Bài giảng khoan dầu khí tập 2 part 7 pps

229
Nối O
1
với O
1
cắt trục ON . Góc tạo thành giữa O
1
O
1


với ON là góc
3
.
Góc phơng vị chỉ hớng cần phải điều chỉnh lỗ khoan đi đúng hớng thiết kế.
7.5. Khoan định hớng bằng phơng pháp khoan rôtơ.
7.5.1. Dụng cụ làm lệch hớng bằng phơng pháp khoan rôtơ.
Trong khoan rôtơ dụng cụ thờng đợc sử dụng để khoan lệch là máng
nghiêng có thể chia làm 2 loaị:
- Dụng cụ làm lệch hớng ở giếng khoan cha chống ống.
- Dụng cụ làm lệch hớng ở giếng khoan đã chống ống.
7.5.1.1). Dụng cụ làm lệch hớng ở giếng khoan cha chống ống:
a). Máng nghiêng lấy lên đợc loại hở.
Máng nghiêng nmày chế tạo bằng thép, thông thơngg thép crom -
niken và có dạng hình dới đây:
Thân của máng hớng đợc vát
nghiêng và có hình lòng máng bên
trong. Có góc vát
v
tạo thành với trục

khoảng
v
= 2
1
2
3
0.
Đầu nối (cổ) 2 trong đó đa vào
choòng (5) cần (6) và đợc định vị bằng
chốt (3).
Nguyên tắc làm việc: Sau khi thả
và định hớng bộ dụng cụ lệch hớng.
Tiến hành thả một tải trọng cần thiết để
đầu nhọn phía dới của máng hớng
cắm vào đất đá ở đáy lỗ khoan tránh
cho máng hớng bị xoay trong qúa trình
làm việc. Tiếp tục tăng tải trọng để cắt chốt
định vị (3) và để giải phóng choòng (5).
Choòng (5) sẽ làm việc và trợt trên máng
để khoan lệch lỗ khoan.

4

2
3
6
5


1

A


A
-
A

1. Thân 2. Cổ.

3- Chốt định vị .
4- Phần cắm .
5 - choòng.
Hình a

230

b) Máng nghiêng lấy lên đợc loại kín:
Máng nghiêng đợc cấu tạo bằng thép
chất lợng tốt.
Có dạng hình trụ và có lỗ bên trong tạo
thành một góc vát với trục của máng hớng một
góc khoảng 3
0
. Choòng khoan và cần khoan
đợc đa vào qua lỗ và đợc định vị nhờ chốt tự
cắt.
7.5.1.2. Dụng cụ làm lệch hớng ở giếng
khoan đã chống ống:

Trong trờng hợp này chúng ta sử dụng
máy hớng cố định tức là không rút lên đợc.
Máng hớng cố định đợc sử dụng ở
những lỗ khoan đã chống ốngvà chúng ta cần
xuyên qua ống chống để làm lệch hớng lỗ
khoan hay ở những tầng đất đá rất cứng.
Thân (1) của máng nghiêng có góc vát
khoảng 2,5
0
3
0
nửa phía dới có đục lỗ(2). Phía
dới cùng để nối với một đoạn cần khoan cũ (có
thể gắn choòng) để có khả năng tuần hoàn (giữa
cột cần khoan và máng nghiêng có nối liền một
đoạn ống (4)). Máng hớng đợc đa vào nhờ
những chốt định vị tự cắt (5). Và chúng có thể tự
cắt với tải trọng 1 2 tấn. Sau khi thả và định
hớng bộ dụng cụ, tiến hành trám xi măng để
bao phủ hết bộ dụng cụ (máy + cần cũ ). Sau khi
xi măng đông cứng (48 72 giờ), tiến hành khoan
phá lỗ ống chống nhờ choòng đặc biệt.


