Giáo trình Cơ sở khoan (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
MƠN HỌC : CƠ SỞ KHOAN
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
Giáo trình CƠ SỞ KHOAN được biên soạn theo chương trình đào tạo của bộ
Lao động và Thương binh Xã hội. Giáo trình dựa trên sự tham khảo nhiều tài liệu,
sách, giáo trình của cùng mơn học cũng như các môn liên quan khác dành cho các hệ
đào tạo đại học, cao đẳng, đào tạo nghề và trung học chuyên nghiệp trong nước. Các
kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối liên hệ lơgic chặt chẽ. Tuy vậy, giáo trình

cũng chỉ là một phần trong nội dung của chuyên ngành đào tạo cho nên người dạy,
người học cần tham khảo thêm các giáo trình có liên quan đối với ngành học để việc
sử dụng giáo trình có hiệu quả hơn.
Giáo trình “Cơ sở khoan” là tài liệu bắt buộc đối với học viên nghề Khoan Khai
Thác dầu khí và nghề Vận hành thiết bị khai thác dầu khí hệ Cao đẳng nghề và Trung
cấp nghề, ngồi ra, có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên và học viên các
nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí và Vận hành thiết bị chế biến dầu khí của
Trường. Khi biên soạn giáo trình, chúng tơi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới
liên quan đến môn học, phù hợp với đối tượng sử dụng và yêu cầu đào tạo của nhà
Trường cũng như cố gắng sử dụng thật nhiều hình ảnh minh họa để người học dễ dàng
tiếp thu.
Nội dung của giáo trình được biên soạn với thời lượng 60 giờ, gồm 4 chương:
Chương 1: Khái niệm về khoan dầu khí
Chương 2: Quy trình cơ bản thi công giếng khoan
Chương 3: Giàn khoan và các hệ thống chính trên giàn
Chương 4: Khoan định hướng
Tài liệu này chỉ lưu hành trong nội bộ nhà Trường. Trong q trình biên soạn sẽ
khơng tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được người sử dụng và các đồng nghiệp
đóng góp nhằm làm cho giáo trình ngày một hồn thiện hơn.
Trân trọng cảm ơn./.
Bà rịa - Vũng Tàu, tháng 3 năm 2020
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên: Ths. Phạm Thị Nụ
2. Ks. Lý Tịng Bá
3. ThS. Hồng Trọng Quang
Trang 2


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VỀ KHOAN DẦU KHÍ ................................................13

1.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN .............................................................................. 14
1.1.1. Dầu khí là gì? ......................................................................................................14
1.1.2. Đặc điểm dầu khí Việt Nam ...............................................................................17
1.2. GIẾNG KHOAN ................................................................................................ 17
1.2.1. Định nghĩa ..........................................................................................................17
1.2.2. Phân loại .............................................................................................................17
1.2.3. Các thành phần của một giếng khoan .................................................................19
1.2.4. Cấu trúc của giếng khoan ...................................................................................20
1.3. PHƯƠNG PHÁP KHOAN ................................................................................. 25
1.3.1. Khái quát về khoan dầu khí ................................................................................25
1.3.2. Các phương pháp khoan dầu khí ........................................................................25
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CƠ BẢN THI CƠNG GIẾNG KHOAN ....................29
2.1. LẬP CHƯƠNG TRÌNH KHOAN ...................................................................... 30
2.2. THI CƠNG GIẾNG KHOAN ............................................................................ 32
2.2.1. Chọn vị trí khoan ................................................................................................33
2.2.2. Cơng tác chuẩn bị khoan trường .........................................................................33
2.3. CHẾ ĐỘ KHOAN .............................................................................................. 34
2.4. CÔNG NGHỆ KHOAN ..................................................................................... 34
2.4.1. Khoan lớp mặt ....................................................................................................34
2.4.2. Khoan đoạn giếng trung gian..............................................................................40
2.4.3. Khoan đến mục tiêu ............................................................................................41
2.5. CƠNG NGHỆ CHỐNG ỐNG ............................................................................ 41
2.5.1. Mục đích của việc chống ống .............................................................................41
2.5.2. Các phương pháp chống ống ..............................................................................43
2.5.3. Quy trình chống ống ...........................................................................................43
2.5.4. Thao tác chống ống .............................................................................................44
2.6. CƠNG NGHỆ TRÁM XI MĂNG ...................................................................... 46
2.6.1. Mục đích của việc trám xi măng ........................................................................46
2.6.2. Các phương pháp bơm trám xi măng .................................................................47
2.6.3. Trám xi măng cột ống chống lửng......................................................................50

2.6.4. Trám xi măng đặc biệt ........................................................................................51

Trang 3


CHƯƠNG 3: GIÀN KHOAN VÀ CÁC HỆ THỐNG CHÍNH TRÊN GIÀN
KHOAN ........................................................................................................................53
3.1. CÁC LOẠI GIÀN KHOAN ............................................................................... 54
3.1.1. Giàn khoan đất liền .............................................................................................54
3.1.2. Giàn khoan biển ..................................................................................................55
3.2. CÁC HỆ THỐNG CHÍNH TRÊN GIÀN KHOAN ........................................... 59
3.2.1. Hệ thống nâng hạ ................................................................................................59
3.2.2. Hệ thống quay cần ..............................................................................................69
3.2.3. Hệ thống tuần hoàn dung dịch ............................................................................73
3.2.4. Hệ thống phát lực................................................................................................74
3.2.5. Hệ thống chuỗi cần khoan và dụng cụ phá hủy đất đá .......................................75
CHƯƠNG 4: KHOAN ĐỊNH HƯỚNG ....................................................................88
4.1. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ ỨNG DỤNG .................................................. 89
4.1.1. Khái niệm............................................................................................................89
4.1.2. Phân loại .............................................................................................................89
4.1.3. Ứng dụng ............................................................................................................89
4.2. CÁC DẠNG QUỸ ĐẠO GIẾNG KHOAN ....................................................... 91
4.2.1. Quỹ đạo chữ J, chữ J kéo dài ..............................................................................92
4.2.2. Quỹ đạo chữ S, chữ S cải biên ............................................................................96
4.3. THIẾT BỊ KHOAN CHUYÊN DỤNG .............................................................. 99
4.3.1. Các dụng cụ định hướng .....................................................................................99
4.3.2. Bộ khoan cụ (BHA) trong khoan định hướng ..................................................103
4.3.3. Các động cơ đáy ...............................................................................................105
4.4. KỸ THUẬT LÀM LỆCH HƯỚNG LỖ KHOAN ........................................... 107
4.4.1. Nguyên lý điểm tựa ..........................................................................................107

