Xem mẫu
- Nèi O1víi O1’ c¾t trôc ON . Gãc t¹o thµnh gi÷a O1O1’ víi ON lµ gãc 3.
Gãc ph¬ng vÞ chØ híng cÇn ph¶i ®iÒu chØnh lç khoan ®i ®óng híng thiÕt kÕ.
7.5. Khoan ®Þnh híng b»ng ph¬ng ph¸p khoan r«t¬.
7.5.1. Dông cô lµm lÖch híng b»ng ph¬ng ph¸p khoan r«t¬.
Trong khoan r«t¬ dông cô thêng ®îc sö dông ®Ó khoan lÖch lµ m¸ng
nghiªng cã thÓ chia lµm 2 loaÞ:
- Dông cô lµm lÖch híng ë giÕng khoan cha chèng èng.
- Dông cô lµm lÖch híng ë giÕng khoan ®· chèng èng.
7.5.1.1). Dông cô lµm lÖch híng ë giÕng khoan cha chèng èng:
a). M¸ng nghiªng lÊy lªn ®îc lo¹i hë.
M¸ng nghiªng nmµy chÕ t¹o b»ng thÐp, th«ng th¬ngg thÐp crom -
niken vµ cã d¹ng h×nh díi ®©y:
6
Th©n cña m¸ng híng ®îc v¸t
2
nghiªng vµ cã h×nh lßng m¸ng bªn
trong. Cã gãc v¸t v t¹o thµnh víi trôc
5
3
1
kho¶ng v= 2 2 30.
A A-A
§Çu nèi (cæ) 2 trong ®ã ®a vµo
choßng (5) cÇn (6) vµ ®îc ®Þnh vÞ b»ng
chèt (3).
1
Nguyªn t¾c lµm viÖc: Sau khi th¶
vµ ®Þnh híng bé dông cô lÖch híng.
TiÕn hµnh th¶ mét t¶i träng cÇn thiÕt ®Ó
4
®Çu nhän phÝa díi cña m¸ng híng
c¾m vµo ®Êt ®¸ ë ®¸y lç khoan tr¸nh
cho m¸ng híng bÞ xoay trong qóa tr×nh
1. Th©n 2. Cæ.
lµm viÖc. TiÕp tôc t¨ng t¶i träng ®Ó c¾t chèt 3- Chèt ®Þnh vÞ .
4- PhÇn c¾m .
®Þnh vÞ (3) vµ ®Ó gi¶i phãng choßng (5).
5 - choßng.
Choßng (5) sÏ lµm viÖc vµ trît trªn m¸ng H×nh a
®Ó khoan lÖch lç khoan.
229
- b) M¸ng nghiªng lÊy lªn ®îc lo¹i kÝn:
M¸ng nghiªng ®îc cÊu t¹o b»ng thÐp 2
chÊt lîng tèt.
Cã d¹ng h×nh trô vµ cã lç bªn trong t¹o
thµnh mét gãc v¸t víi trôc cña m¸ng híng mét
gãc kho¶ng 30. Choßng khoan vµ cÇn khoan v
6
®îc ®a vµo qua lç vµ ®îc ®Þnh vÞ nhê chèt tù
c¾t.
7.5.1.2. Dông cô lµm lÖch híng ë giÕng
5
1
khoan ®· chèng èng: 3
Trong trêng hîp nµy chóng ta sö dông
4
m¸y híng cè ®Þnh tøc lµ kh«ng rót lªn ®îc.
H×nh b
M¸ng híng cè ®Þnh ®îc sö dông ë
nh÷ng lç khoan ®· chèng èngvµ chóng ta cÇn 6
xuyªn qua èng chèng ®Ó lµm lÖch híng lç 7
khoan hay ë nh÷ng tÇng ®Êt ®¸ rÊt cøng. 5
Th©n (1) cña m¸ng nghiªng cã gãc v¸t
1
kho¶ng 2,50 30 nöa phÝa díi cã ®ôc lç(2). PhÝa
4
díi cïng ®Ó nèi víi mét ®o¹n cÇn khoan cò (cã
thÓ g¾n choßng) ®Ó cã kh¶ n¨ng tuÇn hoµn (gi÷a
cét cÇn khoan vµ m¸ng nghiªng cã nèi liÒn mét
®o¹n èng (4)). M¸ng híng ®îc ®a vµo nhê
2
nh÷ng chèt ®Þnh vÞ tù c¾t (5). Vµ chóng cã thÓ tù
c¾t víi t¶i träng 1 2 tÊn. Sau khi th¶ vµ ®Þnh
híng bé dông cô, tiÕn hµnh tr¸m xi m¨ng ®Ó
3
bao phñ hÕt bé dông cô (m¸y + cÇn cò ). Sau khi
H×nh c
xi m¨ng ®«ng cøng (48 72 giê), tiÕn hµnh khoan
ph¸ lç èng chèng nhê choßng ®Æc biÖt.