6

5

4

1
2

3

v
3
2

4
7
6
5
1
Hình b

Hình c


231
7.5.2. Chế độ làm việc trong khoan định hớng (với máng nhỏ lên đợc).
Thông thờng trớc khi thả máng hớng thì tiến hành tạo đáy bằng
cách khoan với đờng kính nhỏ hơn đờng kính lỗ khoan một khoảng nào đó.
Sau đó đa định hớng bộ dụng cụ khoan lệch bao gồm: máng hớng (1),
choòng khoan rắn (2) cần mềm(3). Có đờng kính nhỏ hơn đờng kính cần
khoan sử dụng 1
2
"
4
- 2

1
"
2
. chiều dài từ 6 8m. Đầu nối (5) và cần khoan (6),
sau khi tiến hành xong các công tác trên thì thả tải trọng để cắt chốt định vị .
Tải trọng cần thiết để cắt chốt định vị là:
Q =
c
. d
2
45
n.

c
ứng suất cắt của ngyên liệu làm chốt .
d. Đờng kính của chốt.
n. Số chốt (đinh ốc ).
Sau khi cắt chốt xong tiến hành khoan xiên với chế độ khoan nh sau:
n =30 - 40 v/ph.
G= 0,6 1,5T
Q = 10 16l/s.

a) Bộ tạo lỗ mới b) Bộ mở sâu c) Bộ doa
1

2
4
3
6
5

cần mềm

6 8m
4
2


3

1
1 1,5m
cần mềm

cần nặng

2 4m
cần nặng

1

2

3

232
Sau khi choòng khoan đã qua đợc phần dới của máng hớng thì có
thể thay đổi chế độ làm việc n = 70 v/ph, G = 3 3,5T. Và lu lợng sẽ tăng
dần đến Q
định mức
.
Sau khi khoan qua đáy máng hớng từ 2 - 8 m, kéo cần khoan lên, chú
ý khi choòng chạm đầu trên của máng thì tiến hành giật mạnh để nhổ máng
xiên lên mặt đất.
Sau đó tiến hành mở sâu lỗ khoan, nhờ bộ dụng cụ mở sâu (hình b). Bao
gồm choòng cánh(1) hay (choòng chóp xoay) có đờng kính bằng choòng
khoan trớc đó với đoạn cần năng (2) có độ dài 1 1,5 m, và từ 2 3m cần
mềm (3) và trên đó là cần khoan (4) . Chế độ khoan đợc áp dụng là:
n =70 - 70v/ph , G =3 4T , Q = Q
bình thờng

Sau giai đoạn mở sâu lỗ khoan, chúng ta kéo cần khoan lên và thay đổi
bộ dụng cụ mở sâu bằng bộ dụng cụ doa (hình c), để mở rộng miệng lỗ khoan
bằng đờng kính bình thờng của lỗ khoan. Dụng cụ bao gồm bộ doa (1), cần
nặng (2) dài 2 4m và cần khoan (3).
7.5.3. Xác định góc lệch của máng hớng

m
- góc tăng độ nghiêng, góc tạo thành

giữa trục giếng và trục
cần khoan
l
m
chiều dài phầnm đáy máng hớng.
l
1
- chiều dài phần đáy máng hớng.

v
góc vát của máng hớng.
D
g
, D, D
c
D
m
- đờng kính giếng, cần,
choòng và máng. Góc
m
<
v.
Trong quá trình làm việc, choòng khoan
trợt trên máng nghiêng và góc
m
tăng
dần từ 0
max
. Trong thời điểm choòng
khoan đạt đến phần đáy của máng hớng

. Khi choòng ra khỏi phần dới của máng
hớng góc
m
giảm dần vì D < D
c
và cần sẽ dựa vào thành máng. Trong suốt
D
g
D

N


m

m
M

S

D
m
l
1
l
m

v

233

thời gian làm việc từ điểm này trở đi
m
= const. Để xác định góc
m
chúng ta
xét tam giác MNS.
tg
m
=
MS
MN
MS =
D
m

