DUNG DCH KHOAN - XIMĂNG
GV: Đỗ Hu Minh Triết
Email: dhmtriet@hcmut.edu.vn
2GEOPET
Tài liu tham kho
Kthut khoan du khí, Lê Phước Ho, 1995
Bài ging dung dch khoan và va trám, Trn Đình Kiên, 2002
Applied Drilling Engineering, A. T. Bourgoyne Jr., K. K. Millheim, M. E.
Chenevert, F. S. Young Jr., SPE, 1991
Drilling fluids, Solids Control and Hydraulics (Module A-E), Smith
International, 1990
Principles of Drilling Fluid Control, 12nd Edition, API, 1969
Cementing, Dwight K. Smith, SPE monograph vol. 4, 1990
Well Cementing, Erick B. Nelson, 1990
3GEOPET
Kim tra ti lp, bài tp: 20%
Kim tra gia hc k(tun 8): 20%
Thi cui k(tun 16): 60%
Kim tra – Đánh giá
4GEOPET
Ni dung tóm tt
A. Dung dch khoan
Các khái nim, tính cht, các thông s cơ bn ca dung dch
khoan, cách gia công hóa hc chúng. Cách ra lkhoan
bng nước lã và các dung dch tnhiên. Các loi dung dch
dùng trong điu kin phc tp. Cách làm sch dung dch.
B. Ximăng
Các tính cht cơ bn ca ximăng, cách chn va ximăng,
các nguyên tc ca phương pháp trám ximăng.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
5GEOPET
CHƯƠNG 8: KTHUT BƠM TRÁM XIMĂNG GING KHOAN DU KHÍ13-14
CHƯƠNG 7: CHN VA XIMĂNG DÙNG TRONG CÔNG NGHIP DU KHÍ12
CHƯƠNG 6: XIMĂNG PORLAND11
CHƯƠNG 5: LÀM SCH DUNG DCH10
CHƯƠNG 4: DUNG DCH KHOAN TRONG ĐIU KIN PHC TP7-8-9
CHƯƠNG 3: GIA CÔNG HÓA HC DUNG DCH SÉT6
CHƯƠNG 2: DUNG DCH SÉT3-4-5
CHƯƠNG 1: KHÁI NIM CHUNG VRA LKHOAN1-2
Ni dungTun
Ni dung chi tiết
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
CHƯƠNG 1
KHÁI NIM CHUNG
VRA LKHOAN
Dung dch khoan & ximăng – Đỗ Hu Minh Triết
1-2
GEOPET
RA LKHOAN LÀ GÌ?
Ra lkhoan dùng cht lng hay cht khí để thc hin 2 nhim v:
Làm sch đáy l khoan
Bôi trơn và làm mát dng ckhoan
Định nghĩa
Dung dch khoan là bt kì dung dch nào được tun hoàn hoc bơm tb
mt vào cn khoan, đi qua choòng khoan và quay li bmt bng khong
không vành xuyến trong công tác khoan.
Dung dch khoan có th cht lng hoc khí
Dung dch khoan là không khí
Dung dch khoan dng bt
Dung dch khoan là nước
Dung dch khoan gc du
Dung dch khoan gc polyme tng hp (olefin và este)
Dung dch khoan & ximăng – Đỗ Hu Minh Triết
1-3
GEOPET
I. LCH SPHÁT TRIN VÀ SDNG
CÁC LOI DUNG DCH VÀO CÔNG TÁC KHOAN
-ThếkXIX Trung Quc người ta đã tiến hành ra lkhoan bng
nước lã, sau đólà nước lã và các ht sét có sn.
-1905, dung dch sét đã được dùng để ra lkhoan trong giếng khoan
đầu tiên Texas.
-1921, ôxit st xay nh được dùng để làm nng dung dch bang
Arkansas và bang Louissiana (M). Sau đó, barit được tìm thy có kh
năng làm nng dung dch tt hơn.
-Đồng thi vi vic làm nng dung dch người ta tìm ra xút (NaOH)
aluminat natri để làm n định dung dch và gicác ht cht làm nng
trng thái lơ lng.
Dung dch khoan & ximăng – Đỗ Hu Minh Triết
1-4
GEOPET
-1937, tinh bt được dùng làm gim độ thoát nước ca dung dch.
-1944, Carboxymetyl Celullose (CMC) được dùng làm gim độ thoát
nước ca dung dch.
-Sau đó, Mvà Nga đồng thi tìm ra dung dch gc du để mva du.
-1939 – 1940, người ta dùng huyn phù carbonat để ra l khoan.
-1943, người ta dùng dung dch có vôi để thchu được nhit độ hơn
190oC mà không b đặc.
-1953, dùng dung dch thch cao để thc hin mc đích trên.
-Ngoài vic ra lkhoan bng cht lng, còn dùng cht khí để ra l
khoan, thc hin đầu tiên vào 1918.