4.4.2. Nguyên lý con lắc .............................................................................................107
4.4.3. Nguyên lý ổn định ............................................................................................107
4.5. GIẾNG NGANG VÀ ỨNG DỤNG ................................................................. 107
4.5.1. Phân loại ...........................................................................................................107
4.5.2. Ứng dụng ..........................................................................................................108
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................110

Trang 4


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1. 1: Giếng khoan và các thơng số của giếng khoan ............................................19
Hình 1. 2: Cấu trúc giếng khoan ....................................................................................20
Hình 1. 3: Nguyên lý khoan đập cáp và khoan xoay .....................................................27
Hình 2. 1: Chương trình khoan giếng thăm dị ..............................................................31
Hình 2. 2: Thao tác tiếp cần...........................................................................................36
Hình 2. 3: Thao tác tháo cần ..........................................................................................37
Hình 2. 4: Các phụ tùng chống ống ...............................................................................38
Hình 2. 5: Sơ đồ trám xi măng một tầng 2 nút ..............................................................48
Hình 2. 6: Mupta trám phân tầng...................................................................................49
Hình 2. 7: Sơ đồ trám xi măng ống chống lửng ............................................................50
Hình 3. 1: Giàn khoan tự hành, bán tự hành và giàn khoan cố định .............................54
Hình 3. 2: Giàn khoan tự nâng ......................................................................................56
Hình 3. 3: Giàn khoan bán tiềm thủy ............................................................................57
Hình 3. 4: Tàu khoan .....................................................................................................58
Hình 3. 5: Giàn khoan chân đế bằng thép .....................................................................58
Hình 3. 6: Tời khoan......................................................................................................59
Hình 3. 7: Phanh cơ học ................................................................................................61
Hình 3. 8: Tháp khoan 4 chân .......................................................................................62
Hình 3. 9: Tháp khoan chữ A ........................................................................................63

Hình 3. 10: Sơ đồ móc cáp trong hệ thống rịng rọc .....................................................64
Hình 3. 11: Cáp khoan ...................................................................................................65
Hình 3. 12: Rịng rọc tĩnh ..............................................................................................66
Hình 3. 13: Rịng rọc động ............................................................................................66
Hình 3. 14: Elevator ......................................................................................................67
Hình 3. 15: Các chi tiết trong hệ thống quay cần ..........................................................70
Hình 3. 16: Cần chủ lực (Cần chủ đạo, Kelly) ..............................................................71
Hình 3. 17: Đầu xoay thủy lực ......................................................................................72
Hình 3. 18: Hệ thống tuần hồn dung dịch ....................................................................73
Hình 3. 19: Cấu trúc bộ khoan cụ (cột cần khoan) ........................................................76
Hình 3. 20: Thành phần cột cần khoan ..........................................................................77
Hình 3. 21: Cần khoan và đầu nối .................................................................................77
Hình 3. 22: Cần khoan nặng ..........................................................................................79
Hình 3. 23: Cần nặng .....................................................................................................80
Hình 3. 24: Dụng cụ ổn định và các kiểu cánh ..............................................................81
Hình 3. 25: Chng khoan 3 chóp xoay ........................................................................84
Hình 4. 1: Vị trí địa hình khó tiếp cận ...........................................................................90
Hình 4. 2: Một số ứng dụng của khoan định hướng ......................................................90
Hình 4. 3: Các ứng dụng khác của giếng khoan định hướng ........................................91
Hình 4. 4: Các dạng quỹ đạo giếng khoan định hướng .................................................92
Hình 4. 5: Quỹ đạo hình chữ J của giếng khoan định hướng ........................................92
Hình 4. 6: Thiết kế hình học cho giếng dạng chữ S và chữ S cải biên ..........................97
Hình 4. 7: Các dụng cụ định hướng.............................................................................100
Hình 4. 8: Chng thủy lực .........................................................................................101
Hình 4. 9: Các bộ khoan cụ trong khoan định hướng .................................................104
Hình 4. 10: Bộ khoan cụ tăng, ổn định và giảm góc nghiêng .....................................105
Trang 5


Hình 4. 11: Động cơ đáy .............................................................................................106

Hình 4. 12: Các dạng quỹ đạo của giếng ngang ..........................................................108

Trang 6


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 4. 1: Phân loại giếng ngang theo bán kính cong ................................................108

Trang 7


GIÁO TRÌNH MƠN HỌC
1. Tên mơn học: Cơ sở khoan
2. Mã mơn học: KKT19MH33
3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơ đun:
Vị trí: Đây là mơn học chun mơn nghề của chương trình đào tạo nghề khoan
khai thác dầu khí và nghề vận hành thiết bị chế biến dầu khí hệ Cao đẳng. Mơn
học này được bố trí sau khi đã học xong mơn địa chất dầu khí và được dạy
trước mơn học “Cơ sở khai thác”.
3.2. Tính chất: Mơ đun này trang bị những kiến thức về cấu trúc và quy trình thi
cơng một giếng khoan dầu khí.
4. Mục tiêu mơn học :
3.1.

4.1. Về kiến thức:
A1. Trình bày được các khái niệm, thuật ngữ chuyên nghành của nghành khoan. Các
thiết bị và dụng cụ, các công việc cần làm khi thi công giếng khoan cũng như các công
tác phụ trợ khác.
4.2. Về kỹ năng:
B1. Xây dựng được quy trình thi cơng một giếng khoan dầu khí.