2
+
D
2 cos
m

tg
m
=
D
m
2
+
D
2 .cos

m
l
m
- l
1
=
D
m
cos
m
+ D
2 cos
m
(l
m
- l
1
)

Vì
m
rất nhỏ nên cos
m
1; tg
m

m
; l
1
rất nhỏ so với l

m


m
=
D
m
+ D
2l
m
đổi ra độ

m
= 573
D
m
+ D
2l
m
góc vát
v
sẽ là : tg
v
=
D
m
l
m
tg
v

v

v
0
= 57,3
D
m
l
m

Mặt vát góc xiên của máng hớng sẽ là:

v
-
m
=57,3. (
D
m
l
m
-
D
m
+ D
2 l
m
) = 57,3 (
2D
m

- D
m
- D
2 l
m
).


7.5.4. Xác định vị trí đặt máng hớng ở đáy lỗ khoan nhằm thay đổi góc
phơng vị.
Trong thực tế quá trình khoan, góc phơng vị thực của giếng khoan nó
có khác với góc phơng vị thiết kế. Do đó để điều chỉnh lỗ khoan đúng theo
góc phơng vị thiết kế chúng ta cần điều chỉnh góc phơng vị thật theo nhiều
phơng pháp, đó là:
- Phơng pháp toán học của Sanghin.
- Phơng pháp đồ thị.
Sau đây chỉ giới thiệu phơng pháp điều chỉnh góc phơng vị bằng biểu
đồ (đồ thị). Để xác định hớng đặt máng nghiêng ở dới đáy lỗ khoan theo
phơng pháp biểu đồ, chúng ta cần phải biết góc thiên đỉnh ban đầu của giếng
khoan
1
, góc phơng vị ban đầu của giếng
1
và góc nghiêng của máng hớng
m
.


v
-

m
= 57,3
D
m
-

D
2 l
m


234
* Phơng pháp tính toán bằng đồ thị sẽ đợc tiến hành nh sau:
- Trên một tờ giấy milimét kẻ trục toạ độ theo các hớng N-S, E-V. Kẻ
đờng thẳng o o

tơng ứng hớng nghiêng ban đầu của lỗ khoan (góc
1
) mà
tại đáy chúng ta sẽ đặt máng hớng.
- Trên đờng thẳng này chúng ta chọn tỷ lệ thích hợp (ví dụ 1cm - 1
0
) .
chiều dài của đoạn thẳng OA
1
tơng ứng với góc thiên đỉnh
1
của giếng
khoan.
- Lấy điểm A

1
làm trung tâm chúng ta vẽ một đờng tròn (có cùng tỷ lệ
với đừờng thẳng trớc đó OA
1
) có bán kính R có độ dài bằng góc nghiêng của
máy hớng . Và tất cả các điểm trên đờng tròn đều biểu diễn khả năng thay
đổi vị trí đặt máng hớng ở đáy lỗ khoan.
Ví dụ: chúng ta cần thay đổi góc
phơng vị từ
1

2
. chúng ta sẽ kẻ
đờng thẳng OA
2
gặp đờng tròn tại A
2
.
Góc thiên đỉnh của lỗ khoan sẽ là đoạn
OA
2
=
2

Góc : góc xoay vị trí máng hớng so
với hớng ban đầu.

2
phơng vị của lỗ khoan cần điều chỉnh. Hình a
Góc phơng vị của máng ở đáy lỗ khoan sẽ là:

m
=
1
+ (hình a)
Các trờng hợp riêng:
* Tăng độ nghiêng cực đại của giếng mà không thay đổi góc phơng vị
E

S

N

O
V


2

1

m
O


A
2
A
1

R=

m

N

E

S

O

V

O
1
A
1
A
2

1
=
2
=
m
R=
m
A

2
A
2
A
1






2


2


m


1

2
E

N

S

O

V

Hình a Hình b

235

2
= OA
2
= OA
1
+ R.

c
=
1
+
m
.
= 0.

