Giáo trình Hệ thống chống ống và trám xi măng (Nghề: Khoan khai thác dầu khí - Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ


GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN: HỆ THỐNG CHỐNG ỐNG VÀ TRÁM XI MĂNG
NGHỀ: KHOAN KHAI THÁC DẦU KHÍ
TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP
(Ban hành kèm theo Quyết định số: 193/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020
của Trường Cao Đẳng Dầu Khí)

Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2020
(Lưu hành nội bộ)


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

Trang 1


LỜI GIỚI THIỆU
Được sự phân công của Nhà Trường và ban lãnh đạo Khoa Dầu khí. Tơi đã bắt
tay vào biện soạn cuốn giáo trình Hệ thống chống ống và Trám xi măng cho hệ trung
cấp nghề Khoan khai thác Dầu khí.
Nhằm phục vụ tốt cho cơng tác giảng dạy của giáo viên cũng như học tập của
học sinh trong Trường, tơi đã tham khảo nhiều giáo trình của các tác giả trong và
ngoài nước và đặc biệt là các tài liệu kỹ thuật về quá trình chống ống và trám xi măng

tại các đơn vị sản xuất như Vietsovpetro, PVD offshore,…
Toàn bộ quyển Hệ thống ống chống và trám xi măng gồm có 4 bài đề cập đến tất
cả các vấn đề liên quan đến ống chống, xi măng trám và trám xi măng giếng khoan từ
cấu tạo ống chống, hình dạng kích thước đến việc lựa chọn ống chống, các sự cố trong
quá trình chống ống,…các phương pháp chống ống và trám xi măng được áp dụng tại
Việt Nam. Với sự đầu tư đáng kể về trí lực của tác giả hy vọng đây là cuốn sách đầy
đủ hệ thống rất thuận lợi cho việc học tập và tra cứu.
Mặc dù tôi đã rất cố gắng song trong q trình biên soạn giáo trình này khơng
thể tránh khỏi các sai sót về nội dung, hình thức, cũng như là những sai sót trong q
trình in ấn, trình bày, mong người đọc, các bạn đồng nghiệp chân thành góp ý để
chúng tơi hồn thiện hơn giáo trình hơn nữa.
Trân trọng cảm ơn./.
Bà rịa - Vũng Tàu, tháng 3 năm 2020
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên: Ks. Phạm Thế Anh
2. Ks. Vũ Xuân Thạch
3. ThS. Phạm Hữu Tài

Trang 2


MỤC LỤC
TRANG
GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN ...............................................................................................7
Bài 1: ỐNG CHỐNG ................................................................................................12
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG .................................................................................................. 13
1.1.1. Chuẩn bị giếng khoan ................................................................................................... 15
1.1.2. Thao tác chống ống......................................................................................................... 18
1.2. CÁC LOẠI ỐNG CHỐNG VÀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT........................................... 20
1.2.1. Chức năng của ống chống ............................................................................................. 21

1.2.2. Các loại ống chống ....................................................................................................... 21
1.2.3. Các bộ phận của cột ống chống .................................................................................... 24
1.2.4. Cấu trúc phần dưới của cột ống chống ......................................................................... 26
1.3. CÁC DẠNG HƯ HỎNG CỦA ỐNG CHỐNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC ................. 32
1.3.1. Các dạng hư hỏng của ống chống ................................................................................... 32
1.3.2. Cách khắc phục các sự cố về hỏng hóc ống chống ........................................................ 35
1.4.

CHỐNG ỐNG .............................................................................................................. 35

Bài 2: TRÁM XI MĂNG ..........................................................................................37
2.1. XI MĂNG VÀ CÁC CHẤT PHỤ GIA ............................................................................. 38
2.1.1. Xi măng .......................................................................................................................... 38
2.1.2. Nguyên liệu để sản xuất xi măng.................................................................................... 40
2.1.3. Các phương pháp sản xuất xi măng ................................................................................ 41
2.1.4. Phân loại xi măng: .......................................................................................................... 42
2.1.5. Vữa xi măng ................................................................................................................... 43
2.1.6. Tính chất của đá xi măng ................................................................................................ 48
2.1.7. Các chất phụ gia của xi măng ......................................................................................... 50
2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG ............................................................. 53
2.2.1. Giới thiệu chung về việc bơm trám xi măng .................................................................. 53
2.2.2. Các nguyên tắc của phương pháp trám xi măng............................................................. 56
2.2.3. Các phương pháp bơm trám xi măng ............................................................................. 57
2.2.4. Trám xi măng đặc biệt .................................................................................................... 72
2.2.5. Trám xi măng ống chống có đường kính lớn ................................................................. 74
2.2.6. Chọn vữa xi măng........................................................................................................... 75
2.2.7. Tính tốn trám xi măng .................................................................................................. 76
2.3. CÁC U CẦU TRONG QUÁ TRÌNH BƠM TRÁM .................................................... 76
2.3.1. Yêu cầu về xi măng trám ................................................................................................ 76
2.3.2. Yêu cầu của chất phụ gia trong quá trình bơm trám ..................................................... 78

2.3.3. Thực hiện ........................................................................................................................ 80
Trang 3


2.3.4. Kiểm tra chất lượng trám xi măng .................................................................................. 82
2.4. CÁC SỰ CỐ THƯỜNG XẢY RA VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC TRONG QUÁ
TRÌNH BƠM TRÁM XI MĂNG ................................................................................. 83
2.4.1. Các sự cố về phần động cơ diezen.................................................................................. 83
2.4.2. Các sự cố về phần ly hợp ................................................................................................ 85
2.4.3. Các sự cố về phần máy bơm ........................................................................................... 86
2.5. TRÁM XI MĂNG ............................................................................................................. 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................89

Trang 4


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Sơ đồ ống chống giếng khoan
Hình 1.2 Ống chống bằng thép
Hình 1.3 Tạo xung điện bằng thiết bị địa vật lý
Hình 1.4 Chuẩn bị chống ống
Hình 1.5 Thả cột ống chống
Hình 1.6 Sơ đồ ống chống giếng khoan
Hình 1.7 Ống chống lửng
Hình 1.8 Chống ống
Hình 1.9 Đầu ống chống
Hình 1.10 Các loại chân đế ống chống
Hình 1.11 Van ngược (Float collar)
Hình 1.12 Định tâm ống chống

