Báo cáo Dung Dịch Khoan
NHỮNG LƯU Ý VỀ LỖ KHOAN
VÀ ỐNG CHỐNG
Báo cáo Dung Dịch Khoan
1. THIẾT KẾ ỐNG CHỐNG
1.1. Tiêu chuẩn thiết kế ống chống
1.1.1.Lựa chọn độ sâu đặt ống chống
Lựa chọn số lượng và độ sâu đặt ống chống tổng quát dựa trên những lưu ý
về gradient áp suất vỉa và gradient áp suất vỡ vỉa của thành hệ bị xuyên qua. Dữ
liệu gradient áp suất vỉa và gradient áp suất vỡ vĩa được biểu diễn thông qua tỉ
trọng mùn khoan tương đương (Equivalent Mud Density – EMD), và được vẽ lên
đồ thị cùng với độ sâu.
Hình 1: Mối quan hệ giữa độ sâu đặt ống chống, áp suất vỉa
và áp suất vỡ vỉa
Hai đường ranh giới an toàn của áp suất vỉa và áp suất vỡ vỉa (do hiện
tượng tháo và hạ cần khoan) cũng được vẽ lên đồ thị. Thông thường ranh an toàn
là 0.5 lbm/gal hoặc áp suất đáy giếng lớn hơn áp suất thành hệ từ 200 đến 500 psi.
Để đến được độ sâu thiết kế, tỉ trọng dung dịch khoan thể hiện ở điểm a
được chọn để ngăn cản dòng chất lưu vỉa đi vào giếng (ngăn cản hiện tượng kick).
Tuy nhiên, tỉ trọng dung dịch khoan này không được vượt quá áp suất vỡ vỉa của
thành hệ yếu nhất lộ ra trong giếng, ống chống trung gian phải kéo dài ít nhất đến
độ sâu tại điểm b, nơi mà áp suất vỡ vỉa bằng tỉ trọng mùn khoan cần thiết để
khoan đến điểm a. Tương tự, để khoan đến điểm b và đặt ống chống trung gian, tỉ
trọng dung dịch khoan thể hiện ở điểm c sẽ yêu cầu ống chống bề mặt được đặt ít
nhất tới độ sâu tại điểm d.
P a g e 2
Báo cáo Dung Dịch Khoan
Những yếu tố khác – như là bảo vệ tầng ngậm nước tự nhiên, sự hiện diện
của vùng mất dung dịch, vùng áp suất thấp suy yếu có khuynh hướng gây kẹt cần,
những vỉa muối có khuynh hướng chảy dẻo và lấp vào giếng, những qui định của
chính quyền – cũng ảnh hưởng đến yêu cầu độ sâu đặt ống chống.

Độ sâu đặt ống chống dẫn hướng dựa trên những yêu cầu ngăn cản sự rửa
xói của lỗ khoan nông khi khoan tới độ sâu của ống chống bề mặt và nâng đỡ khối
lượng ống chống bề mặt.
1.1.2.Lựa chọn kích thước ống chống
Kích thước của cột ống chống phụ thuộc vào đường kính trong cần thiết
của ống khai thác và số lượng cột ống chống trung gian được yêu cầu để đến được
độ sâu thiết kế.
Hình 2: Kích thước choòng khoan thông thường được sử dụng
trong thiết lập ống chống API
Để ống chống khai thác có thể được đặt vào giếng, kích thước choòng
khoan được dùng để khoan cấp cuối cùng của giếng phải lớn lơn đường kính ngoài
của đầu nối ống chống một chút để có đủ khoảng trống cho lớp vỏ mùn trên thành
lỗ khoan và cho thiết bị chống ống như là bộ định tâm và thiết bị nạo.
Choòng khoan dùng để khoan cấp tiếp theo của giếng phải vừa với lòng
trong của ống chống bên trên. Từ đó xác định được kính thước tối thiểu của của
cột ống chống sâu thứ nhì. Tương tự ta sẽ chọn được kích thước của đoạn ống
chống phía trên.
1.1.3.Lựa chọn khối lượng, cấp thép, đầu nối
P a g e 3
Báo cáo Dung Dịch Khoan
Tổng quát, mỗi cột ống chống đều được thiết kế để chịu được các điều kiện
chịu tải khắt khe nhất trong suốt quá trình chống ống và trong suốt quãng đời hoạt
động của giếng. Các điều kiện chịu tải trong một giếng thay đổi theo chiều sâu,
nên không bắt buộc các ống chống phải giống nhau, có thể dài ngắn khác nhau,
miễn là phù hợp với yêu cầu chịu tải, từ đó có thể giảm bớt chi phí.
Thông thường, thiết kế ống chống thường dựa trên một điều kiện chịu tải
giả định nào đó do không thể dự báo trước được các điều kiện chịu tải mà cột ống
chống phải chịu trong suốt đời sống của giếng. Điều kiện chịu tải giả định này
phải có khả năng chịu được những sự cố có thể xảy ra cho dù là nhỏ nhất, khiến
cho ống chống hư hỏng.