4.3. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
C1. Rèn luyện tác phong làm việc khoa học cho sinh viên, tính kiên nhẫn, chăm chỉ và
khả năng làm việc theo nhóm.
C2. Rèn luyện ý thức tổ chức kỷ luật, thái độ nghiêm túc trong học tập.
5. Nội dung của môn học:

5.1.

Chương trình khung
Thời gian đào tạo (giờ)

Mã
MH/MĐ/HP

Tên mơn học/ mơ đun

I

Các mơn học chung/ đại cương

Số
Thực
tín
Kiểm
hành
Lý
chỉ Tổng
tra
thí nghiệm
số

thuyết
bài tập
thảo luận LT TH
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 phòng và An ninh

2

45

21

21

1

2

MHCB19MH09 Tin học

2

45

15

29

0

1

4

90

30

56

4

0

TA19MH01

Tiếng Anh

Trang 8


II.

Các môn học, mô đun chuyên
môn ngành, nghề

44

1125

243

832

16

34

II.1.

Môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở

12

240

102

126

7

5

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 quá 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 sốt 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

ATMT19MH01 An tồn vệ sinh lao động
CK19MH01

II.2.

Tổng cộng

5.2.

Chương trình chi tiết mơn học
Thời gian (giờ)

Số TT

Nội dung tổng quát

Tổng
số

Lý
thuyết

Chương 1: Khái niệm về

khoan dầu khí

3

3

1.1

Các khái niệm cơ bản

1

1

1.2

Giếng khoan

1

1

1.3

Các Phương pháp khoan

1

1

Chương 2: Quy trình cơ bản

15

14

1

2

Thực
hành, thí
nghiệm,
thảo luận,
bài tập

Kiểm tra

LT

TH

1
Trang 9


Thời gian (giờ)
Số TT

Nội dung tổng quát

Tổng
số

Lý
thuyết

Thực
hành, thí
nghiệm,
thảo luận,
bài tập

Kiểm tra

LT

TH

thi cơng giếng khoan
2.1

Lập chương trình khoan

1

1

2.2

Thi cơng giếng khoan

3

3

2.3

Chế độ khoan

1

1

2.4

Công nghệ khoan

3

3

2.5

Công nghệ chống ống

3

3

2.6

Công nghệ trám xi măng

4

3

1

Chương 3: Giàn khoan và các
hệ thống chính trên giàn

19

18

1

3.1

Các loại giàn khoan

3

3

3.2

Các hệ thống trên giàn khoan

16

15

1

Chương 4: Khoan định hướng

8

7

1

4.1

Khái niệm, phân loại và ứng
dụng

1

1

4.2

Các dạng quỹ đạo giếng khoan

1

1

4.3

Thiết bị khoan chuyên dụng

1

1

4.4

Kỹ thuật làm lệch hướng lỗ
khoan

3

3

4.5

Giếng ngang và ứng dụng

2

1

1

45

42

3

3

4

Cộng
6. Điều kiện thực hiện môn học:

6.1. Phòng 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, giáo án.
6.4. Các điều kiện khác:
7. Nội dung và phương pháp đánh giá:
7.1.

Nội dung:
Trang 10


- 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 môn học theo quy định.
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập.

7.2. Phương pháp:
Người học được đánh giá tích lũy mơn học như sau:
7.2.1. Cách đánh giá
- Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo
Thơng 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

Trọng số

+ Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1)

40%

+ Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2)
+ Điểm thi kết thúc môn học

60%

7.2.2. Phương pháp đánh giá
Phương pháp
đánh giá
Thường xuyên

Phương pháp
tổ chức
Quan sát/
Hỏi đáp

Hình thức
kiểm tra
Câu hỏi

Viết/

Tự luận/
Trắc nghiệm

Trắc nghiệm
trên máy tính

Tự luận/ trắc
nghiệm

Định kỳ
Kết thúc môn
học

Chuẩn đầu ra
đánh giá
A1
B1
C1, C2
A1
B1
C1, C2
A1
B1

C1, C2

Số
cột
1

Thời điểm
kiểm tra
Sau 5 giờ.

2

Sau 15 giờ

1

Sau 45 giờ

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.
Trang 11


- 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.
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 môn học

8.2.1. Đối với người dạy
* Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: 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.
* 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 2-3 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 hoàn thiện tốt nhất toàn 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:
[1]. Lê Phước Hảo – “Cơ sở khoan và khai thác dầu khí” – Nhà xuất bản đại học
quốc gia TP.HCM (2011).
[2].

J.P. Nguyen – “ Kỹ thuật khoan dầu khí” – Nhà xuất bản giáo dục (1995).

Trang 12

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VỀ KHOAN DẦU KHÍ
❖ GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1
Chương 1 giới thiệu các kiến thức cơ bản về khoan dầu khí để người học có được kiến
thức nền tảng cho các chương sau.
❖ MỤC TIÊU CHƯƠNG 1
Sau khi học xong chương này, người học có khả năng:
➢Về kiến thức:
-

Trình bày được các khái niệm cơ bản trong khoan dầu khí.

-

Trình bày được các yếu tố của giếng khoan, cấu trúc giếng khoan.

-

Mô tả được nguyên lý các phương pháp khoan hiện nay cũng như so sánh được ưu
và nhược điểm của các phương pháp khoan.
➢Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:

-

Rèn luyện ý thức tổ chức kỷ luật, thái độ nghiêm túc trong học tập.
❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 1

-

Đối với người dạy:
+ Thiết kế giáo án theo thể loại lý thuyết, thực hành hoặc tích hợp phù hợp với
bài học. Giáo án được soạn theo bài hoặc buổi dạy.
+ Tổ chức giảng dạy: Chia ca, nhóm (phụ thuộc vào số lượng sinh viên/lớp)

-

Đối với người học:
+ Chuẩn bị tài liệu, dụng cụ học tập, vở ghi đầy đủ;
+ Hoàn thành các bài thực hành kỹ năng;
+ Tở chức làm việc nhóm, làm việc độc lập;
+ Tuân thủ quy định an toàn, giờ giấc.
❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 1
-

Phòng học chuyên mơn hóa/nhà xưởng: Phịng học lý thuyết.