Hình 1.13 Vịng định tâm ống chống
Hình 1.14 Chổi quét màng vỏ sét
Hình 1.15 Giỏ trám xi măng
Hình 1.16 Các nút trám xi măng
Hình 1.17 Nút trám xi măng
Hình 1.18 Ống chống (steel Casing)
Hình 1.19. Phân bố ứng suất kéo trên cột ống chống
Hình 1.20 Sự tác động của ứng suất bóp méo ống chống
Hình 1.21 Phân bố ứng suất gây nổ ống chống
Hình 2.1 Xi măng bột
Hình 2.2 Lược đồ sản xuất xi măng
Hình 2.3 Sơ đồ quá trình nung tạo clinke
Hình 2.4 Sơ đồ nghiền clinke và thành phẩm xi măng
Hình 2.5 Vữa xi măng
Hình 2.6 Qui trình hình thành vữa xi măng
Hình 2.7 Xe trám xi măng
Hình 2.8 Xe trộn xi măng
Hình 2.9 Sơ đồ đường nối trám xi măng trên giàn khoan
Hình 2.10 Hệ thống trám xi măng
Hình 2.11 Thực hiện trám xi măng
Hình 2.12 Sơ đồ trám xi măng một tầng 2 nút
Hình 2.13 Trám xi măng hai giai đoạn thơng thường
Hình 2.14 Sơ đồ trám xi măng hai giai đoạn liên tục
Hình 2.15 Trám xi măng ba giai đoạn
Hình 2.16 Cột ống chống lửng
Hình 2.17 Trám xi măng ống chống lửng
Hình 2.18 Qui trình trám xi măng cột ống chống lửng
Hình 2.19 Đầu bơm trám xi măng ống chống lửng
Hình 2.20. Đầu treo ống chống lửng
Hình 2.21 Trám và bơm ép vữa xi măng ống chống lửng

Hình 2.22 Măng séc
Hình 2.23 Trám xi măng bằng cần khoan
Hình 2.24 Qui trình trám xi măng qua vành xuyến
Hình 2.25 Sơ đồ pha trộn, bơm xi măng trên giàn khoan
Hình 2.26 Sơ đồ thực hiện trám xi măng
Hình 2.27 Biểu đồ nhiệt kiểm tra chất lượng trám xi măng

Trang 14
Trang 15
Trang 16
Trang 17
Trang 20
Trang 21
Trang 24
Trang 25
Trang 25
Trang 27
Trang 27
Trang 28
Trang 29
Trang 30
Trang 31
Trang 31
Trang 32
Trang 32
Trang 33
Trang 33
Trang 34
Trang 39
Trang 41

Trang 42
Trang 42
Trang 44
Trang 44
Trang 54
Trang 55
Trang 55
Trang 56
Trang 57
Trang 58
Trang 60
Trang 62
Trang 63
Trang 64
Trang 65
Trang 66
Trang 67
Trang 67
Trang 70
Trang 72
Trang 74
Trang 75
Trang 81
Trang 82
Trang 82

Trang 5


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2. 1. Thành phần khoáng vật của xi măng....................................................................... 40
Bảng 2.2. Các tính chất đặc biệt của xi măng .......................................................................... 40
Bảng 2. 3. Thành phần độ hạt của xi măng .............................................................................. 40
Bảng 2. 4. Phân loại sử dụng xi măng theo tiêu chuẩn API ..................................................... 43
Bảng 2. 5. Các tính chất của vữa xi măng và điều kiện sử dụng .............................................. 44
Bảng 2. 6. Tỷ trọng của vữa xi măng theo tiêu chuẩn API ...................................................... 46
Bảng 2. 9. Phân loại xi măng theo tỉ trọng ............................................................................... 51
Bảng 2. 11. Các thông số của xi măng “G” và Xi măng G trộn cát ......................................... 77
Bảng 2. 12. Bảng yêu cầu của Silica flour (S8) ........................................................................ 78
Bảng 2. 13. Yêu cầu của chất phụ gia ...................................................................................... 78

Trang 6


GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN
1. Tên mơ đun: Hệ thống chống ống và trám xi măng
2. Mã mô đun: KKT19MĐ43
3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơ đun:
3.1. Vị trí: Là mơ đun chun mơn nghề của chương trình đào tạo nghề khoan khai
thác dầu khí hệ trung cấp và cao đẳng. Mô đun này được bố trí học sau mơ đun Thí
nghiệm dung dịch khoan.
3.2. Tính chất: Mô đun này trang bị những kiến thức chuyên môn chuyên sâu nghề về
chống ống và trám xi măng giếng khoan.
3.3. Ý nghĩa và vai trị của mơ đun: Mơ đun hệ thống chống ống và trám xi măng
đóng vai trị rất quan trọng trong việc hồn thiện kỹ năng nghề khoan khai thác dầu
khí.
4. Mục tiêu của mơ đun:
4.1. Về kiến thức:
A1. Liệt kê được các loại ống chống, cơng dụng và đặc tính kỹ thuật.
A2. Trình bày được các phương pháp bơm trám xi măng,

A3. Mô tả được các sự cố xảy ra trong quá trình chống ống và trám xi măng, và trình
bày các biện pháp khắc phục sự cố đó.
A4. Trình bày được qui trình chống ống
A5. Trình bày được quy trình trám xi măng
4.2. Về kỹ năng:
B1. Chống được ống chống cho giếng khoan.
B2. Trám được xi măng cho giếng khoan.
4.3.Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
C1. Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an tồn, PCCC, nội quy phịng mơ hình khoan
và quy chế của nhà trường.
C2. Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị điện có liên quan.
C3. Xác định được cơng việc phải thực hiện, hồn thành các công việc theo yêu cầu,
không để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị.
5. Nội dung của mơ đun:
5.1. Chương trình khung
Mã MH/MĐ/HP

Tên mơn học/ mô đun

Số

Thời gian đào tạo (giờ)

Trang 7


tín
chỉ

Tổng

số

Lý
thuyế
t

Thực
hành
thí nghiệ
m bài tập
thảo luận

Kiểm
tra
LT TH

Các mơn học chung/ đại
cương

12

255

94

148

8

5

MHCB19MH01

Giáo dục chính trị

2

30

15

13

2

0

MHCB19MH03

Pháp luật

1

15

9

5

1

0

MHCB19MH05

Giáo dục thể chất

1

30

4

24

0

2

MHCB19MH07

Giáo dục quốc phịng và An
ninh

2

45

21

21

1

2

MHCB19MH09

Tin học

2

45

15

29

0

1

Tiếng Anh

4

90

30

56

4

0

II.

