. l n= Hncf Hn 1 cf
CÁC SỰ CỐ PHỨC TẠP TRONG QUÁ TRèNH KHOAN
7.2- Cỏc sự cố và phức tạp trong quỏ trỡnh khoan.
Trong quỏ trỡnh khoan thường xảy ra cỏc hiện tượng như sập lở, co thắt thõn giếng, trương nở, mất dung dịch…nếu chỳng ta khụng đề phũng tốt và cú giải phỏp kịp thời sẽ gõy ra hậu quả rất lớn.
7.2.1-Hiện tượng mất dung dịch khoan.
Hiện tượng này cú thể xảy ra trong quỏ trỡnh khoan và bơm trỏm xi-
măng, nguyờn nhõn chủ yếu là sự chờnh lệch ỏp suất giữa cột dung dịch và ỏp
suất vỉa. Do vỉa cú độ thấm và độ thẩm thấu cao, cú nứt nẻ do hoạt động kiến tạo sẽ làm cho một phần hay toàn bộ dung dịch đi vào vỉa. Chỳng ta cú thể phõn chia cỏc vựng mất dung dịch như sau:
Page 99 of 110 - Ở cỏc tầng cú độ rỗng và độ thẩm thấu cao (Plixoen - Đệ Tứ, Mioxen thượng và hạ) thường xảy ra hiện tượng mất dung dịch cục bộ với thể
tớch khụng lớn.
- Ở cỏc địa tầng cú hàm lượng sột cao chủ yếu là cỏc tập sột Arginit để trương nở và cú dị thường ỏp suất cao(Mixoen hạ và Oligoxen). Khi sử
dụng dung dịch khoan cú tỉ trọng lớn do sự xõm nhập và lắng động của cỏc pha rắn, sự thay đổi cỏc thụng số của dung dịch, sự hấp thụ nước của sột dẫn tới hiện tượng mất dung dịch trầm trọng ở vựng này.
- Ở tầng múng do ỏp suất vỉa nhỏ, đỏ nứt nẻ mạnh, đặc biệt là vựng cú
hoạt động kiến tạo mạnh (ranh giới Oligoxen hạ và tầng múng dẫn tới hiện tượng mất dung dịch cao ở vựng này).
- Trong quỏ trỡnh khoan hiện tượng mất dung dịch cũng xảy ra do hiệu
ứng piston húa khi nõng thả bộ khoan cụ, cỏc vết nứt của vỉa trong quỏ
trỡnh khoan và khi khoan vào ranh giới giữa cỏc địa tầng. Để hạn chế hiện tượng mất dung dịch chỳng ta phải đảm bảo tốc độ kộo thả bộ khoan cụ và ống chống hợp lý. Đối với cỏc vựng cú nguy cơ mất dung dịch cao như tầng múng cú thể cho thờm chất độn xơ vào dung dịch khi khoan gần hết tầng Oligoxen (như vỏ trấu, xơ dừa và cỏc chất dạng sợi),
đồng thời dự trữ đầy đủ lượng nguyờn liệu cần thiết để sử dụng kịp thời
khi xảy ra hiện tượng mất dung dịch. 7.2.2- Hiện tượng sập lở ,bú hẹp thành giếng.
*Cỏc nguyờn nhõn gõy ra hiện tượng sập lở và bú hẹp thành giếng: - Nguyờn nhõn chủ yếu của hiện tượng này là đất đỏ ở thành giếng kộm bền vững, nước thấm vào vỉa phỏ vỡ cấu trỳc đất đỏ làm trương nở sột. Ngoài ra cũng cú thể do lưu lượng cao làm xúi mũn thành giếng, hiệu ứng piston húa do kộo thả cột cần khoan.
Biện phỏp 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 sột
Page 100 of 110 chặt sớt hạn chế khả năng dung dịch thấm vào vỉa qua thành giếng, hạn chế lưu lượng khi khoan, qua cỏc tầng cú khả năng gõy sập lở. - Khi khoan qua cỏc tầng cú hàm lượng sột cao do hiện tượng hỳt và hấp thụ nhanh qua cỏc tầng sột Arginit dẫn tới trương nở bú hẹp thành giếng khoan. Hiện tượng này xảy ra mạnh mẻ khi khoan qua cỏc tầng cú nhiệt độ ỏp suất cao.
Ngoài nguyờn nhõn chớnh trờn hiện tượng bú hẹp thành giếng cũn cú thể xảy ra do những nguyờn nhõn sau:
- Do hiện tượng sập lở đất đỏ tớch tụ trờn đỏy giếng, chiều dày vỏ sột lớn
hơn khi kộo cần dồn tụ thành nỳt sột và gõy kẹt.
Ngoài hiện tượng kẹt cần do bú hẹp thành giếng cũn cú thể xảy ra do những nguyờn nhõn sau :
-Hiện tượng kẹt cần do chờnh ỏp, hiện tượng này xảy ra mạnh ở những
đoạn thõn giếng nghiờng vỡ khi cột cần khoan dựa vào thành giếng, do sự
chờnh lệch ỏp lực giữa cột dung dịch và ỏp lực vỉa tạo ra lực dư ộp cần khoan vào thành giếng. Ngoài ra lực dư cũn do trọng lượng cột cần khoan tạo nờn dẫn tới kẹt cột cần do bỏm dớnh với vỏ sột mà khụng dạo cần khi phải ngừng
khoan để sửa chữa thiết bị hay bơm rửa.
