Các kỹ thuật bơm trám giếng khoan dầu khí

Chương 6:
CÁC KỸ THUẬT BƠM TRÁM GIẾNG
KHOAN DẦU KHÍ
6.1. Mục đích
6.2. Trám xi măng một giai đoạn
6.3. Trám xi măng nhiều giai đoạn
6.4. Trám xi măng cột ống chống lửng
6.5. Ép xi măng
6.6. Đặt cầu xi măng
6.7. Trám xi măng giếng khoan ngang
6.8. Các sự cố tiềm tàng và biện pháp khắc phục trong công tác
bơm trám xi măng
6.9. Các kỹ thuật và công nghệ mới trong công tác bơm trám xi
măng
6.10. Đánh giá chất lượng gia cố giếng khoan


Mục đích
- Thay thế dung dịch khoan bằng vữa xi măng trong
khoảng không gian bên ngoài cột ống chống và bơm
vữa xi măng dâng tới chiều sâu cần thiết.
- Kết quả cần phải thu được là loại trừ sự chuyển động
của bất cứ lưu chất nào (chất lỏng hoặc khí) từ vỉa
này đến vỉa khác thông qua không gian vành xuyến,
đảm bảo sự cách ly lâu dài các vỉa sản phẩm đối với
nước ngầm, làm chắc đất đá bở rời, cột ống chống
được bảo vệ tránh rỉ do nước vỉa và nâng cao khả
năng chịu lực


Trám xi măng một giai đoạn

Trám xi măng nhiều giai đoạn


Trám xi măng cột ống chống lửng


Bơm ép vữa xi măng cho ống chống lửng


Ép xi măng –Squeeze cementing
•
•
•
•
•

Khắc phục và sửa chữa trong quá trình bơm trám thứ cấp.
Giảm tỷ số khí dầu bằng cách bịt kín các tầng có chứa khí.
Hạn chế sự di cư của chất lưu từ các tầng ngừng khai thác.
Bịt kín các tầng mất dung dịch.
Hạn chế một cách đáng kể sự xâm nhập của nước từ bên trên
và bên dưới tầng khai thác.
• Sửa chữa những đoạn ống bị rò rỉ gây ra sự ăn mòn ống chống
của chất lưu vỉa

Đặt cầu xi măng
• Mục đích đặt cầu xi măng
• Đặt cầu xi măng để tiến hành khoan cắt xiên
trong khoan định hướng.
• Cách ly hoàn toàn các tầng khai thác hay hủy
giếng.
• Cách ly các tầng mất dung dịch trầm trọng, hay
kiểm soát hiện tượng phun trào.
• Tạm thời đóng giếng chờ đến lúc khai thác.
• Làm điểm tựa cho quá trình đo đạc giếng thân
trần.


Kỹ thuật đổ cầu xi măng cân bằng


Kỹ thuật đổ cầu xi măng dùng thiết bị múc -máng


Kỹ thuật đổ cầu xi măng hai nút


Trám xi măng giếng khoan ngang

Do đặc điểm thân giếng khoan có góc nghiêng lớn
hoặc nằm ngang, nên có các yêu cầu bổ sung thêm
so với trám xi măng thông thường để đạt được hiệu
quả thay thể tốt nhất
- Dung dịch khoan. Làm sạch dung dịch khoan,

giới hạn chảy và độ nhớt cần đảm bảo ngăn ngừa các
hạt rắn lắng đọng ở thân giếng ngang.
-Định tâm ống chống standoff cần lớn hơn 70 %
-Dịch chuyển tịnh tiến và xoay ống chống để tác
động vào các “vùng bó” nhằm thay thế dung dịch
khoan tốt hơn.
-Thiết kế vữa xi măng:
* Độ ổn định. Yêu cầu tách nước bằng 0
* Độ thải nước.
* Tỉ trọng vữa




giếng khoan ngang thực tế 917


giếng khoan ngang thực tế 815


Các sự cố tiềm tàng trong bơm
trám xi măng
Mất dung dịch khoan và vữa xi măng

Vữa xi măng bị mất thường liên quan đến việc tăng áp
suất bên ngoài vành xuyến do các nguyên nhân :
-Tỉ trọng của vữa xi măng cao hơn nhiều tỉ trọng
dung dịch khoan
-Áp suất thủy động tăng lên do dòng dung dịch và
vữa đi lên với tốc độ cao;