Các môn học, mô đun
chuyên môn ngành, nghề

44

1125

243

832

16

34

II.1.

Mơn học, mơ đun kỹ thuật
cơ sở

12

240

102

126

7

5

An tồn vệ sinh lao động

2

30

23

5

2

0

Vẽ kỹ thuật - 1

2

45

15

28

0

2

KTĐ19MH11

Điện kỹ thuật cơ bản

3

45

36

6

3

0

TĐH19MĐ12

Cơ sở điều khiển q trình

2

45

14

29

1

1

KKT19MH31

Địa chất cơ sở

3

75

14

58

1

2

Mơn học, mơ đun chun
mơn ngành, nghề

32

885

141

706

9

29

KKT19MH33

Cơ sở khoan

3

45

42

0

3

KKT19MĐ37

Thí nghiệm dung dịch khoan

3

75

14

58

1

2

KKT19MĐ40

Hệ thống nâng hạ

4

105

14

87

1

3

KKT19MĐ41

Hệ thống tuần hoàn dung

dịch

4

105

14

87

1

3

KKT19MĐ42

Vận hành hệ thống chuỗi
cần khoan và dụng cụ phá
hủy đất đá

5

135

14

116

1

4

KKT19MĐ43

Hệ thống chống ống và trám
xi măng

4

105

14

87

1

3

KKT19MĐ44

Hệ thống kiểm soát giếng
khoan 1

5

135

14

116

1

4

KKT19MĐ46

Thực tập sản xuất

4

180

15

155

0

10

56

1380

337

980

24

39

I

TA19MH01

ATMT19MH01
CK19MH01

II.2.

Tổng cộng

Trang 8


5.2. Chương trình chi tiết mơ đun
Thời gian (giờ)
Số

Tên chương, mục

TT

Tổng

Lý

Thực

Kiểm

số

thuyết

hành

tra

1

Chương 1. Chống ống

35

6

28

1

2

Chương 2. Trám xi măng

70

8

59

3

105

14

87

4

Cộng
6. Điều kiện thực hiện mơn học:

6.1. Phịng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn
6.2. Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn
6.3. Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình học tập,…
6.4. Các điều kiện khác: Phịng mơ hình khoan động.
7. Nội dung và phương pháp đánh giá:
7.1. Nội dung:
- Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
- Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp.
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mơn học.
+ Nghiêm túc trong q trình học tập.

7.2. Phương pháp:
Người học được đánh giá tích lũy môn học như sau:
7.2.1. Cách đánh giá
- Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư
số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh
và Xã hội.
- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Dầu khí
như sau:
Điểm đánh giá
+ Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1)

Trọng số
40%
Trang 9


+ Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2)
+ Điểm thi kết thúc mô đun

60%

7.2.2. Phương pháp đánh giá
Phương pháp
đánh giá

Phương pháp
tổ chức

Hình thức
kiểm tra

Chuẩn đầu ra
đánh giá

Số
cột

Thời điểm
kiểm tra

Thường xuyên

Viết/

Tự luận/

A1

1

Sau 7 giờ.

Thuyết trình

Trắc nghiệm/

C1, C2

Báo cáo
Định kỳ

Viết/

Tự luận/

A2, A3, C1, C2,C3

1

Sau 43 giờ

Thuyết trình

Trắc nghiệm/
Báo cáo

B1, C1, C2, C3

1

Sau 35 giờ

B2, C1, C2, C3

1

Sau 105
giờ

Kết thúc môn

học

Viết

Tự luận và A1, A2, A3, A4, A5,
trắc nghiệm
B1, B2

1

Sau 105
giờ

C1, C2, C3,
7.2.3. Cách tính điểm
- Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc môn học được chấm theo
thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân.
- Điểm môn học là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của môn học
nhân với trọng số tương ứng. Điểm môn học theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ
số thập phân, sau đó được quy đổi sang điểm chữ và điểm số theo thang điểm 4 theo
quy định của Bộ Lao động Thương binh và Xã hội về đào tạo theo tín chỉ.
8. Hướng dẫn thực hiện môn học
8.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng HSSV Trường Cao đẳng Dầu khí
8.2. Phương pháp giảng dạy, học tập mơn học
8.2.1. Đối với người dạy
* Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: thuyết trình ngắn, nêu
vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận….
* Bài tập: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập theo nội dung đề ra.
* Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra.

Trang 10


* Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng các thành viên trong nhóm
tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày
nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm.
8.2.2. Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:
- Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được
cung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài liệu...)
- Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết. Nếu người học vắng >30% số
tiết lý thuyết phải học lại mơn học mới được tham dự kì thi lần sau.
- Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc
theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 8-10 người học sẽ được cung cấp chủ
đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về
1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân cơng để phát triển và hồn
thiện tốt nhất tồn bộ chủ đề thảo luận của nhóm.
- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ.
- Tham dự thi kết thúc môn học.
- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học.
9. Tài liệu tham khảo:
- Tài liệu tiếng Việt:
[1] Nguyen, J.P; Lê Phước Hảo dịch, Kỹ thuật khoan dầu khí, 1994.
[2] Nguyễn Văn Giáp, Bài giảng thiết bị khoan thăm dò, Đại học Mỏ - Địa chất, 2002.
[3] Lê Phước Hảo, Cơ sở khoan và khai thác dầu khí, Nhà xuất bản giáo dục, 2006.
- Tài liệu tiếng Anh:
[1] Smith, Dwight K, Cementing: SPE Monograph Series, Vol.4,
Petroleum Engineers, 1990.