Biện phỏp cứu kẹt. Để giải phúng bộ khoan cụ khi bị kẹt chỳng ta
tiến hành cỏc cụng việc sau:
- Xỏc định điểm kẹt. Để xỏc định diểm kẹt chỳng ta cú thể sử dụng
nguyờn lý biến dạng đàn hồi của cột cần khoan theo cụng thức sau: L = 1,05.E.S.L / F
Trong đú: F : lực kộo, kG
S : tiết diện cần khoan, cm2
L : độ gión dài của cột cần khi lực kộo là F, cm E : mụ đun đàn hồi, kG/cm
Page 101 of 110 Phương phỏp này thuận tiện đơn giản song độ chớnh xỏc khụng cao, nhất là trong đoạn giếng khoan xiờn. Ngoài ra người ta sử dụng cỏc loại ống dũ dể xỏc định độ gión dài của cột cần khi kộo cột cần khoan, tại điểm kẹt
độ dài bằng O.
- Tiến hành cứu kẹt do sập lở thành giếng.
Để giải phúng bộ khoan cụ chỳng ta cú thể tiến hành cỏc biện phỏp sau;
+ Tỏc động lực kộo lờn cột cần khoan, bơm rửa dung dịch đặc biệt qua khoảng khụng vành xuyến nhằm bụi trơn, hũa ta cacbonat, cú thể sử dụng dầu thụ hoặc dung dịch clohidric.
+ Nếu bộ khoan cụ khụng giải phúng được theo phương phỏp trờn chỳng ta cú thể thỏo phần tự do của cột cần khoan ( thỏo trỏi cần ) nhờ sức cụng phỏ của khối thuốc nổ ( mỡn rung ) sau đú tiến hành một số biện phỏp cụng nghệ sau:
- Sử dụng dụng cụ chụp cụlụcụn bờn trờn cú lắp bỳa thủy lực RCC tạo ra
rung động để giải phúng bộ khoan cụ.
- Sử dụng dụng cụ khoan doa lại thành giếng trong khoảng khụng vành xuyến để giải phúng bộ khoan cụ.
Nếu biện phỏp trờn khụng thành cụng chỳng ta cú thể tiến hành đổ cầu xi
măng mở thõn giếng mới.
- Tiến hành cứu kẹt do chờnh ỏp:
Ngoài cỏc biện phỏp cứu kẹt thụng thường để giải phúng bộ khoan cụ trong
trường hợp này phải thực hiện cỏc biện phỏp sau:
+ Sử dụng dung dịch bụi trơn để giảm ma sỏt giữa cỏc cột cần khoan và thành giếng kết hợp với cỏc cỏch động cơ học.
+ Giảm ỏp suất cột dung dịch trong phạm vi cho phộp. 7.2.3- Một số sự cố khỏc trong quỏ trỡnh khoan.
Page 102 of 110 Nguyờn nhõn chủ yếu của hiện tượng này là cột cần khoan khụng đảm bảo chất lượng do sử dụng quỏ thời gian quy định, khụng tuõn thủ cỏc biện phỏp kỹ thuật trong quỏ trỡnh thi cụng giếng khoan hoặc do ảnh hưởng của những diễn biến phức tạp mà chỳng ta khụng dự đoỏn được. Theo kinh nghiệm phần lớn sự cố đối với cột cần khoan là do ứng suất mỏi sinh ra trong quỏ trỡnh làm việc, do sự mài mũn cột cần khoan vào thành ống chống và thành lỗ khoan
làm giảm tiết diện cột cần khoan.
Biện phỏp xử lớ: Hiện nay biện phỏp chủ yếu để cứu phần cột cần góy
nằm trong giếng là sử dụng dụng cụ chụp cụlụcụn trơn và Overxop. Ngoài ra cú thể sử dụng dụng cụ khỏc như mettrich, ống chụp, dao cắt.
* Chũong khoan bị rơi chúp và sự co mặt của cỏc vật thể kim loại trong giếng khoan:
Nguyờn nhõn chủ yếu của hiện tượng này là do chũong khoan cú chất lượng kộm, quy trỡnh sử dụng khụng hợp lớ, sử dụng chũong khụng thớch hợp với tầng đất đỏ.
Biện phỏp xử lớ: Để khắc phục sự cố này chỳng ta cú thể dựng cỏc biện phỏp sau:
+ Kiểm tra loại bỏ chũong khoan khụng đủ chất lượng.
+ Tuõn thủ biện phỏp kĩ thuật khi khoan vào giữa ranh giới giữa cỏc hệ tầng
đất đỏ và cỏc vựng cú diễn biến phức tạp.
