Thiết kế thi công giếng khoan dầu khí SNS4PMỏ Sư Tử Nâu

MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH VẼ iv DANH MỤC BẢNG BIỂU v LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ MỎ SƯ TỬ NÂU VÀ GIÊNG SNS 4P 2 1.1. Vị trí mỏ Sư Tử Nâu và giếng SNS 4P 2 1.2.Đặc điểm địa chất của mỏ 2 1.2.1 Đặc điểm địa chất của mỏ Sư Tử Nâu 2 1.2.2 Cột địa tầng của giếng SNS4P 9 1.2.3. Các điều kiện địa chất ảnh hưởng tới công tác khoan giếng . 10 CHƯƠNG 2: PROFIN VÀ CẤU TRÚC GIẾNG 12 2.1.Mục đích và yêu cầu của giếng SNS4P 12 2.2.Lựa chọn tính Profin giếng khoan SNS4P 12 2.2.1. Lựa chọn Profin giếng: 12 2.3.Lựa chọn,tính toán cấu trúc giếng SNS4P 16 2.3.1.Cơ sở lựa chọn cấu trúc giếng 16 2.3.2.Lựa chọn cấu trúc giếng. 17 2.3.3.Tính toán cấu trúc giếng 18 CHƯƠNG 3: DUNG DỊCH KHOAN 23 3.1.Yêu cầu và chức năng của dung dịch khoan. 23 3.2.Lựa chọn hệ dung dịch cho giếng khoan. 24 3.3.Phân chia các công đoạn khoan cho giếng. 24 3.4.Tính toán các thông số dung dịch khoan cho giếng. 25 3.4.1.Trọng lượng riêng của dung dịch. 25 3.4.2.Các thông số khác cúa dung dịch khoan. 26 3.4.3.Các loại dung dịch dung cho từng khoảng khoan. 27 3.4.4.Gia công các dung dịch hóa học. 28 3.5.Tính toán lượng tiêu hao hóa phẩm. 31 CHƯƠNG 4: CHẾ ĐỘ KHOAN 35 4.1. Lựa chọn choòng và phương pháp khoan cho giếng SNS4P 35 4.1.1.Lựa chọn phương pháp khoan. 35 4.1.2.Lựa chọn choòng khoan cho các công đoạn khoan. 37 4.2. Lựa chọn thông số chế độ khoan cho các công đoạn khoan. 39 4.2.1.Xác đinh tải trọng cho từng khoảng khoan. 40 4.2.2.Xác định số vòng quay của động cơ 42 4.2.3.Xác định lưu lượng cho các khoảng khoan. 45 Chương 5:THIẾT BỊ DỤNG CỤ KHOAN 50 5.1.Thiết bị khoan 50 5.1.1.Yêu cầu: 50 5.1.2.Lựa chọn tổ hợp thiết bị khoan. 50 5.2.Dụng cụ khoan. 54 5.2.1.Lựa chọn cần khoan: 54 5.2.2.Lựa chọn cấu trúc bộ dụng cụ khoan 55 CHƯƠNG 6: GIA CỐ THÀNH GIẾNG KHOAN. 57 6.1.Mục đích và yêu cầu của công tác chống ống và trám xi măng giếng khoan. 57 6.1.1.Mục đích. 57 6.1.2.Yêu cầu. 57 6.2.Chống ống giếng khoan. 58 6.2.1.Cách thiết bị ống chống. 58 6.2.2.Quy trình chống ống. 60 6.3.Trám xi măng giếng khoan. 62 6.3.1.Lựa chọn phương pháp trám cho từng khoảng khoan. 62 6.3.2.Tính toán trám xi măng cho các khoảng khoan. 65 CHƯƠNG 7:KIỂM TOÁN 81 7.1.Kiểm tra bán kính cong nhỏ nhất của giếng. 81 7.2.Kiểm toán cột cần khoan. 82 7.2.1.Xác định chiều dài cần nặng. 82 7.2.2.Kiểm tra độ bền tĩnh phần trên cột cần khoan(tại tiết diện 11) 83 7.2.3.Kiểm tra độ bền phần đưới của cột khoan. 85 7.3.Kiểm toán bền cột ống chống. 87 7.3.1.Tính toán và lựa chọn cột ống chống: 87 7.3.2.Tính toán bền cho cột ống chống khai thác:Φ194mm. 88 Chương 8: HIỆN TƯỢNG PHỨC TẠP, SỰ CỐ 93 TRONG QUÁ TRÌNH KHOAN 93 8.1. Hiện tượng phức tạp trong công tác khoan. 93 8.1.1.Các nguyên nhân gây sự cố trong quá trình khoan. 93 8.1.2.Các sự cố và phức tạp trong quá trình khoan. 93 8.2.Sự cố và biện pháp khắc phục trong quá trình khoan. 93 8.2.1.Hiện tượng sập lở thành lỗ khoan. 93 8.2.2.Ngăn ngừa và chông mất nước rửa. 94 8.2.3.Phòng và chống kẹt cần khoan. 95 8.2.4.Phòng và chống phun. 97 8.2.5.Một số sự cố khác. 98 CHƯƠNG 9: THỜI GIAN THI CÔNG VÀ DỰ TOÁN GIÁ THÀNH GIẾNG 100 9.1. Kế hoạch và thời gian thi công. 100 9.1.1. Hoạt động thi công của đội khoan. 101 9.1.2. Hoạt động thi công của kíp khoan. 101 9.2. Thời gian thi công và kế hoạch. 102 9.3. Dự toán giá thành giếng. 105 CHƯƠNG 10:AN TOÀN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG 107 10.1. Các vấn đề an toàn trong công tác khoan 107 10.1.1. Các yêu cầu và biện pháp cơ bản của kỹ thuật phòng chữa cháy và an toàn lao động 107 10.1.2. An toàn lao động khi khoan các giếng dầu và khí 108 10.1.3. Nhiệm vụ và biện pháp đầu tiên của đơn vị khoan khi có báo động 109 10.1.4 Vệ sinh môi trường trong quá trình thi công giếng khoan 109 10.2. Bảo vệ môi trường trong công tác khoan 110 KẾT LUẬN. 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114  

1

2

3

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay nước ta, công tác thăm dò và khai thác dầu khí đang phát triểnnhanh chóng và trở thành mũi nhọn trong nền kinh tế quốc dân, đóng góp mộtkhoản không nhỏ vào ngân sách nhà nước

Ngành công nghiệp dầu khí là ngành công nghiệp hiện đại, có tínhchuyên môn hóa cao nên đòi hỏi đội ngũ cán bộ có trình độ khoa học, kỹ thuật

va trình độ chuyên môn hóa cao Do công nghệ khoan và khai thác dầu khíđều là công nghệ nhập từ nước ngoài và phát triển ngày càng mạnh mẽ nênchúng ta càng phải phấn đấu làm chủ kĩ thuật công nghệ hiện đại để xây dựngmột nền công nghiệp dầu khí với một chuỗi liên hoàn từ tìm kiếm, thăm dò,khai thác cho đến chế biến các sản phẩm dầu khí để phục vụ cho nhu cầutrong nước và xuất khẩu Một công việc quan trọng có tính quyết định trongngành công nghiệp dầu khí là việc thi công các giếng khoan, khoan sâu vàolòng đất Để thực hiên tốt công tác khoan cho giếng khoan dầu khí,nhất là cácgiếng khoan phải tiến hành chuẩn xác, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về kỹthuật và kinh tế

Trong khuôn khổ một đồ án tốt nghiệp chuyên ngành khoan khai thácdầu khí,em xin trình bày đề tài: “Thiết kế thi công giếng khoan dầu khí SNS-4PMỏ Sư Tử Nâu.”

