đồ án kỹ thuật dầu khí Thiết kế thi công giếng khoan N0 3002 mỏ Rồng

Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN
STT Số Hiệu
bảng
Têm Bảng Tran
g
1 Bảng 2.1 Bảng thông số Profile của giếng khoan 18
2 Bảng 2.2 Qui chuẩn tính ∆ theo cấp đường kính ống chống
của gost.
22
3 Bảng 2.3 Kích thước ống chống và đường kính Mupta tương
ứng
22
4 Bảng 2.4 Đường kính chuẩn của choòng khoan và ống chống
tương ứng
23
SV: Trương Văn Đạt 1 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
5 Bảng 2.5 Cấu trúc giếng khoan N
0
3002 24
6 Bảng 3.1 Bảng phân chia khoảng khoan của giếng khoan N
0
3002
26
7 Bảng 3.2 Bảng lựa chọn phương pháp khoan cho các khoảng
khoan
29
8 Bảng 3.3 Bảng thông số máy bơm NATIONAL - 12P - 160 33
9 Bảng 3.4 Bảng thông số máy bơm trám Fracmaster - Triplex
Pump

34
10 Bảng 3.5 Bảng lựa chọn các loại choòng cho các khoảng
khoan
35
11 Bảng 3.6 Chỉ dẫn tỉ lệ đường kính ống chống và cần khoan 37
12 Bảng 3.7 Thông số kĩ thuật cần khoan 127mm 37
13 Bảng 3.8 Kích thước tương ứng giữa đường kính choòng và
định tâm
38
14 Bảng 3.9 Chỉ dẫn tỷ lệ đường kính choòng và cần nặng 40
15 Bảng 3.10 Lựa chọn đường kính cần nặng cho các khoảng
khoan
40
16 Bảng 3.11 Bộ khoan cụ trong khoảng khoan từ 0 ÷ 250 m 42
17 Bảng 3.12 Bộ khoan cụ trong khoảng khoan từ 250 ÷ 1111 m 43
18 Bảng 3.13 Bộ khoan cụ trong khoảng khoan từ 1111 ÷ 3202 m 44
19 Bảng 3.14 Bộ khoan cụ trong khoảng khoan từ 3202 ÷ 3318 m 44
20 Bảng 3.15 Bộ khoan cụ trong khoảng khoan từ 3318 ÷ 3411m 45
21 Bảng 3.16 Bảng các thông số ống chống 508 mm 46
22 Bảng 3.17 Bảng các thông số ống chống 340 mm 46
23 Bảng 3.18 Các thông số ống chống Φ 245 mm 47
24 Bảng 3.19 Các thông số ống chống Φ 194 mm 47
25 Bảng 4.1 Hệ dung dịch cho từng khoảng khoan giếng N
0

3002
50
26 Bảng 4.2 Thông số dung dịch cho các khoảng khoan giếng N
0
3002

55
27 Bảng 4.3 Đơn pha chế dung dịch cho mỗi khoảng khoan
giếng N
0
3002
58
28 Bảng 4.4 lựa chọn dung dịch sét, nước, hóa phẩm cho mỗi
khoảng khoan.
67
29 Bảng 5.1 Chế độ khoan cho các khoảng khoan còn lại 78
SV: Trương Văn Đạt 2 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
30 Bảng 5.2 bảng thiết đồ giếng khoan N
0
3002 79
31 Bảng 6.1 Kết quả tính toán trám xi măng các cột ống chống
giếng N
0
3002
103
32 Bảng 8.1 Phân cấp tình trạng mất dung dịch 125
33 Bảng 9.1 Bảng phân bố thời gian thi công giếng khoan
N
0
3002
136
LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay ở nước ta, công tác thăm dò và khai thác dầu khí đang phát triển
nhanh chóng và trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn trong nền kinh tế quốc
dân nó góp phần quan trọng đưa đất nước tiến lên con đường công nghiệp hóa,

hiện đại
hóa. Dầu khí là một ngành công nghiệp tuy còn non trẻ nhưng chiếm một vị trí
vô cùng quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, nó không chỉ đóng góp một tỉ
trọng lớn vào GDP của cả nước mà còn là một ngành kinh tế mũi nhọn, đưa đất
nước tiến lên con đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa.
Ngành dầu khí là ngành công nghiệp hiện đại, có tính chuyên môn hóa
nên đòi hỏi đội ngũ cán bộ phải có trình độ khoa học kĩ thuật và trình độ chuyên
môn cao. Do công nghệ khoan và khai thác dầu khí chủ yếu được nhập từ nước
ngoài và phát triển ngày càng mạnh mẽ nên chúng ta phải phấn đấu làm chủ kĩ
SV: Trương Văn Đạt 3 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
thuật, công nghệ hiện đại để xây dựng một nền công nghiệp dầu khí lớn mạnh
với một chuỗi liên hoàn từ tìm kiếm, thăm dò, khai thác cho đến chế biến các sản
phẩm dầu khí. Là một chuỗi các công tác từ tìm kiếm thăm dò, khoan, khai thác
đến chế biến và tiêu thụ các sản phẩm dầu khí. Trong đó, công tác khoan là một
công việc phức tạp, quyết định đến sự thành công của giếng khoan. Qua thời gian
nghiên cứu học tập tại trường, và qua đợt thực tập tốt nghiệp tại XNLD
Vietsovpetro tôi đã được tìm hiểu về công nghệ khoan khai thác. Trên cơ sở đó
tôi đã quyết định nhận đề tài tốt nghiệp: “thiết kế thi công giếng khoan N
0
3002
mỏ Rồng”. Dưới sự giúp đỡ, tạo điều kiện của bộ môn Khoan – Khai thác, đặc
biệt là sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy giáo Nguyễn Văn Thành, em đã
hoàn thành quyển đồ án tốt nghiệp trên. Mặc dù bản thân đã cố gắng tìm hiểu,
xem xét các tài liệu nhưng do kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án sẽ không
tránh khỏi những thiếu sót, rất mong quý Thầy, Cô giáo cùng bạn đọc góp ý sửa
chữa và bỏ qua.
Qua đây em xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Văn
Thành cùng các Thầy, Cô giáo trong Bộ môn Khoan - Khai thác, tập thể cán bộ
và công nhân XNLD Vietsovpetro và các bạn đồng nghiệp đã giúp em hoàn

thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên:
Trương Văn Đạt
SV: Trương Văn Đạt 4 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ – ĐỊA CHẤT
VÙNG MỎ RỒNG
1.1.Vị trí địa lý và đặc điểm khí hậu vùng mỏ.
1.1.1. Vị trí địa lý.
Mỏ Rồng nằm ở lô số 09 thuộc bồn trũng Cửu Long trên thềm lục địa phía Nam
Việt Nam. Cách cảng Vũng Tàu 120 km, nơi tập trung các căn cứ dịch vụ sản
xuất của XNLD “VIETSOVPETRO”. Vũng Tàu nối với TP.HCM 125 km đường
thủy và đường hang không.
Công tác khoan thăm dò của vùng mỏ Rồng được tiến hành bằng các Phương
tiện khác nhau: tàu khoan Mirchin, giàn khoan tự nâng Ekhabi, Tam đảo và các
giàn cố định gồm hai giàn (RP-1, RP-2) và hai giàn nhẹ (RC-1, RC-2), từ các
giàn này đã tiếp tục khoan 14 giếng khoan. Trên vùng hiện được lắp hệ thống
ống dẫn dầu khí từ mỏ Bạch Hổ và một trạm rót dầu không bến giữa RP-1 và
RC-1. Đặc biệt trên vùng Đông Bắc ta dung chủ yếu là giàn nhẹ để khoan thăm
dò và khai thác dầu khí.
Năng lượng tạo ra từ các động cơ đốt trong dung để khoan, các xí nghiệp trên bờ
dung điện từ đường dây 35KV từ TP.HCM qua nhà máy phát điện Phú Mỹ và Bà
Rịa. Nước sinh hoạt cung cấp từ bờ bằng tàu chuyên dụng, còn nước kỹ thuật thì
từ giếng khoan tại chỗ.
SV: Trương Văn Đạt 5 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
Vị trí địa lí mỏ Rồng
1.1.2. Đặc điểm khí hậu.
Cấu tạo mỏ Rồng là phần kéo dài về phía Tây Nam của đới nâng trung tâm bồn

trũng cữu Long, móng và các lớp bị băm nát bỡi hàng loạt đứt gãy á kinh tuyến
và vĩ tuyến. Biển ở vùng mỏ có độ sâu từ 25 – 55m. Nhiệt độ nước thay đổi từ C
đến C. Nồng độ muối trong nước từ 33-35g/l. Khí hậu của vùng mở là khí hậu
nhiệt đới gió mùa. Mùa Đông (tháng 11 - 3) chủ yếu là gió mùa Đông Bắc. Các
cơn gió mạnh cực đại vào tháng 12 và tháng 01. Gió thổi mùa Đông xác định
SV: Trương Văn Đạt 6 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
hướng song biển (TB và B - TB) chiều cao sóng có thể lên đến 8m. Nhiệt độ
không khí mùa Đông từ - C về đêm và buổi sáng. Mưa ít và thời kỳ gió mùa
Đông Bắc (0.07mm vào tháng 02 là tháng khô nhất), độ ẩm tương đối của không
khí tối thiểu là 65%.
Trong mùa chuyển tiếp (tháng 4 -5) các khối khí dịch chuyển từ Bắc xuống Nam.
Dần dần gió hướng tây Nam từ vùng xích đạo chiếm ưu thế. Gió này xác định
mức tăng độ ẩm không khí mặc dù lượng mưa rơi vẩn chưa lớn đều đặn.
Mùa mưa bắt đầu từ tháng 6 đến hết tháng 9.Vào mùa này chủ yếu có gió Tây
Nam, nhiệt độ trung bình vào khoảng 25 - 32
0
C. Nhiệt độ ban ngày và đêm chênh
nhau khá lớn.Độ ẩm trung bình từ 87 - 89.% Thời gian này mưa thường xuyên
hơn và có kèm theo những cơn giông.
Vào tháng 10, trong thời gian chuyển mùa lần thứ 2 này, gió Tây Nam yếu
dần thay bằng gió Đông Bắc, đến cuối tháng hầu như hết mưa. Nhiệt độ không
khí giảm xuống 24
0
C – 30
0
C.
Dòng chảy biển phụ thuộc mạng bỡi chế độ gió mùa và hoạt động thủy
triều. Trong thời gian gió mùa đông bắc, ngoài biển thường xuyên có sóng lớn.
Thường có bảo và gió xoáy, với khoảng 10 lần/năm. Khi có bảo tốc độ gió từ

20m/s trở lên, cá biệt lên đến 60m/s. Khi có bảo lớn, sóng có thể cao tới 10m. vì
lý do đó số ngày thuận tiện để tiến hành công việc ngoài biển vào mùa Đông
tương đối ít. Trong thời gian gió màu Tây Nam và hai thời điểm giao mùa thì
điều kiện làm việc ngoài biển có thuận lơi hơn. Tuy nhiên vào lúc này mưa rơi có
thể kèm theo chớp, going tố và gió giật có thể làm ảnh hưởng xấu tới thi công.
Trong vùng mỏ mức chấn động địa chấn không quá 6
0
Ritte.
1.2. Đặc điểm địa chất mỏ Rồng
1.2.1. Đặc điểm địa tầng - thạch học
Dựa vào các đặc điểm thạch học, cổ sinh, tài liệu Karota giếng khoan của
mỏ Đông Bắc Rồng, các nhà địa chất đã phân chia và gọi tên các phân vị địa tầng
theo tên địa phương cho các cấu tạo địa chất vùng mỏ. Từ trên xuống cột địa tầng
tổng hợp của mỏ Nam Đông Bắc Rồng, được mô tả như sau:
1.2.1.1. Trầm tích Neogen và Đệ Tứ
* Trầm tích Plioxen - Đệ Tứ (Điệp Biển Đông): Trầm tích Biển Đông phủ
bất chỉnh hợp lên trầm tích Mioxen. Thành phần thạch học gồm cát, sét và sét bột
xen kẽ sỏi đá màu xám, màu vàng và màu vàng xanh. Thường gặp ở đây nhiều
mảnh vôi sinh vật biển. Lên trên thành phần gồm cát bở rời xen kẽ với sét màu
SV: Trương Văn Đạt 7 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
xám sáng và xám xanh với một ít mác nơ, có một số lượng lớn foraminifera.
Chiều dày của điệp từ 600 ÷ 700 m.
* Phụ thống Mioxen trên (Điệp Đồng Nai): Điệp Đồng Nai gồm các lớp
cát bở rời và cát không gắn kết màu xanh lẫn sét nhiều màu. Chiều dày điệp từ
500 ÷ 800 m. Bề dày tăng dần ra phía cánh của lớp cấu tạo và phủ dày lên trầm
tích Điệp Côn Sơn.
* Phụ thống Mioxen trung (Điệp Côn Sơn): Phần dưới của điệp này được
cấu tạo bởi các lớp hạt thô màu xám và xám trắng với sét màu nâu đỏ, trong sét
có lớp kẹp than. Đây là những đất đá lục nguyên dạng khối, bở rời. Thành phần