-

Trang thiết bị máy móc: Máy tính, máy chiếu, bảng, phấn.

-

Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Giáo án, giáo trình.

-

Các điều kiện khác: Khơng có

❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 1

-

Nội dung:

Chương 1: Khái niệm về khoan dầu khí

Trang 13


✓ 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 môn học.
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập.
-

Phương pháp:

✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: vấn đáp, bảng kiểm)
✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: Không.
✓ Kiểm tra định kỳ thực hành: Không.
NỘI DUNG CHƯƠNG 1
1.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1.1. Dầu khí là gì?
Lồi người đã tìm thấy dầu từ hàng nghìn năm trước Cơng ngun, thời đó dầu
thường được sử dụng trong chiến tranh. Cịn rất nhiều dấu tích của việc khai thác dầu
mỏ được tìm thấy ở Trung Quốc khi dân cư bản địa khai thác dầu mỏ để sử dụng trong

việc sản xuất muối ăn, để đốt làm bay hơi nước biển trong các ruộng muối vào khoảng
thế kỷ IV. Trung Đông đã làm quen với văn minh dầu hỏa vào thế kỷ thứ VIII. Các
thùng dầu đã được bày bán trên các con phố của Baghdad.
Mũi khoan dầu đầu tiên trên thế giới đã được tiến hành ở biển Caspian (Bacu)
năm 1848. Năm 1852, bác sĩ và là nhà địa chất người Canada tên là Abraham Gessner
đã đăng ký một bằng sáng chế sản xuất một chất đốt rẻ tiền và đốt tương đối sạch.
Năm 1855 nhà hóa học người Mỹ Benjamin Silliman đề nghị sử dụng axit sunfuric
làm sạch dầu mỏ để làm chất đốt.
Giếng khoan dầu được toàn thế giới biết đến là của Edwin L. Drake vào ngày 278-1859 ở Oil Creek, Pennsylvania. Drake khoan dầu theo lời yêu cầu của nhà công
nghiệp người Mỹ George H. Bissel và đã tìm thấy mỏ dầu lớn đầu tiên chỉ ở độ sâu
21,2m.
Các giếng khoan ở nước Nga được tiến hành vào năm 1864 tại lưu vực sông
Kudako vùng Cuban bằng phương pháp khoan đập và vào năm 1871 tại vùng Bacu
Chương 1: Khái niệm về khoan dầu khí

Trang 14


bằng phương pháp cơ học.
Từ đó đến nay ngành cơng nghiệp dầu khí thế giới khơng ngừng phát triển và
hiện nay có 80 nước trên thế giới đang khai thác dầu khí.
Ở Việt Nam, từ khi những nhà địa chất Pháp sơ bộ đề cập đến tìm kiếm dầu mỏ
và khí thiên nhiên cho đến nay cũng đã ngót 100 năm. Cịn nếu tính từ khi Chính phủ
Việt Nam Dân chủ Cộng hòa quyết định thành lập đơn vị địa chất đầu tiên tìm kiếm
thăm dị dầu khí đến nay cũng đã hơn nửa thế kỷ. Và nếu cho rằng, ngành Dầu khí
Việt Nam được hình thành vào năm 1975 khi Chính phủ quyết định thành lập Tổng
cục Dầu mỏ và Khí đốt Việt Nam thì ngành Dầu khí Việt Nam cũng đã tồn tại được
hơn 40 năm. Dịng khí thiên nhiên được khai thác đầu tiên (19-4-1981) tại mỏ Tiền
Hải C ở tỉnh Thái Bình. Tấn dầu thơ đầu tiên (26-6-1986) khai thác từ mỏ Bạch Hổ ở
thềm lục địa Nam Việt Nam. Đến nay, Việt Nam đã khai thác dầu và khí đốt từ nhiều

mỏ ở cả trên đất liền và thềm lục địa, đưa ngành Dầu khí Việt Nam trở thành một
trong những ngành kinh tế mũi nhọn của đất nước, đưa Việt Nam vào danh sách các
nước sản xuất dầu mỏ và khí đốt trên thế giới.
Theo Luật Dầu khí thì “Dầu khí” là dầu thơ, khí thiên nhiên và hydrocarbon ở thể
khí, lỏng, rắn hoặc nửa rắn trong trạng thái tự nhiên, kể cả sulphur và các chất tương tự
khác kèm theo hydrocarbon nhưng không kể than, đá phiến sét, bitum hoặc các khoáng
sản khác có thể chiết xuất được dầu.
Dầu thơ, hay cịn gọi là dầu mỏ, là một chất lỏng sánh đặc màu nâu hoặc ngả lục,
là một hỗn hợp các phân tử hữu cơ ở thể lỏng đậm đặc, phần lớn là hỗn hợp các
hydrocarbon.
Trong điều kiện áp suất khí quyển, các thành phần hóa học của dầu mỏ được chia
tách bằng phương pháp chưng cất phân đoạn bao gồm: xăng ête, xăng nhẹ, xăng nặng,
dầu hỏa nhẹ, dầu hỏa, dầu diesel, dầu bôi trơn và các thành phần khác như hắc ín, nhựa
đường…
Phụ thuộc vào tỷ trọng và độ nhớt tương đối mà dầu thô được chia ra dầu nặng,
dầu nhẹ khác nhau. Phụ thuộc vào hàm lượng lưu huỳnh có trong dầu thô mà chia ra
dầu ngọt - chứa 0,5% lưu huỳnh hoặc ít hơn và dầu chua có hàm lượng lưu huỳnh 16%.
Hiện nay trên thế giới, việc đo sản lượng dầu được sử dụng theo 2 đơn vị là tấn
(theo trọng lượng) và thùng (barell) là đơn vị dùng để đo khối lượng dầu thô trong
thương mại, giao dịch tồn cầu. Thể tích của 1 thùng dầu thơ là 158,97 lít. Phụ thuộc
vào tỷ trọng của dầu ở mỗi mỏ mà quy đổi thùng ra tấn và ngược lại. Mỗi tấn dầu dao
động trong khoảng khoảng 7-8 thùng, phụ thuộc vào tỷ trọng của dầu.
Chương 1: Khái niệm về khoan dầu khí

