Đừng hoảng sợ khi xảy ra hiện tượng trượt dính trong quá trình khoan đá — Năm chiến lược ứng phó cốt lõi
Hiện tượng trượt dính là một vấn đề thường gặp trong khoan đá, đặc trưng bởi sự giật đột ngột hoặc định kỳ của mũi khoan và sự dao động mô-men xoắn bất thường. Nó làm giảm tốc độ khoan, đẩy nhanh quá trình mài mòn dụng cụ và có thể dẫn đến kẹt ống hoặc hỏng cần khoan. Việc nhanh chóng xác định nguyên nhân và áp dụng các biện pháp khắc phục mục tiêu là rất cần thiết cho các hoạt động khoan đá an toàn và hiệu quả. Năm chiến lược sau đây tóm tắt các biện pháp thực tiễn.
Tối ưu hóa các thông số khoan đá để giải quyết nguyên nhân gốc rễ. Sự không phù hợp giữa các thông số khoan đá và điều kiện địa tầng thường là nguyên nhân gây ra hiện tượng trượt dính. Điều chỉnh linh hoạt các thông số có thể giảm đáng kể tần suất xảy ra hiện tượng này.
Giảm trọng lượng tác dụng lên mũi khoan (WOB) một cách hợp lý: Trọng lượng tác dụng quá mức vượt quá giới hạn chịu lực của đá hoặc tải trọng của mũi khoan có thể gây ra hiện tượng "cắn và trượt" lặp đi lặp lại trong các tầng đá cứng. Giảm WOB từng bước dựa trên sự thay đổi mô-men xoắn và độ xuyên thấu theo thời gian thực để làm mượt quá trình cắt và giảm các tác động tức thời.
Điều chỉnh tốc độ quay (RPM) một cách linh hoạt: Chọn RPM phù hợp với địa tầng và loại mũi khoan. Trong các địa tầng cứng, giòn hoặc khi sử dụng mũi khoan răng thép, RPM cao sẽ làm tăng mài mòn và rung động; giảm RPM sẽ giảm các va đập tần số cao và giúp ngăn ngừa hiện tượng trượt dính. Trong các địa tầng mềm, tăng RPM trong giới hạn an toàn có thể cải thiện tốc độ khoan và giảm sự tích tụ mùn khoan.
Kiểm tra cụm cần khoan và mũi khoan để đảm bảo tải trọng phân bố đều dưới giếng. Sự mài mòn, biến dạng hoặc các khuyết tật kết nối trong cần khoan gây ra sự mất cân bằng và là những nguyên nhân chính gây ra hiện tượng trượt dính.
Kiểm tra tình trạng mũi khoan: Mài mòn quá mức, răng bị gãy hoặc bám dính phôi (mảnh vụn bám vào mũi khoan) làm giảm độ ổn định khi cắt. Định kỳ tháo và kiểm tra mũi khoan; thay thế hoặc làm sạch ngay lập tức khi phát hiện mài mòn hoặc bám dính phôi.
Kiểm tra độ bền của cần khoan: Cần khoan bị cong hoặc biến dạng, hoặc các mối nối ren bị lỏng, sẽ tạo ra rung động lệch tâm trong quá trình quay. Kiểm tra bằng mắt thường và bằng cách kiểm tra xuyên qua thành cần; thay thế các cần bị cong và siết chặt/sửa chữa các mối nối kém để khôi phục độ thẳng và độ ổn định.
Tối ưu hóa dung dịch khoan đá để cải thiện môi trường đáy giếng. Các đặc tính của dung dịch khoan đá ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự vận chuyển mùn khoan và độ ổn định của giếng khoan; hiệu suất dung dịch kém sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành các lớp mùn khoan hoặc giếng khoan không ổn định, dẫn đến hiện tượng trượt giật gián tiếp.
