Tải bản đầy đủ
Hình 2-1: Các dạng profile thường sử dụng trong khoan dầu khí

Hình 2-1: Các dạng profile thường sử dụng trong khoan dầu khí

Tải bản đầy đủ

- Chiều sâu bắt đầu cắt xiên H1=2020m.
- Cường độ tăng góc nghiêng là i=1,810/30m.
2.3.2. Xác định các thông số của profile giếng khoan.

- Bán kính cong R2.
- Góc cong của giếng khoan α.
- Độ sâu đoạn cắt xiên H2.
- Độ sâu đoạn ổn định góc nghiêng H3.
- Khoảng dịch đáy đoạn cắt xiên S2.
- Khoảng dịch đáy đoạn ổn định góc nghiêng S3.
- Chiều dài thân giếng L.
*Xác định bán kính cong đoạn tăng góc nghiêng R.

Áp dụng phương trình R2=57.32×

1
i

Ta được R2=57.32 × = 950.05m. => R2=950.05m.
Để giếng khoan có thể thi công được thì cần đảm bảo điều kiện:
R ≥ R (thông thường R ≥ 1.1× R).
- Tính R:
R=

(2-1)

Trong đó:
- l: Độ dài của động cơ đáy đến choòng (m), l = 0.35m.
- D: Đường kính choòng (m), D= 0.3111m.
- d: đường kính động cơ đáy (mm), d = 0.2032m.
- k: Khe hở nhỏ nhất giữa động cơ đáy và thành giếng khoan (mm),
k = 5÷ 8mm.
- f: độ uốn của động cơ đáy.
17

f= 0.13×10×q× , cm

(2-2)

Với:
- q: Khối lượng 1 của động cơ đáy (kg), q = 37.1 kg/cm
- E: Mô đun đàn hồi của thép (kG/ cm), E = 2.1×10 kG/cm.
- I: Mô men quán tính tiết diện ngang của động cơ dáy (cm).
I = 0.049×d = 0.049×20.32 = 8354 cm .
Thay số vào công thức (2-2) ta có: f = 3.68×10cm = 3.368×10m.
Từ đó, thay số vào công thức (2-1) ta có:
R = 206.2m.
Vậy R thiết kế thỏa mãn điều kiện khi khoan bằng động cơ đáy hiện có.
*Xác định góc lệch của giếng khoan α.
α = arccos

R2 ( R2 − S ) + H H 2 + S 2 − 2 SR2
( R2 − S ) 2 + H 2

Trong đó R2=950.05m, S=680m, H=H0-H1=3000–2020 = 980m thay vào
công thức trên ta được cosα=0.5912 => α= 530 75’.
*Xác định các thông số còn lại:
- Độ sâu đoạn cắt xiên H2.
H2=R2×sinα =950.05×sin53.750= 766m.
- Độ sâu đoạn ổn định góc nghiêng H3.
H3=H0-(H1+H2) =3000-(2020+766) = 214m.
- Khoảng dịch đáy đoạn cắt xiên S2.
S2=R2×(1-cosα)=950.05×(1- cos53.750)=388.27m.
- Khoảng dịch đáy đoạn ổn định góc nghiêng S3.
S3=H3×tgα= 214×tg53.750= 291.86 m.
- Chiều dài thân giếng đoạn tăng góc nghiêng l2.
18

l2=0.01745×R2×α= 0.01745×950.05×53.750 = 891.08 m.
- Chiều dài thân giếng đoạn ổn định góc nghiêng l3.

l3=

H3
cos α

= = 361.9 m.

- Tổng chiều dài thân giếng khoan:
L=l1+l2+l3= 2020+891.08+361.9= 3272.98 m.

19

Bảng 2-1: Các thông số profile của giếng khoan N0 1208.
Tên đoạn

Độ sâu

Chiều dài thân

Khoảng dịch

(m)

(m)

đáy (m)

Thẳng đứng

2020

2020

0

Tăng góc nghiêng

766

891.08

388.27

Ổn định góc nghiêng

214

361.9

291.73

Tổng

3000

3272.98

680

Qua kết quả tính toán cho thấy các thông số đều hợp lí nên frofile được thiết
kế như trình bày ở hình 2.2.

Hình 2 - 2: Cấu trúc profile giếng khoan N0 1208.

2.4. Thiết kế cấu trúc giếng khoan.
2.4.1. Cơ sở thiết kế cấu trúc giếng khoan.

Việc lựa chọn cấu trúc giếng khoan phụ thuộc vào các yếu tố cơ bản sau:
2.4.1.1. Yếu tố địa chất.