Trang 15


Việc xác định cơng thức tính giá các loại dầu thô hiện nay dựa trên giá các loại
dầu thô chuẩn sau đây: Dầu Brent: bao gồm 15 loại dầu mỏ từ các mỏ thuộc hệ thống
mỏ Brent và Ninian trong khu vực lịng chảo Đơng Shetland trên biển Bắc. Dầu mỏ

được đưa vào bờ thông qua trạm Sullom Voe ở Shetlands. Dầu mỏ sản xuất ở châu Âu,
châu Phi và dầu mỏ khai thác ở phía Tây của khu vực Trung Cận Đông được định giá
theo giá của dầu này, nó tạo thành một chuẩn định giá dầu;
Dầu West Texas Intermediate (WTI) được làm chuẩn định giá cho dầu mỏ Bắc
Mỹ;
Dầu Dubai được sử dụng làm chuẩn cho khu vực Châu Á - Thái Bình Dương của
dầu mỏ Trung Cận Đông;
Dầu Tapis từ Malaysia, được sử dụng làm tham chiếu cho dầu mỏ nhẹ Viễn
Đông;
Dầu Minas từ Indonesia, được sử dụng làm tham chiếu cho dầu mỏ nặng Viễn
Đông.
Giỏ dầu OPEC bao gồm dầu của các mỏ: Arab Light (Arập Xêút, Bonny Light
(Nigeria), Fateh (Dubai), Isthmus (Mexico), Minas (Indonesia), Saharan Blend
(Algérie) và Tia Juana Light (Venezuela).
Khí thiên nhiên hay khí đốt là tồn bộ hydrocarbon ở thể khí, khai thác từ giếng
khoan, bao gồm cả khí ẩm, khí khơ, khí đầu giếng khoan và khí cịn lại sau khi chiết
xuất hydrocarbon lỏng từ khí ẩm.
Theo nguồn gốc hình thành khí đốt có thể chia làm 3 loại: Khí tự nhiên, khí đồng
hành, khí ngưng tụ.
Khí tự nhiên: là các khí chứa trong các mỏ riêng biệt. Trong khí, thành phần chủ
yếu là khí mêtan (93-99%), cịn lại là các khí khác như êtan, propan và một ít butan và
các chất khác (N2, S…).
Khí đồng hành: là khí nằm lẫn trong dầu mỏ được hình thành cùng với dầu, thành
phần chủ yếu là các khí nặng hơn như propan, butan, pentan.
Khí ngưng tụ (condensate) thực chất là dạng trung gian giữa dầu mỏ và khí, bao
gồm các hydrocacbon như propan, butan và một số hydrocacbon khác như pentan,
hexan.
Trong công nghiệp và thương mại người ta dùng khí tự nhiên nén - CNG
(Compressed Natural Gas); khí tự nhiên bị lỏng hóa - LNG (Liquefied Natural Gas);
Khí dầu (C3+C4) bị lỏng hóa - LPG (Liquefied Petroleum Gas).

Khí tự nhiên và khí đồng hành bao gồm hai phần: Phần hydrocacbon và phần phi
Chương 1: Khái niệm về khoan dầu khí

Trang 16


hydrocacbon. Theo mức độ chứa axit có thể chia ra khí chua và khí ngọt. Theo hàm
lượng C3+ được phân chia ra khí béo và khí gầy. Khí béo là khí có khối lượng riêng
lớn hơn 150g/cm3, có thể sản xuất ra khí tự nhiên hóa lỏng - LNG, khí dầu mỏ hóa
lỏng- LPG và sản xuất một số hydrocacbon riêng biệt cho cơng nghệ tổng hợp hóa
dầu. Khí gầy là khí có khối lượng riêng nhỏ hơn 50g/cm3, làm nhiên liệu cho công
nghiệp và đời sống.
Theo hàm lượng C2+ được phân chia ra khí khơ và khí ẩm. Khí khơ là khí có
hàm lượng C2+ nhỏ hơn 10%. Khí ẩm là khí có hàm lượng C2+ lớn hơn 10%.
Đơn vị đo sản lượng khí là mét khối (m3), bộ khối (feet3) trong đó 1m3 khí tương
đương 35,3 ft3; 1 bộ khối tương đương 0,028m3. Ngoài ra một số đơn vị khác thường
dùng trong cơng nghiệp khí như BCF (1 tỉ ft3 = 28 tr m3) và TCF ( 1.000 BCF tương
đương 28 tỉ m3).
1.1.2. Đặc điểm dầu khí Việt Nam
Nhìn chung dầu thơ Việt Nam có 4 đặc điểm chính sau:
−

Dầu chứa ít lưu huỳnh (0,03 – 0,09% trọng lượng), kim loại nặng (Nikel: 1,05 –
4,9 ppm, Vanadi < 1ppm), hợp chất nito (từ 0,05 – 0,032% trọng lượng)

−

Dầu nhẹ có tỷ trọng 0,83 – 0,85

−

Dầu chứa nhiều parafin (15 – 27% trọng lượng)

