Bài giảng Cơ sở kỹ thuật dầu khí - Chương 3: Dung dịch khoan và xi măng
DUNG DỊCH KHOAN VÀ XI MĂNG
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. Dung dịch khoan
2. Thủy lực khoan
3. Xi măng
4. Các phương pháp trám xi măng
Dung dịch khoan và xi măng
❖
2
GEOPET
1. DUNG DỊCH KHOAN
Dung dịch khoan và xi măng
❖
3
GEOPET
Nội dung
1. Định nghĩa
2. Chức năng
3. Các phương pháp rửa lỗ khoan
4. Dung dịch sét
5. Các thông số cơ bản của dung
dịch khoan
6. Phân loại dung dịch khoan
7. Làm sạch dung dịch khoan
Dung dịch khoan và xi măng
❖
1. Dung dịch khoan
4
GEOPET
ĐỊNH NGHĨA
❖ Định nghĩa
Dung dịch khoan là bất kì dung dịch nào được tuần hoàn hoặc bơm từ bề mặt
vào cần khoan, đi qua choòng khoan và quay lại bề mặt bằng khoảng không
vành xuyến trong công tác khoan.
❖ Dung dịch khoan có thể là chất lỏng hoặc khí
▪ Dung dịch khoan là không khí
▪ Dung dịch khoan dạng bọt
▪ Dung dịch khoan là nước
▪ Dung dịch khoan gốc dầu
▪ Dung dịch khoan gốc polyme tổng hợp (olefin và este)
Dung dịch khoan và xi măng
❖
1. Dung dịch khoan
5
GEOPET
HỆ THỐNG TUẦN HOÀN DUNG DỊCH
Dung dịch khoan và xi măng
❖
1. Dung dịch khoan
6
GEOPET
CHꢀC NĂNG CƠ BẢN
1. Rửa lỗ khoan, nâng mꢁn khoan lên khỏi giếng
2. Giữ mꢁn khoan lơ lửng khi ngưng tuần hoàn
3. Làm mát, bôi trơn bộ khoan cụ
4. Giữ ổn định thành lỗ khoan
5. Truyền thông tin địa chất lên bề mặt
Dung dịch khoan và xi măng
❖
1. Dung dịch khoan
7
GEOPET
CÁC CHꢀC NĂNG KHÁC
❖ Gây tác dụng lý hóa khi phá hủy đất đá
❖ Truyền năng lượng cho turbin khoan
❖ Là môi trường trung gian để truyền tín hiệu điều khiển
Ngoài ra, dung dịch khoan còn hỗ trợ đảm bảo tính chính
xác cho công tác đánh giá vỉa, kiểm soát sự ăn mòn thiết
bị, hỗ trợ qui trình trám ximăng và hoàn thiện giếng…
Dung dịch khoan và xi măng
❖
1. Dung dịch khoan
8
GEOPET
TÍNH CHẤT - CHꢀC NĂNG CỦA DUNG DỊCH KHOAN
Chức năng
Tính chất lý/hóa
Vận chuyển mꢁn khoan lên bề mặt ꢀng suất trượt tĩnh, Độ nhớt biểu
kiến, Lưu lượng
Giữ mꢁn khoan lơ lửng khi ngưng
tuần hoàn
ꢀng suất trượt tĩnh
Làm mát, bôi trơn bộ khoan cụ
Tỉ trọng, Lưu lượng
Giữ ổn định thành lỗ khoan
Tỉ trọng, Tính trơ với sét
Truyền năng lượng cho turbin khoan Lưu lượng, Tỉ trọng, Độ nhớt
Dung dịch khoan và xi măng
❖
1. Dung dịch khoan
9
GEOPET
CÁC YẾU TỐ KHÁC
Dung dịch khoan cần phải được lựa chọn và thiết kế để có
tính chất lý hóa phục vụ các chức năng nêu trên. Ngoài ra,
cần chú ý đến:
❖ Ảnh hưởng đến môi trường của dung dịch khoan
❖ Giá thành của dung dịch khoan
❖ Khả năng vận chuyển
❖ Ảnh hưởng của dung dịch khoan đến giai đoạn khai thác
Dung dịch khoan và xi măng
❖
1. Dung dịch khoan
10
GEOPET
CÁC PHƯƠNG PHÁP RỬA LỖ KHOAN
Tꢁy đặc điểm của quá trình khoan và yêu cầu kỹ thuật, thiết
bị, dung dịch khoan có thể tuần hoàn trong giếng để rửa lỗ
khoan theo các phương pháp sau:
▪ Phương pháp rửa thuận
▪ Phương pháp rửa nghịch
▪ Phương pháp rửa cục bộ
Dung dịch khoan và xi măng
❖
1. Dung dịch khoan
11
GEOPET
CÁC PHƯƠNG PHÁP RỬA LỖ KHOAN
1
1
2
1
2
2
Cần
khoan
1
1
3
Ống lắng
lấy mẫu
mꢁn
Thành
giếng
khoan
2
khoan
2
2
Rửa thuận
Rửa nghịch
Rửa cục bộ
1
2
3
Đường dung dịch vào
Đường dung dịch ra
Mꢁn khoan vào ống lắng
Dung dịch khoan và xi măng
❖
1. Dung dịch khoan
12
GEOPET
DUNG DỊCH SÉT
Dung dịch
- Là một hệ đồng thể gồm 2 hay nhiều thành phần vật chất.