Điều kiện địa chất của giếng khoan là một nhân tố có ý nghĩa quyết định
cho việc lựa chọn cấu trúc cho giếng khoan đó. Những yếu tố như tính chất cơ lý
của đất đá khoan qua, nhiệt độ và áp suất của các tầng trầm tích. Những yếu tố
này có thể tạo điều kiện thuận lợi hoặc gây khó khăn cho công tác khoan. Do đó
cần phân tích cột địa tầng để từ đó dự đoán những khó khăn phức tạp khi khoan,
đồng thời đưa ra quyết định lựa chọn cấu trúc giếng khoan.
Một số yếu tố về điều kiện địa chất của giếng N0 1208 có ảnh hưởng tới
việc lựa chọn cấu trúc cho giếng khoan:
- Từ độ sâu 85m đến 1750m: địa tầng khoan qua chủ yếu là cát bở rời, hạt
thô (đôi chỗ cát kết), sỏi với các lớp bột kết và sét phiến mỏng, với độ cứng từ
mềm đến trung bình, Gradien áp suất vỉa nhỏ. Trong khoảng khoan này cho tốc
độ khoan cơ học cao, tuy nhiên dễ xảy ra hiện tượng sập lở thành giếng khoan.
20

Trong khoảng khoan này phải chống ống để đảm bảo cho quá trình thi công
khoảng khoan tiếp theo được an toàn.
- Từ độ sâu khoảng 1750m đến 2020m: Chủ yếu là các lớp sét mềm, dẻo,
màu xám, nâu đỏ, xám xanh, xám sẫm, phân lớp mỏng, gắn kết trung bình. Cát
kết màu xám sáng, hạt nhỏ đến trung bình, độ gắn kết yếu, các lớp bột màu xám
xanh, xám sáng, gắn kết yếu, gradien áp suất thấp dễ xảy ra hiện tượng sập lở
thành giếng, kẹt cần khoan và mất dung dịch nhẹ. Do đó để công tác khoan tiếp
được an toàn ta cần chống ống cho đoạn khoan này.
- Từ độ sâu 2020m đến 2800m: Chủ yếu là các lớp sét kết màu xám, xám
sẫm, xám đen, nâu sẫm ít nâu đỏ, phân lớp mỏng đến trung bình, cứng, dòn. Các
lớp cát kết màu xám sáng, hạt trung đôi khi hạt lớn, độ gắn kết trung bình, xi
măng gắn kết sét-carbonat, sét - caolin. Trong cát kết đôi khi gặp cuội sỏi granit,
ngoài ra còn gặp các lớp bột kết màu xám, xám sáng, nâu sẫm gắn kết trung
bình, gradien áp suất cao có thể xẩy ra hiện tượng sập lở hoặc kẹt cần. Vì vậy
trong khoảng khoan này cần phải chống ống để công tác khoan được an toàn.
- Từ độ sâu 2800m đến 3000m: Chủ yếu là đá kết tinh màu xám, xám tối,
xám xanh, rắn chắc, có nhiều chỗ phong hóa nứt nẻ và thường được lấp đầy bởi
Caolinit và Canxit, đất đá có độ cứng cao, dễ xẩy ra hiện tượng mất dung dịch.
Vì vậy trong khoảng này không phải chống ống, chất lượng dung dịch khoan
phải tốt.
2.4.1.2. Yếu tố kỹ thuật và công nghệ.

Việc lựa chọn cấu trúc giếng khoan còn phụ thuộc vào khả năng cung ứng
ống chống và các trang thiết bị phục vụ cho quá trình khoan và chống ống.
Giếng khoan N0 1208 được thi công bởi giàn khoan được trang bị đầy đủ các
trang thiết bị hiện đại, có khả năng đáp ứng được mọi yêu cầu trong quá trình thi
công.
2.4.1.3. Yếu tố kinh tế.

Cấu trúc giếng khoan được xem là hợp lý phải tiết kiệm ống chống tối đa
đồng thời phải đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật - công nghệ, điều kiện địa chất
của giếng khoan để giá thành giếng khoan là thấp nhất.
2.4.1.4.Yếu tố khai thác.

Đây là giếng khoan khai thác dầu khí do đó khí lựa chọn cấu trúc giếng
khoan cũng cần chú ý đến yếu tố lưu lượng khai thác. Cột ống chống khai thác
phải đảm bảo khai thác được lưu lượng thiết kế.

21