-Vữa xi măng quánh trước thời hạn do nhiệt độ áp
suất cao, do độ thải nước hoặc do bị dừng trong lúc
bơm trám;
-Tạo thành các vùng độ nhớt cao do vữa xi măng
trộn lẫn với dung dịch khoan hoặc chất lỏng đệm.


Các phức tạp trong quá trình chuẩn bị thân giếng
• Trong trường hợp không doa hoặc doa thân giếng
không cẩn thận, chưa đủ hoặc không kịp thời thì trên
thành giếng sẽ có hoặc tạo ra các chỗ vướng, còn nếu
chất lượng dung dịch không tốt thì lớp vỏ bùn bám trên
thành giếng sẽ dính cả mùn khoan.
• Trước lúc thả ống chống bó hẹp thành giếng có thể
cản trở việc thả đến đáy. Cột ống chống có thể trước
tiên bị vướng, sau đó bị kẹt.
• Các nguyên nhân kẹt ống chống: bó hẹp thành giếng,
giếng khoan không sạch do bơm rửa chưa đủ, dính
cột ống chống do áp suất thủy tĩnh.


Các phức tạp liên quan đến vi phạm hoặc chọn
không đúng đơn pha chế vữa
Trong bơm trám các giếng khoan sâu thì việc
đảm bảo sự tương ứng của đơn pha vữa với đơn được
thử trong phòng thí nghiệm cho điều kiện nhiệt độ và
áp suất cụ thể trong giếng có ý nghĩa quyết định. Vi
phạm điều kiện này sẽ dẫn đến các phức tạp như vữa
trám quánh và đông cứng trước thời hạn.

Cốc xi măng trong cột ống chống dài hơn dự
kiến
Dạng phức tạp này có thể xảy ra do hậu quả của các
nguyên nhân, thường là do sử dụng nút trám kém chất
lượng; tăng áp suất đột ngột khi bơm ép – không cho
phép tiếp tục bơm ép vì xi măng quánh hoặc đông
cứng giữa chừng; bị dừng quá lâu trong quá trình bơm
trám…


• Sự xuất hiện xâm nhập lưu chất (khí, dầu,
nước) vào không gian vành xuyến
• Đây là dạng phức tạp được cho là một trong những
loại nguy hiểm nhất. Sự xuất hiện hoặc xâm nhập các
lưu chất trong không gian vành xuyến đã chống ống
có nguyên nhân là do cột ống chống, thiết bị đầu
giếng hoặc vành đá xi măng không kín và có các kênh
dẫn lưu chất trong vành đá xi măng.
•
Ở nhiều nơi khai thác dầu khí cho thấy điều kiện
địa chất-kỹ thuật phức tạp của mỏ (như áp suất dị
thường cao, nhiệt độ không bình thường, các đứt
gãy…) có ảnh hưởng đáng kể đến dạng phức tạp này.


Cũng có những trường hợp xuất hiện-xâm nhập
lưu chất vào vành xuyến do nguyên nhân vữa xi măng
không thay thế hết dung dịch khoan trong vành xuyến,
hoặc và công nghệ kỹ thuật thả ống chống và bơm

trám chưa hoàn thiện.
Ngăn ngừa dạng tạp này được chia làm hai nhóm:
- các biện pháp đảm bảo cách ly các vỉa trong
không gian vành xuyến và
- các biện pháp đảm bảo kín toàn bộ cột ống
chống.