230
- 7.5.2. ChÕ ®é lµm viÖc trong khoan ®Þnh híng (víi m¸ng nhá lªn ®îc).
Th«ng thêng tríc khi th¶ m¸ng híng th× tiÕn hµnh t¹o ®¸y b»ng
c¸ch khoan víi ®êng kÝnh nhá h¬n ®êng kÝnh lç khoan mét kho¶ng nµo ®ã.
Sau ®ã ®a ®Þnh híng bé dông cô khoan lÖch bao gåm: m¸ng híng (1),
choßng khoan r¾n (2) cÇn mÒm(3). Cã ®êng kÝnh nhá h¬n ®êng kÝnh cÇn
2" 1"
khoan sö dông 1 4 - 22 . chiÒu dµi tõ 6 8m. §Çu nèi (5) vµ cÇn khoan (6),
sau khi tiÕn hµnh xong c¸c c«ng t¸c trªn th× th¶ t¶i träng ®Ó c¾t chèt ®Þnh vÞ .
T¶i träng cÇn thiÕt ®Ó c¾t chèt ®Þnh vÞ lµ:
. d 2
Q = c 45 n.
c øng suÊt c¾t cña ngyªn liÖu lµm chèt .
d. §êng kÝnh cña chèt.
n. Sè chèt (®inh èc ).
Sau khi c¾t chèt xong tiÕn hµnh khoan xiªn víi chÕ ®é khoan nh sau:
n =30 - 40 v/ph.
G= 0,6 1,5T
Q = 10 16l/s.
4
6
5 3
cÇn mÒm
cÇn mÒm
3
6 8m
cÇn nÆng
2 4m
3
2
cÇn nÆng
1 1,5m
1
4
2
2
1
1
a) Bé t¹o lç míi b) Bé më s©u c) Bé doa
231
- Sau khi choßng khoan ®· qua ®îc phÇn díi cña m¸ng híng th× cã
thÓ thay ®æi chÕ ®é lµm viÖc n = 70 v/ph, G = 3 3,5T. Vµ lu lîng sÏ t¨ng
dÇn ®Õn Q®Þnh møc.
Sau khi khoan qua ®¸y m¸ng híng tõ 2 - 8 m, kÐo cÇn khoan lªn, chó
ý khi choßng ch¹m ®Çu trªn cña m¸ng th× tiÕn hµnh giËt m¹nh ®Ó nhæ m¸ng
xiªn lªn mÆt ®Êt.
Sau ®ã tiÕn hµnh më s©u lç khoan, nhê bé dông cô më s©u (h×nh b). Bao
gåm choßng c¸nh(1) hay (choßng chãp xoay) cã ®êng kÝnh b»ng choßng
khoan tríc ®ã víi ®o¹n cÇn n¨ng (2) cã ®é dµi 1 1,5 m, vµ tõ 2 3m cÇn
mÒm (3) vµ trªn ®ã lµ cÇn khoan (4) . ChÕ ®é khoan ®îc ¸p dông lµ:
n =70 - 70v/ph , G =3 4T , Q = Q b×nh thêng
Sau giai ®o¹n më s©u lç khoan, chóng ta kÐo cÇn khoan lªn vµ thay ®æi
bé dông cô më s©u b»ng bé dông cô doa (h×nh c), ®Ó më réng miÖng lç khoan
b»ng ®êng kÝnh b×nh thêng cña lç khoan. Dông cô bao gåm bé doa (1), cÇn
nÆng (2) dµi 2 4m vµ cÇn khoan (3).
7.5.3. X¸c ®Þnh gãc lÖch cña m¸ng híng
m - gãc t¨ng ®é nghiªng, gãc t¹o thµnh Dg
gi÷a trôc giÕng vµ trôc D
cÇn khoan
N
lm chiÒu dµi phÇnm ®¸y m¸ng híng.
m
l1- chiÒu dµi phÇn ®¸y m¸ng híng.
lm
v gãc v¸t cña m¸ng híng.
v
Dg, D, DcDm - ®êng kÝnh giÕng, cÇn,
choßng vµ m¸ng. Gãc m
- thêi gian lµm viÖc tõ ®iÓm nµy trë ®i m = const. §Ó x¸c ®Þnh gãc mchóng ta
xÐt tam gi¸c MNS.
MS Dm D
tgm= MN MS = 2 +
2 cos m
Dm D
+
2 2 . cosm D cosm+ D
=m
tg m = l m - l1 2 cosm(lm- l1)
V× mrÊt nhá nªn cosm 1; tg m m ; l1 rÊt nhá so víi lm
Dm+ D
m = 2lm ®æi ra ®é
Dm + D D
gãc v¸t vsÏ lµ : tgv= l m
m = 573 tg vv
2lm m
D
v0= 57,3 l m
m
MÆt v¸t gãc xiªn cña m¸ng híng sÏ lµ:
D D +D 2D - D - D
v- m=57,3. ( l m - m l ) = 57,3 ( m 2 l m ).
