Bài giảng Dung dịch khoan và xi măng - Chương 8: Các kỹ thuật bơm trám xi măng giếng khoan dầu khí - Đỗ Hữu Minh Triết

Nội dung text: Bài giảng Dung dịch khoan và xi măng - Chương 8: Các kỹ thuật bơm trám xi măng giếng khoan dầu khí - Đỗ Hữu Minh Triết

1. GEOPET Hình 8.9. Quy trình bơm trám bằng cần a) Hạ và nối cần khoan vào đầu nối, thả viên bi để mở van b) Trộn và bơm vữa c) Thả nút trám và bơm đẩy d) Rút cần a) b) c) d) 8-27 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết III. TRÁM XI MĂNG ỐNG CHỐNG GEOPET ĐƯỜNG KÍNH LỚN 3.2. Trám xi măng qua vành xuyến (Top–up cementing) Phương pháp này được sử dụng khi xảy ra hiện tượng mất tuần hoàn trong quá trình trám xi măng hoặc khi cần làm đầy cột xi măng trong vành xuyến. Nếu xảy ra mất tuần hoàn từng phần thì mức dung dịch trong khoảng không vành xuyến có thểởtrên bề mặt. Tiến hành thả cần khoan đường kính nhỏ sao cho phù hợp với kích thước khoảng không vành xuyến và bơm xi măng. Nếu mất tuần hoàn toàn bộ, khoảng không vành xuyến có thể trống ở một độ sâu nào đóvàcần phải được làm đầy xi măng. Trường hợp này nên sử dụng vữa xi măng có tỷ trọng thấp để tránh trường hợp áp lực của cột vữa xi măng lớngây ra mất tuần hoàn vào thành hệ yếu. 8-28 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
2. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET 4.1. Trám xi măng một giai đoạn Sự phát triển của các loại xi măng đặc biệt là xi măng “siêu nhẹ” đã cho phép sử dụng kỹ thuật trám xi măng một giai đoạn thay vì nhiều giai đoạn như trước đây. Với tỷ trọng thấp (xi măng bọt), cột vữa xi măng có thể bơm trám ở những giếng khoan có độ sâu lớn bằng kỹ thuật trám một giai đoạn mà không gây nguy cơ vỡ vỉa đối với thành hệ yếu. Sau khi thả cột ống chống, cần phải lập tức bơm rửa giếng khoan để tránh hiện tượng phát triển gel của bùn khoan. Nếu bùn khoan để lâu ở trạng thái tĩnh, độ bền gel sẽ gia tăng, làm giảm hiệu quả thay thế bùn khoan khi trám. 8-31 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET 4.1.1. Nút trám dưới Nút trám dưới có 2 chức năng sau: –Ngăn cách dung dịch khoan với vữa, tránh hiện tượng bùn khoan làm nhiễm bẩn vữa xi măng. –Khi dịch chuyển, nút trám dưới có tác dụng nạo thành ống chống do đó tránh được tối đa khả năng nhiễm bẩn vữa xi măng. 4.1.2. Nút trám trên Nút trám trên được sử dụng để cách ly vữa xi măng và dung dịch bơm đẩy. Nút trám thường được làm bằng lõi nhôm hoặc gang, bên ngoài là nhựa có độ đàn hồi để bịt kín ống chống trong quá trình bơm. 8-32 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
3. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET Quá trình bơm rửa bùn khoan được tiến hành qua đầu trám xi măng. Nếu sử dụng đầu trám xi măng một nút trám, quá trình tuần hoàn phải dừng lại trong một khoảng thời gian để lắp đặt nút trám. Trường hợp sử dụng đầu trám xi măng hai nút trám thì các nút trám này được lắp đặt trước do đó không có khoảng thời gian trì hoãn, trừ trường hợp thay đổi đường bơm trám. Trong quá trình bơm trám, nếu không sử dụng nút trám dưới thường xảy ra sự trộn lẫn giữa các dung dịch do tỷ trọng của chúng khác nhau. Mức độ trộn lẫn phụ thuộc vào kích thước ống chống và tốc độ bơm đẩy. Nếu dung dịch đệm và vữa xi măng có cùng tỉ trọng thì sự trộn lẫn sẽ không xảy ra. Tuy nhiên, vẫn cần sử dụng nút trám để ngăn cách dung dịch đệm và bùn khoan cũng như vữa xi măng và dung dịch đẩy. 8-35 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET Hình 8.13. Đầu trám xi măng A. Loại 2 nút trám 8-36 B. Loại 1 nút trám Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
4. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET DE- Thả nút trám trên, chuẩn bị bơm đẩy I C EF - Bắt đầu bơm đẩy N O A B FG - Nút trám dưới đến vòng dừng F GH - Lấp đầy ống chống K ng J HI - Lớp màng nút trám dưới bị phá ượ LM u l IJ - Dung dịch đệm bắt đầu qua chân đế ư L P JK - Dung dịch đệm qua ống chống, D EGH Thời gian lưu lượng dòng chảy không đổi Hình 8.14. Lưu lượng bơm ép KL - Vữa bắt đầu qua chân đế trong quá trình trám xi măng LM - Vữa qua chân đế, lưu lượng dòng chảy không đổi. AB - Trộn và bơm dung dịch MN - Mức chất lỏng đến bề mặt BC - Trộn và bơm vữa xi măng CD - Ngừng trộn để lắp đặt nút NO - Dòng chảy liên tục, Qra = Qvào trám trên, ngừng tuần hoàn OP - Kết thúc bơm trám 8-39 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết GEOPET Hình 8.15. Qui trình bơm trám xi măng một giai đoạn 8-40 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
5. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET Tuy nhiên, xoay ống chống bị hạn chếởnhững giếng khoan sâu hoặc giếng khoan định hướng. Do đókỹ thuật này chỉ áp dụng cho những giếng có độ sâu thấp và tương đối thẳng (< 6000 ft). Đối với trám xi măng ống chống lửng, không áp dụng kỹ thuật này. Nhưng có thể cải thiện chất lượng xi măng trám bằng cách dùng thiết bị đầu treo ống chống lửng đặc biệt cho phép chuyển động xoay. Để dễ dàng dịch chuyển ống chống, thường sử dụng lồng định tâm ở độ sâu tới hạn như ở đoạn cong, độ sâu bắt đầu khoan xiên, vùng có độ thấm cao. Chuyển động của ống chống được thực hiện bởi một thiết bị nối giữa đầu trám xi măng và ống chống cho phép chuyển động xoay và tịnh tiến. 8-43 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET Hình 8.16. Dịch chuyển ống chống khi bơm trám 8-44 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
6. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET 4.2.1. Trám xi măng hai giai đoạn thông thường Các thiết bị chính trong kỹ thuật trám xi măng hai giai đoạn thông thường là: – Đĩa làm kín bằng cao su (rubber plate): lắp đặt ở phần đỉnh của vòng dừng, có tác dụng làm kín, cách ly. – Nút trám giai đoạn đầu (first-stage plug): sử dụng để phân cách vữa xi măng và bùn khoan, cho biết thời điểm kết thúc việc bơm đẩy giai đoạn đầu. – Bom mở cửa sổ (opening bomb): được thả sau khi trám xi măng giai đoạn đầu hoàn tất, nó rơi vào vị trí đóng của đầu trám phân tầng. Khi tăng áp suất sẽ đẩy ống trượt dưới đi xuống và mở cửa sổ đầu trám phân tầng. – Đầu trám phân tầng (stage collar): là đoạn ống nối có cửa sổ đóng mở bằng ống trượt, được lắp đặt trước ở độ sâu cần trám. – Nút đóng (closing plug): nút này được bơm để đóng kín cửa sổ đầu trám phân tầng báo hiệu kết thúc quá trình trám. 8-47 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET ™ Trám xi măng giai đoạn đầu Quá trình trộn, bơm ép dung dịch đệm và vữa xi măng trong giai đoạn đầu tương tự như kỹ thuật trám một giai đoạn. Sau khi trộn xi măng, nút trám giai đoạn đầu được thả và bơm đẩy cho đến khi nó chạm vào vòng dừng của chân đế ống chống. Thông thường khi trám xi măng ống chống khai thác, giai đoạn đầu sử dụng hai dung dịch, phía dưới đầu trám phân tầng được làm đầy bằng dung dịch hoàn thiện, phía trên sử dụng bùn khoan. Bùn khoan này sau đósẽ được tuần hoàn qua cửa sổ của đầu trám phân tầng. 8-48 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
7. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET Khi cửa sổ đầu trám phân tầng đã được mở, giếng khoan cần phải được tuần hoàn cho đến khi bùn khoan bảo đảm sạch cho giai đoạn sau. Để trám xi măng giai đoạn sau, việc trộn xi măng và sử dụng dung dịch đệm cũng giống như trong quá trình trám xi măng giai đoạn đầu. Nút đóng được thả sau khi trộn xi măng và bơm đẩy đến vị trí đóng, áp suất bơm tối thiểu 1500 psi sẽ đóng cửa sổ đầu trám phân tầng. Áp suất trong ống chống có thể được giải phóng sau khi cửa sổ đã đóng. Hầu hết khi trám xi măng giai đoạn sau thường sử dụng xi măng nhẹ để có thể đẩy xi măng lên đến bề mặt. Để bảo vệ những điểm yếu nhất trong cột ống chống, ví dụ đầu trám phân tầng, có thể tăng tỷ trọng vữa trong phần cuối của cột vữa xi măng. 8-51 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET 4.2.2. Trám xi măng hai giai đoạn liên tục Đôi khi do yêu cầu công việc mà quá trình trộn xi măng bơm đẩy không thể chờ để thả bom mở cửa sổ đầu trám phân tầng đến vị trí đóng trên thiết bị. Khi đó người ta sẽ sử dụng kỹ thuật trám xi măng hai giai đoạn liên tục. Giai đoạn đầu xi măng được trộn và bơm ép vào giếng khoan. Sử dụng nút trám sau vữa xi măng để ngăn cách vữa xi măng và dung dịch ép. Thể tích dung dịch bơm ép phải tính toán để đẩy xi măng ra khỏi ống chống bên dưới đầu trám phân tầng. Ống chống có thể xoay, tịnh tiến để xi măng không bịứ đọng ở xung quanh chân đế ống chống. 8-52 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
8. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET Trong trường hợp vữa xi măng và bùn khoan không tương thích cao, có thể thả nút trám trước cột vữa trong giai đoạn đầu. Để làm được điều này cần phải sử dụng một số thiết bị phụ trợ khác khi trám xi măng hai giai đoạn thông thường, bao gồm: - Nút trám đàn hồi (flexible plug): kiểu nút trám đặc biệt này được bơm đẩy phía trước cột vữa xi măng giai đoạn đầu. - Đoạn nối chảy vòng (bypass insert): được lắp đặt phía trên chân đế ống chống hay vòng dừng, tạo gờ đỡ cho nút trám đàn hồi nhưng vẫn cho phép tiếp tục tuần hoàn vữa xi măng qua lỗ hở của nó. 8-55 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET - Đoạn ống nối chuyên dụng (special insert collar): được lắp đặt ở đầu nối ống chống phía trên đoạn nối chảy vòng, tạo điểm tựa cho nút trám giai đoạn đầu. - Nút trám giai đoạn đầu đặc biệt (special first stage plug): có một đầu đặc biệt để làm kín đoạn ống nối chuyên dụng. Nó thay thế cho nút trám giai đoạn đầu trong kỹ thuật trám hai giai đoạn thông thường. Các thao tác tiếp theo tương tự như trong qui trình trám xi măng hai giai đoạn ngoại trừ thêm nút trám ở phía trước cột vữa xi măng hay dung dịch đệm trong giai đoạn đầu. 8-56 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
9. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET Bom mở cửa sổ thông thường được sử dụng để mở cửa sổ đầu trám phân tầng giai đoạn hai. Tiến hành bơm rửa giếng khoan, vữa xi măng được bơm qua cửa sổ trám phân tầng. Sau đócửa sổ này được đóng bằng một nút đóng đàn hồi chuyên dụng. Nút đóng này có thể di chuyển được qua gờ nối của đầu trám phân tầng phía trên và tựa vào vị trí đóng của đầu trám phân tầng giai đoạn hai. Cung cấp áp suất để đóng cửa sổ đầu trám phân tầng này. Giai đoạn cuối có thể thực hiện vào bất cứ lúc nào sau khi giai đoạn hai hoàn tất. Bom mở cửa sổ (lớn hơn bom mở cửa sổ giai đoạn hai) được thả trong giếng khoan và tựa vào vị trí làm kín của đầu trám phân tầng giai đoạn ba. Các thao tác mở cửa sổ và bơm đẩy dung dịch đệm và vữa xi măng giống giai đoạn hai. Nút trám chuyên dụng được dùng để đóng cửa sổ đầu trám phân tầng. 8-59 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET 4.3. Các trang thiết bị phụ trợ a. Giỏ trám xi măng Giỏ trám xi măng được lắp đặt phía dưới đầu trám phân tầng. Mục đích hạn chế một lượng thể tích lớn xi măng sẽ đi vào thành hệ yếu phía dưới đầu trám phân tầng nếu xảy ra mất tuần hoàn. Tuy nhiên, giỏ trám xi măng không ngăn chặn được sự lan truyền áp suất, chúng chỉ hạn chế Hình 8.20. Giỏ trám xi măng sự di chuyển của dung dịch. 8-60 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
10. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET Hình 8.22. Lồng định tâm 8-63 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET c. Vòng nối lồng định tâm Là thiết bị cố định vòng định tâm vào ống chống. Hình 8.23. Các loại vòng nối lồng định tâm 8-64 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
11. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET Một số loại chân đế ống chống có cấu tạo van một chiều giúp cách ly bên trong và ngoài ống chống, gọi là chân đế ống chống nổi. Thiết bị này cung cấp một lực đẩy nổi cho ống chống, giảm tải trọng lên móc nâng khi thả cột ống chống vào giếng. Khi áp suất thủy tĩnh trong ống chống đủ lớn, van một chiều sẽ mở, cho phép dung dịch hoặc vữa xi măng trong ống chống thoát ra ngoài. Hình 8.26. Cơ chế hoạt động chân đế ống chống nổi 8-67 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET f. Vòng dừng Là thiết bị được gắn vào cột ống chống, dùng để chặn các nút trám. Các vòng dừng có cấu tạo van một chiều sẽ có chức năng như chân đế ống chống nổi, tạo lực đẩy nổi cho cột ống chống khi hạ xuống lỗ khoan. Hình 8.27. Vòng dừng 8-68 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
12. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET – Ống chống giằng (tie-back)dạng “stub”: được nối từ một đầu của ống chống lửng đến một đầu nào đó trong ống chống khác. Loại ống này thường được sử dụng để sửa chữa đoạn ống chống bị hư hại, ăn mòn và bảo vệ cột ống chống ở những đoạn có lỗ bắn bị rò rỉ, áp suất cao. – Ống chống giằng: được treo từ đầu giếng khoan đến phần đầu của cột ống chống lửng. Cột ống này bảo vệống chống trung gian, làm vững chắc thêm cho cột ống chống trung gian do bị ăn mòn khi khoan, ngăn cản áp suất gây bóp méo ống chống nơi thành hệ có áp lực dị thường, bảo vệ chống ăn mòn và làm kín cột ống lửng trước đóbị khí xâm nhập. 8-71 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET Hình 8.29. Các loại ống chống lửng 8-72 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
13. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET Đầu treo ống chống lửng có các chức năng sau: – Treo cột ống lửng khi thả vào giếng khoan. – Làm kín giữa cần khoan và cột ống lửng. Chất lưu bơm vào cần khoan phải tuần hoàn bên trong cột ống lửng và ra khỏi chân đế trước khi đi lên khoảng không vành xuyến. –Tạo điểm tựa cho nút trám ống chống lửng. Nút trám này được giữ bằng một chốt giữ và có một lỗ thông nhỏ cho phép lưu chất và vữa đi qua cho đến khi nút trám đẩy đặt vào và làm kín lỗ thông này. Tăng áp suất bơm sẽ cắt đứt chốt giữ và nút trám ống chống lửng được đẩy xuống cùng với nút trám đóng phía sau vữa