Điều kiện chịu tải áp suất trong lớn nhất được sử dụng cho thiết kế sức chịu
nổ dựa trên điều kiện kiểm soát giếng được giả định xảy ra khi tuần hoàn khối
kick lớn ra ngoài. Điều kiện chịu tải áp suất ngoài lớn nhất được sử dụng cho thiết
kế sức chịu uốn được dựa trên giả thiết giếng bị mất dung dịch nghiêm trọng. Điều
kiện chịu kéo lớn nhất dựa trên giả thiết ống chống bị kẹt trong quá trình hạ ống
chống vào lỗ khoan trước khi trám xi măng.
Nói chung, ống chống có chi phí thấp nhất và thỏa mãn được các tiêu chí
chịu tải được đặt ra sẽ được lựa chọn đưa vào quá trình chống ống. Tiêu chuẩn
thiết kế ống chống của viện dầu khí Hoa Kỳ API (American Petroleum Institude)
thường được được sử dụng. API cho rằng chi phí trên mỗi foot ống chống tỉ lệ với
khả năng chịu tải, và chi phí của mỗi điểm kết nối tỉ lệ với khả năng gắn kết.
1.2. Tình trạng giếng khoan khi thiết lập ống chống
Để cho công việc trám xi măng thành công, trước tiên lỗ khoan phải được
chuẩn bị. Mùn khoan phải được tuần hoàn để xử lí và làm sạch lỗ. Những tính chất
của mùn khoan có ảnh hưởng xấu đến việc trám xi măng là: độ bền gel cao, độ
nhớt cao, khối lượng riêng cao và hàm lượng hóa chất dư thừa. Độ nhớt dẻo và độ
bền chảy của mùn khoan nên chọn nhỏ nhất có thể. Khi giếng khí được trám xi
măng, việc tuần hoàn nên được kéo dài đủ lâu để mang đi bất cứ khí gì sinh ra từ
mùn khoan.
P a g e 4
Báo cáo Dung Dịch Khoan
Tốt nhất nên dừng và tuần hoàn mỗi 1000 – 3000 ft để loại bỏ những “bánh
lọc” (filter cake) tập hợp xung quanh đầu nối, bộ định tâm và máy nạo. Một vài
máy nạo có xu hướng tích tụ một số lượng lớn “bánh lọc” khi ống chống được hạ
xuống lỗ khoan và có thể ngăn cản quá trình tuần hoàn khi ống chống đến đáy lỗ
khoan.
Trạng thái của giếng khoan – sự có mặt hoặc vắng mặt của những vật chắn,
độ thẳng của giếng, khoảng hở giữa cần khoan và thành giếng – sẽ xác định tốc độ
hạ ống chống. Trong điều kiện lí tưởng, ống chống có thể được hạ với tốc độ 1000
ft/hr trên bờ biển Gulf tới 2000 ft/hr trong những vùng đá cứng.