Với kiến thức chuyên môn còn nhiều hạn chế cũng như thời gian tiếpxúc với công tác ngoài thực địa không nhiều nên bản đồ án này chắc chắn cònnhiều thiếu sót.Rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô

Em xin bầy tỏ lòng cảm ơn đến các thầy giáo trong bộ môn KhoanKhai Thác, đặc biệt là TS Lê Quang Duyến đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành

đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng nămSinh viên thực hiện

Nguyễn Tuấn Hiệp

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ MỎ SƯ TỬ NÂU VÀ GIÊNG SNS 4P

1.1 Vị trí mỏ Sư Tử Nâu và giếng SNS 4P

*Vị trí địa lý:

Mỏ Sư Tử Nâu nằm ở lô số 15-1 thuộc bồn trũng Cửu Long, cách VũngTàu 142,6 Km về hướng đông nam Lô 15-1 thuộc bể Cửu Long, phần thềmlục địa phía Nam của Việt Nam, diện tích xấp xỉ 4634 km2, cách thành phố

Hồ Chí Minh 180 kilomet về phía Đông Nam Chiều sâu nước biển thay đổi

từ 20 đến 55m Hiện nay, lô 15-1 bao gồm các mỏ:Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng,

Sư Tử Trắng và Sư Tử Nâu Hydrocarbon thương mại được tìm thấy trongmóng nứt nẻ và Mioxen hạ và Oligoxen trong đó xác định móng là đối tượngchứa chủ yếu

Hình 1.1 Vị trí giếng khoan SNS-4P

1.2.Đặc điểm địa chất của mỏ

1.2.1 Đặc điểm địa chất của mỏ Sư Tử Nâu

 Đia tầng:

Theo tài liệu khoan cột đia tầng của mỏ gồm đá móng cổ trước

Kainozoi và trầm tich kainosoi

∗ Đá móng trước kainozoi:

Đá móng nứt nẻ nằm trong phạm vi lô 15-1 gặp trong các giến khoan

có độ sâu lần lượt là: 2565m, 3250m, 3883m,3976m Đá móng là đágaranitoid có tuổi Jura-Creta đến Trias Đá móng garanitoid thường xuyên bịcắt bởi nhiều đai mạch cá đá phun trào bazan va andezit hoặc monzodiorit.Bềmặt bị phong hóa mạnh có độ dày từ 4 đến 40m Đới phong hóa này bị nứt nẻmạnh

Nóc của khối móng nằm ở độ sâu từ 2475m đến 2800m Thành phầnthạch học bao gồm granit,granodiorit, diorit, gabrodiorit

Đới kaolinit bị phong hóa với chiều dày thay đổi từ 4 đến 55m bao phủlên móng nứt nẻ.Móng granit chứa: 12-34% thạch anh,9-38% fenpat kali,14-40% plagiocla và 2-10% mica Ngoài ra còn có các khoáng vật thứ sinh:clorit, epidot, zeolit,canxit…

Phụ thống Eoxen trên và Oligoxen dưới

Hệ tầng Trà Cú dưới (E2 - cc và E3¹ - tc)

Tập F được cho rằng là tầng dưới của hệ tầng Trà Cú, được xác định ở giếngkhoan CL -1X bởi vì có cùng các đặc trưng trong các mặt cắt giếng khoan.Song điều này cho đến nay vẫn còn nhiều điều cần bàn vì có nhiều nhàchuyên môn cho rằng Hệ tầng F chỉ bao gồm trầm tích Eoxen, không có liênquan gì với Oligoxen và cần đặt cho nó một tên gọi khác

Trầm tích thuộc tập F này được lắng đọng bởi nguồn vật liệu địaphương do quá trình bào mòn các khối nhô móng bị phong hoá hay dạng trầmtích kênh rạch Trầm tích bao gồm: sét kết, bột kết, cát kết…có chứa các vỉathan mỏng tích tụ trong điều kiện sông hồ

Sét kết có màu đen nâu tới đen xẫm, từ nâu vàng tới nâu vàng mờ, từrất mềm đến rắn chắc, chủ yếu là mềm tới cứng trung bình, đôi chỗ từ cứngtrung bình tới rắn chắc,độ cứng tăng theo chiều sâu

Cát kết có thành phần chính là arko, một số là arko litic, màu xám sángđến xám oliu Cỡ hạt từ trung bình tới mịn, có chỗ từ thô tới rất thô.

Bột kết màu xám nhạt, xám olive, xám xanh, thỉnh thoảng xám nâu Đáchắc đến rắn chắc, thỉnh thoảng rắn đến rất rắn Có những phần chứa ít đếnnhiều đá vôi, dấu hiệu của Pyrit

Trầm tích tập E bao gồm các lớp sét xen kẹp với một ít bột kết, cuộikết, cuội sạn kết, cát kết Độ chọn lọc kém, hạt góc cạnh đến bán góc cạnh

Cát kết trong suốt tới trong mờ, màu xám nhạt tới xám olive, xám nâunhạt, trắng nhở nhờ Các hạt cát xốp, thường từ mịn đến vừa, từ thô đếncuội, hạt góc cạnh đến gần tròn, độ lựa chọn kém đến trungbình

Sét kết xám nâu đen, nâu xám, xám nâu đen, độ cứng vừa đến vừaphải, giòn, nặng đến dễ tách, tròn đến dẹt, không chứa đá vôi, vi mica, thỉnhthoảng phân loại đến bột kết, thỉnh thoảng có các phần có cát kết

Trầm tích tập E phân bố trong các địa hào và bán địa hào, được lắngđọng trong môi trường sông, ngòi lục địa và tiền châu thổ, giàu vật chất hữu

cơ nhưng với khối lượng không lớn Trong giai đoạn hình thành các trầmtích này hoạt động núi lửa xảy ra ở một số khu vực dẫn đến hình thành loạttrầm tích xen lẫn phuntrào

Đá của hệ tầng Trà Tân đôi chỗ nằm bất chỉnh hợp trên hệ tầng Trà Cú.Mặt cắt hệ tầng có thể chia thành ba phần khác biệt nhau về thạch học

Phần trên gồm chủ yếu là sét kết màu nâu – nâu đậm – nâu đen, rất ítsét màu đỏ, cát kết và bột kết, tỉ lệ cát/ sét khoảng 35 ÷ 50%.