Society

of

[2] Nelson, Well cementing:Developments in Petroleum Science, 1990

Trang 11


Bài 1:

ỐNG CHỐNG

❖ GIỚI THIỆU BÀI 1
Bài 1 là bài giới thiệu quá trình chống các ống chống cho giếng khoan dầu khí để
người học có được kiến thức và kỹ năng thực hành chống ống.
❖ MỤC TIÊU BÀI 1
Sau khi học xong bài này, người học có khả năng:
➢ Về kiến thức:
- Nhận biết và phân loại được các loại ống chống, công dụng và thông số kỹ
thuật của ống chống.
- Trình bày được các dạng hư hỏng của ống chống và các giải pháp khắc phục
đối với mỗi dạng hư hỏng.
➢ Về kỹ năng:
- Chống được ống chống cho giếng khoan
➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an tồn, PCCC, nội quy phịng mơ hình
khoan và quy chế của nhà trường.
- Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị điện có liên quan.
- Xác định được cơng việc phải thực hiện, hồn thành các cơng việc theo yêu
cầu, không để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị.
❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1

- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng,
vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài
tập bài 1 (cá nhân hoặc nhóm).
- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 1) trước buổi học; hồn
thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 1 theo cá nhân hoặc nhóm và
nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định.
❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI GIẢNG BÀI 1
- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng,
vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài
tập bài 1 (cá nhân hoặc nhóm).
Bài 1: Chống ống

Trang 12


- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 1) trước buổi học; hồn
thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 1 theo cá nhân hoặc nhóm và
nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định.
❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1
-

Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Phịng mơ hình khoan dầu khí

-

Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác

-

Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mơn học, giáo trình, tài liệu

tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan.

-

Các điều kiện khác: Khơng có

❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1
-

Nội dung:

✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến
thức
✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.
✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mơn học.
+ Nghiêm túc trong q trình học tập.
-

Phương pháp:

✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng/ thuyết
trình)
✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: khơng có
✓ Kiểm tra định kỳ thực hành: 1 điểm kiểm tra.
❖ NỘI DUNG BÀI 1
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
Chống ống là công tác gia cố thành giếng khoan, làm cho thành giếng khoan trở

nên vững chắc bằng cách đưa vào trong giếng khoan những cột ống chống (là những
cột ống trụ tròn) được tạo thành từ những ống kim loại. Những ống chống kim loại này
Bài 1: Chống ống

Trang 13


có các cỡ đường kính và bề dày khác nhau (được tiêu chuẩn hóa) và được nối với nhau
bằng ren nối hoặc sử dụng phương pháp hàn để nối trực tiếp chúng lại với nhau.

Hình 1.1 Sơ đồ ống chống giếng khoan

Chống ống thực chất đó là việc thả cột ống riêng phù hợp với đường kính giếng,
được thể hiện bởi:
- Đường kính của ống (rất lớn chỉ chừa một khe hở tương đối nhỏ),
- Độ dòn cơ học khi bị kéo và xoắn,
- Các thiết bị nạo, thiết bị định tâm làm tăng độ ma sát.
Do đó, việc thả cột ống chống trong nhiều trường hợp là rất phức tạp, đặc biệt
trong những giếng khoan xiên. Nếu cột ống chống bị kẹt và khơng phủ hết tầng khoan
qua thì chính cấu trúc giếng khoan trong tổng thể của nó phải được xem xét lại và dẫn
đến quy trình thăm dò và khai thác cũng bị thay đổi.
Ống chống được làm bằng thép, có giới hạn bền kéo = 650 MPa và giới hạn chảy
= 380 MPa. Với các lỗ khoan nơng có thể dùng ống chống bằng chất dẻo, xi măng
asbet.
Trong các giếng khoan dầu khí, tùy theo vị trí, chiều dài và cơng dụng của các
cột ống chống mà có các tên gọi khác nhau như: ống định hướng, ống dẫn hướng, ống
chống trung gian, ống chống khai thác, ống chống lửng. Cột ống chống dùng để nối
kết các thiết bị chống phun trào. Hiện nay đã có cột ống chống đạt đến độ sâu
12.261m, đường kính 215mm tại lỗ khoan CG - 3 trên bán đảo Kola.
Ở mỗi một giếng khoan người ta có thể chống từ 1 đến 2 cột ống chống, nhưng

cũng có thể phải chống nhiều cột ống chống hơn, lên đến 4 hoặc 5 cột ống. Việc cần
chống bao nhiêu cột ống còn tuỳ thuộc vào mục đích, chiều sâu và điều kiện địa tầng
của mỗi giếng khoan.
Cấu trúc giếng khoan được tạo thành bởi một số cột ống chống có đường kính và
chiều dài khác nhau thả lồng vào nhau trong lỗ khoan, kết hợp với những cỡ chòong
khoan tương ứng dùng để khoan.
Vậy cấu trúc của một giếng khoan thường bao gồm các yếu tố sau:
- Cấu trúc của các cột ống chống (số lượng ống chống, chủng loại ống chống,
chiều sâu thả của từng loại ống chống, đường kính)
- Chng khoan sử dụng (loại chng, đường kính)
Bài 1: Chống ống

Trang 14


- Khoảng trám xi măng (chiều cao trám kể từ chân đế ống chống Hc).
Trong quá trình khoan các giếng khoan dầu khí bằng cơng nghệ khoan hiện đại,
chống ống cho giếng khoan mang một đặc tính khơng liên tục. Khi khoan đến hết
chiều sâu nào đó thì sẽ phải ngừng khoan, tiến hành thả ống chống và trám xi măng.
Sau đó tiếp tục khoan với chng có đường kính bé hơn đường kính trong của ống
chống thả trước đó và quá trình tiếp theo lại được lặp lại tương tự như trước.