xi măng. 8-75 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET Cần phải tiến hành tuần hoàn giếng trước khi treo ống chống lửng. Trong một số đầu treo ống chống lửng có van tuần hoàn cho phép tuần hoàn phía trên ống chống lửng trước khi van đóng và tuần hoàn xuống phía dưới xung quanh địa tầng ống chống lửng. Sau khi bơm rửa bùn khoan, tiến hành lắp đặt đầu treo ống chống lửng. Sau đó, cần khoan và đầu treo được kéo lên từ từ để kiểm tra đầu treo có tách ra khỏi cột ống lửng không. Thiết bị làm kín có độ dài 10 – 15 ft giữ nút trám ống chống cho phép thực hiện thao tác mà không tạo khe hở giữa cần khoan và ống chống lửng. Thao tác này cần phải được thực hiện để bảo đảm cần khoan và đầu treo có thể tháo ra khỏi ống lửng sau khi trám xi măng xong. 8-76 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
14. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET (a) (b) Hình 8.32. Trám xi măng ống chống lửng 8-79 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET Qui trình bơm trám Đường ống bơm vữa được gắn vào cần khoan cùng với nút trám trên được đặt giữa hai đường nối của đầu trám xi măng. Sau khi lắp xong đầu trám và thử áp suất, tiến hành bơm nước rửa hay dung dịch đệm vào cần khoan. Sau khi trộn vữa xi măng và bơm vào cần khoan, tiến hành thả nút trám và bơm đẩy nó đến đầu treo ống chống lửng. Tại đây nút trám sẽ đóng kín vào nút trám ống chống lửng đã treo trước đó. Áp suất bơm sẽ tăng khi nút trám làm kín nút trám ống chống lửng. 8-80 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
15. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET Lượng xi măng khi trám ống chống lửng cần được tính toán cẩn thận tùy điều kiện giếng khoan. Chú ý các yếu tố sau: –Lượng xi măng dư được thiết kế sao cho vừa đủ tránh gây nhiễm bẩn xi măng ở phần đầu treo cột ống lửng. –Với những thành hệ yếu thì việc tuần hoàn ngược sẽ gặp nhiều khó khăn, khi đóthời gian đông cứng của vữa xi măng nên kéo dài để tuần hoàn ngược. –Nếu không thực hiện tuần hoàn ngược lượng xi măng dư hoặc không muốn khoan phá cột xi măng quá dài, xi măng dư có thể giới hạn khoảng vài bao. Tuy nhiên điều này có thểảnh hưởng đến chất lượng xi măng trám vùng bao phủ. – Khi quá trình tuần hoàn ngược (hay không tuần hoàn ngược) hoàn tất, đầu treo và cần khoan được kéo lên để chờ xi măng đông cứng. 8-83 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET c. Ép vữa xi măng Khi cần chống ống chống lửng dài qua thành hệ yếu mà áp suất thủy tĩnh của cột vữa xi măng có thể gây tổn hại đến thành hệ và nhiều vấn đề khác, có thể sử dụng phương pháp trám xi măng hai giai đoạn. Qui trình bơm trám Giai đoạn đầu được tiến hành theo phương pháp một giai đoạn thông thường với lượng xi măng giới hạn, được tính toán trước để có thể bao phủ được vùng thành hệ yếu. Đỉnh của cột xi măng trong khoảng không vành xuyến càng gần chân đế ống chống trước càng tốt. Sau khi giai đoạn đầu hoàn tất, đầu treo và cần khoan được kéo lên khỏi giếng khoan và chờ xi măng đông cứng. 8-84 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