Phần giữa gồm chủ yếu là sét kết màu nâu đậm, nâu đen, cát kết vàbột kết, tỉ lệ cát/ sét khoảng 40 ÷ 60%, đôi khi có xen lẫn với lớp đávôi,than

Phần dưới gồm chủ yếu là cát kết hạt mịn đến thô, đôi chỗ sạn, cuộikết, xen sét kết nâu đậm, nâu đen, bột kết tỉ lệ cát/sét thay đổi 20 ÷ 50%.Trầm tích của hệ tầng được tích tụ trong môi trường đồng bằng sông, aluvi -đồng bằng ven bờ và hồ Hệ tầng Trà Tân bao gồm hai phụ hệ tầng:

Phụ hệ tầng Trà Tân dưới (D) có chiều dày thay đổi từ 300m đến 950

m, gồm các lớp cát kết hạt thô có màu xám xanh nằm xen kẹp với các lớpbột kết và đá vôi mỏng

Phụ hệ tầng Trà Tân Trên (C) có chiều dày mỏng thay đổi từ 200mđến 300m, chủ yếu là sét kết màu vàng nâu, xen lẫn với cát kết, bộtkết

Hệ tầng Bạch Hổ trên: phần trên gồm chủ yếu là sét kết màu xám,xám xanh xen kẽ với cát kết và bột kết, tỉ lệ cát/bột kết tăng dần xuốngdưới Phần trên cùng là “sét kết Rotalid” bao phủ toàn bể với chiều dày thayđổi 50 ÷ 150m

Phần dưới chủ yếu là cát kết và bột kết, xen với các lớp sét kết màuxám, vàng, đỏ Trầm tích được tích tụ trong môi trường đồng bằng aluvi -đồng bằng ven bờ ở phần dưới, chuyển dần lên đồng bằng ven bờ - biểnnông ở phần trên Các trầm tích của hệ tầng này phủ bất chỉnh hợp góc trêncác trầm tích của hệ tầng Trà Tân

Tầng sét kết chứa Rotalia là tầng chắn khu vực tuyệt vời cho bể Cácvỉa cát xen kẽ nằm trong và ngay dưới tầng sét kết Rotalia là đối tượng chứathứ hai của mỏ Sư Tử Đen

Trong mặt cắt hệ tầng đã gặp những hóa thạch bào tử phấn hoa:

F.levipoli, Magnastriatites, Pinuspollenites, Alnipollenites và ít vi cổ sinh Synedra fondaena Đặc biệt trong phần trên của mặt cắt hệ tầng này, tập sét màu xám lục gặp khá phổ biến hóa thạch đặc trưng nhóm Rotalia: Orbulina universa, Ammonia sp., nên chúng được gọi là tập sét Rotalid.

∗ ThốngMioxen

Phụ thống Mioxen giữa

Hệ tầng Côn Sơn (N1² - cs) (Tập BII)

Tầng BII được nghiên cứu và xác lập đầu tiên trong giếng 15B-1X tại cấu trúc CônSơn.

Hệ tầng Côn Sơn nằm ở chiều sâu từ 981m đến 1598m, với chiều dàytrong khoảng 500 ÷ 600m, hệ tầng này tương ứng với tập địa chấn BII

Hệ tầng này gồm chủ yếu là cát kết hạt thô – trung, bột kết, xen kẽ vớicác lớp sét kết màu xám, nhiều màu dày từ 5 đến 15 m, đôi nơi có lớp thanmỏng Trầm tích được thành tạo trong môi trường sông (aluvi) ở phía Tây,đầm lầy - đồng bằng ven bờ ở phía Đông, Đông Bắc Các thành tạo của hệtầng Côn Sơn phủ không chỉnh hợp góc yếu trên các trầm tích của hệ tầngBạchHổ

Tuy đá hạt thô của hệ tầng có độ thấm và độ rỗng cao nhưng chúng lạinằm trên tầng chắn khu vực nên hệ tầng này và các hệ tầng trẻ hơn của bểxem như không có triển vọng dầu khí

Hệ tầng Đồng Nai tương ứng với tập địa chấn BIII, nằm ở chiều sâu

từ 580m đến 1190m, có chiều dày thay đổi 600m ÷ 750m

Hệ tầng Đồng Nai chủ yếu là cát hạt trung xen kẽ với bột và các lớpmỏng sét màu xám hay nhiều màu, đôi khi gặp các vỉa carbonate hoặc thanmỏng Môi trường trầm tích đầm lầy - đồng bằng – ven bờ ở phần Tây bể,đồng bằng ven bờ biển nông ở phía Đông và Bắc của bể Các trầm tích của

hệ tầng nằm gần như ngang, nghiêng thoải về Đông và không bị biến vị

Tuổi của hệ tầng được xác định theo tập hợp phong phú bào tử phấn

hoa và Nannoplakton: Stenoclaena Palustris Carya, Florschuetzia Meridionalis, nghèo hóa đá foraminifera.

∗ Hệ Plioxen - Đệ Tứ

Hệ tầng Biển Đông (N2 – bđ) (Tập A)

Tập A tưong ứng với hệ tầng Biển Đông được nghiên cứu lần đầu ở giếngkhoan 15-G-1X tại cấu trúc Đồng Nai Ban đầu nó đựoc mang tên là hệ tầngCửu Long sau được đổi tên hệ tầng Biển Đông vì nó trải dài hướng Biển Đông

Hệ tầng Biển Đông tương ứng với tập địa chấn A, với chiều dày thay

đổi 600 ÷ 700m.

Trầm tích chủ yếu là cát hạt trung - mịn với ít lớp mỏng bùn, sét màuxám nhạt chứa phong phú hoá đá biển và glauconit thuộc môi trường trầmtích biển nông, venbờ, một số nơi có gặp đá carbonat Trầm tích của hệ tầngnày nằm gần như ngang,nghiêng thoải về Đông và không bị biến vị

Trong mặt cắt của hệ tầng gặp khá phổ biến các hóa đá foraminifera:

Pseudorotalia, Globorotalia, dạng rêu (Bryozoar), Molusca, san hô, rong tảo

và bào tử phấn hoa: Dacrydium, Polocarpusimbricatus…

 Kiến tạo

Các đơn vị cấu trúc chinh trong mỏ:

Việc phân chia đơn vị cấu tạo được dựa trên đặc điểm cấu trúc địa chất

và vị giới hạn bởi các đới đứt gãy hoặc đơn vị đứt gãy có biên độ đángkể.Diện tích của lô 15-1 thuộc ba đơn vị cấu trúc chính của bể Cửu Long.Phía Đông, Đông bắcthuộc đới phân dị Đông – Bắc, phía Nam và TâyNam thuộc đới nâng Tây – Bắc, phía Bắc và Tây Bắc thuộc sườn nghiêngTây – Bắc

Hình 1.2: Sơ đồ phân vùng kiến tạo bể Cửu Long Sườn nghiêng Tây Bắc là dải sườn bờ Tây Bắc của bể kéo dài theo

hướng Đông Bắc – Tây Nam, chiều dày trầm tích tăng dần về hướng TâyNam từ 1 đến 2,5 km Sườn nghiêng bị cắt xẻ bởi các đứt gãy kiến tạo có

hướng Đông Bắc – Tây Nam hoặc Tây Bắc – Đông Nam, tạo thành các mũinhô Trầm tích Kainozoi của bể thường có xu hướng vát nhọn và gá đáy lênmóng cổ granitoid trướcKainozoi.

