KHOAN ĐỊNH HƯỚNG (cơ sở kỹ THUẬT dầu KHÍ SLIDE)

MƠN HỌC

KHOAN VÀ HỒN THIỆN GIẾNG

KHOAN ĐỊNH
HƯỚNG


NỘI DUNG
 CÁC ỨNG DỤNG
 CÁC DẠNG QUỸ ĐẠO
 KỸ THUẬT ĐỊNH HƯỚNG
 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN GIÁM SÁT QUỸ

ĐẠO GIẾNG

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

2


ỨNG DỤNG
 Vị trí địa hình khó tiếp cận

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

3


Khoan phát triển mo

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

4


Khoan cắt xiên

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

5


Các ứng dụng khác

Giếng khoan giải
vây

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

6


Các ứng dụng khác

Giếng khoan lấy
mẫu sau vụ nổ hạt
nhân

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

Giếng khoan địa nhiệt
kép

7


Giếng khoan ngang

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

8


CÁC DẠNG QUỸ ĐẠO

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

9


Quỹ đạo hình chữ J
 A, B và T tương ứng là miệng giếng, điểm cắt

xiên KOP và mục tiêu.
 Hệ trục tọa độ áp dụng là hệ trục tọa độ

vuông góc có trục tung trùng với hướng Bắc
và trục hoành trùng với hướng Đông địa lý.


Gốc của hệ trục đặt tại giàn khoan (độ sâu
tính từ bàn rôto).

 Các thông số cần biết:


Tọa độ miệng giếng



Tọa độ mục tiêu



Một trong những thông số:

−

Chiều sâu thẳng đứng TVD của điểm
cắt xiên KOP

−

Gradien tăng góc

−

Góc nghiêng cực đại.

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

10


Quỹ đạo hình chữ J
 Các công thức tính toán thiết kế

 HT 

VT, HT và VB, ⇒ α = 2. arctan
 VT − VB 
Mặt khác sin α =

VT − VB
V − VB
⇔R = T
R
sin α

R - bán kính cong (radius of curvature)
2π( VT − VB ) α
BT
α
=
⇔
BT
=
Độ dài cung BT:
2πR 360
sin α

360

α 180(sin α ) ×100
φ
=
=
Gradien tăng góc:
BT
π (VT − VB )

φ=

18000 0
( / 100 ft )
πR

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

11


Quỹ đạo hình chữ J
 Ví dụ : Xác định biên dạng của một giếng dạng chữ J với những

thông số sau:
−

Độ dời đáy HT = 1500 ft

−

TVD của mục tiêu VT = 10000 ft

−

TVD của KOP VB = 7000 ft.

 Giải:


Góc nghiêng tại mục tiêu:



Bán kính cong



Gradien tăng góc (0/100 ft)

1500


0
α = 2 arctan
 = 53,13
 10000− 7000
R=

10000 − 7000

= 3750 ft
sin 53,13

MDT = 7000 + (53.13/1,53).100 = 10472,55 ft.

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

φ=

18000
= 1,53
π × 3750

12


Quỹ đạo hình chữ J kéo dài


Các thông số cần biết:


Tọa độ miệng giếng



Tọa độ mục tiêu



TVD của mục tiêu



TVD của KOP



Gradien tăng góc

A
VB
B

α

VT

P

F

R
E

C

α
y x
HT

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

T

13


Quỹ đạo hình chữ J kéo dài
 Độ dời đáy theo phương ngang HT: HT = (yT − yA ) 2 + (xT − xA ) 2

xT, yT - hoành độ và tung độ của mục tiêu
xA, yA - hoành độ và tung độ của miệng giếng.
 xT − x A 


ε
=
arctan
 Góc phương vị của mục tiêu:
y
−
y
 T
A 

Gọi gradien tăng góc là φ (0/100 ft) và R là bán kính cong:
φ
100
18000

=
⇔R=
360 2πR
πφ

 Góc nghiêng cực đại α bằng tổng của 2 góc x, y với:
tan x =

và

sin y =

 H −R 
PF HT − R

=
⇒ x = arctan T
FT VT − VB
 VT − VB 

 R. cos α 
PC PC . cos α R. cos α

=
=
⇒ y = arcsin
PT
FT
VT − VB
V

−
V
 T
B

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

14


Quỹ đạo hình chữ J kéo dài
 Xét điểm C: BE = Rsinα

EC = R − Rcosα = R(1 − cosα)

 Cung BC được xác định:



Vậy điểm C có:

TVDC = VB + Rsinα
HC = R(1 − cosα)
MDC = MDB + BC = MDB + 100α/φ

 Suy ra chiều sâu đo được của điểm T:

MDT = MDC + CT

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

VT − VC
= MDCcos+α

15


Quỹ đạo hình chữ J kéo dài
 Ví dụ : Xác định biên dạng của giếng dạng chữ kéo dài:


Tọa độ miệng giếng 15,32 ft Bắc, 5,06 ft Đông



Tọa độ mục tiêu

1650 ft Bắc, 4510 ft Đông



TVD của mục tiêu

9880 ft



KOP

1650 ft



Gradien tăng góc

1,5 0/100 ft.