Hình 1.2 Ống chống bằng thép

1.1.1. Chuẩn bị giếng khoan
Khi choòng khoan đạt đến độ sâu thiết kế quy định cho chân đế cột ống chống thì
nói chung giếng khoan vẫn chưa sẵn sàng để hạ ngay cột ống chống.
Đầu tiên cần tiến hành đo địa vật lý giếng khoan (còn gọi là đo carota giếng
khoan). Phần lớn các trường hợp tiến hành đo các thông số là do nhà địa chất chỉ định,
nhưng trong một số điều kiện, hồn cảnh nhất định kỹ sư khoan cũng có thể đề xuất

các số liệu cần đo để xúc tiến các công việc tiếp theo được dễ dàng hơn.
Thiết bị đo địa vật lý được thả xuống giếng khoan (logging tool). Thiết bị này
được nối lên trên mặt đất bằng một dây cáp chuyên dụng. Khi thiết bị được thả đến độ
sâu cần đo nó sẽ tạo ra xung điện từ. Xung điện từ này đi vào vỉa và cho ta xung phản
hồi được thu lại bởi thiết bị địa vật lý trên bề mặt.

Bài 1: Chống ống

Trang 15


Hình 1.3 Tạo xung điện bằng thiết bị địa vật lý

Sau khi tiến hành đo địa vật lý giếng khoan ta phải thực hiện các thao tác tiếp
theo là xác định đường kính giếng khoan, độ lệch của giếng khoan, góc phương vị và
đo nhiệt độ tối đa.
- Dụng cụ dùng để đo đường kính: dụng cụ này được sử dụng nhằm biết càng
chính xác càng tốt thể tích khoảng không vành xuyến giữa cột ống chống và giếng
khoan để tính tốn lượng xi măng cần thiết sử dụng. Ngồi ra, kết quả đo cịn giúp xác
định vị trí đặt dụng cụ định tâm (đặt tại các vùng có đường kính phù hợp với đường
kính chng khoan).
- Độ lệch giếng khoan và góc phương vị của giếng khoan: là các thông số để cho
ta biết độ cong giếng khoan và xác định các vị trí tại đó, sự thay đổi đột ngột về độ
nghiêng hoặc góc phương vị có thể gây trở ngại cho việc thả tự do cột ống chống.
- Đo nhiệt độ tối đa: để xác định được thời gian cần thiết để hoàn tất việc bơm
trám xi măng cho giếng khoan sâu. Đo nhiệt độ tối đa được thực hiện nhờ ghi điện trở
suất PS.
Sau khi đo carota điện, thường thả lại bộ khoan cụ để doa thông giếng trước khi
bắt đầu chống ống. Thao tác khoan doa này nhằm hai mục đích:
- Kiểm tra độ ổn định thành giếng khoan,

- Cho tuần hồn thơng giếng và nếu cần thì xử lý điều chỉnh dung dịch.
Việc chuẩn bị cột ống chống được thực hiện trong thời gian khoan và phải chuẩn
bị trước khi tiến hành chống ống (khi khoan xong thì ống chống đã được chuẩn bị sẵn
sàng).
Các ống chống được bảo quản thành từng lớp liên tiếp trong kho bãi (không
nhiều hơn 3 lớp) sao cho thứ tự vận chuyển tương ứng với cấu trúc dự kiến của cột
ống chống.
Bài 1: Chống ống

Trang 16


Khi ống chống được vận chuyển dần dần đến công trường, chúng được phân loại
(mác thép, chiều dày, loại ren), được đo chiều dài và được đánh số riêng biệt để tránh
nhầm lẫn.. Sau đó các ống chống được chọn và sắp xếp trên bãi theo thứ tự khi hạ. Các
đầu bảo vệ ren ở hai đầu được bỏ ra các ren được lau sạch và bơi mỡ. Chỉ có đầu bảo
vệ ren được lắp lại để bảo vệ ren khi di chuyển ống

Hình 1.4 Chuẩn bị chống ống

Ngồi ra, việc chuẩn bị cột ống chống còn phải tiến hành lắp đặt các phụ tùng
cho ống chống cụ thể như sau:
- Chân đế và vòng dừng được vặn vào ống bằng lớp keo dán chịu nhiệt để tránh
tự tháo khi khoan lại về sau,
- Các dụng cụ định tâm (lồng định tâm) được đặt tại các vị trí tính tốn trước như
ở phần cuối của cột ống, ở vị trí chân đế của cột ống trước đó và gần các thiết bị trám
xi măng phân tầng,
- Các dụng cụ nạo thành giếng khoan được đặt ở đoạn dưới cột ống và có khi cao
hơn một chút để phá vỡ lớp vỏ sét các tầng thấm lọc.
a. Đầu ống chống

Đầu ống chống là thiết bị bề mặt được lắp ở phần trên cùng của cột ống chống
nhằm treo các cột ống và làm kín các khoảng khơng vành xuyến giữa chúng và kiểm
tra áp suất tại các khoảng vành xuyến tương ứng
b. Cấu tạo và lắp ráp
Việc lắp ráp đầu ống chống được tiến hành theo từng bước.
Sau khi khoan và chống ống, trám xi măng xong ống dẫn hướng (2), chúng được
treo lên mặt bích đơn (1) bằng ren hoặc bằng hàn. Trên mặt bích đơn (1) sẽ làm bệ để
lắp đối áp để khoan tiếp khoảng sau đó. Sau khi đã khoan xong cột ống trung gian tiến
hành theo thiết bị đối áp.
Bài 1: Chống ống