Đới nâng phía Tây Bắc nằm về phía Tây Bắc trũng Đông Bắc và được

khống chế bởi các đứt gãy chính phương Đông Bắc – Tây Nam Về phía TâyBắc đới nâng bị ngăn cách với sườn nghiêng Tây Bắc bởi một địa hào nhỏ

có chiều dày trầm tích khoảng 6 km Đới nâng bao gồm cấu tạo Vừng Đông

và dải nâng kéo dài về phía Đông Bắc

Đới phân dị Đông Bắc nằm kẹp giữa đới nâng Đông Phú Quý và sườn

nghiêng Tây Bắc Đây là khu vực có chiều dày trầm tích trung bình và bịphân dị mạnh bởi hệ thống các đứt gãy có đường phương Tây Bắc – ĐôngNam, á kinh tuyến và á vĩ tuyến tạo thành nhiều địa hào và địa luỹnhỏ

Các hệ thống đứt gãy chính:

Có bốn hệ thống đứt gãy chính trong bể Cửu Long, dựa trên hướng củađường phương: Đông – Tây, Đông Bắc – Tây Nam, Bắc – Nam và các đứtgãy nhỏ có phương khác nhau Trong lô 15-1 gồm 2 hệ thống đứt gãy cóhướng: Đông Bắc – Tây Nam và Đông – Tây

Đứt gãy có hướng Đông Bắc – Tây Nam là đứt gãy chính của bể và làđứt gãy phân chia ranh giới cấutrúc

Đứt gãy Đông – Tây hình thành và phát triển muộn hơn so với đứt gãy ĐôngBắcTây Nam

Phần lớn đứt gãy đều nằm trên nóc trầm tích Oligoxen Theo kết quảkhôi phục lịch sử chôn vùi cho thấy cấu tạo Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng và Sư

Tử Trắng phía Nam đều được hình thành trước tập sét Oligoxen “D” (phụđiệp Trà Tân dưới) Do đó chỉ còn một số đứt gãy nhỏ còn hoạt động trongMioxenhạ

1.2.2 Cột địa tầng của giếng SNS-4P

Cấu tạo địa chất Thành phần thạch học

Thành phần gồm cát hạt trung và mịn,với một ít lóp mỏng bùn và sét màu xám nhạt

Cát kết hạt thô-trung,bột kết xen kẽ với các lớp sét kết màu xám,nhiều màu,đôi nơi có lớp than mỏng.

Bao gồm cát kế và bột kết và sét kết xen kẽ Sét xen kẹp bột kết,cuội kết,sạn kết,cát kết

Sét kết đen nâu đến đen thẫm,cát kết,bột kết màu xám nhạt,xám xanh.

Móng granodirit bao gồm 12-34% thạch anh,9-38% fenpat-kali,14-40% plagiocla,2-10% mica.Ngoài ra còn các khoáng vật khác

Hình 1.3 Cột địa tầng giếng SNS-4P

Nhiệt Độ()

Gradien địa nhiệt

Từ độ sâu 72-2000m Gradient áp suất vỉa 1,03

Từ độ sâu 2000-2500 Gradient áp suất vỉa 1,56

Từ độ sâu 2500-3320 Gradient áp suất vỉa 1,65

Trong tầng móng Gradient áp suất vỉa 1,44

- Áp suất vỡ vỉa

Từ độ sâu 72-2000m Gradient áp suất vỡ vỉa 1,7

Từ độ sâu 2000-2500 Gradient áp suất vỡ vỉa 1,9

Từ độ sâu 2500-3320 Gradient áp suất vỡ vỉa 1,8

Trong tầng móng Gradient áp suất vỡ vỉa 2,01

1.2.3 Các điều kiện địa chất ảnh hưởng tới công tác khoan giếng

Qua kết quả nghiên cứu địa chất va từ thực tế khoan của các giếng lân cận cho thấy các phức tạp địa chất có thể gặp phải khi tiến hành thi công giếng như sau:

- Từ 85m đến 2230m: Hầu như không có phức tạp gì trong quá trình khoan

- Từ 2230m đến 3250m: Có hiện thể xảy ra hiện tượng trương nở của sét, đất

đá bở rời dẫn đến kẹt nút.

- Từ 3250m đến 4670m: Có thể xảy ra mất nước,trương nở,bở rời,bó hẹp thành giếng khoan dẫn đến kẹt nút

CHƯƠNG 2: PROFIN VÀ CẤU TRÚC GIẾNG

2.1.Mục đích và yêu cầu của giếng SNS-4P

Để đạt được các chi tiêu kinh tế, kỹ thuật cho giếng khoan việc lựa chọn

và tính toán phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Mục đích giếng khoan và yêu cầu của công tác khai thác

Giảm tối đa các sự cố phức tạp trong quá trình khoan,khai thác và điềukiện kỹ thuật hiện có

Giảm chi phí và thời gian thi công, thời gian sử dụng thiết bị trong quátrình khoan

Căn cứ vào các yêu cầu đặt ra ở trên điều kiện địa chất của mặt cắt giếngkhoan,tính cơ lý của đất đá, áp suất vỉa, áp suất vỡ vỉa Ta chọn giếng khoan có

bộ phận cấu trúc cột ống chống như sau:

- Cột ống chống phân cách nước biển:

Đây là yêu cần của công nghệ khoan biển Chống ống này với mục đíchngăn cách nước biển, tạo măng dẫn dung dịch ban đầu, chống sói mòn,sập lởtầng đất đá ven bề mặt

2.2.Lựa chọn tính Profin giếng khoan SNS-4P

2.2.1 Lựa chọn Profin giếng:

Căn cứu vào điều kiện đia chất,đối tượng thăm dò khai thác và với góc

lệch đáy lớn so với chiều sâu của giếng ta chọn Profin giếng khoan dạng quỹ đạotiếp tuyến để khoan cho giếng SNS-4P.

Quỹ đạo tiếp tuyến có 3 đoạn: đoạn thứ nhất thẳng đứng có chiều sâu ,đoạn thứ hai thực hiện cắt xiên lấy góc , đoạn thứ ba ổn định góc nghiêng đếnchiều sâu thiết kế giếng 4549m

Theo như cột đia tầng thì từ chiều sâu 72m đến 1600m là đất đá khôngđồng nhất, nhiều lớp đất đá có tính chat cơ lý khác nhau nằm chồng lên nhau, cógóc dốc nhỏ nên việc thi công cắt xiên trong đoạn này sẽ đạt hiệu quả thấp đokhó điều chỉnh đúng hướng,đúng góc xiên Từ 1600m là tầng Mioxen sớm đến4549m là tần đá móng đất đá ổn định,có góc dốc vỉa vào khoảng 10-20, đây làyếu tố thuận lợi cho việc cắt xiên Vậy ta chọn chiều sâu = 1604m

Cường độ tăng góc nghiêng dự tính là:i=9/100m

2.2.2.Tính toán Profin giếng khoan.

- Các giá trị ban đầu để tính toán Profin gồm:

- Chiều sâu thiêt kế giếng theo phương thẳng đứng:4549m

- Khoảng lệch đáy:

- Chiều sâu bắt đầu cắt xiên:

- Cường độ tăng góc nghiêng:i=

Xác định các thông số của profin giếng khoan:

- Xác định bán kính cong đoạn tăng góc nghiêng

- Áp dụng phương trình:

- Xác định góc cong của giếng khoan

Áp dụng công thức:

Trong đó:637m,

Thay vào công thức trên ta có:

- Độ sâu đoạn cắt xiên

= 637= 353m

- Độ sâu của đoạn tăng góc nghiêng:

4549-(353+2400)=1796m

- Khoảng dịch đáy của đoạn cắt xiên:

- Khoảng dịch đáy đoạn ổn định góc nghiêng

- Chiều dài thân giếng đoạn tăng góc nghiêng

- Chiều dài của đoạn ổn định góc nghiêng:

- Tổng chiều dài của đoạn thân giếng: l

l =

∗ Ta có :

Bảng 2.1: thông số Profin giếng

Tên đoạn Độ dài(m) Chiều dài thân(m) Khoảng dịch dáy(m)