chính là thạch anh chiếm 80%, Fenspat và các đá phun trào, xi măng sét và sét
vôi có màu loang lổ, bở rời mềm dẻo. Đất đá này thành tạo trong điều kiện biển
nông, độ muối trung bình, chịu tác động của dòng biển, nơi lắng đọng khá gần
nguồn vật liệu. Bề dày của điệp từ 400 ÷ 800 m.
* Phụ thống Mioxen dưới (Điệp Bạch Hổ): Điệp Bạch Hổ là sự xen kẹp
các lớp cát, sét và sét bột, cát xám sáng, xẫm, sét màu sặc sỡ loang lổ kết dính
dẻo (đặc biệt là tầng trên của điệp - tầng sét Rotalia). Đá bột xám, nâu đỏ ở phần
dưới của điệp. Đây là tầng đá chắn mang tính chất khu vực rất tốt. Đá bột kết
xám và nâu đỏ. Ở phần dưới của điệp chiều dày lớp kẹp cát kết tăng lên, đây là
tầng sản phẩm chứa dầu 23, 24, 25. Căn cứ vào đặc điểm thạch học và cổ sinh
người ta chia Điệp Bạch Hổ ra thành 2 phụ điệp: Phụ điệp Bạch Hổ trên và phụ
điệp Bạch Hổ dưới. Phụ điệpBạch Hổ trên – sét chiếm ưu thế, phụ điệp Bạch Hổ
dưới là sự xen kẽ cát kết và sét kết, ưu thế cát tăng lên. Bề dày của điệp thay đổi
từ 300 ÷ 1200 m.
1.2.1.2. Các trầm tích Paleogen
* Tập trầm tích Oligoxen thượng (Điệp Trà Tân): Trầm tích này bao gồm
các lớp cát kết hạt mịn đến trung, màu xám sáng xen kẽ với các tập dày sét kết
màu nâu chuyển dần sang đen về phía dưới. Đặc biệt đã phát hiện trong tầng
trầm tích này các thân đá phun trào có thành phần thay đổi. Độ dày của lớp trầm
tích Trà Tân giảm dần ở phần vòm của cấu tạo mỏ Nam Rồng – Đồi Mồi và tăng
đột ngột ở phần cấu tạo. Trong Điệp Trà Tân có các tầng sản phẩm bão hoà dầu
là: IB, IA, I, II, IV, V. Chiều dày trầm tích của điệp thay đổi từ 50 ÷ 1000 m.
* Tập trầm tích Oligoxen hạ (Điệp Trà Cú): Trầm tích này bao gồm các
lớp cát – sét xen kẽ hạt trung và hạt nhỏ màu nâu xám lẫn với bột kết màu nâu đỏ
bị nén chặt nhiều và nứt nẻ. Ở đáy của điệp gặp sỏi kết và các mảnh đá móng tạo
thành tập lót đáy của lớp phủ trầm tích. Bề dày của tập lót đáy này biến đổi trong
các giếng khoan từ 0 ÷ 170 m, tăng dần theo hướng lún chìm của móng còn ở
vòm thì vắng mặt hoàn toàn. Người ta đã nhận được dầu ở tập lót này. Ngoài ra
còn phát hiện lớp kẹp đá phun trào ở một số giếng khoan. Tầng địa chấn phản xạ
11 trùng với nóc Điệp Trà Cú. Các tầng cát kết chứa dầu công nghiệp (từ trên

SV: Trương Văn Đạt 8 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
xuống): VI, VII, VIII, IX, X đã được xác định. Đó là các tập cát kết màu xám
sáng, độ hạt từ trung bình đến mịn, độ chọn lựa tốt, có độ rỗng biến đổi từ 10 ÷
20%.
1.2.1.3. Đá móng trước Kainozoi
Đá móng trước Kainozoi chủ yếu là các thể xâm nhập granitoit, granit và
granodiorit. Thành phần khoáng vật chủ yếu là thạch anh (10 ÷ 30%), Fenspat
(30 ÷ 50%), Mica và Amphibol (từ hiếm tới 7%) và các khoáng vật phụ khác.
Tuổi của đá móng là Jura muộn và Kreta sớm (tuổi tương đối là từ 107 ÷ 108
triệu năm). Đá móng có bề dày phân bố không đều và không liên tục trên các địa
hình. Bề dày lớp phong hoá có thể lên tới 160 m. Kết quả phân tích không gian
rỗng trong đá móng cho thấy độ rỗng trong đá phân bố không đều, trung bình từ
3 ÷ 5%. Quy luật phân bố độ rỗng rất phức tạp. Dầu tự phun với lưu lượng lớn từ
đá móng là một hiện tượng độc đáo, trên thế giới chỉ gặp ở một số nơi như:
Bombay (Ấn Độ), High (Libi). Để giải thích cho hiện tượng trữ dầu thô trong đá
móng kết tinh, người ta tiến hành nhiều nghiên cứu và đưa ra kết luận sự hình
thành không gian rỗng chứa dầu trong đá móng granitoit ở mỏ Đông Bắc Rồng
là do tác động của nhiềuyếu tố địa chất khác nhau.
1.2.3. Các điều kiện địa chất có ảnh hưởng đến công tác khoan
Như đã trình bày ở các phần trước, điều kiện địa chất của mỏ Đông Bắc
Rồng là rất phức tạp và gây nhiều khó khăn cho công tác khoan như:
- Đất đá mềm, bở rời từ tầng Mioxen trung (Điệp Côn Sơn) trở lên có thể
gây sập lở thành giếng khoan.
- Các đất đá trầm tích nhiều sét trong tầng Mioxen dưới và tầng Oligoxen
có thể gây bó hẹp thành giếng khoan do sự trương nở của sét.
- Dị thường áp suất thấp trong tầng Oligoxen có thể gây bó hẹp thành
giếng khoan và những phức tạp đáng kể khác;
- Tầng đá móng có gradien áp suất thấp có thể gây mất dung dịch khoan
và sự thụt cần khoan khi gặp phải các hang hốc; - Các đứt gãy kiến tạo của mỏ có

thể gây mất dung dịch khoan và làm lệch hướng lỗ khoan.
Theo phân tích địa chất và kinh nghiệm thực tế, có thể dự kiến các phức
tạp khi khoan giếng ở vùng Mỏ Rồng như sau:
SV: Trương Văn Đạt 9 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
1.2.4.Mặt cắt địa chất của giếng khoan No 3002
SV: Trương Văn Đạt 10 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
1.2.4.1. Ranh giới địa tầng (theo phương thẳng đứng)
- Từ 200 - 715m là trầm tích Đệ Tứ và Neogen;
- Từ 715 - 1111m là trầm tích Mioxen trên;
- Từ 1111 - 2242m là trầm tích Mioxen trung;
- Từ 2242 - 2780m là trầm tích Mioxen dưới;
- Từ 2780 - 2920m là tầng Oligoxen thượng;
- Từ 2920 - 3020m là tầng Oligoxen hạ
- Từ 3020m trở xuống dưới là tầng móng.
1.2.4.2. Nhiệt độ và áp suất vỉa (theo phương thẳng đứng)
1.2.4.2.1. Áp suất vỉa
- Từ độ sâu 200 - 2242m: Gradien áp suất vỉa là 1,0 at/10m;
- Từ độ sâu 2242 - 2920m: Gradien áp suất vỉa là 1,10 1,15 at/10m;
- Từ độ sâu 2920 - 3020m: Gradien áp suất vỉa là 1,14 ÷ 1,19 at/10m;
- Từ độ sâu 3020m trở xuống: Gradien áp suất vỉa là 1,10 ÷ 1,12 at/10m.
1.2.4.2.2. Áp suất vỡ vỉa
- Từ độ sâu 200 - 400m: Gradien áp suất vỡ vỉa là 1,3 at/10m;
- Từ độ sâu 400 - 2920m: Gradien áp suất vỡ vỉa là 1,55 ÷ 1.60 at/10m;
- Từ độ sâu 2920 - 3020m: Gradien áp suất vỡ vỉa là 1,66 ÷ 1,69 at/10m ;
- Từ độ sâu 3020m trở xuống: Gradien áp suất vỡ vỉa là 1,55 ÷ 1,60 at/10m.
1.2.4.2.3. Nhiệt độ vỉa
Gradien nhiệt độ của vỉa: 2,5
o