−

Có điểm chảy từ 22 – 30oC

Như vậy, theo phân loại dầu thô Việt Nam thuộc loại nhẹ, ngọt, sạch, nhiều
parafin và có điểm chảy rất cao. Do nguồn gốc địa hóa và điều kiện thành tạo của các
tầng đá chứa Miocen, Oliocen và tầng móng khác nhau nên dầu thơ ở các tầng trên
cũng có những đặc điểm khác nhau.
1.2. GIẾNG KHOAN
1.2.1. Định nghĩa
Giếng khoan là một cơng trình hình trụ ăn sâu vào trong đất đá nhờ các phương
tiện kỹ thuật chuyên dụng (thiết bị và dụng cụ khoan). Giếng khoan có đường kính nhỏ
hơn nhiều lần so với chiều sâu của nó.
1.2.2. Phân loại
Giếng khoan dầu khí có thể được thực hiện trên đất liền hoặc trên biển và được
phân loại theo một số cách sau:
➢ Phân loại giếng khoan theo mục đích sử dụng
Chương 1: Khái niệm về khoan dầu khí

Trang 17


-

Giếng khoan tìm kiếm: là giếng khoan đầu tiên trong vùng nghiên cứu được

tiến hành trên cơ sở thông tin địa chất rất hạn chế, nhằm nghiên cứu cấu trúc địa chất

của các khu vực rộng lớn, tìm hiểu các qui luật chung về địa tầng có triển vọng chứa
dầu khí
-

Giếng khoan thăm dị: được thực hiện trên cơ sở các nghiên cứu về địa chấn

hoặc các tài liệu khác nhưng khơng có các dữ liệu về khoan trong vùng. Mục đích của
giếng khoan thăm dị là để nghiên cứu cấu trúc sâu và đánh giá triển vọng chứa dầu
khí của những vùng có khả năng tích tụ dầu khí, chuẩn bị cơng tác thăm dị địa chấtđịa vật lý chi tiết. Trong giếng khoan thăm dò, mẫu chỉ được lấy từng đoạn nhưng vẫn
đảm bảo các nhiệm vụ địa chất đặt ra
- Giếng khoan thẩm lượng: nhằm xác định ranh giới của mỏ được phát hiện trong
quá trình thăm dò, đánh giá khả năng chứa dầu của các vỉa hoặc tầng sản phẩm, phụ vụ
cho kế hoạch phát triển mỏ
- Giếng khai thác: khoan vào những tầng sản phẩm đã biết của mỏ theo sơ đồ bố
trí các giếng khai thác để khai thác dầu khí
Các giếng đặc biệt:
- Giếng khoan sửa chữa, phục hồi: khoan sâu hơn, khoan đa nhánh từ một giếng
cũ, hoàn thiện giếng khoan cũ sau một thời gian ngưng sử dụng
- Giếng giải vây (giếng cứu sự cố): nhằm cứu sự cố trong khi khoan như phun
trào gây cháy
- Giếng phụ trợ: giếng khoan tháo nước trong khai thác mỏ, khoan khử khí độc,
khoang thơng gió, đặc biệt trong khai thác dầu khí ta sử dụng các giếng phụ trợ để
bơm ép nước hoặc bơm ép khí nhằm mục đích duy trì áp suất vỉa
➢ Phân loại giếng khoan theo hình dạng quĩ đạo của giếng trong không gian:
-

Giếng khoan thẳng đứng:  = 0o ( = 2o/100m)

-

Giếng khoan xiên: 0o <  < 90o

-

Giếng khoan ngang:  = 90o
Trong đó:  (góc nghiêng, góc lệch) - là góc hợp bởi đoạn trục giếng với phương

thẳng đứng.
Tuy nhiên do nhiều yếu tố (tính dị hướng của đất đá, góc cắm, cấu trúc của bộ
khoan cụ, loại chng, các thơng số chế độ khoan ...) ảnh hưởng đến hình dạng của quĩ
đạo giếng nên trong thực tế không thể thi công giếng thẳng đứng hoặc ngang tuyệt đối.
Người ta phân biệt các loại giếng ngang theo bán kính cong.
Chương 1: Khái niệm về khoan dầu khí

Trang 18


➢ Đối với giếng khoan biển:
-

Giếng ở vùng nước nông: chiều sâu mực nước 50-60m

-

Giếng ở vùng nước sâu: mực nước lớn hơn 200m

-

Giếng ở vùng nước trung bình: chiều sâu từ 60m – 200m

1.2.3. Các thành phần của một giếng khoan
a. Cấu trúc: Giếng khoan được chia làm 4 phần
-

Miệng giếng: tiết diện đầu tiên của giếng khoan cắt vỏ Trái đất

-

Thành giếng: toàn bộ bề mặt xung quang giếng khoan

-

Đáy giếng: tiết diện cuối cùng của giếng khoan

-

Trục giếng: trục của thân giếng trong khơng gian

Hình 1. 1: Giếng khoan và các thông số của giếng khoan
b. Các thơng số giếng khoan:
- Đường kính danh nghĩa: được xác định bằng đường kính ngồi của dụng cụ phá
huỷ đất đá, cịn đoạn có ống chống chính bằng đường kính trong của ống chống đó
- Chiều sâu giếng khoan: là khoảng cách từ miệng đến đáy giếng đo theo trục
giếng. Theo qui ước, chiều sâu giếng khoan được tính từ độ cao của sàn khoan. Chiều
sâu của giếng khoan có thể được biểu diễn theo hai cách:
Chương 1: Khái niệm về khoan dầu khí

Trang 19

• Chiều sâu theo phương thẳng đứng (TVD – True Vertical Depth): là khoảng cách
theo phương thẳng đứng từ miệng giếng đến đáy giếng
• Chiều dài giếng khoan (MD – Measured Depth): là tổng khoảng cách từ miệng
giếng đến đáy giếng, tính theo trục giếng khoan
c. Vị trí của giếng khoan trong khơng gian
Được xác định bởi:
-

Góc nghiêng (góc lệch) : là góc hợp bởi đoạn trục giếng với phương thẳng

đứng
-

Góc phương vị : là góc hợp bởi hướng bắc địa lý với hình chiếu của đoạn trục

giếng khoan trên mặt phẳng nằm ngang theo chiều kim đồng hồ
1.2.4. Cấu trúc của giếng khoan