Hình 2.1: Profin giếng khoan SNS-4P

2.3.Lựa chọn,tính toán cấu trúc giếng SNS-4P

2.3.1.Cơ sở lựa chọn cấu trúc giếng

Lựa chọn cấu trúc giếng khoan là một việc quan trọng nhằm nâng cao hiệuquả thi công giếng khoan và đảm bảo cho quá trình khai thác sau này Ta phải lựachọn cấu trúc giếng sao cho phải đảm bảo được yêu cầu là tha được ống chốngkhai thác để tiến hành khai thác bình thường Đồng thời ta phải lựa chọn dựa vàotài liệu địa chất của khu vực thi công giếng SNS-4P

Cấu trúc giếng khoan trên biển phải đảm bảo các yếu tố sau:

- Ngăn các hoàn toàn nước biển,giữ ổn định thành và thân giếng khoan đểviệc kéo thả bộ khoan cụ, các thiết bị khai thác sửa chữa ngầm được tiếnhành bình thường

- Chống hiện tượng mất dung dịch khoan

- Giếng khoan phải làm việc bình thường khi khoan qua các tầng có áp suấtcao và tầng sản phẩm có áp suất vải nhỏ hơn so với tầng có áp suất caophía trên

- Bảo vệ thành giếng khi có sự cố phun

- Đường kinh của cột ống chống khai thác cũng như các cột ống chống khácphải là cấp đường kính nhỏ nhất, đơn giản gọn nhẹ nhất trogn điều kiệncho phép của cấu trúc giếng

- Cấu trúc giếng phải phù hợp với yêu cầu kỹ thuật, khả năng cung cấp thiêtbị,đảm bảo độ bền trong suốt quá trình khai thác cũng như sửa chữa giếngsau này Phải phù hợp với điều kiện địa chất, công nghệ và thích hợp vớikhả năng thi công

- Từ những yêu cầu trên, căn cứ vào tài liệu địa chất và kinh nghiệm thi côngcác giếng khoan trước đó ta lựa chọn cấu trúc giếng khoan như sau:

1 ống định hướng

1 ống dẫn hướng

2 ống trung gian

1 ống khai thác

2.3.2.Lựa chọn cấu trúc giếng.

∗ Ống định hướng:

Có tác dụng định hướng ban đầu cho lỗ khoan, ngăn cản sự sập lở của đất

đá và sự ô nhiễm dung dịch khoan đối với tầng nước trên mặt Tạo kênh dẫn chodung dịch chảy vào máng Bảo vệ không cho dung dịch xới sập nền khoan vàmóng thiết bị Nó là ống đầu tiên đóng vai trò các nước

Với mục đích và yêu cầu như trên,dựa vào cột địa tầng của giếng khoan ta

sẽ chọn ống chống đến chiều sâu 162m và được trám xi măng toàn bô

∗ Ống dẫn hướng.

Có tác dụng ngăn cho thành lỗ khoan ở phần trên không bị sập lở,bảo vệcác tầng nước trên mặt khỏi bị ô nhiễm bởi dung dịch khoan Đóng vai trò 1 trụrỗng trên co lắp các thiêt bị miệng giếng như: Đầu ống chống,thiết bị chốngphun,treo toàn bộ các cột ống chống tiếp theo và một phần thiết bị khai thác

Cột ống dẫn hướng chịu toàn bộ trọng lực nén của các cột ống chống tiếptheo do vậy nó được trám xi măng toàn bộ chiều dài và phần nhô lên bề mặt phải

đủ bền Ta sẽ chống ống này đến chiều sâu 900m và trám xi măng toàn bộ

∗ Ống trung gian thứ nhất.

Ống này có tác dụng bảo vệ giếng khoan thừ chân đế ống chống dẫnhướng đến phần đất đá ổn định, chống lại sự sập lở của tầng Mioxen giữa Căn

cứ vào cột địa tầng ở độ sâu 1600m là tầng cát tương đối dày nên cần chống ống

để tiếp tục khoan đến chiều sâu thiết kê Ống này được thả từ miệng giếng xuốngchiều sâu 1600m và trám xi măng toàn bộ ống nhằm cách ly toàn bộ tấng đất đábên trên,gia cố thành giếng khoan và đảm bảo độ bền cho ống chống

∗ Ống chống trung gian thứ 2:

Ống này được thả từ trên mặt đến 3320m, bởi vì ở tầng này có xuất hiệncác đứt gãy có thể gây mất ổn định thành giếng dấn đến việc kẹt bộ khoan cụ Vàtrám xi măng toàn bộ cột ống

∗ Ống khai thác.

Sau khi đã chống ống đến hết tầng Olioxen, ta tiến hành khoan vào tầng đá

móng Dựa kiến sẽ khoan đến độ sâu 4549m và trám xi măng toàn bộ ống chống.

2.3.3.Tính toán cấu trúc giếng

∗ Các thông số cơ bản của giếng khoan:

Tên giếng khoan: SNS-4P

Khu vực khoan giếng:Lô 15-1 thuộc bể Cửu Long

Độ sâu mực nước biển:40m

Đối tượng khoan thăm dò chính:Đá móng

Chiều sâu thiêt kế:4549m

∗ Nguyên tắc của việc tính toán đường kính ống chống và đường kính

choòng bắt đầu từ đường kính của ống chống khai thác để tính toán đườngkính của các choòng khoan và các ống chống phía ngoài Việc tính toán phải đảm bảo cho quá trình khoan cũng như quá trình thả ống chống được tiến hành thuận lợi

∗ Công thức tính toán đường kính choòng khoan:

(2.3)

Trong đó:

: đường kính choòng

: đường kính ống múp ta ống chống

: khe hở giữa đầu nối ống chống và thành giếng khoan

∗ Công thức tính đường kínhtrong của ống chống:

(2.4)

Trong đó:

: đường kính ống chống

: đường kính của choòng khoan để khoan cấp đường kính tiếp theo

∗ Công thức tính đường kínhngoài của ống chống:

(2.5)

Trong đó:

: Đường kính ngoài

Bề dày ống chống(

Từ công thức trên ta tính đường kính của choòng và ống chống:

∗ Đoạn giếng khai thác

Giếng khoan SNS-4P được đự tính nếu quá trình thăm dò mà trữ lượng đủ

điều kiện để khai thác thì sẽ khai thác và mở vỉa sản phẩm được khoan từ chiếu sâu 3424m đến 4549m Theo yêu cầu về thăm đò cũng như khai thác thì đoạn giếng này ta lựa chọn ống chống khai thác có đường kính 194mm.

- Đường kính choòng khoan để khoan ống khai thác:

Theo công thức số(1) ta có:

Theo bảng tiêu chuẩn API về đường kính choòng khoan ta chọn choòng khoan

có đường kính 215,9mm(8 1/2")

∗ Ống chống trung gian thứ hai:

- Đường kính trong của ống chống trung gian thứ 2:

∗ Ống chống trung gian thư nhất:

- Đường kính ống chống trung gian thứ nhất:

- Đường kính choòng khoan để khoan ống chống 340mm:

Ống này đã được chọn để thi công trong quá trình xây dựng giàn

khoan.Ống này có đường kính 762mm(30”) Được khoan bằng choòng khoan có đường kính 819.15mm (32 1/4") kết hợp với thiết bị mở rộng thành có đường kinh 914,4mm(36”)

- Bảng tổng kết công việc lựa chọn đường kính choòng khoan, đường kính ống chống,chiều sâu thả và chiều sâu trám xi măng:

Bảng 2.2: Đường kính choòng khoan.

Tên ống chống Đường Đường Chiều sâu thả Chiều cao trám

kínhchoòngkhoan(in)

Hình 2.2 Cấu trúc giếng khoan SNS-4P

CHƯƠNG 3: DUNG DỊCH KHOAN 3.1.Yêu cầu và chức năng của dung dịch khoan.