2m
m m
Dm- D
v- m = 57,3 2 l
m
7.5.4. X¸c ®Þnh vÞ trÝ ®Æt m¸ng híng ë ®¸y lç khoan nh»m thay ®æi gãc
ph¬ng vÞ.
Trong thùc tÕ qu¸ tr×nh khoan, gãc ph¬ng vÞ thùc cña giÕng khoan nã
cã kh¸c víi gãc ph¬ng vÞ thiÕt kÕ. Do ®ã ®Ó ®iÒu chØnh lç khoan ®óng theo
gãc ph¬ng vÞ thiÕt kÕ chóng ta cÇn ®iÒu chØnh gãc ph¬ng vÞ thËt theo nhiÒu
ph¬ng ph¸p, ®ã lµ:
- Ph¬ng ph¸p to¸n häc cña Sanghin.
- Ph¬ng ph¸p ®å thÞ.
Sau ®©y chØ giíi thiÖu ph¬ng ph¸p ®iÒu chØnh gãc ph¬ng vÞ b»ng biÓu
®å (®å thÞ). §Ó x¸c ®Þnh híng ®Æt m¸ng nghiªng ë díi ®¸y lç khoan theo
ph¬ng ph¸p biÓu ®å, chóng ta cÇn ph¶i biÕt gãc thiªn ®Ønh ban ®Çu cña giÕng
khoan 1, gãc ph¬ng vÞ ban ®Çu cña giÕng 1vµ gãc nghiªng cña m¸ng híng m.
233
- * Ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n b»ng ®å thÞ sÏ ®îc tiÕn hµnh nh sau:
- Trªn mét tê giÊy milimÐt kÎ trôc to¹ ®é theo c¸c híng N-S, E-V. KÎ
®êng th¼ng o o’ t¬ng øng híng nghiªng ban ®Çu cña lç khoan (gãc 1) mµ
t¹i ®¸y chóng ta sÏ ®Æt m¸ng híng.
- Trªn ®êng th¼ng nµy chóng ta chän tû lÖ thÝch hîp (vÝ dô 1cm - 10) .
chiÒu dµi cña ®o¹n th¼ng OA1t¬ng øng víi gãc thiªn ®Ønh 1cña giÕng
khoan.
- LÊy ®iÓm A1lµm trung t©m chóng ta vÏ mét ®êng trßn (cã cïng tû lÖ
víi ®õêng th¼ng tríc ®ã OA1) cã b¸n kÝnh R cã ®é dµi b»ng gãc nghiªng cña
m¸y híng . Vµ tÊt c¶ c¸c ®iÓm trªn ®êng trßn ®Òu biÓu diÔn kh¶ n¨ng thay
®æi vÞ trÝ ®Æt m¸ng híng ë ®¸y lç khoan.
VÝ dô: chóng ta cÇn thay ®æi gãc
N
ph¬ng vÞ tõ 1 2. chóng ta sÏ kÎ
O’
R=m
®êng th¼ng OA2gÆp ®êng trßn t¹i A2 . A1
A2
Gãc thiªn ®Ønh cña lç khoan sÏ lµ ®o¹n
2
1
OA2 = 2 E
V
O m
Gãc : gãc xoay vÞ trÝ m¸ng híng so
S
víi híng ban ®Çu.
2 ph¬ng vÞ cña lç khoan cÇn ®iÒu chØnh. H×nh a
Gãc ph¬ng vÞ cña m¸ng ë ®¸y lç khoan sÏ lµ: m= 1+ (h×nh a)
C¸c trêng hîp riªng:
* T¨ng ®é nghiªng cùc ®¹i cña giÕng mµ kh«ng thay ®æi gãc ph¬ng vÞ
N
N
A’2
A2
’
O1
A1
A1
2
R=m
1
’2 A2
1 = 2 = m
E
V E
V 2
O O m
S
S
H×nh a H×nh b
234
- 2 = OA2= OA1 + R.
c= 1+ m.
= 0.
m= 1. (h×nh b)
* Gi÷ gãc thiªn ®Ønh ban dµu cña giÕng mµ thay ®æi cùc ®¹i gãc ph¬ng
vÞ. Tõ O vÏ cung trßncã b¸n kÝnh b»ng OA c¾t vßng trßn t©m A1 t¹i 2 ®iÓm lµ
A’2 , A2 híng A1 A2vµ A1 A’2 lµ 2 híng ®Æt m¸ng híng gãc ph¬ng vÞ míi
sÏ lµ 2 hoÆc ’2`. (h×nh c ).
