Bài giảng Dung dịch khoan – ximăng: Chương 8 - Đỗ Hữu Minh Triết

Chương 8 cung cấp cho người học kiến thức cơ bản về các kỹ thuật bơm trám ximăng giếng khoan dầu khí. Nội dung trình bày cụ thể gồm có: Mục đích của việc bơm trám xi măng, các nguyên tắc của trám xi măng, trám xi măng ống chống đường kính lớn, các phương pháp bơm trám xi măng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Dung dịch khoan – ximăng: Chương 8 - Đỗ Hữu Minh TriếtNỘI DUNGCHƯƠNG 8CÁC KỸ THUẬT BƠM TRÁM XIMĂNGGIẾNG KHOAN DẦU KHÍI.GEOPETMỤC ĐÍCH CỦA VIỆC BƠM TRÁM XIMĂNGII. CÁC NGUYÊN TẮC CỦA TRÁM XIMĂNGIII. TRÁM XIMĂNG ỐNG CHỐNG ĐƯỜNG KÍNH LỚNIV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XIMĂNG8-2I. MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC BƠM TRÁM XIMĂNGDung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh TriếtI. MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC BƠM TRÁM XIMĂNGGEOPETTrám ximăng là bơm vữa ximăng thích hợp ở một chiều sâu nào đó củagiếng khoan hoặc trong khoảng không hình xuyến giữa thành giếng khoan vàcột ống chống. Có nhiều cách trám ximăng khác nhau, mỗi loại thích hợp vớimột yêu cầu riêng biệt.GEOPETTrám ximăng dưới áp suất gọi là trám lèn chặt, trong các giếng khoan, ốngchống đôi khi được đục thủng nhằm mục đích:– Phun ximăng thêm qua lỗ đục thủng để gia cố hoặc tu sửa việc trám ximăngmột giai đoạn của các cột ống này.– Bịt một tầng chứa đã khai thác hết.– Cách ly một lớp của các vùng lân cận nhằm mục đích hạn chế tỷ lệ nướchoặc khí đồng hành trong khai thác dầu.Trám ximăng cột ống chống nhằm các mục đích sau:– Cách ly tầng khai thác với các tầng lân cận.– Đảm bảo chắc chắn về mặt cơ học cột ống chống trong thành hệ.Trong khi khoan, người ta còn đặt các nút trám ximăng ở giếng khoan trầnnhằm mục đích:– Bảo vệ cột ống chống khỏi rỉ sét, hư hại do các chất lỏng có trong cáctầng đất đá khoan qua.– Bít nước vỉa xâm nhập, cô lập các vùng làm mất dung dịch khoan.– Tạo đáy kín cho các thiết bị kiểm tra và an toàn lắp đặt ở đầu giếng.– Làm cầu xi măng để khoan xiên giếng mới.– Tuân thủ các qui trình hủy giếng khoan.8-3Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết8-4Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh TriếtII. CÁC NGUYÊN TẮC CỦA TRÁM XIMĂNGIII. TRÁM XIMĂNG ỐNG CHỐNGĐƯỜNG KÍNH LỚNGEOPETVữa ximăng được bơm trực tiếp vào ống hoặc qua cột cần khoan và ép trựctiếp vào khoảng không hình xuyến giữa phần ngoài của cột ống và thànhgiếng khoan qua cột ống trám xi măng hoặc qua cột cần khoan sao cho cộtvữa xi măng này dâng lên đến một chiều cao xác định trước.GEOPETTrám ximăng ống chống đường kính lớn như ống chống dẫn hướng hayống chống bề mặt là giai đoạn rất quan trọng trong quá trình khoan giếng.Do đó, cần có kế hoạch thực hiện chi tiết.Hai kỹ thuật trám ximăng ống chống đường kính lớn bao gồm: trám bằng cầnvà trám qua vành xuyến.Vữa ximăng thường được trộn trên mặt đất một cách liên tục, sau đó đượcbơm bằng bơm pittông cao áp để ép vữa vào trong giếng khoan.Chức năng của vành đá ximăng trám các ống chống này như sau:Việc điều chỉnh tỷ trọng vữa ximăng được thực hiện nhờ thay đổi lưu lượngnước chảy về bể trộn. Ximăng khô được cung cấp nhờ phương pháp trọnglực từ một tháp silô. Các thiết bị trám ximăng giếng khoan biển hiện đại còncó thiết bị cung cấp ximăng bằng đường ống dẫn thấp áp đến bể trộn.8-5Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết– Cách ly các tầng nước sạch hay một phần của tầng sản phẩm có độ sâu thấp,– Bảo vệ cột ống chống khỏi bị ăn mòn,– Tạo lớp đỡ và treo giữ cột ống chống cũng như chịu tải cho hệ thống BOP.8-6Sàn khoanIII. TRÁM XIMĂNG ỐNG CHỐNGĐƯỜNG KÍNH LỚNGEOPETBàn rôtoĐường vàoDung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh TriếtGEOPETKhi thực hiện trám ximăng ống chống đường kính lớn, kỹ thuật bơm trám cóthể không đạt được hiệu quả như mong muốn do:Đường raĐối áp hình xuyến– Tiết diện vành xuyến lớn, khó kiểm soát sự nhiễm bẫn của bùn khoan vàovữa ximăng; hoặc xác định vành xuyến không chính xác.– Xói mòn do thành hệ mềm, yếu hay thành hệ không kết dính tốt.Đầu ống chống– Thành hệ yếu, áp suất nhỏ hơn áp suất cột dung dịch khoan và vữa ximăng.– Các thông số của bùn khoan không đạt yêu cầu.– Thiếu các thiết bị bơm trám có tốc độ bơm ép cao.– Thiết kế vữa ximăng và dung dịch không chính xác.Ống chống dẫn hướng8-7Hình 8.1. Cấu trúc đầu ống chống dẫn hướngDung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết8-8Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh TriếtIII. TRÁM XIMĂNG ỐNG CHỐNGĐƯỜNG KÍNH LỚNIII. TRÁM XIMĂNG ỐNG CHỐNGĐƯỜNG KÍNH LỚNGEOPETChất lượng ximăng trám vẫn có thể được cải thiện nếu:– Tuần hoàn bùn khoan tốt trước khi trám xi măng và dùng dung dịch rửa trướckhi bơm vữa xi măng.– Chuyển động ống chống (tịnh tiến – xoay) trong quá trình tuần hoàn bùnkhoan và bơm trám xi măng.– Sử dụng chất phân tán và các chất hoạt tính bề mặt để cải thiện độ nhớt củabùn khoan.– Sử dụng phụ gia chống mất dung dịch trong dung dịch rửa để hạn chế độthấm lọc khi bơm trám qua các thành hệ có tính thấm cao.– Sử dụng xi măng nhẹ hay xi măng “siêu nhẹ” nhằm tránh mất tuần hoàn.– Bơm trám một lượng ximăng dư do thể tích vành xuyến không biết chính xáchay do ảnh hưởng của bùn khoan.GEOPETKhi bơm trám ximăng ống chống đường kính lớn, thể tích ximăng thường rấtkhó xác định do hiện tượng xói mòn, mất tuần hoàn khi bơm. Thể tíchximăng trám thường được ước lượng sau đó tiến hành trộn và bơm trám. ...