Như chúng ta đã biết việc sử dụng dung dịch tuần hoàn trong giếng khoan

là một tiến bộ đáng kể Thông số dung dịch rất đa dạng trong việc sử dụng vàđóng vai trò quan trọng Hiệu năng của việc khoan đã phát triển rất nhiều nhờtiến bộ kỹ thuật và tính chất hóa lý của dung dịch khoan Chính vì vậy trươngtrình này sẽ đề cập đến dung dịch, nhấn mạnh đến vai trò của chúng, cách lựachọn và gia công hóa học dung dịch khoan cho phù hợp

∗ Để lựa chọn hợp lý đơn pha chế của hệ dung dịch khoan cần thiêt phải dựavào nhưng yêu cầu và nhiệm vụ sau:

- Đảm bảo độ bền thành giếng, ngăn ngừa hoặc giảm tối đa những diễn biếnphức tạp xảy ra trong quá trình khoan

- Đảm bảo khả năng thoăt mùn khoan cực đại co giếng khoan

- Nhằm góp phần nâng cao các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuât ,công nghệ

- Tận dụng tối đa các hóa phẩm đang sử dụng ở vùng mỏ, giảm giá thànhchi phí cho giếng khoan, phù hợp với điều kiện thi công giếng ở ngoàikhơi

- Đảm bảo chất lượng khoan mở vỉa sản phẩm và không gây ô nhiễm môitrường sinh hóa

∗ Chức năng của dung dịch khoan:

- Làm sạch đáy và vận chuyển mùn khoan

- Giữ hạt mùn ở trạng thái lơ lửng

- Làm mát và bôi trơn dụng cụ khoan

- Tạo phản áp,giữ thành lỗ khoan không bị sập lở tránh hiện tượng dầu,khínước vào lỗ khoan

- Gia cố thành giếng khoan

- Truyền công suất cho động cơ đáy

- Truyền thông tin dữ liệu dịa chất lên bề mặt

3.2.Lựa chọn hệ dung dịch cho giếng khoan.

Trong quá trình thiết kế và thi công giếng khoan, lựa chọn được một hệ dungdịch khoan phù hợp là một việc làm rất cần thiết và quan trọng Với mỗi khoảngkhoann khác nhau cũng cần có những hệ dung dịch khoan khác nhau để phù hợp

với từng điều kiện cụ thể của khoảng khoan đó Để xác định các thông số dungdịch hợp lý cho từng khoảng khoan chúng ta cần căn cứ vào các điều kiện cơ bảnsau:

- Đặc điểm địa chất theo mặt cắt giếng khoan

- Áp suất vỉa và áp suất vỡ vỉa tương úng với chiều sâu thân giếng khoan

- Hình dạng giếng khoan(dạng thân giếng và cấu trúc giếng khoan)

- Ngoài ra chúng ta cần dựa vào kinh nghiệm đã khoan các giếng khoankhác trong khu vực

3.3.Phân chia các công đoạn khoan cho giếng.

Trong quá trình khoan thì hệ dung dịch luôn được thay đổi để phù hợp vớiđiều kiện khoan Căn cứ vào tài liệu đia chất dự kiến và kinh nghiệm thi côngcác giếng khoan trước đó thì đối với giếng SNS-4P ta chia khoảng khoan tươngứng với các hệ dung dịch như sau:

Bảng 3.1: Công đoạn khoan.

STT

Khoang khoan theo chiều sâu thẳng

dứng(m)

Khoảng khoan theo thân

3.4.Tính toán các thông số dung dịch khoan cho giếng.

3.4.1.Trọng lượng riêng của dung dịch.

Áp suất thủy tĩnh do cột dung dịch gây ra được xác định theo công thức:

Trong đó:

H: chiều sâu theo phương thẳng đứng đến vị trí tính toán.(m)

: trọng lượng riêng của dung dịch.(G/)

: áp suất dung dịch gây ra tại chiều sâu H.(at)

Để tránh các hiện tượng phức tạp hay sự cố xảy ra trong quá trìn khoan thì

áp suất cột dung dịch phải thoa mãn điều kiện sau:

(3.2)

.(3.3)

Trong đó:

: áp suất vỉa tai độ sâu cần tính toán

: áp suất vỡ vỉa tại độ sâu cần tính toán

a : hệ số áp suất lên thành giếng khoan, phụ thuộc vào độ sâu

H:là chiếu sâu thẳng đứng đến vị trí tính toán

b:là chiếu sâu tính từ miệng giếng đến mạt nước biển.(b=72m)

K:là hệ số dị thường áp suất

- Trọng lượng riêng dung dịch được tính theo công thức:

∗ Tính toán trọng lượng riêng dung dịch cho từng khoảng khoan

- Khoảng khoan từ 0m dến 900m:

Để đảm bảo yếu tố kinh tế và kinh nghiệm các giếng đã khoan trước đó ta

sử dụng nước biển để khoan và tuần hoàn giếng Trọng lượng riêng của nướcbiển được sử dụng là =1,03G/

Tính toán tương tự cho các khoảng khoan khác ta có như sau:

Bảng 3.2: Trọng lượng dung dịch khoan

3.4.2.Các thông số khác cúa dung dịch khoan.

Theo tài liệu địa chất vùng mỏ, kết quả tính toán và kinh nghiệm ta chọn các thông số khác của dung dịch dựa vào nguyên tắc sau:

- Chống mất nước:giảm B, giảm , tăng T

- Chống sập lở: tăng, giảm B

- Chống trương lở: giảm B, tăng

Bảng 3.3: Thông số dung dịch khoan cho giếng

Độ thảinước B(/30’)

ứng suâtcắt tĩnh (mG/)

ĐộdàyvỏmùnK(mm)

Hàmlượngcát(%)

3.4.3.Các loại dung dịch dung cho từng khoảng khoan.

Bảng 3.4:dung dịch khoan cho từng khoảng

Khoảng khoan(m)

Dung dịch

900 Seawater& hi-vis sweeps

3.4.4.Gia công các dung dịch hóa học.

∗ Mục đích của công tác gia công hóa học

- Nhằm tạo được các loại dung dịch với tính chất và chất lượng phù hợp vớiđiều kiện khoan, ví dụ như khi khoan qua các tầng đât đá nứt nẻ, bở rời,mất nước, áp lực vỉa lớn thì ta phải có các loại dung dịch khác nhau đểkhắc phục các phức tạp nơi trên

- Sau quá trình tuần hoàn trong các lỗ khoan, các tính chất của dung dịch đãthay đổi, quá trình gia công hóa học dung dịch nhằm phục hồi tính chấtban đầu của dung dịch, thỏa mãn các yêu cầu của các công tác khoan

- Trong quá trình khoan các lỗ khoan ta có thể các tầng đất đá với các tínhchất hoàn toàn riêng biệt Để khoan qua các tầng này ta phải sử dụng chế

đọ khoan hoàn toàn khác và dung dịch khoan cũng phải có tính chất phùhợp Như vậy gia công hóa học còn nhằm tạo ra các dung dịch khoan vớitính chất riêng biệt mà ta gọi là các loại dung dịch đặc biệt

∗ Nguyên tắc gia công hóa học dung dịch

- Các dung dịch được gia công bằng các chất phụ gia khác nhau phải đượcđem so sánh ở cùng một độ nhớt đã được chọn trước theo điều kiện yêucầu Có thể dùng nước để điều chỉ độ nhớt

