy dung dịch đệm và vữa ximăng giống giai đoạn hai. Nút trám chuyên dụng được dùng đểđóng cửa sổđầu trám phân tầng.
GEOPET
Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết
8-44
IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XIMĂNG Các trang thiết bịphụtrợ