1 TINHCHATCOLY
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.27 MB, 40 trang )
KHOAN ĐỊNH HƯỚNG
Bài giảng được soạn bởi
Bộ môn Khoan – Khai thác Dầu khí
Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí
Đại học Bách Khoa TP. HCM
Tel: (08) 8647256 ext. 5767
GEOPET
NỘI DUNG
1. Các ứng dụng của khoan định hướng
2. Các dạng quỹ đạo giếng khoan định hướng
3. Kỹ thuật định hướng
GEOPET
Khoan định hướng
2
1. CÁC ỨNG DỤNG
CỦA KHOAN ĐỊNH HƯỚNG
GEOPET
Khoan định hướng
3
GIỚI THIỆU
Khoan định hướng hiện nay đã trở thành một công nghệ rất quan
trọng trong khai thác dầu khí.
Yếu tố quan trọng nhất của khoan định hướng là cho phép khai thác
và phát triển mỏ ở những khu vực trước đây không thể khai thác được
hoặc không khai thác có hiệu quả.
Khoan định hướng là sự kết hợp giữa khoa học chính xác và “nghệ
thuật” trong việc chỉnh hướng giếng khoan theo một quỹ đạo đã thiết
lập trước đó nhằm đạt được mục tiêu đề ra.
GEOPET
Khoan định hướng
4
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
Ở giai đoạn ban đầu của ngành công nghiệp dầu khí, hầu hết giếng
khoan là giếng thẳng đứng.
1929, một số phương pháp đo góc nghiêng của giếng khoan được giới
thiệu trong quá trình khoan phát triển mỏ Seminole, Oklahoma, USA.
1930, giếng khoan định hướng có kiểm soát đầu tiên được thực hiện ở
Huntington Beach, California, USA, từ một giàn khoan trên đất liền tới
một tầng chứa dưới đáy biển.
1934, giếng khoan định hướng được dùng để hủy một giếng đang
phun ở Conroe, Texas, USA.
Từ đó đến nay, nhiều kỹ thuật và công nghệ mới ra đời giúp kiểm soát
quỹ đạo giếng khoan định hướng.
GEOPET
Khoan định hướng
5.1. Introduction
5
CÁC ỨNG DỤNG CỦA KHOAN ĐỊNH HƯỚNG
Giếng khoan định hướng có rất nhiều ứng dụng. Về cơ bản, các ứng
dụng bao gồm:
Khoan ở những vùng không thể tiếp cận bằng giếng thẳng đứng,
ví dụ: khu dân cư, khu bảo tồn,…
GEOPET
Sửa chữa hoặc hủy giếng khác,
Khoan cắt xiên,
Khoan phát triển mỏ,
Khoan ngang.
Khoan định hướng
5.2. Directional Drilling Applications
6
CÁC ỨNG DỤNG CỦA KHOAN ĐỊNH HƯỚNG
GEOPET
Khu vực khoan không thể tiếp cận
Khoan cắt xiên
Khoan dưới vòm muối
Khoan qua đứt gãy
Khoan định hướng
7
CÁC ỨNG DỤNG CỦA KHOAN ĐỊNH HƯỚNG
Khoan đa nhánh
Khoan từ giàn trên đất liền
Khoan phát triển mỏ ngoài khơi
GEOPET
Khoan định hướng
Khoan qua nhiều tầng sản phẩm
8
CÁC ỨNG DỤNG CỦA KHOAN ĐỊNH HƯỚNG
Đới áp suất cao
Khoan giải vây
GEOPET
Khoan định hướng
Khoan ngang
9
2. CÁC DẠNG QUỸ ĐẠO
GIẾNG KHOAN ĐỊNH HƯỚNG
GEOPET
Khoan định hướng
10
DẠNG QUỸ ĐẠO HÌNH CHỮ S - 5 ĐOẠN
Các giá trị ban đầu để tính quỹ đạo gồm:
chiều sâu thiết kế thẳng đứng giếng
khoan H0;
khoảng lệch đáy theo phương nằm
ngang A;
chiều sâu bắt đầu cắt xiên (tạo góc
nghiêng) Hv;
bán kính cong của đoạn cắt xiên R1;
bán kính cong của đoạn giảm góc
nghiêng R2.
GEOPET
Khoan định hướng
11
DẠNG QUỸ ĐẠO HÌNH CHỮ S - 4 ĐOẠN
Các giá trị ban đầu để tính quỹ đạo gồm:
chiều sâu thiết kế thẳng đứng giếng
khoan H0;
khoảng lệch đáy theo phương nằm
ngang A;
chiều sâu bắt đầu cắt xiên (tạo góc
nghiêng) Hv;
bán kính cong của đoạn cắt xiên R1;
bán kính cong của đoạn giảm góc
nghiêng R2;
GEOPET
Khoan định hướng
góc nghiêng 1;
12
DẠNG QUỸ ĐẠO HÌNH CHỮ S - 3 ĐOẠN
Các giá trị ban đầu để tính quỹ đạo gồm:
chiều sâu thiết kế thẳng đứng giếng
khoan H0;
khoảng lệch đáy theo phương nằm
ngang A;
chiều sâu bắt đầu cắt xiên (tạo góc
nghiêng) Hv;
GEOPET
Khoan định hướng
bán kính cong của đoạn cắt xiên R1;
góc nghiêng 1;
13
DẠNG QUỸ ĐẠO TIẾP TUYẾN
Các giá trị ban đầu để tính quỹ đạo gồm:
GEOPET
Khoan định hướng
chiều sâu thiết kế thẳng đứng giếng khoan H0;
khoảng lệch đáy theo phương nằm ngang A;
chiều sâu bắt đầu cắt xiên (tạo góc nghiêng) Hv;
bán kính cong của đoạn cắt xiên R.