- Bằng mọi cách để đạt được các thông số dung dịch khoan nhưng lượngtiêu hao chất phụ gia phải ít nhất

- Cần phải tiến hành thí nghiệm trước trong phòng để tìm được liều lượngchất phụ gia thích hợp

- Điều kiện thí nghiệm trong phòng phải tương tự như diều kiện ngoài lỗkhoan:nhiệt độ,áp suất và các điều kiện khác ở đáy lỗ khoan

∗ Quá trình thi công hóa học được chia làm 2 gia đoạn:

- Gia công dung dịch lần đầu tiên để thu được các thông số cần thiết

- Gai công bổ sung để giữ nguyên hoặc để thay đổi các thông số dung dịchtrong quá trình khoan

∗ Đơn pha chế các hệ dung dịch:

- Khoảng khoan tử 0m dến 900m:khoảng này khoan bằng nước biển

- Khoảng khoan từ 900m đến 1300m:tý trọng dung dịch 1,060,02G/Bảng thống kê các nguyên liệu để điều chế dung dịch:

Nguyên liệu Tỷ trọng (G/

Hàm lượng trong

1 dd(%)

Hàm lượng(kg/)

Hàm lượng(kg/)

- Khoảng khoan từ 2400m đến 3320m: tỷ trọng dung dịch 1,160,02G/

Bảng thống kê các nguyên liệu để điều chế dung dịch:

Nguyên liệu

Hàm lượngtrong 1 dd(%)

Hàm lượng(kg/)

Hàm lượng(kg/)

∗ Tính toán thể tích dung dịch cần thiêt cho các khoảng khoan

- Thể tích dung dịch cần thiêt cho mỗi khoảng khoan được xác định theo công thức sau:

.(3.5)

Trong đó:

: là thể tích bể chứa,30

: là thể tích máng lắng và sàn rung,10

: Là thể tích giếng khoan trước đó

D:là đường kính trong của cột khoan trước đó.(m)

H:là chiều sâu thả cột ống trước đó.(m)

a :là hệ số dự trữ dung dịch.Hệ số này phụ thuộc vào từng khoảng khoan

và có giá trị a=2

:là thể tích dung dịch tiêu hao trong quá trình khoan và kể tới sự tăng chiều sâu giếng khoan

(3.7)Trong đó: L là chiều sâu khoảng khoan được

K: là định mức tiêu hao dung dịch K phụ thuộc vào đường kính giếng khoan,tốc độ khoan,chất lượng dung dịch khoan và dược lấy từ kinh nghiệm như sau:

- Choòng với đường kính 660,4mm lấy K=0,62;

- Choòng với đường kính 406,4mm lấy K=0,4;

- Choòng với đường kính 311,15mm lấy K=0,34;

- Choòng với đường kính 219,5mm lấy K=0,11

:là thể tích giếng khoan trong khoảng khoan được:

: là đường kính giếng khoan.M

M: là hệ số mở rộng thành

: đường kính choòng khoan

∗ Tính toán hóa phẩm gia công dung dịch cho mỗi khoange khoan

Lượng hóa phẩm cần thiết cho toàn bộ khoảng khoan:

(3.9)

Trong đó:

: là hệ số đự trữ()

: là hàm lượng hoác phẩm có trong dung dịch(kg/)

∗ Tính toán lượng nước gia công dung dịch cho mỗi khoảng khoan

Thể tích nước cho toàn bộ khoảng khoan là:

3.5.2.Tính toán lượng hóa phẩm tiêu hao cho mỗi khoảng khoan

∗ Khoảng khoan từ 900m đến 1300m: khoảng khoan này có trọng lượng riêng dung dịch 1,06G/

Chiều dài cột ống trước đó: H=900m

Đường kính trong của ống chống trước đó: D=508mm=0,508m

Thay vào công thức trên ta có:

Thể tích dung dịch tiêu hao trong quá trình khoan với choòng có đường kính 406,4mm

Định mức tiêu hao dung dịch khoan là K=0,41

Chiều dài khoảng khoan được: L=1300-900=400m

Thay vào công thức ta có:

164Thể tích dung dịch trong khoảng khoan được:

Hệ số mở rộng thành giếng khoan: M=1,1

Đường kính choòng khoan:=0,4064m

Đường kính giếng khoan:=0,477m

Thay vào công thức ta có:

4,36Biosafe 2,9

CHƯƠNG 4: CHẾ ĐỘ KHOAN 4.1 Lựa chọn choòng và phương pháp khoan cho giếng SNS-4P

4.1.1.Lựa chọn phương pháp khoan.

Giếng khoan SNS-4P được thi công trên gian khoan Sư Tử Nâu của công

ty lien doanh điều hành Cửu Long(Cửu Long JOC), đây là dàn tự nâng.Ơ đâychúng ta dùng 2 phương pháp khoan đó là: khoan bằng động cơ TOP Driver vàkhoan bằng động cơ đáy

a) Phương pháp khoan bằng động cơ Top Driver(đầu quay di động)

- Đặc điểm

Đầu quay di động có nhiệm vụ như đầu xoay thủy lực thông thường vừatruyền chuyển động lên trục quay Động cơ có thể là động cơ điện 1 chiều hoặcđộng cơ thủy lực

Các thông số chế độ khoan có thể được điều chỉnh độc lập và hợp lý trongquả trình khoan để đảm bảo sự làm việc tối ưu của choòng khoan trong các điềukiện đất đá khác nhau

Yêu cầu về công suất của máy bơm khoan trong khoan bằng động cơ TopDriver không cần lớn như động cơ đáy, đồng thời các thiết bị trên bề mặt cũngđơn giản,đễ bảo dưỡng và dễ sửa chữa

Khoan bằng động cơ Top Driver cho phép truyền tải trọng đáy lớn và đạthiệu quả cao khi khoan ở độ sâu nhỏ đến trung bình

- Ưu điểm:

Không phải dùng cần chủ đạo

Lắp với bộ khoan cụ ở mọi độ cao

Có thể tiếp cần dựng(cần ba)

Có thẻ khoan doa được

Lấy mẫu lõi dài

- Nhược điểm:

Phải lắp hệ thống đẫn hướng trong tháp để khử momen cản

Phải gia cố kết cấu do phát sinh lực xoắn phụ

Phải tăng chiều cao của tháp vì đầu quay dài hơn đầu xoay thủy lực thông thường.