m
=
1
. (hình b)
* Giữ góc thiên đỉnh ban dàu của giếng mà thay đổi cực đại góc phơng
vị. Từ O vẽ cung tròncó bán kính bằng OA cắt vòng tròn tâm A
1

tại 2 điểm là
A

2
, A
2
hớng A
1
A
2
và A
1
A

2

là 2 hớng đặt máng hớng góc phơng vị mới
sẽ là
2
hoặc

2
`
. (hình c ).
* Thay đổi cực đại góc phơng vị
Từ O ta vẽ đờng tiếp tuyến với đờng tròn tâm A
1
và gặp đờng tròn tại
hai điểm A
2

và A

2

; A
1
A

2
và A
1
A
2

là 2 hớng có thể đặt máng hớng (hình d)









Hình d


A

2

A
2
A
1






2min


2max


m


1

2
E

N

S


O

V


1

O
1


236

Chơng 8
Các hiện tợng phức tạp trong quá trình khoan và
biện pháp khắc phục

Trong quá trình khoan thờng gặp các hiện tợng phức tạp gây khó
khăn cho quá trình khoan, các hiện tợng đó thờng là:
- Sập lở đất đá ở thành lỗ khoan.
- Bó hẹp thành lỗ khoan.
- Mất nớc rửa.
- Hiện tợng phun (Dầu, khí, nớc)
- Kẹt bộ dụng cụ khoan.
8.1. Sập lở đất đá ở thành lỗ khoan và các biện pháp phòng ngừa:
Đất đá bị sập lở thờng xảy ra trong hai trờng hợp sau đây:
a- Do tác dụng của nớc rửa, đất đá ở thành lỗ khoan bị giảm độ bền,
chúng bị mất ổn định và sập lở xuống lỗ khoan . Đất đá bở rời, các tầng chứa
muối, đất sét là dễ bị nớc tác dụng nhất. Loại sét Bentonit Na, chứa trong các
tầng khi hấp phụ nớc thì chúng sẽ tăng thể tích lên rất nhiều lần và gây lở.
Đối vớicác tầng chứa muối thông thờng các tầng này kém chắc , không ổn

định và có khả năng chứa khí, nếu khoan bằng dung dịch gốc nớc ngọt thì sẽ
gây sập lở. Mức độ sập lở của đất đá cũng còn phụ thuộc vào góc nghiêng của
các tầng có khả năng gây sụp lở . Nếu góc nghiêng càng lớn thì khả năng sụp
lở càng lớn.
b- Trong trờng hợp thứ 2 (thì áp lực nén của đất đá lớn hơn nhiều so
với áp lực nớc rửa, sự chênh lệch đó có thể đa đến hiện tợng sập lở).
Trong nhiều trờng hợp thì cả hai nguyên nhân tác dụng đồng thời.
Hiện tợng sập lở trong lỗ khoan thể hiện qua những dấu hiệu sau:
- áp lực ở máy bơm tăng lên đột ngột.
- Dung dịch đa lên từ dới lỗ khoan nhiều vụn đất đá.
- Thả dụng cụ không đúng lỗ khoan nếu không bơm rửa.

237
Các biện pháp đề phòng và ngăn ngừa sập lở thành lỗ khoan.
- Biện pháp có hiệu quả nhất là làm nặng dung dịch và tăng cờng
phẩm chất của nó bằng gia công hoá học. Dung dịch có độ thải nớc nhỏ nhất
và có tỷ trọng bảo đảm cho áp lực dung dịch cao hơn áp lực vỉa.
- Đối với các tầng có chứa sét Bentorit Natri, hay các tầng chứa muối thì
nên sử dụng các loại dung dịch bão hoà muối, dung dịch gốc vôi để khoan qua.
Việc dùng dung dịch mặn có anion hoà tan nó sẽ có tác dụng làm cho
sét Bendonit không bị trơng nở. Và dung dịch mặn bão hoà muốn nó sẽ
không làm mất ổn định của các tầng chứa muối.
Với những dung dịch góc can xi, qua tác dụng hoá học của nó với sét
Bentonit gốc Na sẽ bién thành Bentônit gốc canxi loại sét này không gây
trơng nở dới tác dụng của nớc.
Trong quá trình khoan phải định kỳ kiểm tra thân lỗ khoan bằng dụng
cụ đo đờng kính. Tiến hành đo đờng kính nhiều lần cho phép xác định đợc
các vùng gây sập lở. Xác định đợc hiệu quả của các biện pháp ngăn ngừa đã
sử dụng.
Hệ số sập lở K đợc xác định bằng tỷ số giữa thể tích lỗ khoan thực tế