Hình 1. 2: Cấu trúc giếng khoan
a. Khái niệm chung:
Cấu trúc giếng khoan chính là hình ảnh của giếng khoan được biểu diễn một cách
tượng trưng qua các thành phần chính của nó.
Cấu trúc giếng khoan được tạo thành bởi 1 số cột ống chống có chiều dài và
đường kính khác nhau, thả lồng vào nhau trong lỗ khoan, kết hợp với những cỡ
choòng khoan tương ứng dùng để khoan. Tùy thuộc vào mục đích riêng của từng giếng
khoan (giếng khoan thăm dò, giếng khoan khai thác) và tùy thuộc vào điều kiện địa
chất cụ thể mà riêng từng khu vực mà ta có cấu trúc giếng khoan khác nhau.
Cấu trúc giếng khoan bao gồm các thành phần chính sau:
Chương 1: Khái niệm về khoan dầu khí

Trang 20


+ Cấu trúc các cột ống chống.
+ Choòng khoan sử dụng.
+ Khoảng trám xi măng.
Cấu trúc giếng khoan được xây dựng dựa trên các yếu tố địa chất, kỹ thuật, cơng
nghệ và kinh tế.
Như vậy, giếng khoan có cấu trúc dạng ống lồng và đường kính giếng giảm sau
mỗi lần chống ống. Đường kính của ống chống và giếng khoan có thể được tính theo
centimét hoặc inches (1 in = 0,0254 m).
Các kỹ sư khoan có khuynh hướng chọn kích thước ống chống và giếng càng bé
càng tốt. Kinh nghiệm này làm giảm đáng kể giá thành giếng khoan (chi phí dụng cụ,
dung dịch khoan, cột ống chống, xi măng trám, nhân cơng và thời gian thi cơng). Tuy
nhiên, kích thước tối thiểu của giếng phải đảm báo việc lắp đặt an toàn cột ống chống
khai thác và các thiết bị lòng giếng, cho phép khai thác với lưu lượng yêu cầu và tiến
hành thuận lợi các nghiên cứu cần thiết trong giếng. Theo qui ước, đường kính giếng
khai thác bé nhất có thể sử dụng được là 4 ½’’.
Thơng thường, giếng khoan dầu khí có đường kính mở lỗ từ 20" đến 36" và
đường kính kết thúc là 5 ⅞’’ hoặc 8 ½’’ tùy thuộc vào số lượng cột ống chống được
thiết lập.
Trong thực tế khi đề cập đến cấu trúc giếng khoan, người ta chỉ tính số lượng cột
ống chống khai thác và cột ống chống kỹ thuật, như:
+ Cấu trúc một cột ống: khơng có cột ống chống kỹ thuật, chỉ có một cột ống
chống khai thác.
+ Cấu trúc hai cột ống: gồm một cột ống chống kỹ thuật và một cột ống chống
khai thác.
+ Cấu trúc ba cột ống: gồm hai cột ống chống kỹ thuật và một cột ống chống
khai thác.
b. Mục đích, yêu cầu và cơ sở lựa chọn cấu trúc giếng

Cấu trúc của giếng khoan trên biển phải đảm bảo các yếu tố sau:
- Ngăn cách hoàn toàn nước biển, giữ ổn định thành và thân giếng khoan để việc
kéo thả các bộ dụng cụ khai thác, bộ khoan cụ, sửa chữa được tiến hành bình thường.
- Chống được hiện tượng mất dung dịch khoan.
- Giếng khoan phải làm việc bình thường khi khoan qua tầng áp suất cao, và
tầng sản phẩm có áp suất vỉa nhỏ hơn so với tầng có áp suất cao phía trên.
Chương 1: Khái niệm về khoan dầu khí

Trang 21


- Bảo vệ thành giếng khi có sự cố phun.
- Đường kính của cột ống khai thác cũng như các cột ống chống khai thác phải
là cấp đường kính nhỏ nhất, đơn giản và gọn nhẹ nhất trong điều kiện cho phép của
cấu trúc giếng.
- Cấu trúc giếng phải phù hợp với yêu cầu kỹ thuật, khả năng cung cấp thiết bị,
đảm bảo độ bền và an toàn trong suốt quá trình khai thác cũng như sửa chữa giếng sau
này.
c. Các yếu tố xác định cấu trúc giếng khoan
Các yếu tố xác định cấu trúc giếng khoan gồm có: địa chất, công nghệ, kỹ thuật
và kinh tế.
➢ Yếu tố địa chất:
Tài liệu chính phải dựa vào để lựa chọn cấu trúc giếng khoan là tài liệu nghiên
cứu địa chất, cột địa tầng và đặc điểm khoan trong vùng đó. Ngồi ra cần phải biết vị
trí các tầng nham thạch cần khoan qua, áp suất và các chất lưu chứa trong đó, những
tầng có khả năng gây khó khăn phức tạp trong thi công. Điều kiện địa chất được coi là
yếu tố cơ bản nhất để lựa chọn cấu trúc các cột ống chống, số lượng các cột ống
chống, chiều sâu thả, chiều sâu trám xi măng. Cột ống chống có nhiệm vụ đóng các
tầng có thể gây khó khăn phức tạp trong quá trình khoan.
➢ Yếu tố kĩ thuật:

Yếu tố này đề cập tới khả năng cung cấp ống chống các thiết bị bề mặt đảm bảo
cho quá trình thả ống chống và trám xi măng.
➢ Yếu tố công nghệ:
Yếu tố này là trình độ thi cơng của cán bộ công nhân khoan đảm bảo cho thời
gian thi công là ngắn nhất có thể.
➢ Yếu tố kinh tế:
Cấu trúc ống chống phải đảm bảo 2 yếu tố:
- Đơn giản: ít cột ống chống nhất.
- Gọn nhẹ: đường kính ống chống nhỏ nhất cho phép.
Xuất phát từ mục đích của giếng khoan được đặt ra, vừa đảm bảo các yêu cầu kỹ
thuật cho phép, giếng khoan càng đơn giản về mặt cấu trúc càng có lợi về mặt kinh tế.
Thơng thường giá trị ống chống chiếm khoảng 15-20% giá thành công trình, cá biệt có
thể lên tới 40-50%. Như vậy đường kính ống chống,số lượng ống chống khơng những
ảnh hưởng tới giá thành mà còn kéo theo một loạt các phụ thuộc khác như: thời gian
thi cơng, giá thành của chng, dung dịch, xi măng trám tăng lên.
Chương 1: Khái niệm về khoan dầu khí