+ Khi xảy ra sự cố chỳng ta cú thể dựng cỏc dụng cụ sau để đưa mảnh vụn ra khỏi giếng hoặc phỏ hủy chỳng như hom chụp, ống hứng, nam chõm vĩnh cửu, chũong mài
* Chống ống lệch hướng với thiết kế:
Trong quỏ trỡnh thi cụng giếng thường xảy ra cỏc hiện tượng thõn giếng lệch hướng so với thiết kế. Yếu tố cơ bản để hạn chế sự cố này là cấu trỳc hợp lớ của bộ khoan cụ, phải sử dụng cần nặng và cơ cấu định tõm phự hợp với khoảng khoan. Sự cố này xảy ra do những nguyờn nhõn chủ yếu sau:
Page 103 of 110
+ Do nguyờn nhõn địa chất (độ cứng đất đỏ, độ dốc của vỉa thay đổi đột
ngột).
+ Cấu trỳc bộ khoan cụ và chế độ chưa hợp lớ.
+ Do khụng đỏnh giỏ đỳng yếu tố cong tự nhiờn.
Để hạn chế và xử lớ kịp thời chỳng ta cú thể sử dụng cỏc biện phỏp sau: + Tuõn thủ nghiờm ngặt cỏc biện phỏp kĩ thuật đề ra như lắp rỏp bộ khoan cụ theo đỳng yờu cầu thiết kế, đo, kiểm tra, điều chỉnh chớnh xỏc cỏc thụng số chế độ khoan đặc biệt đoạn khoan cắt xiờn bằng cỏc phương phỏp khoan tuốc bin.
+ Sử dụng cỏc dụng cụ đo và kiểm tra gúc nghiờng của giếng khoan cú độ chớnh xỏc cao, tiến hành kiểm tra liờn tục độ lệch của giếng. Nếu thõn giếng khoan lệch hướng so với thiết kế phải tiến hành cỏc biện phỏp xử lớ kịp thời
như thay đổi thụng số chế độ khoan, cấu trỳc bộ khoan cụ ... nếu khụng xử lớ được biện phỏp cuối cựng là mở thõn giếng mới bằng phương phỏp đổ cầu xi- măng hoặc hủy bỏ giếng khi cỏc biện phỏp xử lớ khụng cú lợi về kinh tế.
7.2.4- Cỏc biện phỏp phũng và chống phun trong quỏ trỡnh thi cụng giếng khoan.
Trong quỏ trỡnh khoan cú hiện tượng dầu khớ xõm nhập vào dung dịch
khoan nờn thường xảy ra hiện tượng phun dầu hoặc khớ. Nguyờn nhõn chủ yếu
của hiện tượng này là:
- Cú sự sai xút trong xỏc định ỏp suất vỉa khi thiết kế giếng và việc kiểm
tra khụng đầy đủ cỏc thụng số của ỏp suất vỉa trong quỏ trỡnh khảo sỏt
mỏ.
- Áp suất thủy tĩnh của một dung dịch nhỏ hơn ỏp suất vỉa do sử dụng dung dịch cú tỷ trọng nhỏ hơn tỷ trọng thiết kế, giảm chiều cao cột dung dịch khi bị mất dung dịch, khụng bơm rút dung dịch vào giếng khi kộo cần, cú sự chuyển và mất ỏp suất giữa cỏc vỉa đó mở.
Page 104 of 110 - Thay đổi ỏp suất thủy động trong quỏ trỡnh khoan, bơm rửa và kộo thả
cần, giếng khoan dừng lõu khi đó mở tầng sản phẩm nhưng khụng bơm rửa.
- Tăng hàm lượng chứa khớ của dung dịch trong quỏ trỡnh khoan (dung
dịch từ giếng lờn khụng được tỏch hết khớ). Cỏc biện phỏp ngăn ngừa khắc phục:
- Biện phỏp phũng chống chủ yếu là sử dụng dung dịch cú tỷ trọng thớch hợp đủ để tạo ỏp lực lờn vỉa (theo kinh nghiệm API giỏ trị chờnh ỏp của cột dung dịch so với ỏp suất vỉa thường lấy bằng 500Kpa cho 1000m chiều sõu ). Phải thường xuyờn kiểm tra tỷ trọng dung dịch, tỏch khớ kịp thời, nếu cú biểu hiện phải tiến hành giảm vận tốc cơ học khoan và lưu
lượng bơm.
- Khi kộo cột cần phải rút dung dịch vào trong giếng khoan để duy trỡ chiều cao hợp lý của cột dung dịch. Đảm bảo tốc độ kộo cần hợp lý, phỏt hiện và sử lý kịp thời hiệu ứng pistong đặc biệt chỳ ý khi khoan qua cỏc tầng Mioxen hạ và Oligoxen.
- Cú đầy đủ thể tớch dung dịch và lượng chất làm nặng để bổ sung kịp
thời.
- Khi cú hiện tượng phun dầu khớ phải lập tức đúng cỏc đối ỏp. Tuần hoàn và thay thế dung dịch nặng qua đường tuần hoàn phụ để khống chế ỏp suất vỉa.
Page 105 of 110
PHẦN III