Quy trình ứng phó kỹ thuật và thực tiễn hiện trường đối với sự cố kẹt cần khoan
Kẹt cần khoan là mối đe dọa thường gặp đối với hiệu quả và an toàn thiết bị trong hoạt động khoan địa chất và khai thác dầu khí. Tình trạng kẹt xảy ra khi cụm khoan bị kẹt cứng do địa tầng, mùn khoan hoặc mảnh vụn và không thể kéo lên được. Trường hợp nghiêm trọng có thể dẫn đến mất toàn bộ cụm dụng cụ hoặc thậm chí là mất giếng khoan. Xử lý các trường hợp kẹt nghiêm trọng đòi hỏi các thao tác chính xác, theo từng giai đoạn. Dựa trên kinh nghiệm thực tế, phần sau đây tóm tắt ba phương pháp khắc phục cốt lõi, các bước thực hành và các biện pháp phòng ngừa quan trọng.
Phun tia áp suất cao: biện pháp vật lý chính để thông tắc. Phun tia áp suất cao là biện pháp phản ứng đầu tiên và cơ bản nhất. Nó sử dụng lực tác động và dòng chảy thủy lực để phân tán vật cản và làm lỏng sự bám dính giữa mũi khoan/ống và địa tầng. Các điểm vận hành chính:
Lựa chọn dung dịch khoan: nếu địa tầng nhạy cảm với nước (ví dụ: đá bùn), hãy sử dụng dung dịch khoan áp suất cao tương thích với hệ thống dung dịch khoan thay vì nước thường, vì nước thường có thể gây trương nở địa tầng và làm trầm trọng thêm tình trạng kẹt mũi khoan. Nên ưu tiên sử dụng dung dịch khoan phù hợp với hệ thống bùn khoan.
Quy trình phun tia nước: khi bơm qua ống khoan, tăng áp suất bơm dần dần (ví dụ: bắt đầu ở khoảng 50% áp suất định mức và tăng dần) đồng thời xoay chậm cần khoan để tia nước phun đều vào vùng bị kẹt. Nếu có sẵn, hãy triển khai các dụng cụ phun tia nước chuyên dụng (ví dụ: máy phun tia xung) xuống đến đoạn bị kẹt và sử dụng tia nước xung để tăng cường khả năng làm sạch. Ưu điểm: đơn giản, chi phí thấp; hiệu quả đối với tắc nghẽn do mùn khoan và các mảnh vụn nhỏ. Hạn chế: hiệu quả hạn chế đối với các trường hợp kẹt do chất kết dính như tắc nghẽn đất sét nghiêm trọng (bám dính bùn) hoặc kẹt cơ học.
Bơm chất làm lỏng: bôi trơn hóa học và hòa tan Khi phương pháp phun tia cơ học thất bại, việc bơm chất làm lỏng có thể làm giảm ma sát và độ bám dính giữa chuỗi dụng cụ và thành giếng. Chọn loại chất làm lỏng phù hợp với cơ chế kẹt và cấu tạo địa chất:
Đối với hiện tượng bám dính (bám dính khác biệt hoặc bám dính bùn trong đất sét/đá phiến), hãy sử dụng các chất tách dầu gốc dầu để giảm sự bám dính giữa cần khoan và lớp bùn bám trên thành giếng.
Đối với các trường hợp kẹt do giảm đường kính (ví dụ: các tầng đá muối/đá trầm tích hoặc các vùng nhạy cảm với chất lỏng dễ bị sụp đổ hoặc giãn nở), hãy sử dụng dung môi hòa tan trong axit hoặc tương thích với tầng đá và để thời gian ngâm đủ lâu (thường là 2-4 giờ) để dung môi thấm vào các vết nứt trong tầng đá và khu vực bị kẹt.
Kiểm soát bơm: tránh hiện tượng chảy tắt (chất làm sạch quay trở lại vành đai trước khi đến điểm bị kẹt). Sử dụng phương pháp bơm theo từng giai đoạn kết hợp với chu kỳ ép áp suất và ngâm để đảm bảo hóa chất đến được và tác động vào vùng bị kẹt. Thận trọng: kiểm tra trước khả năng tương thích của chất làm sạch với vật liệu địa tầng và dung dịch khoan để tránh các phản ứng bất lợi có thể gây ra hiện tượng kẹt thứ cấp.
Phương pháp gây chấn động: tác động cơ học đối với các trường hợp kẹt nghiêm trọng. Nếu việc phun nước và sử dụng hóa chất không hiệu quả, phương pháp gây chấn động cơ học (sốc điện) là giải pháp chính. Có hai phương pháp phổ biến: sử dụng dụng cụ gây chấn động khoan xuyên giếng (dụng cụ gây chấn động khi khoan) và phương pháp kéo giãn bằng chất nổ sau đó là gây chấn động.
Vận hành bộ rung dưới giếng: nếu cần khoan được trang bị bộ rung dưới giếng, hãy điều chỉnh tải trọng móc/trọng lượng treo và vận hành bộ rung để tạo ra lực rung hướng lên (rung hướng lên) hoặc rung hướng xuống (rung hướng xuống). Tăng lực rung từng bước, lưu ý đến độ bền của ống khoan và dụng cụ để tránh hỏng do mỏi hoặc gãy.
Phương pháp rút ống bằng chất nổ kết hợp với giật mạnh: Nếu không có thiết bị giật mạnh dưới giếng, trước tiên hãy sử dụng thiết bị chỉ điểm tự do để xác định vị trí điểm bị kẹt. Sau đó, đặt thiết bị rút ống bằng chất nổ (hoặc dụng cụ câu kéo cơ khí có khả năng ngắt kết nối có kiểm soát) tại điểm giao nhau phía trên vị trí bị kẹt để cắt hoặc tách phần trên của ống khỏi phần bị kẹt. Thu hồi cụm ống phía trên, đưa cụm ống phía dưới mới vào, nối tiếp đến phần bị kẹt còn lại, lắp đặt thiết bị giật mạnh và thực hiện các lần giật mạnh. Phương pháp này có rủi ro cao hơn và chỉ nên được thực hiện bởi nhân viên có kinh nghiệm. Sau khi rút ống hoặc ngắt kết nối, hãy tuần hoàn dung dịch khoan ngay lập tức để loại bỏ mùn khoan và mảnh vụn khỏi giếng.
Các nguyên tắc tổng quát và thực tiễn tốt nhất trong lĩnh vực này
Phát hiện sớm và xử lý theo từng loại sự cố: liên tục giám sát trọng lượng tác dụng lên mũi khoan, mô-men xoắn và các thông số tuần hoàn; ngay khi có dấu hiệu kẹt, ưu tiên tuần hoàn áp suất thấp và thực hiện các chuyển động nhỏ, có kiểm soát của cần khoan để giải quyết tình huống và ngăn ngừa sự leo thang.
Hãy chọn phương pháp phù hợp với cơ chế gây kẹt: phun tia nước cho các vật cản và mảnh vụn nhỏ, giải phóng bằng hóa chất cho các vật cản dính hoặc phản ứng với cấu tạo địa chất, và giật/kéo lùi cho các trường hợp kẹt cơ học nghiêm trọng.
An toàn và kiểm soát: tiến hành từng bước một, ghi lại tất cả dữ liệu về áp suất, mô-men xoắn và tải trọng, và cần có sự tham gia của các chuyên gia vận hành hoặc chuyên gia đánh bắt cá giàu kinh nghiệm đối với các hoạt động phức tạp hoặc có rủi ro cao.
Nhận biết sớm, phân loại chính xác và lựa chọn phương pháp khắc phục phù hợp là chìa khóa để giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và ngăn ngừa hư hỏng thiết bị hoặc giếng khoan.