Cần có ống mềm và cáp tải điện phụ trong tháp khoan

Tăng giá thành thiêt bị và tốn công chăm sóc bảo duống với bàn Roto vàđầu qay thủy lực

b) Phương pháp khoan bằng động cơ đáy:

Trong phương pháp khoan bằng động cơ đáy, động cơ truyền chuyển độngcho choòng khoan có thể là Tuốc bin khoan trục vít hay động cơ điện Động cơnày lắp ngay trên choòng khoan Trong quá trình khoan bằng động cơ đáy, cộtcần khoan không quay và tạo điều kiện làm việc nhẹ nhàng cho nhau

- Ưu điểm:

Trong Tuốc bin khoan cột cần khoan không quay Do đó trong quă trìnhlàm việc cột cần khoan chịu tải trọng nhẹ hơn Hiện tượng mỏi sinh ra do tảitrọng động đặc biệt là ứng suất ống sẽ có giá trị rất nhỏ hay bị triệt tiêu dẫn đến

sự cố về đứt cần khoan thưa hơn

Cột cần khoan không quay sẽ giảm được sự mài mòn cho các bộ phận củacột cần khoan và các chi tiết quay của thiệt bị trên mặt

Sử dụng Tuốc Bin khoan để khoan định hướng dễ hơn và năng suất hơn

- Nhược điểm:

Đặc tính của Tuốc Bin khoan là làm việc với số vòng quay lớn, nên cầnphải sử dụng những loại choòng có khả năng chịu được những vòng quay lớnnhư thế Đối với choòng chop xoay, chúng làm việc với tải trọng lớn và vòngquay giảm.Do đó loại choòng này không thỏa mãn với điều kiện trong Tuốc Bin.Thời gian bị rút ngắn do sự mài mòn nhanh nhất là ổ tựa

Ở một số đất đá dẻo, đòi hỏi moomen phá đá lớn, rất nhiều các loại TuốcBin khoan thông thường không đạt được những moomen như vậy

Vùng lám việc ổn định của thông số vòng quay ở Tuốc Bin khoan hẹp.Nếu ra ngoài giới hạn này có thể dẫn đến ngừng Tuốc Bin

Trong Tuốc Bin khoan công suất thủy lực của máy bơm lớn hơn rất nhiều

so với khoan Rôto

Những chỉ tiêu cho việc bảo dưỡng,bảo quản, sửa chữa Tuốc Bin dưa đếnviệc tăng giá thành khoan.

c) Lựa chọn phương pháp khoan cho từng công đoạn khoan.

Căn cứ vào ưu điểm,nhược điểm của từng phương pháp khoan,đặc điểmđịa chất dự kiến qua các mặt cắt của giếng khoan,hình dạng thân giếng khoan.Ngoài ra còn xét đến điều kiện kinh tế và kỹ thuật ở vùng mỏ Vì vậy ta để đảmbảo các điều kiện về kinh tế và kỹ thuật cho giếng khoan Ta có thể lựa chọnphương pháp khoan cho từng khoảng khoan như sau:

- Từ 72m đến 1604m: Ta sử dụng phương pháp khoan bằng động cơ TopDriver

- Từ 1604m đến 3320m: Ta sử dụng phương pháp khoan bằng động cơ đáy

- Tử 3320m đến 4574m: Ta sử dụng phương pháp khoan bằng động cơ TopDriver

d) Lựa chọn tổ hơp thiết bị khoan:

Để lựa chọn các tổ hợp thiết bị khoan phục vụ cho quá trình thi công giếngkhoan ta căn cứ vào các yếu tố cơ bản sau:

- Yếu tố kỹ thuật: Phương pháp khoan, chiều sâu tiến hành khoan, sức nângcực đại lên móc nâng……

- Yếu tố kinh tế: Giảm tối đa chi phí về thời gian, nguyên vật liệu cho quátrình khoan dẫn đến giảm giá thành của 1m khoan

- Phù hợp với điều kiện khoan trên biển, khí hậu môi trường vùng mỏ

Ngoài ra còn phải dựa vào tay nghề trình độ của công nhân,kỹ sưkhoan.Đảm bảo an toàntrong quả trình làm việc

4.1.2.Lựa chọn choòng khoan cho các công đoạn khoan.

∗ Để lựa chọn choòng khoan cho phù hợp cho từng khoảng khoan nhằmnâng cao hiểu quả phá hủy đất đá và đẩy nhanh tiến độ thi công giếngngười ta thường lựa chọn choòng khoan dựa trên các yếu tố sau:

- Độ cứng của đất đá: Các loại choòng khoan khác nhau có cơ chế phá hủyđất đá khác nhau Choòng chop xoay phá hủy đất đá theo cơ chế cắt vỡ vàmài mòn, choòng kim cương phá ủy đât đá theo cơ chế mài mòn, choòngcánh dẹt phá hủy đất đá theo cơ chế cắt Chính vì vậy tùy theo các loại đất

đá khác nhau mà sử dụng các loại choòng khoan cung khác nhau.

- Đất đá mềm dẻo sẽ thích hợp với cơ chế phá hủy cắt nên choòng cánh dẹt phù hợp để khoan tầng đất đá này

- Đất đá có độ cứng cao sẽ không thích hợp cho cơ chế cắt, nênchoòng kimcương được sử dụng để khoan vào tầng đất đá cứng đến rất cứng theo cơchế mài mòn

- Choòng chóp xoay phá hủy đất đá trên cơ chế cắt vỡ và mài mòn nên đốitượng phá hủy đất đá này rất đa dạng Loai choòng chóp xoay có thể pha

vỡ đất đá từ mềm bở rời đến cứng, rất cứng

- Phương pháp khoan: các phương pháp khoan khác nhau sẽ có các thông sốchế độ khoan khác nhau, do đó tùy thuộc vào từng phương pháp khoan mà

ta lựa chọn choòng khoan cho phù hợp

- Khi lựa chọn choòng khoan cần lưu ý những đặc điemả sau:

Choòng kim cương chịu lực cắt và va đập thấp,do đó khi khoan bằngchoòng kim cương phải khoan vói tải trọng thấp Tiến độ khéo thả của choòngkim cương lớn làm giảm thời gian kéo thả

Đối với choòng PDC: Khi sử dụng phương pháp khoan bằng động cơ đáynên dùng choòng có số răng nhiều hơn để trung hòa sự mài mòn do tốc độ quaylớn Khi khoan bằng phương pháp Roto(hoặc Top Driver) nên dùng choòng có

hệ thống vòi phun nằm mở đáy giếng khoan và mặt choòng

∗ Với các cơ sở trên và kinh nghiệm khi khoan ở các giếng khoan có điềukiện địa chất tương tự t chon choòng khoan tương ứng với nhưng khoảngkhoan như sau:

- Từ 78m đến 162m: Trong khoảng naysfchungs ta tiến hành mở khoan mỏlỗ,đất đá mềm tơi xốp,độ xi măng yếu có độ cứng từ 1-2 theo độ khoan.Tachọn choòng 3 chóp xoay(IADC), có ký hiệu là 32 1/4" Bit XR+C

- Từ 162m đến 1300m: Đây là đoạn khoan thẳng đứng, ta chọn choòngkhoan 3 chóp xoay (IADC-115), có ký hiệu 16”VM-1

- Từ 1300m đến 2400m:Đoạn khoan này nằm trong đoạn tăng góc, ta chọnchoòng khoan kim cương(IADC-M323), có ký hiệu MMD56DH

- Từ 2400 đến 3320m: ta chọn choòng khoan kim cương (IADC-M323),có

ký hiệu FXD56D

- Từ 3320 đến 4549m: Khoảng khoan này nằm trong đoạn ổn định gócnghiêng, ta chọn choòng khoan 3 chóp xoay(IADC-627),có ký hiệuGF45YOD1GRD.

Bảng 4.1:Thông số của choòng cho từng đoạn khoan

Khoảng

khoan

Ký hiệuchoòng

Đườngkínhchoòng(mm)

Sốlượng

Số lượng,đường kính vòiphun

- Việc thi công giếng khoan được tiến hành một cách nhanh nhất,đạt tốc độ

cơ học khoan và tốc độ thương mại cao nhất

- Tận dụng hết khả năng của thiêt bị,mọi tính toán phải nằm trong vùng làmviệc hợp lý của choòng khoan,máy bơm,TOP Driver hoặc đông cơ thủylực để giảm tới mức thấp nhất các sự cố có thể xảy ra

Để đảm bảo các yêu cầu trên ta phải thiêt lập một hệ thống chế độ khoan