C/100m.
1.2.4.3. Độ cứng của đất đá (theo phương thẳng đứng)
- Từ độ sâu 200 ÷ 1100 m: Đất đá mềm và bở rời, có độ cứng từ I ÷ II
theo độ khoan.
- Từ độ sâu 1100 ÷ 2090 m: Đất đá tầng Mioxen hạ mềm và trung bình
cứng. Độ cứng từ III ÷ IV theo độ khoan.
- Từ độ sâu 2090 ÷ 3020 m: Đất đá tầng Oligoxen trung bình cứng đến
cứng. Độ cứng từ V ÷ VIII theo độ khoan;
- Từ độ sâu 3020 m trở xuống dưới: Đất đá móng kết tinh từ cứng đến
rất cứng. Độ cứng từ VIII ÷ IX theo độ khoan. Đất đá ổn định và bền vững.
SV: Trương Văn Đạt 11 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
1.2.4.4. Mục đích và yêu cầu :
Giếng khoan N
0
3002 là một giếng khai thác. Thi công trên biển, để quá trình
khoan khai thác dễ dàng thuận lợi, gặp ít sự cố, giảm tối đa thời gian cũng như
chi phí cho giếng khoan, đồng thời đáp ứng các điều kiện địa chất, công nghệ
hiện có của giàn khoan. Người ta thường thi công giếng với dạng profin phù hợp
nhất.
Do đó profin giếng khoan được chọn cần phải có:
- Chi phí thi công cho một giếng khoan là thấp nhất;
- Chất lượng cao và các yêu cầu kĩ thuật của giai đoạn khai thác;
- Khoan và gia cố giếng được thực hiện bằng các kĩ thuật, công nghệ
hiện có;
- Cho phép sử dụng các biện pháp khai thác đồng thời nhiều vỉa sản
phẩm khi khai thác mỏ dầu nhiều vỉa;
- An toàn trong khoan và gia cố;
- Giảm thiểu phụ tải lên thiết bị khoan khi thực hiện công tác kéo thả;
- Thiết bị khai thác trong lòng giếng làm việc với độ tin cậy cao;

- Thả tự do trong lòng giếng các thiết bị khai thác ngầm;
- Đạt độ sâu, khoảng dịch đáy tiếp cận tầng sản phẩm theo yêu cầu;
- Giới hạn bán kính cong, góc xiên của thân giếng ở khoảng đặt và làm
việc của thiết bị khai thác ngầm trong lòng giếng và ở chiều sâu thiết
kế.
1.2.5.Hệ số mở rộng thành M
- Từ độ sâu 0 ÷ 250 m: Hệ số mở rộng thành giếng M = 1,3;
- Từ độ sâu 250 ÷ 700 m: Hệ số mở rộng thành giếng M = 1,3;
- Từ độ sâu 1100 ÷ 2920 m: Hệ số mở rộng thành giếng M = 1,2;
- Từ độ sâu 2920 ÷ 3020 m: Hệ số mở rộng thành giếng M = 1,1;
- Từ độ sâu 3020 m trở xuống: Hệ số mở rộng thành giếng M = 1,05.

Chương II: THIẾT KẾ PROFILE VÀ CẤU
TRÚC GIẾNG
2.1.Lựa chọn và tính toán Profile giếng khoan
2.1.1. Chọn proflen giếng khoan
2.1.1.1. Các dạng profile giếng khoan định hướng
Trong khoan dầu khí hiện nay thường sử dụng 5 dạng profile cơ bản sau:
*Dạng quỹ đạo tiếp tuyến (Hình 2.1.a)
SV: Trương Văn Đạt 12 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
Dạng quỹ đạo này đảm bảo khoảng lệch ngang cực đại của thân giếng so với
phương thẳng đứng trong trường hợp góc nghiêng của thân giếng nhỏ nhất. Sử
dụng cho các giếng khoan xiên định hướng với khoảng lệch đáy lớn so với
phương thẳng đứng, cũng như khi khoan nhóm giếng có chiều sâu cắt xiên lớn,
có hiệu quả khi bộ khoan đáy làm việc ổn định ở các đoạn xiên của quỹ đạo.
Dạng mặt cắt này nên dùng cho giếng khoan định hướng vào vỉa có độ lệch lớn,
khi lỗ khoan có độ sâu trung bình.
Cấu trúc bao gồm: Đoạn thẳng đứng phía trên, đoạn tạo góc nghiêng và đoạn
ổn định góc nghiêng.

*Dạng quỹ đạo hình chữ J(Hình 2.1.b)
Dạng quỹ đạo sử dụng có hiệu quả ở các mỏ dầu khí bộ khoan cụ đáy làm
việc trong trạng thái ổn định ở các khoảng ổn định góc nghiêng của quỹ đạo, sử
dụng khoan đoạn thân giếng nằm trong vỉa sản phẩm với góc nghiêng cực đại
đến 90º, có thể sử dụng cho các giếng khoan ngang và các giếng mà chiều dày
hiệu dụng của vỉa sản phẩm mỏng hoặc các giếng cần tăng chiều dày hiệu dụng.
Cấu trúc bao gồm: Đoạn thẳng đứng phía trên, đoạn tạo góc nghiêng, đoạn ổn
định góc và đoạn cắt góc lần hai.
*Dạng quỹ đạo hình chữ S
Dạng quỹ đạo này hay sử dụng trong các trường hợp vỉa sản phẩm có bề dày
lớn, khi mở vỉa sản phẩm thân giếng thẳng đứng. Quỹ đạo tiến hành đơn giản,
thuận lợi trong thiết kế và khi thi công, đạt độ dịch đáy đủ lớn thuận lợi trong khi
khoan mở vỉa đưa giếng vào khai thác. Dạng profin được dùng để khoan các lỗ
khoan nghiêng có chiều sâu lớn.
- Dạng quỹ đạo hình chữ S - 5 đoạn (Hình 2.1.c)
Dạng quỹ đạo bao gồm: Đoạn thẳng đứng phía trên, đoạn tạo góc nghiêng,
đoạn ổn định góc nghiêng, đoạn giảm góc nghiêng với cường độ lệch nhỏ, đoạn
thẳng đứng phía dưới.
- Dạng quỹ đạo hình chữ S - 4 đoạn (Hình 2.1.d)
Dạng quỹ đạo bao gồm: Đoạn thẳng đứng phía trên, đoạn tạo góc nghiêng, đoạn
ổn định góc nghiêng, đoạn giảm góc nghiêng với cường độ lệch nhỏ.
- Dạng quỹ đạo hình chữ S - 3 đoạn (Hình 2.1.e)
Dạng quỹ đạo bao gồm: Đoạn thẳng đứng phía trên, đoạn tạo góc nghiêng,
đoạn giảm góc nghiêng với cường độ lệch nhỏ.
SV: Trương Văn Đạt 13 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
Hình 2.1. Các dạng profile thông dụng trong công nghiệp dầu khí
2.1.1.2. Chọn profile cho giếng khoan N
0
3002