Trang 22


d. Chức năng của các cột ống chống:
Ống chống là bộ phận cực kì quan trọng trong cơng tác thi công giếng khoan.
Việc sử dụng cột ống chống giúp gia cố thành giếng khoan, cách ly các tầng khác
nhau, tạo điều kiện ổn định để khoan tới mục tiêu thiết kế. Tuy nhiên ống chống có
nhiều loại và chức năng cụ thể lại khác nhau.
Sơ đồ ống chống 1 lỗ khoan bao gồm:
- Ống định hướng
- Ống dẫn hướng
- Ống trung gian (hay còn gọi là ống kĩ thuật)
- Ống chống khai thác

1- Ống chống định hướng (conductor casing):
Ống định hướng có tác dụng định hướng ban đầu cho lỗ khoan, ngăn ngừa sự sập
lở đất đá và sự ô nhiễm của dung dịch khoan đối với tầng nước trên mặt, tạo kênh dẫn
dung dịch chảy vào máng. Đối với các cơng trình khoan ngồi khơi ống định hướng
cũng chính là ống chống đầu tiên đóng vai trị cách nước. Đây là cột ống thép thành
mỏng có đường kính từ 18" đến 36", đặt ở chiều sâu bé (thường dưới 50m đối với
trường hợp khoan biển và khoảng 10m đối với giếng trên đất liền). Nhiệm vụ chủ yếu
của cột ống chống này là:
- Chống xói lở lớp đất đá tơi xốp trên bề mặt
- Làm điểm tựa cho hệ thống đầu giếng và các cột ống chống khác.
2 - Ống chống bề mặt (Ống chống dẫn hướng) (surface casing):
Có tác dụng ngăn cho thành lỗ khoan ở phần trên khơng bị sập lở, đóng vai trị 1
trụ rỗng, trên đó 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 dẫn hướng chịu toàn bộ trọng lượng nén của cột ống chống tiếp
theo do vậy nó phải được trám xi măng toàn bộ chiều dài và phần nhô lên phải đủ độ
bền.
Đây là ống chống đầu tiên nhất thiết phải có,chiều sâu thả thơng thường từ 70 ÷
400 m, cũng có thể tới 800 ÷ 1000 m tùy theo điều kiện địa chất và chiều sâu giếng
khoan với nhiệm vụ:
- Gia cố tầng đất đá mềm dễ sụp 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 khác và thiết bị
đối áp.
Chương 1: Khái niệm về khoan dầu khí

Trang 23


3 - Ống chống trung gian (Ống chống kỹ thuật) (intermediate casing):

Cột ống chống này còn được gọi là ống chống kĩ thuật, và được thả theo yêu cầu
của điều kiện đia chất, công tác khoan không thể tiến hành nếu khơng có nó. Các
trường hợp bắt buộc phải sử dụng ống chống trung gian có thể tóm tắt như sau:
- Dung dịch khoan khơng đảm bảo vai trị gia cố thành giếng khoan để tiếp tục
khoan an toàn trong điều kiện địa tầng phức tạp (sụp lở thành giếng, sét trương nở,
khoan qua tầng mất dung dịch trầm trọng). Việc gia cố thành giếng khoan bằng công
tác chống ống khi khoan qua các tầng này là một giả pháp hữu hiệu.
- Cách ly tầng chứa có dị thường áp suất tạo điều kiện khoan qua các tầng tiếp
theo.
- Số lượng các ống chống trung gian phụ thuộc vào điều kiện địa chất của giếng
khoan, căn cứ vào đó tính toán chiều sâu trám xi măng hợp lý
Cột ống chống này thường có đường kính từ 7” đến 13⅜” và đặt ở độ sâu 500 –
3000m tùy theo cột địa tầng và các điều kiện địa chất – kỹ thuật của giếng. Chức năng
của cột ống trung gian là tạo điều kiện bình thường để thi cơng giếng tiếp tục trong các
trường hợp:
- Áp suất dị thường (dương hoặc âm) gây hiện tượng kích hoặc mất dung dịch.
- Đất đá dễ sụt lở, tạo hốc trên thành giếng.
- Tầng đất 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 ống chống trung
gian có tên chung là cột ống chống kỹ thuật để phân biệt với cột ống chống khai thác.
4 - Ống chống khai thác (production casing):
Cột ống chống khai thác là cột ống chống cuối cùng được đưa vào giếng khoan.
Cột ống chống này có tác dụng tạo kênh dẫn dầu và khí từ dưới giếng lên mặt đất, và
để bảo vệ các thiết bị khai thác như bơm sâu, ống ép khí. Ngồi ra ống chống này cịn
cho phép kiểm tra áp suất ,thực hiện cơng tác tăng cường dòng sản phẩm như nổ thủy
lực, xử lý bằng axit, bơm ép vỉa. Chỉ không được thả khi biết chắc giếng khơng có sản
phẩm.
Cột ống này có đường kính từ 4 ⅟₂” đến 9 ⅝” được dùng để ngăn cách các tầng
chứa, các đới sản phẩm hoặc các đối tượng thử khác nhau và bảo vệ các thiết bị khai

thác.
Các cột ống chống trên đây có thể được chống suốt (từ miệng giếng đến đáy)
hoặc chống lửng (treo cột ống chống từ chiều sâu nhất định trên đế cột ống chống
Chương 1: Khái niệm về khoan dầu khí

Trang 24