I. LCH SPHÁT TRIN VÀ SDNG
CÁC LOI DUNG DCH VÀO CÔNG TÁC KHOAN
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Dung dch khoan & ximăng – Đỗ Hu Minh Triết
1-5
GEOPET
Hthng tun hoàn dung dch
Dung dch khoan & ximăng – Đỗ Hu Minh Triết
1-6
GEOPET
n định thành giếng
Ngăn sxâm nhp
ca cht lưu
Giúp xác định
lưu cht va
Vn chuyn
mùn khoan
lên bmt
Bôi trơn,
làm mát
bkhoan c
II. CHC NĂNG CA DUNG DCH KHOAN
¾1. Ra lkhoan, nâng mùn khoan lên khi giếng
¾2. Gimùn khoan lơ lng khi ngưng tun hoàn
¾3. Làm mát, bôi trơn bkhoan c
¾4. Githành lkhoan không bsp l, tránh mt
nước ra và hin tượng du-khí-nước vào lkhoan
¾5. Gây tác dng lý hóa khi phá hy đất đá
¾6. Truyn năng lượng cho turbin khoan
Dung dch khoan & ximăng – Đỗ Hu Minh Triết
1-7
GEOPET
Các chc năng khác
¾Đảm bo tính chính xác cho công tác đánh giá va
¾Kim soát s ăn mòn thiết b(O2, CO2, H2S)
¾Htrquá trình trám ximăng và hoàn thin giếng
¾Gim thiu các tác hi cho môi trường
¾Truyn thông tin địa cht lên mt đất
¾Là môi trường trung gian để truyn tín hiu điu khin
II. CHC NĂNG CA DUNG DCH KHOAN
Dung dch khoan & ximăng – Đỗ Hu Minh Triết
1-8
GEOPET
Ra lkhoan, nâng mùn khoan lên khi giếng
Chc năng 1
Đây là điu kin để đạt được tc độ cơ hc
khoan cao.
Mun ra sch đáy lkhoan thì phi kp thi đưa
mùn khoan lên mt đất theo khong không vành
xuyến gia thành lkhoan và cn khoan. Mc
độ ra sch lkhoan phthuc vào s lượng và
cht lượng nước ra bơm vào lkhoan: tc độ
dòng nước ra đi lên, tính cht cơ hc, cu trúc
ca nước ra, kích thước và trng lượng các ht
mùn khoan.
Năng sut máy bơm càng ln, lượng nước ra
bơm vào lkhoan càng nhiu, đáy lkhoan càng
ra sch thì tc độ khoan càng tăng.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Dung dch khoan & ximăng – Đỗ Hu Minh Triết
1-9
GEOPET
Gimùn khoan lơ lng khi ngưng tun hoàn
Chc năng 2
Trong quá trình khoan thường xy ra hin tượng ngng khoan mt
cách đột ngt hoc khi tiếp cn, thay choòng khoan. Lúc đótrong
khong không vành xuyến còn rt nhiu mùn khoan chưa được nâng
lên mt đất. Do trng lượng bn thân, các ht mùn khoan lng xung
gây ra hin tượng kt l khoan.
Để tránh hin tượng kt lkhoan, phi dùng dung dch có tính lưu biến
cao. Dung dch loi này khi trng thái yên tĩnh, ng sut gii hn ca
chúng tăng lên (quá trình gel hóa), đủ để gicác ht mùn khoan không
blng xung.
Dung dch khoan & ximăng – Đỗ Hu Minh Triết
1-10
GEOPET
Gimùn khoan lơ lng khi ngưng tun hoàn (tt)
Chc năng 2
Kh năng gicác ht mùn khoan trng thái lơ lng ca mt loi
nước ra được đánh giá bng kích thước ln nht ca các ht mùn
khoan không bchìm trong loi nước ra y.
Khi ra lkhoan bng nước lã hoc cht khí, do tính lưu biến ca các
loi dung dch này rt thp, ch được ngng tun hoàn sau khi đưa hết
mùn khoan lên mt đất. Đồng thi phi nhanh chóng khôi phc li s
tun hoàn ca dung dch.
Dung dch khoan & ximăng – Đỗ Hu Minh Triết
1-11
GEOPET
Làm mát, bôi trơn bkhoan c
Chc năng 3
Trong quá trình khoan, dng cphá đábnóng do nhit độ đáy (địa
nhit) do ma sát vi đất đá.
Năng lượng cơ hc do ma sát ssinh ra nhit. Mt phn làm nóng dng
cphá đávà mt phn đi vào đất đá. Nhit độ vùng tiếp xúc 800 -
1000oC sgim độ bn và độ chng mòn ca dng c.
Khi dùng các cht lng và khí để ra lkhoan t cht đósthu nhit
dn đến scân bng nhit độ: nhit độ ta ra do quá trình ma sát sau
mt thi gian bng nhit độ các cht ra lkhoan. Lúc y nhit độ ca
dng cphá đás không đổi.
Dung dch khoan & ximăng – Đỗ Hu Minh Triết
1-12
GEOPET
Làm mát, bôi trơn bkhoan c(tt)
Chc năng 3
Vic làm mát dng cphá đáphthuc lưu lượng, tnhit và nhit độ
ban đầu ca cht để ra l khoan. Lưu lượng và tnhit càng ln t
nhit độ trung bình chtiếp xúc càng nh. Mt khác khi lkhoan
càng ln thì vic làm lnh choòng khoan càng nhanh.
Thc tếcho thy dung dch làm lnh dng cphá đátt nht là nước
lã, sau đólàdung dch sét và các cht lng khác, cui cùng là cht khí.
Nước ra còn bôi trơn bi, các chi tiết khác ca turbin, choòng khoan
cn khoan và ng chng do nước ra làm gim độ ma sát các b
phn quay, bôi trơn và làm gim nhslàm vic ca các cơ cu dn
đến tăng độ bn ca chúng, đặc bit quan trng trong khoan turbin.
Hiu qu bôi trơn càng tăng nếu pha vào dung dch 8 - 10% du diesel
hoc du ha. Dung dch nhũ tương du có tác dng bôi trơn tt nht,
dùng dung dch này khi khoan moment quay gim 30%.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com