của vùng sập lở và thể tích lý thuyết lỗ khoan.
K=
V
t
V
lt

Trong đó : K - là hệ số hình thành sụp lơ .
V
t
- thể tích thực của lỗ khoan.
V
lt
- thể tích lý thuyết lỗ khoan.
K =
V
r
V
lt
=
R
t
2

R
lt
2

Trong đó : R
t

- là bán kính thực trung bình của lỗ khoan.
R
lt
- là bán kính trung bình lý thuyết của lỗ khoan.
K = 1 - Giếng khoan không sụp lở.
K > 1 - Giếng khoan sụp lở
K<1 - Lỗ khoan bị bó hẹp.



238

8.2. Hiện tợng bó hẹp thành lỗ khoan.
Có rất nhiều trờng hợp lỗ khoan bị bó hẹp thành nhất là đối với các
tầng sét Bentônit trơng nở dới tác dụng của nớc ngọt. Trong các trờng
hợp này, giải quyết đợc vấn đề sập lở tức đồng thời cũng giải quyết đợc vấn
đề bó hẹp thành lỗ khoan. Cũng có những loại đất đá làm giảm đờng kính
của lỗ khoan dới tác dụng mà nớc ngọt nhng không gây sập lở nh
accghilit và lignit, trong trờng hợp trên thì có thể xử lý bằng phơng pháp
dùng dung dịch có độ thoát nớc bé. Trong trờng hợp khó hơn thì có thể sử
dụng dung dịch gốc vôi - thạch cao.
Hiện tợng bó hẹp thành lỗ khoan nhiều khi đa đến việc không thể tiếp
tục khoan đợc nữa. Bó hẹp lỗ khoan do sự biến dạng dẻo bó hẹp lỗ khoan
trong trờng hợp này nên dùng dung dịch có tỷ trọng lớn
a
= 1,8 - 2,2 G/cm
3

và có trờng hợp lên tới 2,4 .
Đối với các tầng muối biện pháp xử lý tốt là dùng dung dịch bão hoà

muối.
8.3. Ngăn ngừa và chống mất nớc rửa.
Hiện tợng mất nớc rửa sinh ra trong quá trình khoan thờng gặp rất
nhiều, nhất là khi khoan qua các tầng đá vôi.
8.3.1. Các nguyên nhân chủ yếu gây ra hiện tợng mất nớc rửa:
a - Nguyên nhân do các tầng đất đá khoan qua:
Các tầng có độ thấm và độ rỗng lớn, các tầng đã bị khai thác nhiều, áp
lực vỉa giảm xuống, các khe rãnh đợc hình thành, qua đó nớc rửa chảy đi
hết. Hiện tợng mất nớc cũng sinh ra ở các tầng đất đá bị hủy hoại do chuyển
động kiến tạo, đất đá nứt nẻ , hang hốc, hang động cactơ.
b - Nguyên nhân kỹ thuật:
- Trọng lợng riêng của dung dịch quá lớn, áp lực thủy tĩnh của dung
dịch lớn hơn áp lực vỉa chênh lệch áp lực càng lớn thì mất nớc càng mạnh.
- Sự tạo thành các kẽ nứt trong đất đá trong quá trình khoan. Do kéo thả
bộ dụng cụ khoan với vận tốc quá lớn gây nên hiện tợng piston tác dụng
xuống thành lỗ khoan làm nứt nẻ chúng.

239
Trọng lợng riêng và độ nhớt của dung dịch qúa lớn dẫn đến áp suất tại
bơm lớn. Từ đó cũng dẫn đến hiện tợng nứt nẻ đất đá và mất dung dịch . Cần
phải lu ý rằng, một tầng đã bị tạo thành kẽ nứt thì sau đó sẽ tạo thành kẽ nứt
với áp suất bé hơn. Các kẽ nứt xuất hiện dới áp lực cao không những có thể
gây ra mất nớc mà có thể gây ra các hiện tợng phức tạp khác nh : sập lở,
bó hẹp thành giếng khoan.
8.3.2. Nghiên cứu vùng mất nớc.
Để chống mất nớc có hiệu quả và tìm biện pháp ngăn ngừa mất nớc
cho lỗ khoan sau cần phải nghiên cứu tổng hợp ngay sau khi khoan vào vùng
mất nớc. Công tác nghiên cứu tổng hợp bao gồm:
1 - Nghiên cứu thuỷ động để tìm hiểu cờng độ mất nớc .
2- Xác định ranh giới, độ hút nớc của tầng.

3- Xác định đờng kính thực của lỗ khoan ở vùng mất nớc.
- Nghiên cứu thuỷ động bằng phơng pháp xác định đặc tính tầng chứa
nớc bằng cách theo dõi chuyển động của mực nớc động. Ngời ta làm mất
trạng thái cân bằng trong lỗ khoan bằng cách đổ thêm nớc hoặc hạ thấp mực
nớc trong đó. Và vị trí của mực nớc trong giếng khoan sẽ có khuynh hớng
trở về trạng thái cân bằng cho đến khi áp lực của cột chất lỏng trong lỗ khoan
cân bằng với áp lực vỉa.
Quá trình phục hồi mực nớc phụ thuộc vào đặc tính địa chất vật lý của
vỉa. Việc theo dõi tốc độ phục hồi mực nớc giúp chúng ta xác đinh đợc độ
thấm tơng đối của vỉa.
- Việc xác định ranh giới của vỉa mất nớc rửa có thể tiến hành bằng
nhiều phơng pháp khác nhau nh (đo nhiệt độ, đo điện trở, nghiên cứu tầng
mất nớc bằng chất đồng vị vv.).
Xác định độ hút nớc của các tầng bằng cách đo lợng dung dịch chảy
vào vỉa.
Việc phân tích sơ bộ phải tiến hành ngay tại giếng khoan . Kết quả phân
tích đợc sử dụng ngay dùng để tổ chức chống mất nớc.



240
8.3.3. Phân loại vùng mất nớc.
Trên cơ sở nghiên cứu vùng mất nớc, cần phải lập những bảng phân
loại mất nớc và dựa vào đó để chúng ta đề ra những biện pháp phòng ngừa và
khắc phục chúng. Bảng phân loại của YH là hoàn thiện nhất. Về cơ bản
nó dựa vào phơng pháp phân tích kết quả nghiên cứu thuỷ động ở vùng mất nớc.
Vận tốc chuỷển động của mực nớc có thể biểu thị bằng công thức sau
đây:
V = C. p
n

V - tốc độ hạ mực nớc trong lỗ khoan tính bằng m/ph.
C- hệ số mất nớc tính bằng tốc độ hạ mực nớc khi chênh lệch áp lực
lên vỉa là 1 đơn vị áp suất (1bar).
P - áp lực d lên tầng mất nớc.
n - Chỉ số độ thấm, đặc trng cho tính thấm của chất lỏng theo các khe
nứt của vỉa.
Cần phải dựa theo hệ số C và chỉ số n mà đề ra biện pháp chống mất
nớc vì rằng các trị số này phản ánh gián tiếp các đặc tính vật lý của vỉa.
Hệ số C và chỉ số n có thể xác định bằng phơng pháp đồ thị và toán đồ.
Chúng ta vẽ đồ thị biểu diễn sự tơng quan giữa áp lực d trung bình khi
mực nớc nằm vào giữa khoảng p và C các khoảng thời gian t mà sau các
khoảng thời gian đó mực nớc hạ xuống những khoảng H bằng nhau trên đồ
thị tọa độ hệ số p có thể tính theo công thức sau:
p = 0,1. . (H
t
- H
0
).
H
t
là khoảng cách từ miệng lỗ
khoan đến mặt nớc tĩnh .
H
0
mực nớc tính toán - khoảng
cách từ miệng lỗ khoan đến điểm
giữa mỗi đoạn .
- trọng lợng riêng của dung dịch.
Trên trục tung đặt các giá trị p, trục hoành dặt t

t, phút
p

5

10
10 30 20

241
Nối các điểm nhận đợc chúng ta
đợc một đờng cong đều . Nhờ có biểu
đồ đã vẽ ngời ta tìm đợc thời gian hạ
mực nớc của các đoạn có áp suất lên
tầng mất nóc là 1 bar và 10 bar. Muốn
thế kéo đờng cong cắt đờng p = 1 bar
và p = 10 bar.
Khi biết khoảng cách H và thời
gian hạ xuống mực nớc t thì tính
đợc tốc độ hạ trung bình mỗi đoạn.
v =
H
t
có thể xác định bằng toán đồ.
Các hệ số C, r, Q
lt
(tiêu hao nớc rửa
theo lý thuyết )chúng ta có thể xác định bằng toán đồ.
8.3.4. Các biện pháp phòng và chống mất nớc.
Để khắc phục các hiện tợng mất nớc ngời ta dùng các phơng pháp

chủ yếu sau.
Giảm áp lực chênh lệch giữa lỗ khoan và vỉa bằng cách thay đổi các
thông số của dung dịch, trám các khe rãnh của tầng mất nớc bằng dung dịch
và vữa ximăng đặc biệt. Bơm ép các vật liệu trơ vào trong vỉa. Khoan không
bơm rồi chống ống.
- Để phòng và chống mất dung dịch sét, dung dịch phải có tỷ trọng nhỏ
nhất, có độ nhớt, ứng suất cắt tĩnh và độ xúc biến
đủ lớn. Khi mất nớc với cờng độ 100 - 200m
3
/h
tốt nhất nên rửa lỗ khoan bằng dung dịch sét bọt
khí và dung dịch sét nhũ tơng. Để xác định
d

của dung dịch trong điều kiện khoan mất nớc ta
tính nh sau:
H: chiều sâu của giếng.
H
2
là chiều sâu từ mặt nớc tĩnh đến đáy lỗ
khoan tơng ứng với
1;