Trang 17


Tiến hành chống ống và trám xi măng cột ống trung gian (6). Sau khi trám xi
măng cột ống trung gian (6) thì trên mặt bích đơn (1) ta lắp mặt bích kép (3) để treo
cột ống trung gian (6). Bên trong của mặt bích kép có dạng êm để lắp chấu chèn (4)
xiết chặt và giữ ống trung gian và bịt kín nhờ vịng đệm cao su (5). Lỗ thốt (7) thơng
ra áp kế cho phép kiểm tra áp suất giữa 2 cột ống (2) và (6). Cứ như vậy cho đến cột
ống cuối cùng.
Người ta đã chế tạo ra những đầu ống chống chịu được những áp suất tương ứng.
1.1.2. Thao tác chống ống
Đây là thao tác đưa cột ống chống vào lỗ khoan vừa khoan xong
a. Xác định chiều sâu đặt chân đế cột ống chống
Khi bắt buộc phải chống ống, nghĩa là phải tăng giá thành giếng khoan lên nhiều,
đây là chi phí cần thiết phải bỏ ra để đạt được mục tiêu. Một kỹ sư khoan giỏi là người
lập chương trình khoan cho phép đạt mục tiêu mà giảm được tối đa số lượng ống
chống và cố đặt chân đế ống chống ở độ sâu phù hợp. Vì vậy, việc xác định độ sâu đặt
chân đế ống chống cho từng cấp ống chống hoặc chiều sâu của từng công đoạn khoan
là những thông số quan trọng của cấu trúc giếng khoan.

Việc xác định này căn cứ vào các tài liệu địa chất và cơ học. Việc đảm bảo tiến
độ công việc thường xuyên là yếu tố quyết định. Vì vậy, đó là sự lựa chọn có tính tốn
đến cả mức độ rủi ro, một sự lựa chọn dựa trên việc nghiên cứu và hiểu biết sâu sắc
trên các dữ liệu địa chất, cơ học đá và độ bền cơ học của ống được sử dụng.
❖ Các tiêu chuẩn địa chất
Ở đây đề cập chủ yếu đến các tiêu chuẩn về thạch học
- Chức năng làm kín chân đế ống chống
Như đã thấy ở trên, mục đích của việc ống chống ống là bảo vệ các thành hệ đất
đá khoan qua, tránh sụt lở thành giếng khoan và ngăn cản sự thông nhau giữa các tầng
đã khoan và các tầng sẽ khoan. Để đạt được mục đích đó, cần đặt các chân đế cột ống
chống nên nền của đất đá hầu như không thấm, thường là sét hay đá vôi hoặc thạch
cao khan (anhydrite).
- Sự thay đổi cột địa tầng
Việc chống ống cũng có thể được tiến hành do sự thay đổi địa tầng, do những
nguyên nhân kỹ thuật không khả thi hay do sự dàng buộc về kinh tế bắt buộc phải thay
đổi dung dịch khoan thích hợp hơn. Ví dụ trường hợp phải khoan tầng muối (chỉ vài
mét), dung dịch được sử dụng hợp lý nhất là dung dịch khoan bão hòa muối. Do đó cột
ống chống thường được hạ xuống nóc tầng chứa muối nhằm thay đổi dung dịch để
khoan qua tầng muối này.
❖ Những tiêu chuẩn liên quan đến độ bền cơ học đá hoặc cột ống chống
Để xây dựng một chương trình chống ống, người ta cũng cần tính đến:
- Áp lực chất lỏng chứa trong đất đá khoan qua (áp suất lỗ hổng),
- Độ ổn định của đất đá ứng với các áp suất của tầng đó,
- Độ bền cơ học của ống chống được sử dụng.
* Áp suất
Người ta phân biệt:

Bài 1: Chống ống

Trang 18

+ Áp suất bình thường: Khi gradien áp suất là thủy tĩnh, nghĩa là áp suất gặp phải
tương ứng với trọng lượng của một cột nước từ bề mặt đến độ sâu được xem xét,
gradien áp suất vào khoảng 1bar/10m.
+ Áp suất dị thường: Ở đây, gradien áp suất nói chung là lớn hơn do sự xuất hiện
bất thường của các chất lỏng nhẹ hơn nước như dầu hay sự kém chặt sít của các trầm
tích. Khi đó gradien này có thể đạt đến giá trị tương ứng với trọng lượng đất đá gặp
phải (khoảng 2,3 bar/10m), đó là gradien địa tĩnh.
Trong chuyên môn, để dễ so sánh, người ta thường dùng sơ đồ áp suất – chiều
sâu, là một hình ảnh rõ ràng về chế độ áp suất khi khoan.
* Độ ổn định của đất đá
Việc đánh giá độ bền của đất đá với dung dịch khoan và độ thấm lọc của nó được
thực hiện nhờ các thí nghiệm áp suất, gọi là sự thử độ tiếp nhận của vỉa (leak off test).
Vấn đề là xác định áp suất mà bắt đầu từ đó thành hệ thu nhận dung dịch khoan hoặc
thành hệ bị nứt nẻ và dung dịch khoan đi vào vỉa liên tục và không quay trở lại, gây
nên hiện tượng mất dung dịch. Có thể phải tiến hành một thử nghiệm áp suất nữa, gọi
là thử nghiệm áp suất trong giếng khoan trần, nhất là khi gặp phải một tầng đặc biệt
xốp và thấm, dễ bị xâm thực, giịn hóa bởi chất thấm lọc, thậm chí bị đứt gãy.
* Qui trình thử độ tiếp nhận của vỉa (leak off test) tại chân đế ống chống
- Tạo ra áp suất nhờ cụm bơm cao áp, lưu lượng nhỏ và khơng đổi bằng cách đo
thể tích và đánh dấu các áp suất tương ứng trên đồ thị.
- Trong q trình tăng áp suất, cần quan sát khoảng khơng vành xuyến giữa các
cột ống chống và xả van khi áp suất tăng. So sánh các thể tích bơm được với thể tích lý
thuyết.
- Cần dừng bơm khi gặp một trong các trường hợp sau:
+ Áp lực dự kiến đã đạt (Pt),
+ 3 hay 4 điểm liên tục lệch khỏi đường thẳng tăng áp suất trên đồ thị.
(Như vậy điểm bắt đầu lệch là Pi)
+ Do vô ý mà áp suất đã tạo ra đứt gãy (Pf).