Căn cứ vào yếu tố công nghệ, kĩ thuật hiện có, điều kiện địa chất khu mỏ
nghiên cứu, vị trí đặt miệng giếng khoan…ta có:
Giếng N
0
3002 có độ sâu thiết kế H=3100m,vỉa sản phẩm có bề dày 80m,
độ dời đáy là: A = 1146m Thiết kế profile giếng khoan là ta chọn kiểu và hình
dạng của giếng phụ thuộc vào chiều sâu và khoảng dịch đáy của giếng, sau đó
tính toán quĩ đạo của nó sao cho phù hợp với mục đích thiết kế giếng, các điều
kiện về kĩ thuật và công nghệ hiện có. Giếng N0 3002 được thiết kế là giếng
khoan xiên định hướng nên profile của giếng phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Đảm bảo thi công giếng đạt đến độ sâu và khoảng lệch đáy theo thiết kế với
chất lượng đảm bảo. Giảm chi phí về thời gian, nhân lực, vật tư, giá thành khoan;
- Đảm bảo độ sâu và khoảng dịch đáy tiếp cận vỉa sản phẩm theo yêu cầu;
- Đảm bảo an toàn trong suốt quá trình khoan và chống ống. Giảm thiểu tối đa
khả năng xảy ra sự cố;
- Lợi dụng được thiết bị, công nghệ và kĩ thuật hiện có. Theo các tài liệu địa chất
và những yêu cầu của công tác khoan, cần phải chọn mặt cắt của lỗ khoan sao
cho tiêu hao vật tư và thời gian khoan ít nhất, mà vẫn đảm bảo hoàn thành nhiệm
vụ của lỗ khoan. Trong khoan định hướng ta có 5 dạng quĩ đạo phổ biến. Tuy
vậy, ở đây ta cần khoan định hướng có khoảng lệch đáy giếng lớn, và giếng
khoan cắt qua nhiều tầng sản phẩm, việc khai thác được tiến hành từ dưới lên
trên. Chính vì vậy ta chọn dạng quĩ đạo tiếp tuyến, được mô tả như dưới
hình vẽ:
SV: Trương Văn Đạt 14 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
H0
H
H’
h
R
O

A
A’
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
SV: Trương Văn Đạt 15 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
Hình 3: Dạng cấu trúc Profile giếng N
0
3002
Profile giếng khoan thiết kế gồm:
- Đoạn thẳng đứng phía trên (1);
- Đoạn cắt xiên (2);
- Đoạn giữ ổn định góc xiên (3).
Căn cứ vào yêu cầu thăm dò địa chất cũng như yêu cầu của bộ phận khai
thác đưa ra để việc thiết kế giếng khoan được chính xác. Dựa vào kinh nghiệm
khi khoan
các giếng khoan tại mỏ Đông Bắc Rồng, ta có thể chọn profile giếng khoan như
sau:
- Chiều sâu thẳng đứng của giếng khoan (tính từ bàn roto): H
0
= 3100 m;
- Chiều sâu đoạn thẳng đứng phía trên là H
v
= 700 m;
- Khoảng dịch đáy là A = 1146 m;
- Góc phương vị của giếng là 190,5
0
;
- Cường độ cong i = 2,5
0
/100 m.

2.1.2. Tính toán Profile giếng khoan N
o
3002
Bán kính cong: R
i.
180
π
=
= = 2292 (m) (2.1)
Để đảm bảo khả năng đi qua tự do của bộ khoan cụ trong ống chống trong
quá trình khoan thì R > R
min
(bán kính cong cực tiểu cho phép giới hạn làm
việc của bộ khoan cụ).
Ta có công thức: R
min
=
fkdD
L
tc
t
++−
2
.167
(m) (2.2)
trong đó:
- L
t
: Chiều dài tuốc bin và choòng khoan. Chọn Tuabin chiều dài
- l

tb
= 9,2m, choòng khoan có chiều dài l
c
= 0,52m. Vậy chiều dài
L
t
= 9,72m.
- D
c
= 444,5 mm: Đường kính của choòng khoan trong khoảng cắt xiên (tra bảng).
- d
t
= 244,5mm: Đường kính tuốc bin khoan (tra bảng).
- k: Khe hở nhỏ nhất giữa tuabin và thành giếng (k = 5 ÷ 8mm) chọn
k = 5mm.
- f: Là độ uốn của tuabin được tính theo công thức
f = 0,13.10
6
. q
t
.
t
t
IE
L
.
2
(2.3)
trong đó:
- I

t
= 0,049.d
t
4
= 17511cm
4
: Mômen quán tính của tuabin.
SV: Trương Văn Đạt 16 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
- q
t
= 1,987 kg/cm: Trọng lượng của của tuốc bin theo một đơn vị chiều
dài.
- E = 2,1.10
6
kG/cm
2
: Môđun đàn hồi của thép.
Thay vào công thức (2.3) ta được: f = 9,38 cm
Thay vào (2.2) ta được: R
min
= 435m. Như vậy R

> R
min
thỏa mãn yêu cầu.
Góc nghiêng cực đại của giếng:

=
α

arccos (2.4)
Trong đó:
- A = 1146 m.
- R = 2292 m.
- H = H
0
– H
v
= 3100 – 700 = 2400 m
Thay vào công thức (2.4) ta được: α= 30,5
0
Do đó ta tính được thông số cho các đoạn:
- Đoạn thẳng đứng phía trên:
H
v
= l
1
= 700 m.
Đoạn cắt xiên tăng góc nghiêng thân giếng khoan:
- h = R.sinα = 2292.sin 30,5
0
= 1281 m;
- a = R(1- cosα ) = 2292(1 – cos 30,5
0
) = 392m;
- l
2
= = = 1360 m;
- l
12

= l
1
+ l
2
= 700 + 1360 = 2060 m;
- H = H
v
+ h = 700 + 1281 = 1981m.

