Chương III: Tính toán và thiết kế giếng khoan GT-1X 3.1 Gia cố thành giếng khoan
3.6 Lựa chọn phương pháp khoan
Có nhiều phương pháp khoan. Với sự phát triển của khoa học, kỹ thuật, công nghệ các phương pháp khoan lạc hậu, kém hiệu quả dần bị loại bỏ dần, đặc biệt là trong lĩnh vực dầu khí do các đặc điểm sau:
- Các giếng khoan dầu khí thường có đường kính rất thay đổi, độ sâu lớn.
- Yêu cầu thiết bị nhiều, phức tạp, kích thước và công suất lớn.
- Khoan qua các tầng trầm tích rất sâu với đặc điểm địa chất phức tạp, luôn gặp các dị thường khác nhau về áp suất và nhiệt độ.
- Quá trình xuyên phá đá chủ yếu là dùng choòng có chóp xoay.
Chính vì vậy trong khoan dầu khí hầu như chỉ còn sử dụng hai phương pháp là khoan Roto và khoan Tuabin.
3.6.1 Khoan Roto
Là phương pháp khoan mà chuyển động quay của choòng khoan được thực hiện nhờ động cơ trên mặt đất truyền xuống thông qua bàn xoay Roto và cần khoan.
• Ưu điểm:
- Khoan được độ sâu lớn, có thể tăng tốc độ khoan kể cả ở độ sâu lớn.
- Các thông số cơ bản đảm bảo chế độ khoan là tải trọng P lên choòng, tốc độ xoay của choòng n0, lưu lượng Q của dung dịch có thể điều chỉnh hoàn toàn độc lập không phụ thuộc lẫn nhau.
- Có thể khoan trong điều kiện đòi hỏi mật độ dung dịch lớn hơn 1,7 - 1,8 g/cm3.
- Khoan trong điều kiện nhiệt độ, áp suất cao (T > 150oC).
• Nhược điểm:
- Trong khi khoan cả cột cần khoan phải xoay, uốn, kéo hoặc nén,… nên bề mặt cần khoan dễ bị mài mòn và đứt gãy.
- Do phải xoay toàn bộ cần khoan nên công suất tiêu hao lớn đặc biệt khi chiều sâu tăng.
- Chỉ phù hợp nhất với giếng khoan thẳng đứng.
• Ứng dụng:
- Khoan ở độ sâu lớn với yêu cầu tăng tốc độ khoan.
- Khoan qua các tầng sét, sét phiến độ dày lớn, tính dẻo, đàn hồi cao dùng choòng với răng có kích thước lớn, bước răng chắc và lượng dung dịch tăng.
- Khoan trong điều kiện nhiệt độ lớn (T > 150oC).
- Khoan với dung dịch có mật độ cao (γ > 1,8 g/cm3) để tránh sập lở, giảm đường kính giếng khi mà không thể khoan bằng phương pháp Tuabin điện.
- Khoan lấy mẫu lừi.
- Khoan với quá trình làm sạch giếng bằng phương pháp thổi khí hay dùng dung dịch lẫn dầu.
3.6.2 Khoan Tuabin
Là phương pháp khoan mà chuyển động quay của choòng được thực hiện nhờ động cơ đáy là Tuabin (Tuabin thuỷ lực) hay động cơ điện.
Khoan bằng Tuabin thuỷ lực
• Ưu điểm:
- Cột cần không xoay khi khoan nên không bị mài mòn, không bị xoắn, không bị uốn tránh được đứt gãy cần.
- Có hiệu quả cao, rất phù hợp khi khoan định hướng.
• Nhược điểm:
- Đòi hỏi công suất bơm cao để đảm bảo công suất thuỷ lực lớn.
- Không điều chỉnh được các thông số chủ yếu của chế độ khoan một cách độc lập.
- Khi khoan qua các tầng đất đá dẻo đòi hỏi tốc độ vòng quay choòng lớn thì Tuabin thuỷ lực không đáp ứng được. Đặc biệt khi chiều sâu lớn.
- Công tác bảo dưỡng, sửa chữa phức tạp, giá thành cao.
• Ứng dụng:
- Khoan giếng không quá sâu với mật độ dung dịch không vượt quá 1,8 g/cm3. - Khoan giếng khoan với nhiệt độ không cao (T < 150oC) tránh làm hỏng các
gioăng đệm kín.
- Khoan giếng khoan định hướng, giếng có nhiều đáy.
- Làm giảm độ lệch giếng khoan trong những điều kiện phức tạp dễ gây lệch giếng.
Khoan bằng động cơ điện
• Ưu điểm: Giống như khoan Tuabin thuỷ lực.
• Nhược điểm:
- Không khoan được trong điều kiện nhiệt độ cao (T > 140oC) và mật độ dung dịch lớn hơn 1,8 g/cm3.
- Công tác bảo dưỡng, sửa chữa phức tạp, giá thành cao.
• Ứng dụng:
- Khoan các giếng với đường kính 190 - 394 mm bằng dung dich có γ ≤ 2,3 g/cm3, nhiệt độ không quá 140oC.
- Khoan giếng khoan định hướng hay giếng nhiều đáy.
- Có thể sử dụng khoan với phương pháp làm sạch đáy giếng bằng thổi khí hay dung dịch có chứa khí.
Căn cứ vào cấu trúc địa chất, ta chọn khoan Roto là phương pháp khoan phù hợp nhất nhằm đạt hiệu quả cao, chi phí thấp nhất
Hệ Thống Phụ thống Hệ tầng Độ sâu Thạch học Độ rắn chắc củađá Nhiệt độ Áp suất vỡ vỉa Áp suất vỉa Dự báo sự cố Khoảng lấy mẫu Thử vỉa Cấu trúc giếng khoan Tỉ trọng dung dịch
Đệ tứ Piocen+ đềtứ Biển Đông 85
660
1240
2193
2652 2930 3160
3820
4323 4550 4700
Mềm xốp dễvỡ vụn
40,525 99 67
Sập lở thành giếng Mẫu mùn 85 đến 660m cứ 5p lấy mẫu 1 lần và mô tả DST DST DST DST DST
Neogen Mioxen Trên Đồng Nai Chặt xít, độ cứng trung bình đến mềm 56,185 185,
4 125 1,10± 0,02
Giữa Côn Sơn 81,92 327,
4 220,
3
Trương nở thành giếng khoan 1,12 ± 0,02 Dưới Bạch Hổ 101,82 397,
9 269,
4 1,14 ± 0,02
441,
3 300,
2 1,16 ± 0,02
Oligocen Trên Trà Tân Chặt xít, rắn chắc 139,43 477,
8 326,
6
Mất dung dịch khoan 1,22 ± 0,02 591,
8 416,
4 1,46 ± 0,02
681,
7 489,
3 1,60 ± 0,02
D T.C 145,56 719,
6 518,
1 1,34 ± 0,38
Mz 149,61 741,
9 533,
1 1,05 ± 1,10
Thiết đồ địa chất kĩ thuật giếng khoan GT-1X
CHƯƠNG IV: NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT, ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN