1- 19.Doc

Slice 1->19
Chapter 9:
LỖ KHOAN VÀ VIỆC HOÀN THÀNH GIẾNG KHOAN
9.1 lỗ khoan
Sơ lược về lịch sử
Thời cổ xưa: giếng được đào bằng tay và được tiếp tục đến tận Miến Điện cho đến nhưng
năm 1900
256 trước công nguyên: Trung Quốc đã sử dụng bộ gõ để khoan giếng nước mặn, sử
dụng cần trục, ống, mũi khoan, và dùng vỏ tre để gắn lại với nhau.
1848
August Beer,một giáo sư người Áo, đã đề nghị một phương pháp khoan bằng máy quay
1859
Sử dụng dây cáp- thiết bị khoan đập đại tá E.L.Drake hoàn thành giếng khoan dầu thương
mại đầu tiên ở Mỹ ở độ sâu 69 ft
Môi trường bề mặt lỗ khoan
Môi trường bề mặt của giếng khoan dầu được xác định là có thể nàm ở cả trên bờ và biền
khơi
Trên đất liền, môi trường khác nhau rất nhiều từ sa mạc đến núi, rừng, và đến cả vùng
đóng băng Bắc cực
Thời tiết và độ sâu của nước là hai thách thức lớn nhất dối với hoạt động khoan dầu
ngoài khơi. Điều kiện ở tùng vùng rất khác nhau, nơi khoan hiện tại ở ngồi biển cũng có
thể khác nhau rất nhiều
Vd: ở vịnh Mexico độ sâu thay dổi từ dưới 60 ft (18m), nơi mà hiều giếng đã được
khoan, đến hơn 5000 ft (1500m). mặc dù thời tiết là tương đối yên tĩnh thỉnh thoảng có
bão sức gió lên đến hơn 100km/h (45m/s) , sóng 50 ft (15m)
ở biển bắc, ở vùng biển động thì nhiếu hơn thơng thường nơi mà sóng cao 100 ft (33m)
cần phải xem xét trong việc thiết kế nền và thiết bị khoan (Graff 1981).
Tại Việt Nam: lưu vực sông Cửu Long: ..., lưu vực Nam Côn Sơn :
Môi trường bên dưới bề mặt lỗ khoan
Nhìn chung, độ sâu càng tăng thì việc khoan càng gắp nhiều kho khăn. Diều này hồn
tồn hợp lí vì chúng địi hỏi phải duy trì kiểm sốt chặt chẽ ở khoảng cách ngày càng lớn

hơn thông qua một liên kết tương đối nhỏ
Tăng độ sâu cũng đồng nghĩa với việc tăng áp lực, việc kiểm soát áp lực cũng quan trọng
như những gì liên quan đến lỗ khoan
Kiểu áp suất có thể là do ảnh hưởng của một số quy trình


Lắng đọng trầm tích nhanh chóng
Áp suất bề mặt tương phản
???
Mật độ chất lỏng tương phản
Kết cấu chuyển động
Sạc lỡ
Bài tập
Hãy tưởng tượng chúng ta có một dạng nước muối ở 10,5 kPa/ m và có sụ tích tụ của dầu
khí cùng với sự hình thành giếng ở 1000 ft (3048m) như hình 04

Giải pháp
Cột dầu trong giếng dầu cũng chính là chiều sâu áp lực của nó trong giếng dầu tính bằng
gradient trong trường hợp này là 3500 psi (24080 kPa). Tuy nhiên áp lực trong không
gian lỗ rỗng của việc hình thành ở độ sâu hồ chứa là 4650 psi (32000 kPa ), bởi vì
gradient của nước muối ở tầng chứa nước. Sự khác biệt giữa áp suất hình thành ở phía
dưới của lỗ và áp lực các chất lỏng tác dụng bởi các cột dầu sẽ được cảm nhận ở bề mặt
là 1150 psi (7900 kPa). Trong trường hợp của các giếng khí , các cột khí dày đặc hơn
nhiều so với cột dầu và do đó có thể cảm nhận nhiều hơn các áp lực hình thành ở bề mặt.
Do đó, áp lực được hình thành trừ sản phẩm của các gradient chiều sâu và khí bằng 3910
psi (27.400 kPa). Vì vậy, bạn thấy, áp lực bề mặt trong các giếng có thể hồn tồn khác
nhau trong cùng một hồ chứa. Nếu chúng ta khoan các giếng khác nhau ở cùng độ sâu, áp
lực lỗ rỗng ở các tầng chứa nước ngầm ở độ sâu đó cũng sẽ giống nhau là: 4560 psi. Nếu
chúng ta có 8,94 PPG bùn trong hố đen, gradient của nó sẽ là 8,94 chia cho 0,052, hay
0,465 psi / ft (10,5 kPa / m). Điều đó có nghĩa rằng các áp lực tác dụng bởi các cột bùn

chính xác sẽ bù đắp cho áp lực lỗ chân lông, làm cho áp suất bề mặt bằng không.
Các loại giàn khoan và cấu trúc
Giàn khoan cũng được phân loại thành loại trên đất liền và ngoai khơi
Ngồi khơi
Phần xà lan
Phần chìm
Giàn khoan tự nâng cao
???
Cơ cấu giàn
Chức năng cơ bản của giàn
Bốn chức năng cơ bàn của giàn là:
Cần trục ???
Quay ???


Vận hành ???
Kiểm soát
Mũi khoan
Các mũi khoan thường là thành phần quan trọng nhất của hệ thống khoan (???) . công
nghệ mũi khoan đã trải qua nhiều tiến bộ kể từ những ngày đầu của khoan xoay hơn bất
kỳ yếu tố khác của hệ thống khoan. Có một số loại của các mũi khoan mà chúng ta sẽ
thảo luận lần lượt:
Mũi khoan lưỡi ???
Mũi khoan cắt ???
Mũi khoan kim cương
Mũi khoan dành cho mục đích đặc biệt
Lỗ khoan chất lỏng
Để thực hiện lỗ khoan chất lỏng phải có nhưng chức năng sau
Phải kiểm soát được áp lực bên dưới mặt đất
Loại bỏ các vật cản ra khỏi hố ???

Làm mát và bôi trơn hệ thống khoan
????
Các phụ gia trong lỗ khoan chất lỏng
Mật độ, độ nhớt, độ bền gel, bôi trơn, máy lọc dạng ???, tất cả các yếu tố này đều quan
trọng đối với một lõ khoan chất lỏng. Một loạt các hóa chất phụ gia có sẵn để giúp kiểm
sốt những đặc tính này. Một số ví dụ phổ biến là
Bentonite: đất sét thêm vào nước ngọt để cải thiện các tính chất của bùn tự nhiên thu
được từ đất sét tự nhiên;
Attapulgite: đất sét thêm vào bùn nước mặn trên;
Barit: bari sulfat khoáng sản với trọng lượng riêng cao được thêm vào như là nguyên liệu
trọng lượng ??? ; chì và các hợp chất sắt cũng được sử dụng cho mục đích này;
Chrome lignosulfonates: hóa chất hiện đại được sử dụng để giảm độ nhớt;
Polyme: các phân tử chuỗi dài góp phần để tăng độ nhớt;
các chất bị mất trong q trình lưu thơng như: mảnh mica, sợi thực vật …. ???
Kế hoạch và sự chuẩn bị
Kế hoạch tổng quan của giếng
???
Kế hoạch khoan giếng
Kế hoạch khoan thường được bắt đầu bởi nhà địa chất hoặc nhà địa vất lí. Điều này hồn
tồn đúng trong trường hợp các giếng là giếng thăm dò và thường đúng khi các giếng là
các giếng mở rộng. bởi vì nhà địa chất đã được học về bề mặt, bên dưới bề mặt và sẽ liên
kết các dữ liệu địa chấn với nhau để tìm ra triển vọng, đó cũng là người sẽ chịu trách
nhiệm về các đề xuất cũng như các phác thảo bao gồm cả phạm vi cũng như là dự kiến
(???)


Phân tích kinh tế của các đề xuất cũng có thể thực hiện bởi các nhà địa chất hoạc là các kĩ
sư dầu khí làm việc chung với các nhà địa chất này. Việc giải thích các dữ liệu địa chất là
cơ sở của việc ước tính năng suất và kế hoạch sản xuất chúng có thể kết hợp với chi phí ,
dự tốn, giá sản phẩm để xác định lợi nhuận của giếng. nếu tất cả các điều kiện kinh tế

và mục đích của cơng ty được đáp ứng , đề nghị được chấp thuận
Chuẩn bị khoan giếng
Dựa vào đề nghị của các nhà địa chất về giếng khoan bước tiế theo ở hầu hết các công ty
lá chuẩn bị một kế hoạch khoan chi tiết và dự toán. kế hoạch này dựa trên hiệu suất trước
đây của các hoạt động khoan trong cùng khu vực, hoặc tương tự, và các chi phí hiện hành
của dịch vụ khoan và hoàn thành tốt các tài liệu. Điều quan trọng là của nhà địa chất ước
tính tốt nhất của độ sâu hình thành, sự xuất hiện của áp lực bất thường, độ dày thanh toán,
và các vấn đề khoan tiềm năng được xem xét trong quy hoạch.
Các yêu cầu chính xác của chương trình bao gồm: độ sâu, ngày bắt đầu ,các vấn đề phát
sinh , kích thước lỗ, vỏ kích thước và thiết lập độ sâu, hoạt động khai thác, thử nghiệm và
hồn thành các chương trình . điều này là cần thiết cho việc đàm phán hợp đồng giữa
công ty điều hành và nhà thầu. Hầu như tất cả các giếng khoan hiện đại là do nhà thầu
thực hiện thay vì các cơng ty sản xuất dầu mỏ, chủ yếu là do đầu tư vốn lớn liên quan đến
sở hữu và điều hành giàn khoan lớn
Các kiểu hợp đồng
một hợp đồng chìa khóa trao tay, mà địi hỏi các nhà điều hành phải trả một số tiền cố
định cho nhà thầu hoàn thành của giếng, trong khi nhà thầu cung cấp dịch tất cả các vật
liệu và lao động và xử lý các hoạt động khoan độc lập;
· Một hợp đồng cảnh, trong đó thanh tốn trên cơ sở tỷ lệ cho mỗi bàn chân;
· Một hợp đồng công việc hàng ngày, mà đền bù cho nhà thầu trên cơ sở tỷ lệ mỗi ngày.
Các vấn đề về lỗ khoan
Differential sticking ??? , xảy ra khi ống tiếp xúc với các vật có thể thấm qua và được hút
bởi các chuỗi lỗ do chênh lệch áp suất hiện có giữa các cột bùn và sự hình thành (Hình
18). Đây là một trong những vấn đề gặp phải khi bùn có trọng lượng nặng được sử dụng;
vị trí then chốt, xảy ra trong các đoạn uốn cong của lỗ khoan khi cắt giảm drillpipe vào
thành hố đen ????, tạo ra một khe cắm chặt vào các đường ống khi một cơng cụ nối hoặc
bị hở khi bị kéo ra ???(hình 19)
???
Đánh giá giếng khoan
Trong thực tế, một số phương pháp thu thập thông tin về các thành tạo được xâm nhập

bởi các mũi khoan có thể được sử dụng rồi. Mud logging có thể là một dịch vụ bắt đầu
sớm trong chương trình khoan, trong khi openhole logging thường được thực hiện trước
khi chạy của mỗi chuỗi ???. ở giếng nằm ngang hoặc giếng định hướng, hoặc nơi khác
cũng được quyết định bới các giếng quy định và mục tiêu, các nhà điều hành có thể sử
dụng đo mesurement-while-drilling (MWD) và / hoặc logging-while-drilling (LWD) như
một công cụ trong việc điều hành ở bên dưới lỗ khoan ???


Mug logging
Mud logging là một thủ tục quan trọng, theo đó các mẫu của khoan cắt được thường
xuyên thu thập và phân tích. Các tính chất của bùn cũng được theo dõi để xác định dầu
hoặc khí bị xâm nhập trong quá trình hình thành. Dựa trên các phần thừa???, một logger
mug ??? chuẩn bị một bản thạch học của các hố cho thấy các loại đá và độ sâu tại đó nó
đã được khoan. Thơng tin này là vơ cùng hữu ích cho các kỹ sư địa chất và khoan trong
dự đoán các điều kiện trước các mũi khoan.
Openhole and cased logging ???
electrical logging devices
radioactive logging devices
acoustical logging devices
Vai trò của nhà địa chất trong việc khoan tăng cường
Đảm bảo rằng các hoạt động mudlogging được thực hiện đúng và thạch học được chuẩn
bị chính xác;
· Bảo đảm rằng cắt mẫu được thu thập trong khoảng thời gian thích hợp và thực hiện
đúng cách để lưu trữ hoặc phân tích;
· Xác định những gì điện wireliner bản ghi sẽ được chạy và qua những gì các khoảng thời
gian;
· Kiểm tra kiểm soát chất lượng để đảm bảo dữ liệu ghi được có thể sử dụng;
· Xác định sự cần thiết của sidewall hay các xét nghiệm mẫu hình, và chọn các độ sâu
thích hợp ở đó
phân tích mẫu sidewall chổ xây dựng nếu cần thiết;

· Nhằm bảo đảm rằng tất cả các bản ghi và các mẫu được lấy và vận chuyển theo các
chính sách bảo mật của cơng ty;
· Xác định điểm lấy mẫu lõi và bảo hiểm là vật liệu chính được lấy ra và đóng gói một
cách chính xác;
· Phân tích nhật ký và kiểm tra dữ liệu, trên chổ xây dựng cần thiết, để xác định khoảng
thời gian thích hợp hoặc hồn thành khoảng DST.
Bài tập
1 / Trong hình 23, chúng ta thấy rằng vì không đủ trọng lượng bùn trong giếng khoan
dầu, chúng ta đã khoan vào dịng chảy một bong bóng khí vào giếng khoan dầu này. Mặc
dù chúng kịp thời đóng cửa trong giếng, bong bóng sẽ tiếp tục tăng trong-vịng này. Với
những gì bạn biết về gradient áp lực , xác định áp suất trong vành ở bề mặt và ở phía dưới
giếng, khi bong bóng đạt đến đỉnh. Giả sử rằng bong bóng có một khối lượng tương đối
nhỏ so với khối lượng nước trong hố đen.
Giải pháp
Bởi vì áp lực hình thành là 6500 psi (44.800 kPa), các bong bóng khí chảy vào giếng
khoan dầu và underbalanced cũng ở áp suất 6.500 psi. khi khí tăng lên trong giếng khoan
dầu, nó sẽ khơng được phép thay bất kỳ dung dịch khoan nào, vì chúng ta đã đóng các


BOPs. Vì vậy nó khơng thể mở rộng và sẽ vẫn ở áp suất ban đầu của nó. Do khối lượng
khí trong đá là nhỏ, có lẽ chỉ có một vài thùng, khi nó đạt đến bề mặt mà khơng có được
khả năng mở rộng, vẫn sẽ được giữ ở mức cơ bản 10.000 ft (3.048 m) của bùn trong
vành. Chúng ta biết rằng áp lực của cột bùn này là 0,480 psi / lần ft 10.000 ft, hoặc 4800
psi. Vì vậy, trong khi áp lực ở bề mặt sẽ là áp lực của các bong bóng khí, 6500 psi
(44.800 kPa), áp suất ở dưới cùng của lỗ sẽ tăng lên đến 6500 psi (44.800 kPa), cộng với
áp lực của cột bùn bên dưới các khí, với tổng số 6500 cộng với 4800 psi, hay 11.300 psi
(77.900 kPa)! Độ lớn của áp lực này thường rất lớn, đủ để gãy các thành tạo tại hoặc gần
đáy của hố đen, gây mất chất dịch khoan và dẫn tới thêm đá hoặc có thể là một nổ.
9.2 Hồn thành cơng nghệ của một giếng khoan cơ bản
các phương pháp hoàn thành cơ bản

hồn thành openhole, trong đó việc hình thành sản xuất không bị cô lập do vỏ, mà chỉ mở
rộng vào khoảng thời gian đầu của quá trình sản xuất (Hình (24a));
????
????

Acidizing
Hydrochloric acid (HCl) là chất hóa học phổ biến nhất được sử dụng trong acidizing. Một
giải pháp của 15 HCl% trọng lượng thường được sử dụng trong các thành tạo đá vôi hoặc
dolomit, trong khi một hỗn hợp của 12 HCl% và hydroflouric 3% (HF) acid thường được
sử dụng trên các thành cát với đất sét xen kẽ,
Các axit hữu cơ, chẳng hạn như axit acetic, hoặc axit formic, cũng đôi khi được dùng