Đoạn ổn định góc nghiêng thân giếng khoan:
H' = H
0
– H
v
– h = 3100 – 700 – 1281 = 1119 m;
L
3
= = = 1351m
A' = H'.tgα = 1119.tg 30,5
0
= 754 m.
A = a + A' = 392 + 754 = 1146 m;
l = l
1
+ l
2
+ l
3
= 700 + 1360 + 1351 = 3411 m;
H = H

v
+ h + H' = 700 + 1281 + 1119 = 3100 m.
Như vậy ta có bảng thông số Profile của giếng khoan như sau:
Dạng thân giếng Chiều dài theo
thân giếng khoan,
m
Hình chiếu mặt
cắt lên phương
thẳng đứng, m
Khoảng
lệch đáy,
m
Đoạn thẳng đứng phía trên 700 700 0
Đoạn cắt xiên 1360 1281 392
Đoạn ổn định góc xiên 1351 1119 754
Tổng 3411 3100 1146
SV: Trương Văn Đạt 17 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
Bảng 2.1. Bảng thông số Profile của giếng khoan
2.2. Lựa chọn và tính toán cấu trúc giếng khoan
2.2.1. 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;
- 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.
2.2.1.1. Lựa chọn cấu trúc giếng khoan
Dựa vào các đặc điểm phân tích về điều kiện địa chất ở trên ta có thể lựa
chọn cấu trúc giếng như sau:
2.2.1.2. Cột ống chống định hướng
Căn cứ vào yêu cầu khai thác và đặc điểm khoan ngoài biển, vừa đảm
bảo ngăn cách nước biển, đảm bảo ổn định, ta chọn cột ống cách nước loại
Φ720×16×D. Thi công bằng phương pháp búa máy đóng ống xuống độ sâu 120 m.
2.2.1.3. Cột ống chống dẫn hướng
Ống dẫn hướng có tác dụng ngăn cho thành lỗ khoan ở phần trên không bị
sập lở, được thả hết tầng phủ, hoặc hết tầng đất đá bở rời phía trên. Theo tài liệu
ta có thì lớp đất đá Đệ Tứ bở rời mới hình thành, có độ gắn kết kém nên thành
giếng khoan dễ sập lở khi ta thay đổi chế độ khoan, hơn nữa ta phải đặt chân
ống lên nóc tầng đất đá ổn định. Vì vậy ta quyết định thả ống dẫn hướng tới
chiều sâu 250 m, trám xi măng toàn bộ chiều dài cột ống.
SV: Trương Văn Đạt 18 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
2.2.1.4. Cột ống trung gian thứ nhất
Qua phân tích cột địa tầng giếng khoan, ta thấy: theo chiều sâu địa tầng tới 1100 m,
đất đá thuộc loại bở rời, có độ cứng từ I tới II theo độ khoan, và có hệ số mở rộng
thành M = 1,3. Chính vì vậy trong khoảng này ta có thể khoan với cùng chế độ
khoan mà không xẩy ra sự cố về kĩ thuật. Khi chuyển sang tầng Mioxen hạ thì
gradient áp suất vỉa tăng từ 1 tới 1,15 và gặp các tập sét, nếu tiếp tục duy trì chế độ
khoan của khoảng khoan trên cho tầng này thì không hợp lý và có thể gặp sự cố,
tuy ta có thể điều chỉnh thông số dung dịch cho phù hợp để khoan qua tầng
Mioxen hạ, nhưng theo tính toán thì ống chống 245 mm sau sẽ đóng vai trò là

ống chống khai thác, nên để đảm bảo an toàn trong quá trình khai thác ta
phải thả cột ống chống này, chính vì vậy ta tiến hành chống ống chống trung
gian thứ nhất đến chiều sâu 1100 m. Xét theo điều kiện địa chất thì đất đá thành
giếng từ trên tới độ sâu 1100 m là mềm, bở rời, thiếu ổn định, nên cần trám xi
măng toàn bộ chiều dài cột ống, để có thể tiếp tục khoan qua tầng Mioxen hạ.
2.2.1.5. Cột ống trung gian thứ hai
Sau khi thả cột ống chống trung gian thứ nhất, ta tiếp tục khoan
qua tầng Mioxen hạ và đến độ sâu 2920 m chuyển sang tầng Oligoxen. Do
gradien áp suất vỉa không tăng đáng kể so với tầng trên nên ta có thể điều chỉnh
thông số dung dịch cho phù hợp và tiếp tục khoan qua tầng này đến nóc tầng
móng ở độ sâu 3020 m. Sau đó ta cần tiến hành chống cột ống trung gian thứ hai
đến hết độ sâu 2920 m. Để xác định chiều cao trám xi măng ta dựa vào hai yếu
tố:
+ Xét theo điều kiện địa chất: cột ống trung gian được trám từ đáy cho đến
hết chiều cao của vùng có thể gây ra phức tạp trong khi khoan. Ta tiến hành trám
xi măng một phần, từ độ sâu 900 ÷ 2920 m.
+ Xét theo điều kiện kỹ thuật: chiều cao trám xi măng được tính theo công
thức
H
c
(2.5)
- Trong đó:
- H: là chiều sâu thả ống chống, H = 2920 m;
- q
tb
: là khối lượng trung bình 1 m ống, q
tb
= 92,49 kg/m;
F
at

: là lực thay đổi do áp suất bên trong, F
at
= 0,191 , thay đổi áp
suất bên trong ống từ 150 ÷ 200 kG/cm
2
; bề dày trung bình của cột ống bằng
11,11 mm;
- F
n
: lực do thay đổi nhiệt độ bên trong ống: F
n
= 32,1.q
tb
.27,5 kG
Thay vào ta có:
H
c
= 1312m
SV: Trương Văn Đạt 19 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
Vậy theo điều kiện địa chất ta chống ống H
c
= 1312 m, thỏa mãn cả điều kiện
kĩ thuật.
2.2.1.6. Cột ống trung gian thứ ba (cột ống chống lửng)
Khi tiếp tục khoan từ độ sâu 2920 m vào tầng móng, do yêu cầu thiết kế nên khi
khoan tới độ sâu 3020 m ta tiến hành chống cột ống chống lửng ở đoạn này, từ độ
sâu 2720 m tới 3020 m. Sở dĩ ta thả ống chống lửng cao hơn 200 m so với chân
ống chống trước ở 2920 m nhằm đảm bảo kín và an toàn. Sau đó ta khoan tiếp từ
độ sâu 3020 ÷ 3100 m.