* Thay ®æi cùc ®¹i gãc ph¬ng vÞ
Tõ O ta vÏ ®êng tiÕp tuyÕn víi ®êng trßn t©m A1vµ gÆp ®êng trßn t¹i
hai ®iÓm A2 vµ A’2 ; A1A’ 2 vµ A1A2 lµ 2 híng cã thÓ ®Æt m¸ng híng (h×nh d)
N
O1
A’2
’
A1
2
’2min 1
A2
2max
V 1 E
O m
S
H×nh d
235
- Ch¬ng 8
C¸c hiÖn tîng phøc t¹p trong qu¸ tr×nh khoan vµ
biÖn ph¸p kh¾c phôc
Trong qu¸ tr×nh khoan thêng gÆp c¸c hiÖn tîng phøc t¹p g©y khã
kh¨n cho qu¸ tr×nh khoan, c¸c hiÖn tîng ®ã thêng lµ:
- SËp lë ®Êt ®¸ ë thµnh lç khoan.
- Bã hÑp thµnh lç khoan.
- MÊt níc röa.
- HiÖn tîng phun (DÇu, khÝ, níc)
- KÑt bé dông cô khoan.
8.1. SËp lë ®Êt ®¸ ë thµnh lç khoan vµ c¸c biÖn ph¸p phßng ngõa:
§Êt ®¸ bÞ sËp lë thêng x¶y ra trong hai trêng hîp sau ®©y:
a- Do t¸c dông cña níc röa, ®Êt ®¸ ë thµnh lç khoan bÞ gi¶m ®é bÒn,
chóng bÞ mÊt æn ®Þnh vµ sËp lë xuèng lç khoan . §Êt ®¸ bë rêi, c¸c tÇng chøa
muèi, ®Êt sÐt lµ dÔ bÞ níc t¸c dông nhÊt. Lo¹i sÐt Bentonit Na, chøa trong c¸c
tÇng khi hÊp phô níc th× chóng sÏ t¨ng thÓ tÝch lªn rÊt nhiÒu lÇn vµ g©y lë.
§èi víic¸c tÇng chøa muèi th«ng thêng c¸c tÇng nµy kÐm ch¾c , kh«ng æn
®Þnh vµ cã kh¶ n¨ng chøa khÝ, nÕu khoan b»ng dung dÞch gèc níc ngät th× sÏ
g©y sËp lë. Møc ®é sËp lë cña ®Êt ®¸ còng cßn phô thuéc vµo gãc nghiªng cña
c¸c tÇng cã kh¶ n¨ng g©y sôp lë . NÕu gãc nghiªng cµng lín th× kh¶ n¨ng sôp
lë cµng lín.
b- Trong trêng hîp thø 2 (th× ¸p lùc nÐn cña ®Êt ®¸ lín h¬n nhiÒu so
víi ¸p lùc níc röa, sù chªnh lÖch ®ã cã thÓ ®a ®Õn hiÖn tîng sËp lë).
Trong nhiÒu trêng hîp th× c¶ hai nguyªn nh©n t¸c dông ®ång thêi.
HiÖn tîng sËp lë trong lç khoan thÓ hiÖn qua nh÷ng dÊu hiÖu sau:
- ¸p lùc ë m¸y b¬m t¨ng lªn ®ét ngét.
- Dung dÞch ®a lªn tõ díi lç khoan nhiÒu vôn ®Êt ®¸.
- Th¶ dông cô kh«ng ®óng lç khoan nÕu kh«ng b¬m röa.
236
- C¸c biÖn ph¸p ®Ò phßng vµ ng¨n ngõa sËp lë thµnh lç khoan.
- BiÖn ph¸p cã hiÖu qu¶ nhÊt lµ lµm nÆng dung dÞch vµ t¨ng cêng
phÈm chÊt cña nã b»ng gia c«ng ho¸ häc. Dung dÞch cã ®é th¶i níc nhá nhÊt
vµ cã tû träng b¶o ®¶m cho ¸p lùc dung dÞch cao h¬n ¸p lùc vØa.
- §èi víi c¸c tÇng cã chøa sÐt Bentorit Natri, hay c¸c tÇng chøa muèi th×
nªn sö dông c¸c lo¹i dung dÞch b·o hoµ muèi, dung dÞch gèc v«i ®Ó khoan qua.
ViÖc dïng dung dÞch mÆn cã anion hoµ tan nã sÏ cã t¸c dông lµm cho
sÐt Bendonit kh«ng bÞ tr¬ng në. Vµ dung dÞch mÆn b·o hoµ muèn nã sÏ
kh«ng lµm mÊt æn ®Þnh cña c¸c tÇng chøa muèi.
Víi nh÷ng dung dÞch gãc can xi, qua t¸c dông ho¸ häc cña nã víi sÐt
Bentonit gèc Na sÏ biÐn thµnh Bent«nit gèc canxi lo¹i sÐt nµy kh«ng g©y
tr¬ng në díi t¸c dông cña níc.
Trong qu¸ tr×nh khoan ph¶i ®Þnh kú kiÓm tra th©n lç khoan b»ng dông
cô ®o ®êng kÝnh. TiÕn hµnh ®o ®êng kÝnh nhiÒu lÇn cho phÐp x¸c ®Þnh ®îc
c¸c vïng g©y sËp lë. X¸c ®Þnh ®îc hiÖu qu¶ cña c¸c biÖn ph¸p ng¨n ngõa ®·
sö dông.