Điều chỉnh độ nhớt của dầu: Độ nhớt thấp làm giảm khả năng vận chuyển mùn cưa và tạo thành lớp mùn cưa bám vào mũi khoan, gây ra những thay đổi đột ngột về lực cản cắt. Tăng độ nhớt hoặc thêm chất làm tăng độ nhớt để cải thiện khả năng phân tán và vận chuyển mùn cưa.
Kiểm soát mật độ dung dịch: Trọng lượng bùn quá cao làm tăng áp suất đáy giếng và ứng suất tiếp xúc lên mũi khoan, đồng thời có thể gây hẹp lỗ khoan, làm tăng lực cản dưới đáy giếng. Điều chỉnh mật độ dựa trên dữ liệu áp suất tầng địa chất, giữ ở mức thấp nhất có thể trong khi vẫn duy trì khả năng kiểm soát giếng để giảm thiểu sự cản trở khi khoan đá.
Điều chỉnh quy trình phù hợp với độ phức tạp địa chất. Sự không đồng nhất về cấu tạo địa chất là nguyên nhân cơ bản của hiện tượng trượt giật; nó đòi hỏi các chiến thuật vận hành được điều chỉnh phù hợp.
Cần cẩn thận khi khoan xuyên qua các lớp đá mềm và cứng xen kẽ: Việc chuyển đổi đột ngột từ đá mềm sang đá cứng sẽ gây ra sự thay đổi đột ngột về lực cản cắt và có thể gây ra hiện tượng trượt dính. Hãy sử dụng phương pháp "giảm lực ép mũi khoan và khoan chậm" khi chuyển đổi và, nếu cần, hãy chuyển sang mũi khoan phù hợp hơn (ví dụ: mũi khoan ba chấu có chèn vonfram cacbua thay vì mũi khoan răng thép) để xử lý độ cứng khác nhau.
Xử lý tình trạng thu hẹp và sụp đổ lỗ khoan: Đối với các đoạn hẹp hoặc có nguy cơ sụp đổ, trước tiên hãy ổn định thành lỗ bằng cách tăng độ nhớt của dung dịch khoan, thêm chất chống mất tuần hoàn hoặc chất tạo cầu nối, sau đó tiếp tục khoan đá với các thông số đã điều chỉnh. Nếu xảy ra hiện tượng kẹt, hãy sử dụng dụng cụ rung hoặc sốc dưới giếng để giúp giải phóng cụm thiết bị và ngăn ngừa tình trạng kẹt lan rộng.
Tăng cường quản lý hiện trường, đào tạo và bảo trì. Phòng ngừa và ứng phó hiệu quả kết hợp các biện pháp kỹ thuật với quản lý vững chắc.
Nâng cao kỹ năng vận hành: Huấn luyện đội ngũ vận hành duy trì tốc độ cấp liệu ổn định và tránh những thay đổi đột ngột về công suất ép (WOB) hoặc tốc độ quay (RPM). Giám sát chặt chẽ các đồng hồ đo mô-men xoắn, chỉ báo trọng lượng và các thiết bị khác; dừng lại và kiểm tra ngay khi phát hiện dấu hiệu dao động bất thường để có thể can thiệp sớm.
Bảo trì thiết bị và hồ sơ: Thực hiện bảo trì định kỳ cho giàn khoan và dụng cụ, tiến hành kiểm tra kịp thời và ghi lại tất cả các sự cố và điều chỉnh thông số. Phân tích hồ sơ về các sự cố trượt dính dưới các điều kiện địa chất và vận hành khác nhau sẽ giúp xây dựng các kế hoạch phòng ngừa và khắc phục mục tiêu.
Bản tóm tắt:
Ngăn ngừa và xử lý hiện tượng trượt dính cần có sự phối hợp hành động: thiết lập thông số khoan đá chính xác, tình trạng cần khoan đáng tin cậy, đặc tính dung dịch khoan đá hiệu quả, kỹ thuật thích ứng với địa tầng và quản lý công trường bài bản. Áp dụng năm chiến lược cốt lõi này để giảm thời gian ngừng hoạt động, bảo vệ thiết bị và đảm bảo hoạt động khoan đá an toàn và hiệu quả.