- Sau khi dừng bơm, quan sát áp suất trong vòng 3 đến 5 phút đối với các lần thử
đất đá hay xi măng ở chân đế ống chống. Đánh dấu trên đồ thị sự sụt áp theo thời gian,
- Sau khi quan sát áp suất, tiến hành xả từ từ và đo thể tích chảy về,
- Kết quả thử áp suất, thử khả năng bơm ép dung dịch hoặc thử tạo ra sớm khe
nứt của đất đá trong giếng khoan trần hoặc xi măng được gọi là mật độ tương đương
của các thí nghiệm đó ở chân đế ống chống hoặc ở điểm yếu nhất của thành hệ.
Các gradien thử độ tiếp nhận của vỉa “leak off test” cũng được vẽ lên trên cùng
biểu đồ áp suất – độ sâu nói trên.
Một quy tắc luôn luôn phải tuân thủ là:
Áp suất tầng chứa < Áp suất của thí nghiệm thử độ tiếp nhận của vỉa (PLOT).
Bất đẳng thức này là tiêu chuẩn quan trọng nhất để xác định độ sâu đặt chân đế
cột ống chống vì sự mất dung dịch trong quá trình khoan có thể dẫn đến hiện tượng
phun khơng kiểm sốt được.
b. Thả cột ống
Sau khi các thao tác chuẩn bị và kiểm tra đã hoàn tất sẽ bắt đầu thao tác thả cột
ống chống. Cần thả cột ống với vận tốc thả tối đa mà vẫn đạt được độ ổn định của
Bài 1: Chống ống

Trang 19


thành giếng khoan (nghĩa là áp suất dư trong giới hạn cho phép). Cơng việc cần được
tổ chức tốt vì mọi sự ngừng trong q trình thả do có sự cố đều dẫn đến nguy cơ rất
lớn về việc kẹt ống ở thành giếng khoan.

Hình 1.5 Thả cột ống chống

Nguyên tắc hạ cột ống chống cũng giống như cột cần khoan nhưng thiết bị phải
phù hợp với đường kính ống và với áp suất bóp méo ống nhỏ hơn. Thường sử dụng
bàn trám xi măng và thiết bị nâng dạng nêm để thả ống chống.

Việc vặn các ống với nhau được thực hiện nhờ các khóa thủy lực. Thường th
cơng ty dịch vụ chuyên ngành thực hiện công việc phức tạp này.
Người chỉ huy công trường phải theo dõi việc đổ đầy dung dịch vào cột ống
chống để cân bằng áp suất. Khi thả cột ống chống đến đáy, người ta có thể điều chỉnh
lại thành phần dung dịch, tuần hồn nó, đồng thời nâng thả cột ống chống để làm cho
các dụng cụ nạo thành giếng khoan hoạt động. Việc tuần hoàn dung dịch chỉ được
dừng lại khi:
- Dung dịch đi lên khơng cịn mùn khoan,
- Lượng khí trong dung dịch ít và khơng thay đổi,
- Khơng có hiện tượng mất dung dịch và xâm nhập của chất lỏng vỉa,
- Tồn bộ thể tích dung dịch tuần hồn là đồng nhất.
Khi cột ống chống đã được lắp đầu trám xi măng và các nút trám, việc trám xi
măng mới có thể bắt đầu.
1.2. CÁC LOẠI ỐNG CHỐNG VÀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT
Sơ đồ chống ống một lỗ khoan bao gồm:

Bài 1: Chống ống

Trang 20


Hình 1.6 Sơ đồ ống chống giếng khoan

1.2.1. Chức năng của ống chống
Các cột ống chống được đưa xuống giếng khoan nhằm thực hiện các chức năng
sau đây:
- Giữ cho thành giếng khoan luôn được vững chắc, chống sự sập lở của đất đá
xung quanh thành giếng nhất là các tầng đất đá có cấu tạo mềm yếu, bở rời.
- Ngăn cách các vỉa ở tầng đất đá nứt nẻ.
- Cách ly các tầng chất lưu khác nhau và cách ly tầng chứa dầu. Điều này cần

thiết có mặt sự phối hợp giữa vành đá xi măng và ống chống. Bởi vậy việc tiến hành
khai thác chất lưu từ các tầng chứa đặc biệt mới đạt được hiệu quả cao.
- Bảo vệ các tầng nước trên mặt khỏi sự xâm nhập của dung dịch khoan.
- Tạo kênh dẫn cho chất lỏng khai thác đi từ vỉa vào trong giếng khoan.
- Làm bệ đỡ cho thiết bị đầu giếng và cây thông khai thác sau này. Hệ thống ống
chống cũng cho phép lắp đặt thiết bị chống phun trong suốt quá trình thực hiện cơng
tác khoan.
- Cung cấp chỉ số về đường kính giếng khoan và chiều sâu khoan tạo điều kiện
thuận lợi cho quá trình kiểm tra chạy thử và q trình lắp đặt hồn thiện các thiết bị
phục vụ cho khai thác.
1.2.2. Các loại ống chống
a. Ống dẫn hướng (Conductor casing)
Ống dẫn hướng là ống chống được lắp đặt ở chiều sâu nhỏ. Ống dẫn hướng có
tác dụng bảo vệ thành lỗ khoan ở phần trên không bị sập lở, bảo vệ các tầng nước trên
mặt khỏi bị ô nhiễm bởi dung dịch khoan. Ống dẫn hướng đóng vai trò là một trụ rỗng
Bài 1: Chống ống