HÖ sè sËp lë K ®îc x¸c ®Þnh b»ng tû sè gi÷a thÓ tÝch lç khoan thùc tÕ
cña vïng sËp lë vµ thÓ tÝch lý thuyÕt lç khoan.
V
K= Vt
lt
Trong ®ã : K - lµ hÖ sè h×nh thµnh sôp l¬ .
Vt- thÓ tÝch thùc cña lç khoan.
Vlt - thÓ tÝch lý thuyÕt lç khoan.
Rt2
Vr
K= V =R 2
lt lt
Trong ®ã : Rt - lµ b¸n kÝnh thùc trung b×nh cña lç khoan.
Rlt - lµ b¸n kÝnh trung b×nh lý thuyÕt cña lç khoan.
K = 1 - GiÕng khoan kh«ng sôp lë.
K > 1 - GiÕng khoan sôp lë
K
- 8.2. HiÖn tîng bã hÑp thµnh lç khoan.
Cã rÊt nhiÒu trêng hîp lç khoan bÞ bã hÑp thµnh nhÊt lµ ®èi víi c¸c
tÇng sÐt Bent«nit tr¬ng në díi t¸c dông cña níc ngät. Trong c¸c trêng
hîp nµy, gi¶i quyÕt ®îc vÊn ®Ò sËp lë tøc ®ång thêi còng gi¶i quyÕt ®îc vÊn
®Ò bã hÑp thµnh lç khoan. Còng cã nh÷ng lo¹i ®Êt ®¸ lµm gi¶m ®êng kÝnh
cña lç khoan díi t¸c dông mµ níc ngät nhng kh«ng g©y sËp lë nh
accghilit vµ lignit, trong trêng hîp trªn th× cã thÓ xö lý b»ng ph¬ng ph¸p
dïng dung dÞch cã ®é tho¸t níc bÐ. Trong trêng hîp khã h¬n th× cã thÓ sö
dông dung dÞch gèc v«i - th¹ch cao.
HiÖn tîng bã hÑp thµnh lç khoan nhiÒu khi ®a ®Õn viÖc kh«ng thÓ tiÕp
tôc khoan ®îc n÷a. Bã hÑp lç khoan do sù biÕn d¹ng dÎo bã hÑp lç khoan
trong trêng hîp nµy nªn dïng dung dÞch cã tû träng lín a = 1,8 - 2,2 G/cm3
vµ cã trêng hîp lªn tíi 2,4 .
§èi víi c¸c tÇng muèi biÖn ph¸p xö lý tèt lµ dïng dung dÞch b·o hoµ
muèi.
8.3. Ng¨n ngõa vµ chèng mÊt níc röa.
HiÖn tîng mÊt níc röa sinh ra trong qu¸ tr×nh khoan thêng gÆp rÊt
nhiÒu, nhÊt lµ khi khoan qua c¸c tÇng ®¸ v«i.
8.3.1. C¸c nguyªn nh©n chñ yÕu g©y ra hiÖn tîng mÊt níc röa:
a - Nguyªn nh©n do c¸c tÇng ®Êt ®¸ khoan qua:
C¸c tÇng cã ®é thÊm vµ ®é rçng lín, c¸c tÇng ®· bÞ khai th¸c nhiÒu, ¸p
lùc vØa gi¶m xuèng, c¸c khe r·nh ®îc h×nh thµnh, qua ®ã níc röa ch¶y ®i
hÕt. HiÖn tîng mÊt níc còng sinh ra ë c¸c tÇng ®Êt ®¸ bÞ hñy ho¹i do chuyÓn
®éng kiÕn t¹o, ®Êt ®¸ nøt nÎ , hang hèc, hang ®éng cact¬.
b - Nguyªn nh©n kü thuËt:
- Träng lîng riªng cña dung dÞch qu¸ lín, ¸p lùc thñy tÜnh cña dung
dÞch lín h¬n ¸p lùc vØa chªnh lÖch ¸p lùc cµng lín th× mÊt níc cµng m¹nh.
- Sù t¹o thµnh c¸c kÏ nøt trong ®Êt ®¸ trong qu¸ tr×nh khoan. Do kÐo th¶
bé dông cô khoan víi vËn tèc qu¸ lín g©y nªn hiÖn tîng piston t¸c dông
xuèng thµnh lç khoan lµm nøt nÎ chóng.
238
- Träng lîng riªng vµ ®é nhít cña dung dÞch qóa lín dÉn ®Õn ¸p suÊt t¹i
b¬m lín. Tõ ®ã còng dÉn ®Õn hiÖn tîng nøt nÎ ®Êt ®¸ vµ mÊt dung dÞch . CÇn
ph¶i lu ý r»ng, mét tÇng ®· bÞ t¹o thµnh kÏ nøt th× sau ®ã sÏ t¹o thµnh kÏ nøt
víi ¸p suÊt bÐ h¬n. C¸c kÏ nøt xuÊt hiÖn díi ¸p lùc cao kh«ng nh÷ng cã thÓ
g©y ra mÊt níc mµ cã thÓ g©y ra c¸c hiÖn tîng phøc t¹p kh¸c nh : sËp lë,
bã hÑp thµnh giÕng khoan .