2.2.2. Tính toán cấu trúc giếng khoan
2.2.2.1. Phương pháp tính:
Nguyên tắc tính toán cấu trúc của giếng khoan bắt đầu từ đường kính của
cột ống chống khai thác cho đến cột ống chống trên cùng theo thứ tự từ dưới lên.
Cấu trúc giếng khoan được tính toán làm sao cho quá trình khoan cũng
như thả ống chống đến chiều sâu dự kiến được thông suốt.
Chọn đường kính ống chống khai thác chủ yếu dựa vào lưu lượng khai thác
của giếng và kích thước của thiết bị lòng giếng.
Chọn đường kính của choòng khoan chủ yếu dựa vào đường kính mupta của
ống chống (D
m
) và khoảng hở để trám xi măng giữa mupta và thành giếng khoan
(δ ). Đường kính của choòng khoan (D
c
) được tính theo công thức sau:
D
c
= D
m
+2 = D
m
+ (2.5)
Sau khi xác định được đường kính choòng khoan người ta tiến hành xác định
đường kính của ống chống phía trên trước nó. Hiệu số giữa đường kính trong của
ống chống (d
tg
) và đường kính choòng khoan thả qua nó không được vượt quá (6
÷ 8) mm:
d
tg

= D
m
+ (68)mm (2.7)
dựa vào số liệu tính toán ta lựa chọn đường kính choòng và đường kính ống theo
kích thước gần nhất. Ta tra bảng (2.2) và 2.3) sau:
Đường kính ngoài của ống chống (mm) ∆ - không lớn hơn (mm)
SV: Trương Văn Đạt 20 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
114, 127 10 ÷ 15
140, 146 15 ÷ 20
168, 178, 194 20 ÷ 25
219, 245 25 ÷ 30
273,299 30 ÷ 35
324, 340, 351 35 ÷ 45
377, 407, 426 45 ÷ 50
Bảng 2.2: Qui chuẩn tính ∆ theo cấp đường kính ống chống của gost.
Đường kính ngoài của
ống chống (mm)
Mupta
Đường kính (mm) Chiều dài (mm)
114 127 159
127 142 165
140 154 171
146 166 177
168 188 184
178 196 184
194 216 190
219 245 197
245 270 197
273 299 203

299 324 203
324 351 203
340 365 203
351 376 229
377 402 229
407 432 228
426 451 229
508 533 228
Bảng 2.3: Kích thước ống chống và đường kính Mupta tương ứng
Đường kính
choong khoan
(mm)
Đường kính ống theo
tiêu chuẩn API
(mm)
Đường kính ống chống
theo tiêu chuẩn Nga (mm)
914,4 762 720
660,4 508
490 426
444,5 340
393,9 324
311,1 244,5
295,7 244,5
SV: Trương Văn Đạt 21 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
Đường kính
choong khoan
(mm)
Đường kính ống theo

tiêu chuẩn API
(mm)
Đường kính ống chống
theo tiêu chuẩn Nga (mm)
215,9 177,8 193,7
165,1 140
Bảng 2.4. Đường kính chuẩn của choòng khoan và ống chống tương ứng
2.2.2.2. Tính toán cấu trúc giếng khoan, đường kính ống chống, đường
kính choòng khoan tương ứng
Căn cứ vào lưu lượng khai thác và đặc tính cấu tạo tầng sản phẩm, đường
kính ống chống trong móng là 140mm, nên đường kính choòng khoan được sử
dụng ở đoạn này là choòng có đường kính 165,1mm.
Như vậy ta tính toán cho các khoảng khoan như sau:
a . Tính ống trung gian thứ ba
- Ta có d
tg3
= 215,9 + (6 ÷ 8 mm) = 221,9 ÷ 223,9 mm
Căn cứ theo bề dày của ống ta có d
tg3
= 194 mm, suy ra D
m(tg2)
= 216
mm. - Tính đường kính choòng để khoan ở đoạn ống trung gian thứ
3:
Ta có D
c(tg3)
= D
m(tg3)
+ ∆ = 216 + 20 ÷ 25 = 236 ÷ 241
mm Theo qui chuẩn choòng ta được D

c(tg3)
= 295,7
mm.
b. Tính ống trung gian thứ hai
- Ta có d
tg3
= 215,9 + (6 ÷ 8 mm) = 221,9 ÷ 223,9 mm
Theo quy chuẩn về chế tạo ống chống ta có đường kính ngoài của ống chống
trung gian thứ hai là d
tg2
= 245mm. suy ra D
m(tg2)
= 270mm
- Tính đường kính choòng để khoan ở đoạn ống trung gian thứ
hai: Ta có D
c(tg2)
= D
m(tg2)
+ ∆ = 270 + 25 ÷ 30 = 295 ÷ 300 mm
Theo qui chuẩn choòng ta được D
c(tg2)
= 311,1 mm.
c. Tính ống trung gian thứ nhất
- Ta có d
tg1
= 393,9 + (6 ÷ 8 mm) = 399,9 ÷ 401,9 mm
Theo quy chuẩn về chế tạo ống chống ta có đường kính ngoài của ống chống
trung gian thứ nhất là d
tg1
= 340mm. suy ra D

m(tg1)
= 365mm
- Tính đường kính choòng để khoan ở đoạn ống trung gian thứ
nhất: Ta có D
c(tg1)
= D
m(tg1)
+ ∆ = 365 + 35 ÷ 45 = 400 ÷ 410
mm Theo qui chuẩn choòng ta được D
c(tg1)
= 444,5 mm.
d. Tính ống dẫn hướng
Ta có d
dh
= 444,5 + (6 ÷ 8mm) = 450,5 ÷ 452,5 mm. Căn cứ theo bề dày của
ống ta được: d
dh
= 508 mm. Tra bảng (2.3) được: D
m(dh)
= 533 mm.
-Tính đường kính choòng để khoan ở đoạn ống trung gian thứ nhất:
Theo công thức (2.3) được: D
c(dh)
= D
m(dh)
+ ∆ = 533 + 45 ÷ 50 = 578 ÷ 583 mm.
SV: Trương Văn Đạt 22 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
Theo qui chuẩn ta chọn choòng: D
c(dh)

= 660,4mm.
Vậy ở khoảng này ta sử dụng loại choòng 660,4 mm để khoan qua và sử dụng
loại ống chống có đường kính 508 mm.
Như vậy ta có bảng cấu trúc giếng khoan như sau:
Loại ống
Chiều sâu Đường kính Đường kính Chiều cao
chống
thả, m ống, mm choòng, mm trám, m
Định hướng
0 - 120 720 Đóng búa máy
//
Dẫn hướng
0 - 250 508
660,4
250
Trung gian 1
0 - 1100
340 444,5
1100
Trung gian 2
0 - 2920
245 311,1
2020
Ống lửng 1
2720 - 3020
194 215,9
300
Bảng 2.5. Cấu trúc giếng khoan N
0
3002