Hiện tượng tăng vọt áp xuất (pressure surge) xuất hiện do mùn khoan hồi
về trong khoảng không vành xuyến tăng trong quá trình hạ ống chống. Phương
pháp toán học cho việc tính toán áp suất tăng vọt trong khi hạ ống chống được
phát triển trong đầu những năm 1950. Phương pháp này sau đó đã được chứng
thực bằng các bộ ghi áp suất trong chuỗi ống chống. Bởi vì nó rất phức tạp,
phương pháp toán học tốt nhất nên được thực hiện bằng máy tính. Áp suất hạ ống
chống – được biểu diễn theo EMD – bằng tỉ trọng mùn khoan tĩnh thông thường
cộng với áp suất tăng vọt và phải nằm trong cửa sổ áp suất.
Vỏ mùn trên vách được loại bỏ, khối lượng riêng của mùn khoan tăng, phụ
thuộc vào thể tích bị loại bỏ trong quá trình nạo. Sau khi đầu chứa nút hay đầu
trám xi măng được liên kết, có sự thông giếng phía trên ống chống trước khi tuần
hoàn bắt đầu. Trong suốt quá trình trộn, áp suất bơm – lưu lượng tuần hoàn xi
măng – luôn thấp hơn bởi vì xe tải xi măng chỉ có một bơm trên một giếng. Sau
khi được trộn, quá trình bơm và trao đổi được dừng lại để giải phóng nút trám xi
măng và chuyển sang sử dụng máy bơm của giàn. Cột xi măng nặng hơn gây ra sự
chuyển động đi lên của dung dịch trong vành xuyến, duy trì áp suất thay thế chống
lại thành hệ. Khi quá trình bơm và trao đổi bắt đầu trở lại, nút trám xi măng đầu
bắt kịp với xi măng và lưu lượng thay thế trở lại bình thường. Áp suất thay thế tiếp
tục tăng khi xi măng di chuyển vào trong vành xuyến cho đến khi nút chạm vào
ống nổi.
P a g e 5
Báo cáo Dung Dịch Khoan
Hình 3: Lưu lượng bơm trên bề mặt và lưu lượng dòng hồi vành xuyến
2. NHỮNG LƯU Ý ĐẶC BIỆT KHI THIẾT KẾ ỐNG CHỐNG
2.1. Cách thức hạ ống chống
Ống chống nên được đặt vào giếng để điều kiện làm việc trong tương lai
đối với ống chống sẽ không gây ra hiện tượng quá tải và dẫn đến hư hỏng ống
chống.
Trong hầu hết các trường hợp, cột ống chống nên được đặt vào đầu giếng
với tải trọng treo như khi đã được trám xi măng (nghĩa là với tải trọng của ống

chống đã được nâng lên).
Ống chống không được hỗ trợ giữa những đầu mút cố định, sau khi được
treo và trám xi măng, có thể phát sinh những vấn đề tiềm tàng.
1. Áp suất, tỉ trọng dung dịch, và nhiệt độ làm thay đổi tải trọng dọc trục
mà, nếu đủ lớn, có thể gây ra mất ổn định và gây lệch về một phía của
P a g e 6
Báo cáo Dung Dịch Khoan
ống chống. Những thay đổi tải trọng này nên được chú ý để ngăn cản
hiện tượng quá tải của ống chống và những hư hỏng nối tiếp sau đó.
2. Cột ống chống với đầu mút cố định có những thay đổi trong tải dọc trục
là kết quả của sự thay đổi môi trường. Tải trọng dọc trục tăng khi áp
suất trong ống tăng hay nhiệt độ trung bình giảm. Sự tăng tỉ trọng dung
dịch trong ống kéo theo hiệu ứng tăng áp suất trung bình trong ống và,
do đó, tăng tải trọng dọc trục trên ống chống. Tải trọng dọc trục giảm
khi áp suất ngoài ống tăng, do tăng trọng lượng dung dịch bên ngoài,
hoặc nhiệt độ trung bình tăng. Những lực này có thể thường xuyên được
tính khá chính xác dựa trên cơ sở những dự đoán được thực hiện trước
khi chống ống. Nhiệt độ tăng, do các dung dịch trong giếng gây ra, sẽ
làm giảm ứng suất kéo đối với ống chống trong suốt quá trình chống
ống. Nếu nhiệt độ của ống chống giảm tới một mức nào đó, rất phổ biến
khi chống ống, ống chống sẽ co lại và tải trọng kéo sẽ tăng. Ứng suất
giảm do những chuyển động của trái đất rất hiếm gặp và khó để đánh
giá.
Những lí do thông dụng nhất của việc hư hỏng ống chống là do độ lệch của
giếng quá lớn, gây ra ứng suất cong lớn; sự ăn mòn, bên trong lẫn bên ngoài; sự
mài mòn bên trong ống chống; và những thay đổi trạng thái của giếng, làm tăng
những ứng suất trong ống chống (hình 4)
Hình 4: Ống chống bị nén do nhiệt độ tăng trong suốt quá trình khai thác
P a g e 7
Báo cáo Dung Dịch Khoan