8.3.2. Nghiªn cøu vïng mÊt níc.
§Ó chèng mÊt níc cã hiÖu qu¶ vµ t×m biÖn ph¸p ng¨n ngõa mÊt níc
cho lç khoan sau cÇn ph¶i nghiªn cøu tæng hîp ngay sau khi khoan vµo vïng
mÊt níc. C«ng t¸c nghiªn cøu tæng hîp bao gåm:
1 - Nghiªn cøu thuû ®éng ®Ó t×m hiÓu cêng ®é mÊt níc .
2- X¸c ®Þnh ranh giíi, ®é hót níc cña tÇng.
3- X¸c ®Þnh ®êng kÝnh thùc cña lç khoan ë vïng mÊt níc.
- Nghiªn cøu thuû ®éng b»ng ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®Æc tÝnh tÇng chøa
níc b»ng c¸ch theo dâi chuyÓn ®éng cña mùc níc ®éng. Ngêi ta lµm mÊt
tr¹ng th¸i c©n b»ng trong lç khoan b»ng c¸ch ®æ thªm níc hoÆc h¹ thÊp mùc
níc trong ®ã. Vµ vÞ trÝ cña mùc níc trong giÕng khoan sÏ cã khuynh híng
trë vÒ tr¹ng th¸i c©n b»ng cho ®Õn khi ¸p lùc cña cét chÊt láng trong lç khoan
c©n b»ng víi ¸p lùc vØa.
Qu¸ tr×nh phôc håi mùc níc phô thuéc vµo ®Æc tÝnh ®Þa chÊt vËt lý cña
vØa. ViÖc theo dâi tèc ®é phôc håi mùc níc gióp chóng ta x¸c ®inh ®îc ®é
thÊm t¬ng ®èi cña vØa.
- ViÖc x¸c ®Þnh ranh giíi cña vØa mÊt níc röa cã thÓ tiÕn hµnh b»ng
nhiÒu ph¬ng ph¸p kh¸c nhau nh (®o nhiÖt ®é, ®o ®iÖn trë, nghiªn cøu tÇng
mÊt níc b»ng chÊt ®ång vÞ vv .).
X¸c ®Þnh ®é hót níc cña c¸c tÇng b»ng c¸ch ®o lîng dung dÞch ch¶y
vµo vØa.
ViÖc ph©n tÝch s¬ bé ph¶i tiÕn hµnh ngay t¹i giÕng khoan . KÕt qu¶ ph©n
tÝch ®îc sö dông ngay dïng ®Ó tæ chøc chèng mÊt níc.
239
- 8.3.3. Ph©n lo¹i vïng mÊt níc.
Trªn c¬ së nghiªn cøu vïng mÊt níc, cÇn ph¶i lËp nh÷ng b¶ng ph©n
lo¹i mÊt níc vµ dùa vµo ®ã ®Ó chóng ta ®Ò ra nh÷ng biÖn ph¸p phßng ngõa vµ
kh¾c phôc chóng. B¶ng ph©n lo¹i cña Y HЍЍ lµ hoµn thiÖn nhÊt. VÒ c¬ b¶n
nã dùa vµo ph¬ng ph¸p ph©n tÝch kÕt qu¶ nghiªn cøu thuû ®éng ë vïng mÊt níc.
VËn tèc chuûÓn ®éng cña mùc níc cã thÓ biÓu thÞ b»ng c«ng thøc sau
®©y:
V = C. pn
V - tèc ®é h¹ mùc níc trong lç khoan tÝnh b»ng m/ph.
C- hÖ sè mÊt níc tÝnh b»ng tèc ®é h¹ mùc níc khi chªnh lÖch ¸p lùc
lªn vØa lµ 1 ®¬n vÞ ¸p suÊt (1bar).
P - ¸p lùc d lªn tÇng mÊt níc.
n - ChØ sè ®é thÊm, ®Æc trng cho tÝnh thÊm cña chÊt láng theo c¸c khe
nøt cña vØa.
CÇn ph¶i dùa theo hÖ sè C vµ chØ sè n mµ ®Ò ra biÖn ph¸p chèng mÊt
níc v× r»ng c¸c trÞ sè nµy ph¶n ¸nh gi¸n tiÕp c¸c ®Æc tÝnh vËt lý cña vØa.
HÖ sè C vµ chØ sè n cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng ph¬ng ph¸p ®å thÞ vµ to¸n ®å.