14
DẠNG QUỸ ĐẠO HÌNH CHỮ J
Các giá trị ban đầu để tính toán quỹ đạo gồm:
chiều sâu thiết kế thẳng đứng giếng khoan
H0;
khoảng lệch đáy theo phương nằm ngang A;
chiều sâu bắt đầu cắt xiên (tạo góc nghiêng)
Hv ;
GEOPET
Khoan định hướng
bán kính cong của đoạn cắt xiên R1;
bán kính cong của đoạn cắt xiên lằn hai R2
góc nghiêng 1.
15
CÁC DẠNG QUỸ ĐẠO GIẾNG NGANG
TT
GEOPET
Loại giếng ngang
Bán kính cong
R, ft
Góc nghiêng
0/100 ft
Chiều dài đoạn
giếng ngang, ft
1
Bán kính cong lớn
1000 - 3000
2-6
> 6000
2
Bán kính cong vừa
300 - 800
6 - 20
1000 - 6000
3
Bán kính cong nhỏ
20 - 40
20 - 50
200 - 1000
4
Bán kính cong cực nhỏ
10 - 20
45 - 60
100 - 200
Khoan định hướng
16
3. KỸ THUẬT ĐỊNH HƯỚNG
GEOPET
Khoan định hướng
17
KỸ THUẬT ĐỊNH HƯỚNG
Các nguyên lý tác dụng lực trong khoan
định hướng
GEOPET
Các dụng cụ định hướng
BHA trong khoan định hướng
Khoan định hướng
18
CÁC NGUYÊN LÝ TÁC DỤNG LỰC
Lực dương
(lực tăng góc)
GEOPET
Khoan định hướng
Lực âm
(lực con lắc)
19
CÁC NGUYÊN LÝ TÁC DỤNG LỰC
Nguyên lý điểm tựa
Nguyên lý điểm tựa được sử dụng để tăng góc
nghiêng với cấu trúc bộ khoan cụ gồm:
GEOPET
Choòng khoan,
Thiết bị ổn định đặt gần choòng,
40 - 120’ cần nặng,
Bộ cần khoan thường.
Khoan định hướng
20
CÁC NGUYÊN LÝ TÁC DỤNG LỰC
Nguyên lý con lắc
Nguyên lý con lắc được sử dụng để khoan
giếng thẳng đứng và đoạn giảm góc.
Chiều dài đoạn cần nặng từ choòng đến định
tâm đầu tiên ở bộ cần khoan là không quá
bé để uốn cong quá nhiều về phía thành
dưới của giếng.
GEOPET
Khoan định hướng
21
CÁC NGUYÊN LÝ TÁC DỤNG LỰC
Nguyên lý ổn định
Nguyên lý ổn định được sử dụng để ổn định góc
nghiêng và hướng.
Nếu có ba thiết bị định tâm được lắp cách nhau
bởi những đoạn cần nặng ngắn, cứng cáp sẽ
chỉnh quỹ đạo giếng thẳng, tức là giữ góc nghiêng
và hướng không đổi.
Bộ khoan cụ như trên dùng để khoan đoạn ổn định
góc.
GEOPET
Khoan định hướng
22
CÁC DỤNG CỤ ĐỊNH HƯỚNG
Máng xiên
Đặt máng xiên bằng bộ khoan cụ,
Tăng tải trọng lên choòng, cắt chốt
chịu lực để giải phóng choòng khoan,
Khoan với tốc độ chậm,
Kéo bộ khoan cụ và máng xiên lên,
Thả dụng cụ khoan doa để doa đoạn
tăng góc này.
Có 3 loại
GEOPET
Máng xiên kéo thả thông thường,
Máng xiên tuần hoàn,
Máng xiên đặt cố định trong giếng.
Khoan định hướng
23
CÁC DỤNG CỤ ĐỊNH HƯỚNG
Choòng thủy lực
Kỹ thuật phun tia sử dụng choòng thủy lực để khoan cắt
xiên trong đất đá mềm.
GEOPET
Khoan định hướng
24
CÁC DỤNG CỤ ĐỊNH HƯỚNG
Ưu điểm của choòng thủy lực
Kỹ thuật đơn giản và rẻ tiền để làm lệch hướng giếng khoan trong đất
đá mềm.
Không cần trang bị các thiết bị đắt tiền ngoại trừ choòng thủy lực.
Độ gập của quỹ đạo có thể kiểm soát từ bề mặt nhờ thay đổi số lượng
mét khoan trên đơn vị thời gian.
Dụng cụ đo nằm gần choòng khoan và do vậy chiều sâu quan trắc gần
với chiều sâu của giếng.
Định hướng bộ khoan cụ (tool face) rất dễ dàng.
Có thể được sử dụng cùng bộ khoan cụ để khoan rôto và khoan đoạn
tăng góc.
GEOPET
Khoan định hướng
25