H
t
H
01
H
02
H

03
H
04
H
05

t
1

H
1

t
2

H
2

t
3

H
3
t
4
H
4

t
5

H
5
H
1
H
2
H
3
H
4
H
5
H
H
1

1

242
phải xác định.
P
v
= 0,1 H
1

1
= 0,1 H .
=
1

H
1
H
. G/cm
3
+ Một trong những phơng pháp bít các khe nứt của tầng mất nớc là
bơm vào đó các dung dịch có độ đông tan và cấu trúc tốt khi chảy vào kẽ nứt
các dung dịch này sẽ tạo thành một mạng lới cấu trúc bền vững. Trám tầng
mất nớc bằng dung dịch xi măng là biện pháp phổ biến nhất. Vữa ximăng
trộn vào dung dịch sét gọi là gen ximăng. Để có đợc gen ximăng ngời ta
trộn ximăng trám khô vào dung dịch sét bentonit.
Điều chỉnh thời gian đông đặc của các dung dịch ximăng bằng cách cho
thêm các chất làm đông nhanh (phổ biến nhất là nớc kính clorua canxi, xô đa).
Trong từng trờng hợp riêng, tỷ lệ pha chế ghen ximăng và hỗn hợp
đông nhanh do phòng thí nghiệm xác định.
Thông thờng, ngời ta bơm hỗn hợp đông nhanh và gen ximăng qua
cần khoan. Đầu cần khoan nên đặt cao hơn tầng mặt nớc. Lợng dung dịch
ép bơm vào cần khoan sau hỗn hợp trám bằng thể tích bên trong cột cần
khoan.
+ Cũng có thể dùng phơng pháp "khoan mò" (không cho nớc trào lên
miệng lỗ khoan) trong đất đá cứng nh đá vôi, sa thạch Khi khoan mò mùn
khoan sẽ thu đợc nhờ ống mùn. Sau khi khoan qua vùng mất nớc phải
ngừng khoan để trám ghen ximăng hoặc hỗn hợp đông nhanh cho đến khi
khắc phục đợc hiện tợng mất nớc. Về mặt kinh tế khoan mò chỉ có lợi
khi nớc rửa là nớc lã.
Để khắc phục các hiện tợng mất nớc rất mạnh trớc hết ngời ta phải
làm giảm bớt cờng độ mất nớc bằng cách bồi cát hay mùn khoan vào vùng
mất nớc hoặc bằng cách ép các vật liệu trơ (nh rơm, than bùn, trấu) vào
đấy và sau đó trám ximăng lại. Khi xi măng đã đông rắn thì tiến hành khoan
bình thờng Khi khoan có thể xảy ra hai hay nhiều tầng mất nớc gần nhau thì

khi đó phải trám ximăng cả hai tầng, đầu tiên ngời taỉtám tầng dới trớc sau
đó kéo cần khoan lên cao để trám tầng trên.

243
8.4. Phòng và chống kẹt cột cần khoan.
Các nguyên nhân chính làm kẹt cột cần khoan là :
- Rửa lỗ khoan bằng dung dịch sét có độ thải nớc quá lớn, dung dịch
này tạo một lớp vỏ sét dày lên thành lỗ khoan, làm thu hẹp đờng kính lỗ
khoan lại. Khi kéo cần lên, vỏ sét bị dồn lại, và phía trên choòng hình thành
một cái nút ngày càng chặt và dẫn đến kẹt.
- Đất đá dẻo bị trơng nở do nớc từ dung dịch ngấm
vào vỉa do sự chênh lệch áp lực giữa vỉa và áp lực cột thuỷ
tĩnh. Sự trơng nở làm thu hẹp lỗ khoan lại làm tăng áp lực
máy bơm và kẹt cần . Trờng hợp này thông thờng xảy ra ở
những tầng có độ nghiêng lớn (hình a).
- Kẹt cần khoan do mùn khoan bị tích đọng lại làm thu
hẹp lỗ khoan tạo thành những cái "nút" và gây kẹt cần.
Nguyên nhân tích đọng mùn khoan là do:
+ Không thờng xuyên lọc sạch mùn khoan ra khỏi
dung dịch, nên dung dịch lại mang theo nhiều mùn khoan
xuống lỗ khoan.
+Do lu lợng bơm quá bé hay các thông số của dung
dịch không phù hợp để mang đợc mùn khoan lên mặt
(tốc độ đi lên của nớc rửa không đủ đẩy mùn khoan
lên mặt )
+ Do sự sập lở của đất đá ở một số tầng (hình b)
tại đó vận tốc đi lên của dung dịch bé, mùn khoan bị
lắng đọng.
+ Khi khoan bằng các choòng có đờng kính
khác nhau, lỗ khoan có hình bậc thang, ở chỗ chuyển

tiếp từ đờng kính lớn sang đờng kính nhỏ mùn khoan
bị thu hẹp lại và gây kẹt cần (hình c).
- Cột cần khoan bị rò và nớc rửa chảy qua chỗ
nối ren hay chỗ rò của cột cần khoan, choòng khoan
không đợc rửa và bị hẹp vào bởi mùn khoan.
Hình a

Hình b