Chóng ta vÏ ®å thÞ biÓu diÔn sù t¬ng quan gi÷a ¸p lùc d trung b×nh khi
mùc níc n»m vµo gi÷a kho¶ng p vµ C c¸c kho¶ng thêi gian t mµ sau c¸c
kho¶ng thêi gian ®ã mùc níc h¹ xuèng nh÷ng kho¶ng H b»ng nhau trªn ®å
thÞ täa ®é hÖ sè p cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc sau:
p = 0,1. . (Ht- H0).
Ht lµ kho¶ng c¸ch tõ miÖng lç
p
khoan ®Õn mÆt níc tÜnh .
H0 mùc níc tÝnh to¸n - kho¶ng 10
c¸ch tõ miÖng lç khoan ®Õn ®iÓm 5
gi÷a mçi ®o¹n .
30 t, phót
10 20
- träng lîng riªng cña dung dÞch.
Trªn trôc tung ®Æt c¸c gi¸ trÞ p, trôc hoµnh dÆt t
240
- Nèi c¸c ®iÓm nhËn ®îc chóng ta
t1 H1 H01
®îc mét ®êng cong ®Òu . Nhê cã biÓu
H1
®å ®· vÏ ngêi ta t×m ®îc thêi gian h¹
t2 H2 H02
mùc níc cña c¸c ®o¹n cã ¸p suÊt lªn
H2
tÇng mÊt nãc lµ 1 bar vµ 10 bar. Muèn
t3 H3 H03
thÕ kÐo ®êng cong c¾t ®êng p = 1 bar
H3 Ht
vµ p = 10 bar.
t4 H4 H04
Khi biÕt kho¶ng c¸ch H vµ thêi
H4
gian h¹ xuèng mùc níc t th× tÝnh
t5 H5 H05
®îc tèc ®é h¹ trung b×nh mçi ®o¹n.
H5
H
v= cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng to¸n ®å.
t
C¸c hÖ sè C, r, Qlt(tiªu hao níc röa
theo lý thuyÕt )chóng ta cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng to¸n ®å.
8.3.4. C¸c biÖn ph¸p phßng vµ chèng mÊt níc.
§Ó kh¾c phôc c¸c hiÖn tîng mÊt níc ngêi ta dïng c¸c ph¬ng ph¸p
chñ yÕu sau.
Gi¶m ¸p lùc chªnh lÖch gi÷a lç khoan vµ vØa b»ng c¸ch thay ®æi c¸c
th«ng sè cña dung dÞch, tr¸m c¸c khe r·nh cña tÇng mÊt níc b»ng dung dÞch
vµ v÷a xim¨ng ®Æc biÖt. B¬m Ðp c¸c vËt liÖu tr¬ vµo trong vØa. Khoan kh«ng
b¬m råi chèng èng.
- §Ó phßng vµ chèng mÊt dung dÞch sÐt, dung dÞch ph¶i cã tû träng nhá
nhÊt, cã ®é nhít, øng suÊt c¾t tÜnh vµ ®é xóc biÕn
®ñ lín. Khi mÊt níc víi cêng ®é 100 - 200m3/h
tèt nhÊt nªn röa lç khoan b»ng dung dÞch sÐt bät
khÝ vµ dung dÞch sÐt nhò t¬ng. §Ó x¸c ®Þnh d
H
cña dung dÞch trong ®iÒu kiÖn khoan mÊt níc ta
tÝnh nh sau:
1
H1
H: chiÒu s©u cña giÕng.
H2lµ chiÒu s©u tõ mÆt níc tÜnh ®Õn ®¸y lç
khoan t¬ng øng víi 1;
241
- ph¶i x¸c ®Þnh.
Pv= 0,1 H11 = 0,1 H .
H1
= 1 H . G/cm3
+ Mét trong nh÷ng ph¬ng ph¸p bÝt c¸c khe nøt cña tÇng mÊt níc lµ
b¬m vµo ®ã c¸c dung dÞch cã ®é ®«ng tan vµ cÊu tróc tèt khi ch¶y vµo kÏ nøt
c¸c dung dÞch nµy sÏ t¹o thµnh mét m¹ng líi cÊu tróc bÒn v÷ng. Tr¸m tÇng
mÊt níc b»ng dung dÞch xi m¨ng lµ biÖn ph¸p phæ biÕn nhÊt. V÷a xim¨ng
trén vµo dung dÞch sÐt gäi lµ gen xim¨ng. §Ó cã ®îc gen xim¨ng ngêi ta
trén xim¨ng tr¸m kh« vµo dung dÞch sÐt bentonit.
§iÒu chØnh thêi gian ®«ng ®Æc cña c¸c dung dÞch xim¨ng b»ng c¸ch cho
thªm c¸c chÊt lµm ®«ng nhanh (phæ biÕn nhÊt lµ níc kÝnh clorua canxi, x« ®a).
Trong tõng trêng hîp riªng, tû lÖ pha chÕ ghen xim¨ng vµ hçn hîp
®«ng nhanh do phßng thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh.