16. GEOPET Hình 8.35. Qui trình trám và bơm ép vữa xi măng ống chống lửng 8-87 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET 4.4.3. Ống chống lửng Tie-back Lý do sử dụng ống chống lửng Tie-back hay ống lửng Tie-back dạng “stub” bao gồm: –Bao phủ đoạn ống chống bị hỏng phía trên đỉnh của ống chống trước. –Cần một ống chống có đường kính lớn hơn trên đỉnh của một ống chống trước cho phép đặt nhiều cột ống khai thác. – Cho phép lựa chọn thử giếng ở nhiều đoạn khác nhau để thiết kế các thiết bị khai thác sau này cũng như kích thước ống chống khai thác. –Trám xi măng một số đoạn trong giếng có áp suất cao, thành hệ chứa sét trước khi ống chống đến bề mặt. 8-88 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
17. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET Sử dụng dung dịch đệm trước cột vữa sẽ hạn chế nhiễm bẩn vữa và làm tăng hiệu quả thay thế bùn khoan trong khoảng không vành xuyến. Điều này đặc biệt quan trọng trong trám xi măng ống lửng Tie-back vì không sử dụng nút trám dưới để ngăn cách bùn khoan và vữa xi măng trong cột ống lửng. Nếu trong giếng khoan có chứa dung dịch hoàn thiện giếng, cần phải bảo đảm mức độ tương thích với vữa xi măng hoặc có thể sử dụng một lượng thể tích lớn nước sạch phía trước cột vữa xi măng do trong dung dịch hoàn thiện giếng có chứa muối có thể gây ảnh hưởng đến thời gian đông cứng của vữa, dễ xảy ra hiện tượng “đông nhanh” hoặc có thể làm xi măng chậm phát triển độ bền gel. 8-91 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết GEOPET Hình 8.36. Trám xi măng ống chống lửng Tie-back 8-92 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
18. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET b. Thời gian xi măng đông cứng Khi trám xi măng ống chống lửng dài, vì nhiệt độ đáy giếng khoan và đầu cột ống chống lửng thay đổi rất lớn do đóvữa xi măng thiết kế cần có đủ thời gian đông cứng hết đoạn xi măng bơm trám này. Việc khoan phá xi măng chỉ được tiến hành sau khi xi măng đã phát triển độ bền tối thiểu có thể chịu được những va chạm với thiết bị khoan. Xác định nhiệt độ đáy giếng khoan cũng cần thiết cho việc lựa chọn thành phần xi măng. Thành phần xi măng thường sử dụng khi trám ống chống lửng là xi măng API loại G hay H chứa 35% bột silica, phụ gia chống mất tuần hoàn, chất phân tán, chất làm nặng, KCl hoặc NaCl và chất chậm đông. Tỉ trọng có thể từ 17,5 – 19,5 lbm/gal và thời gian đông cứng là 3 – 4,5 giờ. 8-95 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BƠM TRÁM XI MĂNG GEOPET c. Dung dịch đệm Nhiều trường hợp bơm trám xi măng, dung dịch khoan sử dụng rất phức tạp thường dẫn đến không tương thích với xi măng. Vì vậy cần sử dụng dung dịch đệm để ngăn cách vữa và dung dịch khoan, tránh nhiễm bẩn. Sự không tương thích làm xi măng chậm đông, tăng độ bền gel, giảm hiệu quả thay thế bùn khoan và làm giảm độ bền nén của xi măng đông cứng vùng bao phủở đầu ống chống lửng. Khi vữa bị nhiễm bẩn ở một mức độ nào đósẽ có độ nhớt cao, tạo ra áp lực ma sát gây nứt vỡ thành hệ yếu khi bơm ép. 8-96 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết
19. GEOPET KẾT THÚC CHƯƠNG 8 8-99 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết CÂU HỎI GEOPET 1. Mục đích của công tác trám xi măng là gì? Trình bày các nguyên tắc cơ bản của công tác trám xi măng. 2. Kỹ thuật bơm ép xi măng và đặt cầu xi măng được dùng trong những trường hợp nào? Trình bày một phương pháp điển hình. 3. Hãy trình bày quá trình trám xi măng một giai đoạn. 4. Những khác biệt đáng lưu ý giữa trám xi măng hai giai đoạn thông thường và trám xi măng hai giai đoạn liên tục là gì? 5. Hãy trình bày kỹ thuật trám xi măng hai giai đoạn thông thường. 6. Hãy trình bày các kỹ thuật trám xi măng ống chống lửng. 8-100 Dung dịch khoan & xi măng – Đỗ Hữu Minh Triết