Hình 5: Sự hư hỏng ống chống trong thành hệ muối
Ống chống không thường xuyên bị hư hỏng cho đến khi áp suất và trạng
thái của giếng bị thay đổi sau khi đã chống ống được một khoảng thời gian. Một ví
dụ cho trường hợp này có thể được tìm thấy trong thành hệ muối của vùng Bắc
Dakota, Montana, Ai Cập và trong vùng biển Bắc. Những thành hệ muối ở đây nở
ra trong suốt quá trình khoan và không thể hạn chế vùng nở ra này bằng xi măng.
Và kết quả là những đoạn thành hệ muối này chảy ra tạo ứng suất uốn cực lớn gây
hư hỏng ống chống (hình 5). Phương pháp giải quyết vấn đề này là sử dụng những
ống nặng hơn trong suốt thành hệ muối và để định tâm cũng như di chuyển ống
chống. Trong những ống chống được thiết kế cho những điều kiện này, ta nên ghi
vào trong bảng báo cáo không chỉ lực uốn, lực kéo, lực nổ mà còn ứng suất uốn
cong, tải trao đổi và hiệu ứng bơm ép xi măng.
2.2. Điều kiện chịu tải khi trám xi măng
Trạng thái chịu tải lớn nhất xảy ra trên ống chống khi một lượng lớn xi
măng được bơm vào cột ống chống mà trọng lượng mùn khoan trong ống chống
tương đối thấp. Khi vữa xi măng được bơm vào ống chống, trọng lượng tăng lên
lớn nhất khi tất cả xi măng đi vào ống chống. Trọng lượng tăng lên bị thất thoát
một phần do ma sát trong khoảng không vàng xuyến. Trọng lượng này có thể gần
bằng tải trọng an toàn lớn nhất trong cột ống chống và có thể làm dừng quá trình
P a g e 8
Báo cáo Dung Dịch Khoan
trao đổi. Vì vậy, phải chọn ống có độ bền kéo cao hơn để nâng cấp khả năng chịu
tải lớn nhất của cột ống chống.
Tải trọng an toàn lớn nhất nên được tính cho mỗi thiết kế ống chống để
người điều hành mỏ có thể điều chỉnh điều kiện tại giàn để ngăn cản sự vượt quá
độ bền kéo của ống trong suốt quá trình trám xi măng. Hệ số an toàn nhỏ nhất phải
được giả định để tính toán lực kéo an toàn lớn nhất. Tải trọng lớn nhất được cho
phép là trọng lượng của cột ống chống trong dung dịch cộng với lực kéo mà không
làm giảm hệ số thiết kế kéo cho bất kì đoạn nào dưới 1.3. Tải trọng cong cho
giếng khoan định hướng và giếng có góc khuỷu cũng phải được xem xét.

Công thức dưới đây có thể được sử dụng để tính tải trọng xi măng gần đúng
bỏ qua hiệu ứng do bơm. Tải trọng treo lớn nhất xảy ra khi tất cả xi măng vào ống
chống:
Với
: tải trong treo, lbm
: khối lượng ống chống, lbm/ft
: độ sâu đặt ống chống, ft
: tiết diện trong của ống chống, in
2
: chiều dài mùn khoan, ft
: khối lượng riêng mùn khoan, lbm/gal
: chiều dài xi măng, ft
: khối lượng riêng xi măng, lbm/gal
: tiết diện ngoài của ống chống, in
2
VD: Chiều sâu giếng: 12000 ft
Ống chống: 7 in., 26 lbm/ft S-95, ID 6.276 in. (30.9 in
2
)
Giếng khoan: thẳng đứng, in., mang mùn khoan 11.5 lbm.gal
Xi măng: đỉnh tại 5500 ft được trộn với tỉ trọng 15.8 lbm/gal
Dữ liệu khác: lỗ khoan in.
Thể tích: 5500 ft xi măng
Bên ngoài: 1309 ft
3
(5500 0.2380)
Bên trong: 6093 ft
3
(5500 4.655)
Tại bề mặt, tải trọng là 299560 lbm.