Th«ng thêng, ngêi ta b¬m hçn hîp ®«ng nhanh vµ gen xim¨ng qua
cÇn khoan. §Çu cÇn khoan nªn ®Æt cao h¬n tÇng mÆt níc. Lîng dung dÞch
Ðp b¬m vµo cÇn khoan sau hçn hîp tr¸m b»ng thÓ tÝch bªn trong cét cÇn
khoan.
+ Còng cã thÓ dïng ph¬ng ph¸p "khoan mß" (kh«ng cho níc trµo lªn
miÖng lç khoan) trong ®Êt ®¸ cøng nh ®¸ v«i, sa th¹ch Khi khoan “mß” mïn
khoan sÏ thu ®îc nhê èng mïn. Sau khi khoan qua vïng mÊt níc ph¶i
ngõng khoan ®Ó tr¸m ghen xim¨ng hoÆc hçn hîp ®«ng nhanh cho ®Õn khi
kh¾c phôc ®îc hiÖn tîng mÊt níc. VÒ mÆt kinh tÕ khoan “mß” chØ cã lîi
khi níc röa lµ níc l·.
§Ó kh¾c phôc c¸c hiÖn tîng mÊt níc rÊt m¹nh tríc hÕt ngêi ta ph¶i
lµm gi¶m bít cêng ®é mÊt níc b»ng c¸ch båi c¸t hay mïn khoan vµo vïng
mÊt níc hoÆc b»ng c¸ch Ðp c¸c vËt liÖu tr¬ (nh r¬m, than bïn, trÊu ) vµo
®Êy vµ sau ®ã tr¸m xim¨ng l¹i. Khi xi m¨ng ®· ®«ng r¾n th× tiÕn hµnh khoan
b×nh thêng Khi khoan cã thÓ x¶y ra hai hay nhiÒu tÇng mÊt níc gÇn nhau th×
khi ®ã ph¶i tr¸m xim¨ng c¶ hai tÇng, ®Çu tiªn ngêi taØt¸m tÇng díi tríc sau
®ã kÐo cÇn khoan lªn cao ®Ó tr¸m tÇng trªn.
242
- 8.4. Phßng vµ chèng kÑt cét cÇn khoan.
C¸c nguyªn nh©n chÝnh lµm kÑt cét cÇn khoan lµ :
- Röa lç khoan b»ng dung dÞch sÐt cã ®é th¶i níc qu¸ lín, dung dÞch
nµy t¹o mét líp vá sÐt dµy lªn thµnh lç khoan, lµm thu hÑp ®êng kÝnh lç
khoan l¹i. Khi kÐo cÇn lªn, vá sÐt bÞ dån l¹i, vµ phÝa trªn choßng h×nh thµnh
mét c¸i “nót” ngµy cµng chÆt vµ dÉn ®Õn kÑt.
- §Êt ®¸ dÎo bÞ tr¬ng në do níc tõ dung dÞch ngÊm
vµo vØa do sù chªnh lÖch ¸p lùc gi÷a vØa vµ ¸p lùc cét thuû
tÜnh. Sù tr¬ng në lµm thu hÑp lç khoan l¹i lµm t¨ng ¸p lùc
m¸y b¬m vµ kÑt cÇn . Trêng hîp nµy th«ng thêng x¶y ra ë
nh÷ng tÇng cã ®é nghiªng lín (h×nh a).
- KÑt cÇn khoan do mïn khoan bÞ tÝch ®äng l¹i lµm thu
hÑp lç khoan t¹o thµnh nh÷ng c¸i "nót" vµ g©y kÑt cÇn.
Nguyªn nh©n tÝch ®äng mïn khoan lµ do:
+ Kh«ng thêng xuyªn läc s¹ch mïn khoan ra khái
dung dÞch, nªn dung dÞch l¹i mang theo nhiÒu mïn khoan
xuèng lç khoan. H×nh a
+Do lu lîng b¬m qu¸ bÐ hay c¸c th«ng sè cña dung
dÞch kh«ng phï hîp ®Ó mang ®îc mïn khoan lªn mÆt
(tèc ®é ®i lªn cña níc röa kh«ng ®ñ ®Èy mïn khoan
lªn mÆt )
+ Do sù sËp lë cña ®Êt ®¸ ë mét sè tÇng (h×nh b)
t¹i ®ã vËn tèc ®i lªn cña dung dÞch bÐ, mïn khoan bÞ
l¾ng ®äng.
+ Khi khoan b»ng c¸c choßng cã ®êng kÝnh
kh¸c nhau, lç khoan cã h×nh bËc thang, ë chç chuyÓn
tiÕp tõ ®êng kÝnh lín sang ®êng kÝnh nhá mïn khoan
bÞ thu hÑp l¹i vµ g©y kÑt cÇn (h×nh c).
- Cét cÇn khoan bÞ rß vµ níc röa ch¶y qua chç
H×nh b
nèi ren hay chç rß cña cét cÇn khoan, choßng khoan
kh«ng ®îc röa vµ bÞ hÑp vµo bëi mïn khoan.
243
nguon tai.lieu . vn