2.2.2.3. lựa chọn chiều dâu thả và trám xi măng ống chống
Dựa vào các đặc điểm phân tích về điều kiện địa chất ở trên ta có thể lựa chọn
cấu trúc giếng 3 cột ống đó là:
• Cột ống chống định hướng:
Đối với giếng khoan N
0
3002 trên biển nên ống chống này là ống chống
đầu tiên đóng vai trò cách nước. Dựa vào kinh nghiệm khoan của các giếng ở mỏ
Bạch Hổ ta sử dụng ống cách nước loại Φ720 mm .Thi công
bằng phương pháp búa máy đóng xuống độ sâu 120m.
• Cột ống chống dẫn hướng
Đây là cột ống nhất thiết phải có nhằm:
- Ngăn ngừa thành lỗ khoan phía trên không bị sập lở, đóng kín những tầng
khí nông;
- Đóng vai trò một trụ rỗng trên đó lắp các thiết bị miệng giếng: Đầu ống
chống, thiết bị chống phun, các cột ống chống tiếp theo…
Theo kinh nghiệm thì lớp đất đá đệ tứ bở rời mới hình thành,có độ gắn kết
kém nên thành giếng khoan dễ sập lở khi ta thay đổi chế độ khoan. Do vậy ta
chọn ống dẫn hướng loại Φ508mm và chiều sâu của cột ống này tới chiều sâu
250m, trám xi măng toàn bộ chiều dài cột ống.
• Cột ống chống trung gian thứ 1
SV: Trương Văn Đạt 23 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
Nhằm giữ ổn định thành giếng, ngăn ngừa các phức tạp, sự cố như mất
dung dịch, sập lở thành giếng khi khoan qua tầng Mioxen và để thay đổi tỷ
trọng dung dịch khi khoan qua tầng dưới là tầng có dị thường áp suất.
Do khoan qua vùng biển Đông đất đá là cát sét hạt trung từ mềm đến trung
bình,có hiện tượng mất dung dịch nhẹ nên ta tiến hành chống ống trung gian đến
chiều sâu 1100m (theo chiều sâu thẳng đứng),trám xi măng toàn bộ chiều dài cột
ống. Theo kinh nghiệm ta chọn ống trung gian Φ 340mm.

• Cột ống chống trung gian thứ 2:
Để tránh hiện tượng sập lở thành giếng khoan từ độ sâu 1100 ÷ 2920m khi
khoan qua tầng Mioxen dưới và Oligoxen ta cần tiến hành chống cột ống chống
khai thác thứ 2 đến hết độ sâu 2920m, tiến hanh trám xi măng một phần từ độ sâu
900 ÷ 2920m. Ta chọn ống chống khai thác thứ 1 Φ 245mm.
• Cột ống chống lửng 1:
Ống chống lửng sẽ được đặt ở độ sâu từ độ sâu 2720 ÷ 3020 m, phần đầu
của cột ống chống này được đặt lồng vào trong cột ống chống trước đó tại vị trí
2720m. cột ống chống này được trám xi măng toàn phần. Ta chọn ống chống
khai thác Φ = 194mm.
Chương III: LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ DỤNG
CỤ KHOAN
3.1. Lựa chọn phương pháp khoan cho từng khoảng khoan.
3.1.1. Cơ sở để phân chia khoảng khoan
Ta biết rằng khoảng khoan là tất cả các địa tầng liền kề nhau mà đất đá của
tầng đó có tính chất cơ lý tương đồng, có đặc điểm chất lưu, áp suất vỉa, áp suất
gây vỡ vỉa hay dị thường áp suất, …thay đổi trong khoảng đủ nhỏ để ta có thể sử
dụng cùng một chế độ khoan (n, Q, G
c
, dung dịch khoan) để khoan qua. Việc
phân chia khoảng khoan phụ thuộc vào các yếu tố cơ bản sau:
- Độ sâu và hình dạng thân giếng khoan;
- Tính chất cơ lý của đất đá khoan qua.
3.1.2. Phân chia khoảng khoan
+ Từ 0 ÷ 250 m: khoảng khoan chống ống dẫn hướng, tính chất cơ lý của
SV: Trương Văn Đạt 24 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Mỏ_Địa Chất
đất đá trong đoạn này đồng nhất;
+ Từ 250 ÷ 700 m: theo chiều sâu thẳng đứng, đoạn này là đoạn khoan
thẳng đứng sau khi chống ống dẫn hướng;

+ Từ 700 ÷ 1981 m: đây là đoạn thuộc đoạn cắt khiên, chuyển từ tầng
Mioxen hạ sang tầng Oligoxen,
+ Từ 1981 ÷ 2920 m: đây là đoạn khoan thuộc đoạn ổn định góc xiên, trong
suốt khoảng này thì đất đá đồng nhất, có thể cùng sử dụng các thông số chế độ
khoan để khoan qua. Do yêu cầu thiết kế nên khi khoan tới đây ta dừng lại và
chống ống chuẩn bị cho khoảng khoan tiếp theo;
+ Từ 2920 ÷ 3020 m: đây là đoạn khoan vào đỉnh tầng móng để chuẩn bị
khoan vào vỉa khai thác.
+ Từ 3020 3100m. đây là đoạn khoan vào tầng móng để khai thác.
STT Theo chiều sâu thẳng đứng, m Theo thân giếng, m
1 0 ÷ 250 0 ÷ 250
2 250 ÷ 700 250 ÷ 700
3 700 1981 700 2060
4 1981 ÷ 2920 2060 ÷ 3202
5 2920 ÷ 3020 3202 ÷ 3318
6 3020 ÷ 3100 3314 ÷ 3411
Bảng 3.1. Bảng phân chia khoảng khoan của giếng khoan N
0
3002
3.1.3. Chọn phương pháp khoan cho từng khoảng khoan
Tới thời điểm hiện tại có hai phương pháp khoan là khoan bằng động cơ
đáy và Roto. Mỗi phương pháp khoan có những ưu nhược điểm nhất định, ta sẽ
xét sau. Với phương pháp khoan bằng động cơ đáy thì động cơ truyền
chuyển động cho choòng có thể sử dụng động cơ điện (tuy nhiên đang trong
giai đoạn thử nghiệm), hoặc tuốc bin khoan. Trong quá trình khoan bằng động
cơ đáy, cột cần khoan không quay. Với phương pháp khoan dẫn động từ
trên mặt, thì động cơ truyền chuyển động cho bàn quay roto hoặc sử dụng
đầu quay di động, qua cột cần khoan làm quay choòng. Về cơ chế thì khoan
bằng đầu quay di động (Top driver) và Roto là giống nhau, việc tính toán thiết
kế chế độ khoan là tương tự. Sở dĩ ta đề cập đến vấn đề này vì trên giàn khoan

thi công có sẵn đầu quay di động. Sauđây ta sẽ xét qua ưu nhược điểm của
SV: Trương Văn Đạt 25 Lớp: Khoan – Khai Thác_K53