- Vật chất bị phân chia thành những phần tử riêng biệt được gọi là
chất hòa tan. Chất chứa các phân tử bị phân chia gọi là mô i
trường hòa tan.
- Hệ đồng thể được gọi là dung dịch khi đường kính của hạt hòa
tan nhỏ hơn 10-6 mm.
Dung dịch khoan và xi măng
❖
1. Dung dịch khoan
13
GEOPET
DUNG DỊCH SÉT
Hệ phân tán
- Là hệ bao gồm 2 hay nhiều pha (tướng) mà một trong những pha
đó bị phân chia thành những phần tử rất nhỏ (chất phân tán) trong
những pha khác (môi trường phân tán).
- Hệ được gọi là hệ phân tán khi đường kính của chất phân tán lớn
hơn 10-6 mm.
Dung dịch khoan và xi măng
❖
1. Dung dịch khoan
14
GEOPET
DUNG DỊCH SÉT
Đá phiến sét chưa phong hóa
Đá sét tầng chắn
Dung dịch khoan và xi măng
❖
1. Dung dịch khoan
15
GEOPET
DUNG DỊCH SÉT
❖ Khi trộn sét vào nước ta
được hệ phân tán bao
gồm:
− Pha phâ n tá n là sé t
− Môi trường phân tán
là nước
❖ Sét trong tự nhiên không
đồng nhất, do đó không
thể tạo hệ phân tán đồng
nhất của sét trong nước.
“Dung dịch sét” là tên gọi
do thó i quen.
Dung dịch khoan và xi măng
❖
1. Dung dịch khoan
16
GEOPET
CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH SÉT
Bao gồm các thông số sau:
▪ Trọng lượng riêng ()
▪ Độ nhớt (µ)
▪ ꢀng suất trượt tĩnh ()
▪ Độ thải nước (B)
▪ Hàm lượng hạt rắn ()
▪ Độ ổn định (C)
▪ Độ lắng ngày đêm (O)
▪ Độ pH
Dung dịch khoan và xi măng
❖
1. Dung dịch khoan
17
GEOPET
TRỌNG LƯỢNG RIÊNG
❖ Khối lượng riêng, g/cm3 (lbm/gal): = m/V
❖ Trọng lượng riêng, G/cm3 (lbf/gal): = F/V = mg/V = g
❖ Khi điều chế và sử dụng dung dịch, thường dꢁng và được xác định
bꢂng phꢁ kế. Điều kiện khoan bình thường, = 1,05 - 1,25 g/cm3.
❖ Thường dꢁng khi xác định áp suất thủy tĩnh và được đo bꢂng cân.
Tỉ trọng kế dạng cân
Dung dịch khoan và xi măng
❖
1. Dung dịch khoan
18
GEOPET
TRỌNG LƯỢNG RIÊNG
Đổi đơn vị đo khối lượng riêng
Tỉ trọng (S.G)
1.0
psi/ft
0.433
1.0
ppg
8.33
19.23
1.0
Tỉ trọng (S.G)
psi/ft
2.31
0.12
ppg
0.052
Ví dụ:
Dung dịch có khối lượng riêng 12 ppg tương đương với 12x0.052 = 0.624 psi/ft.
Dung dịch có tỉ trọng 1.4 S.G tương đương với 1.4x0.433 = 0.606 psi/ft.
Dung dịch khoan và xi măng
❖
1. Dung dịch khoan
19
GEOPET
TRỌNG LƯỢNG RIÊNG
❖ Khi giꢀm
▪ Thành giếng sập lở
▪ Thành hệ trương nở
▪ Chất lưu từ vỉa xâm nhập vào giếng
▪ Vận tốc cơ học tăng do giải phóng nhanh mꢁn khoan
❖ Khi tăng
▪ Mất dung dịch khoan vào thành hệ
▪ Vận tốc cơ học giảm
Dung dịch khoan và xi măng
❖
1. Dung dịch khoan
20
GEOPET
Tải về để xem bản đầy đủ
138 trang
27/04/2022
5900
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Cơ sở kỹ thuật dầu khí - Chương 3: Dung dịch khoan và xi măng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_co_so_ky_thuat_dau_khi_chuong_3_dung_dich_khoan_va.ppt