 Giải:


Độ dời đáy theo phương ngang:



Góc phương vị của mục tiêu:
hay N700E



HT = (1650− 15,32) 2 + (4510− 5,06) 2 = 4792,35 ft

Bán kính cong:

 4510− 5,06 
ε = arctan
 = 70,10
 1650− 15,32
18000
R=
= 3819,72ft

π × 1,5
KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

16


Quỹ đạo hình chữ J kéo dài
 Góc nghiêng cực đại α: α = x + y
 4792,35 − 3819,72
0
x
=
arctan

 = 6,74
với
9880− 1650 


 3819,72 × cos 6,74

y
=
arcsin
và

9880− 1650




 = 27,450



suy ra α = 6,740 + 27,450 = 34,190
 Vậy điểm C có:

TVDC = 1650 + 3819,72.sin 34,19 = 3796,45 ft
HC = 3819,72.(1 − cos 34,19) = 660,13 ft
10034,19
= 3929,33 ft
MDC = 1650 +
1,5

 Chiều sâu đo được của mục tiêu:

MDT = 3929,33 +

9880− 3796,45
=11283,91 ft
cos 34,19

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

17


Quỹ đạo giếng dạng chữ S và chữ S cải
biên
A

A

VB

VB

 Các thông số cần biết:


Tọa độ miệng giếng



Tọa độ mục tiêu



Chiều sâu thẳng đứng TVD của mục tiêu



Chiều sâu thẳng đứng TVD của điểm cắt xiên KOP



Gradien tăng góc



Gradien giảm góc



Chiều sâu thẳng đứng TVD cuối đoạn giảm góc



Góc nghiêng của quỹ đạo tại mục tiêu.

VE

P

B

VT

B

R1
C

P

y
S
R1

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

α1

x

VT

E

Qα

2

T

S

R1

D

R2

HT

y

C

α1 x

O

R1

VE

R2
O

Q
HT

D
E
α2
T

18


Quỹ đạo giếng dạng chữ S và chữ S cải
biên



Công thức tính toán

Góc nghiêng α1 của đoạn ổn định góc: α1 = x + y
QS

QS
trong đó:
và
tan y =
tan x =
PS
PS
OQ = HT − R1 − R2cosα2 − (VT − VE)tanα2
OP = VE − VB + R2sinα2
QS = R1 + R2
PS =

Điểm C:

với PQ =

PQ 2 − QS 2

OP 2 − OQ 2

VC = VB + R1.sinα1; HC = R1.(1 - cosα1); MDC = MDB + 100α
1
φ1
Điểm D:
VD = VC + PS.cosα1; HD = HC + PS.sinα1; MDD = MDC + PS
Điểm E:
VE đã biết; HE = HD + R2(cosα2 − cosα1); MDT = MDE + VT − VE
cos α 2

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

19


Quỹ đạo giếng dạng chữ S và chữ S cải
biên

 Ví dụ: Xác định biên dạng của một giếng dạng chữ S với

những thông số sau:
 Độ dời đáy HT = 6000 ft
 TVD của mục tiêu VT = 12000 ft
 TVD của KOP VB = 1500 ft
 Gradien tăng góc φ 1 = 20/100 ft
 Gradien giảm góc φ 2 = 1,50/100 ft
 TVD cuối đoạn giảm góc VE = 11000 ft
 Góc nghiêng tại mục tiêu α2 = 200.

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

20


Quỹ đạo giếng dạng chữ S và chữ S cải
biên

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

21

Quỹ đạo giếng dạng chữ S và chữ S cải
biên

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

22


Các dạng quỹ đạo giếng ngang
TT

Bán kính cong Góc nghiêng
0
R, ft
/100 ft

Loại giếng ngang

1

Bán kính cong lớn

2

Bán kính cong trung bình

3
4

Chiều dài tối đa
đoạn giếng ngang,
ft

1000 - 3000

2-6

6000 - 10000

300 - 800

6 - 20

1000 - 6000

Bán kính cong nhỏ

20 - 40

20 - 50

200 - 1000

Bán kính cong cực nhỏ

10 - 20

45 - 60

100 - 200

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

23


KỸ THUẬT ĐỊNH HƯỚNG

 Các nguyên lý tác dụng lực trong khoan

định hướng
 Các dụng cụ định hướng
 BHA trong khoan định hướng

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

24


Các nguyên lý tác dụng lực

KHOAN ĐỊNH HƯỚNG

25