Trang 21


bên trên có lắp các thiết bị miệng giếng như: Đầu ống chống, thiết bị chống phun, treo
toàn bộ các cột ống chống tiếp theo và một phần thiết bị khai thác. Đây là cột ống
chống đầu tiên nhất thiết phải có. Chiều sâu thả ống chống loại này thơng thường từ 70
 400m, cũng có thể tới 800  1000m tùy theo từng điều kiện địa chất cụ thể của giếng
và chiều sâu giếng khoan. Ống dẫn hướng có đường kính từ 18” đến 30”
Đối với các giếng khoan ở khu vực Trung Đơng, kích thước ống dẫn hướng nằm
5
trong khoảng 18 ”  20” (473mm  508mm). Đối với các giếng khoan thăm dò khu
8

vực biển bắc thường sử dụng loại ống chống có kích thước từ 26”  30”.
Ống dẫn hướng chịu toàn bộ trọng lượng nén của các cột ống chống tiếp theo do
vậy nó ln ln được trám xi măng tồn bộ chiều dài và phần nhô lên mặt phải đủ
bền.
b. Ống chống bề mặt (Surface casing)
So với các cột ống chống kể trên thì cột ống chống này mới là cột ống chống
3
thực sự. Cột ống chống này là cột ống chống bề mặt, thường có đường kính từ 13 ”
8
(240mm) đến 20” và đạt đến độ sâu từ khoảng 70m đến vài trăm mét tùy theo điều
kiện địa chất và chiều sâu giếng khoan, có tác dụng:
- Gia cố tầng đất đá mềm dễ sập lở.
- Cách ly tầng nước mặt với dung dịch khoan.
- Làm cơ sở để lắp đặt hệ thống đầu giếng cho các cấp ống chống khai thác và
thiết bị đối áp.
- Đóng vai trị 1 trụ rỗng, trồn dầy có lắp các thiết bị miệng giếng như: đầu ống
chống, thiết bị chống phun, treo toàn bộ các cột ống chống tiếp theo và một phần thiết
bị khai thác.
Cột ống chống bề mặt chịu toàn bộ trọng lượng nén của các cột ống chống tiếp
theo do vậy nó phải được trám xi măng toàn bộ chiều dài và phần nhô lên mặt phải đủ
bền.
c. Cột ống chống trung gian (Intermediate casing)
Cột ống chống trung gian được thả do yêu cầu của điều kiện địa chất và thường
3
có đường kính từ 7” đến 13 ” và đặt ở độ sâu từ 500 ÷ 3000m tùy theo cột địa tầng và
8
các điều kiện địa chất cụ thể – kỹ thuật của giếng. Công tác khoan không thể tiếp tục
tiến hành nếu khơng có cột ống chống này.
Chức năng của cột ống chống trung gian là tạo điều kiện bình thường để thi công
giếng tiếp tục trong các trường hợp sau đây:

- Áp suất dị thường (áp suất dương hoặc âm) gây hiện tượng phun trào (kick)
hoặc mất dung dịch.
- Đất đá dễ sụt lở, tạo hốc trên thành giếng.
- Tầng sét ngậm nước trương nở làm bó hẹp thành giếng.
- Đối với giếng khoan sâu, mặc dù khơng có các ngun nhân trên, người ta cũng
đặt từ một đến hai cột ống trung gian. Các cột ống chống bề mặt và cột ống chống
trung gian có tên chung là cột ống chống kỹ thuật để phân biệt với cột ống chống khai
thác.
d. Cột ống chống khai thác (Production casing)

Bài 1: Chống ống

Trang 22


Cột ống chống khai thác là cột ống chống cuối cùng được thả xuống giếng
1
khoan. Cột ống chống này có đường kính từ 4 ” ÷ 7" được dùng để tạo thành kênh dẫn
2
lấy dầu và khí lên và để bảo vệ các thiết bị khai thác như bơm sâu, ống ép khí.... Ngồi
ra cột ống chống này cũng cho phép kiểm tra áp suất, thực hiện công tác tăng cường
dòng sản phẩm như nứt vỉa thuỷ lực, xử lý vỉa bằng axit, bơm ép vỉa....
Chỉ không được thả cột ống chống này khi biết chắc chắn là giếng không có sản
phẩm.
Cột ống chống này có thể được chống suốt từ miệng giếng cho đến đáy hoặc có
thể chống lửng (treo cột ống từ chiều sâu nhất định trên đế cột ống chống trước đến
chiều sâu định chống nhờ thiết bị treo ống, phần gối chồng vào cột ống trước thường
từ 100 ÷ 150m). Thơng thường sử dụng ống chống có đường kính từ 5” ÷ 7” cho cột
5
ống chống khai thác lửng và sử dụng ống có đường kính từ 9 ” ÷ 16” cho cột ống

8
chống kỹ thuật.
e. Cột ống chống lửng
❖ Đặc điểm cột ống chống lửng:
- Cột ống chống lửng có độ dài tương đối ngắn,
- Cột ống chống lửng được thả với chiều dài từ đáy lỗ khoan cho đến độ cao từ
50 ÷ 100m ở bên trong cột ống chống trước đó.
- Cột ống chống lửng được đưa vào giếng khoan nhờ cột cần khoan và được treo
vào cột ống chống trước đó nhờ một đầu nối đặc biệt hay dựa vào nó, tuỳ theo chiều
dài của cột ống chống lửng mà đầu nối đặc biệt này sẽ được lựa chọn cụ thể như thế
nào.
Trong trường hợp cột ống chống lửng được chống nhằm đảm nhiệm chức năng
của cột ống chống khai thác thì cột ống này cũng có thể được khoan lỗ từ trên mặt đất
rồi mới thả xuống giếng khoan. Trong trường hợp cột ống chống phía trên đó khơng
chịu được áp suất bên trong thì cột ống chống lửng sau khi trám xi măng được kéo dài
lên trên mặt đất.

Bài 1: Chống ống

Trang 23


Hình 1.7 Ống chống lửng

Mechanical liner hanger: ống chống lửng treo cơ khí
Hydraulic liner hanger: ống chống lửng thủy lực
❖ Ưu điểm của cột ống chống lửng:
Tiết kiệm được ống, công tác thả ống nhanh hơn (do chiều dài ngắn hơn)
1.2.3. Các bộ phận của cột ống chống
Cột ống chống được tạo nên bởi các đoạn ống chống và các phụ tùng của nó.

Chúng ta có thể phân biệt thành 3 nhóm chính:
+ Ống chống: được chế tạo bằng các ống thép chuyên dùng cho công tác gia cố
thành giếng khoan
+ Các phụ tùng của cột ống chống:
- Đế ống chống
- Van ngược
- Vòng dừng
- Vòng định tâm
- Chổi quét màng vỏ sét.
Bài 1: Chống ống

Trang 24