Trong ví dụ trên, trọng lượng của ống chống trong không khí là 312000
lbm, và trong mùn khoan – do đẩy nổi – trọng lượng của ống chống là 257000
P a g e 9
Báo cáo Dung Dịch Khoan
lbm. Khi xi măng được bơm vào trong ống, tải trọng là 299560 lbm. Trong khi
trám xi măng, khuynh hướng tự nhiên sẽ coi ống chống đang bị kéo trong khi
được bơm đầy xi măng. Khi xi măng được chuyển vào khoảng không vành xuyến,
trọng lượng giảm. Trong trường hợp này, có một khuynh hướng khác là xem ống
chống như đang cắm. Nếu sự thay đổi tải trọng được biết, ta có thể dự đoán những
vấn đề xảy ra và sự thay đổi của đồng hồ tải trọng tốt hơn.
2.3. Mất ống chống tại đáy lỗ khoan
Ống chống trám xi măng không đúng quy cách dễ bị yếu hay chấn động do
sự tiếp cần hay nâng thả chuỗi cần khoan.Chi phí khắc phục cao hay thậm chí là
mất lỗ khoan là kết quả do sử dụng xi măng giá rẻ,điểm kết nối tại đáy của ống
chống bị vặn lỏng ra hay gãy.Sự hư hỏng của khớp nối đáy ống chống bề mặt hay
trung gian thường trong vài khu vực.Nhiều hư hỏng không phát hiện được đến khi
giếng có biểu đồ log.Khi đó nó được nhận biết khi 1 hay 1 vài khớp nối tách ra từ
ống chống và mất dưới lỗ khoan.Phần bị tách ra này gây nên mất tuần hoàn hay
dịch chuyển sang ngang,hạn chế sự di chuyển của dụng cụ khoan.Cứu sự cố là tập
hợp phần ống chống tách ra và bít phần thành hệ bị mở rộng.Hình dưới miêu tả
những trường hợp mất ống chống khác nhau.
P a g e 1 0
Báo cáo Dung Dịch Khoan
Mất ống chống trong lỗ khoan
2.4. Áp suất trong và ngoài thay đổi
2.4.1.Áp suất bên trong ống chống thay đổi
Ống chống được chọn lựa theo áp suất bên trong có thể chịu được mà không
gây nổ.Tuy nhiên việc áp suất bên trong thay đổi cũng gây nên sự thay đổi nghiêm
trọng ứng suất dọc trục.Việc thay đổi ứng suất dọc trục xảy ra trong suốt hay sau
khi ống chống được hạ và trám xi măng.Trong suốt quá trình trám xi măng,ống

chống đạt áp suất bên trong cao do áp lực thủy tĩnh của cột vữa xi măng và áp lực
bơm bơm vào để đẩy cột xi măng.Nó không chỉ tạo ra ứng suất chuyển tiếp trên
thành ống chống ,có khuynh hướng làm nổ ống chống,mà còn tạo ra ứng suất dọc
trục,có khuynh hướng làm nứt ống chống.Áp suất trong có khuynh hướng làm
giãn,tăng đường kính của ống chống đồng thời làm cho ống chống bị kéo dài ra.
P a g e 1 1
Báo cáo Dung Dịch Khoan
Áp suất trong có khuynh hướng tăng đường kính và giảm chiều dài ống
chống
Trong khi khuynh hướng nổ thường được nhận biết và duy trì trong giới
hạn nổ bởi người kỹ sư,ứng suất dọc trục đôi khi không được quan tâm kỹ
càng.Điều này có thể gây nên hệ quả tai hại,đặc biệt nếu xi măng bắt đầu đông
cứng về phía cuối phần thay thế và nếu áp suất bơm tăng để hoàn tất quá trình
trám xi măng.
Áp suất bề mặt bên trong ống chống gây ra bởi tải trọng dọc trục được xác
định bởi công thức:
Với:
:Lực dọc trục ống chống.
:áp suất bên trong ống chống.
:Đường kính trong ống chống.
P a g e 1 2
Báo cáo Dung Dịch Khoan
Cần phải lưu ý trong suốt quá trình thực thi phải chắc rằng định mức nổ và
sức căng của ống chống không vượt quá mức cho phép.Sự tăng áp suất bên trong
gây nên sự tăng về ứng suất tiếp,ống chống có khuynh hướng bị co nén lại.Tương
tự,sự giảm áp suất bên trong làm cho ống chống có khuynh hướng kéo giãn ra.Tuy
nhiên một khi ống chống được trám xi măng hay nối với bộ phận đầu giếng,nó
không được tự do kéo giãn ra hay co nén lại tương ứng với sự thay đổi áp suất bên
trong ống chống.
Ứng suất dọc trục theo định luật Hook được cho bởi công thức:

: hệ số Poison.
:Diện tích bên trong ống chống.
:Diện tích ống chống không tính phần bên trong.
:Sự thay đổi áp suất bên trong ống chống.
Thay thế µ = 0.3 và chuyển công thức trên sang tính lực dọc trục:
=>Dấu hiệu rõ ràng thể hiện sự tăng lực căng khi có sự tăng áp suất bên
trong.
VD: Ống chống có ID = 12.459 in, độ bền đứt 853,000 lbf lơ lửng từ bề mặt
trong khi trám xi măng.Trọng lượng hiệu dụng ống chống là 300,000lbf, hệ số an
toàn là 1.3.Hỏi áp suất bơm được sử dụng để bơm xi măng 1 cách an toàn?
Lực dọc trục:853,000/1.3- 300,000 = 356,154 lbf
F
a
= p
i
.π.d
2
/4  356,154 = p
i
π (12.459)
2
/4
 p
i
=2,921 psig
2.4.2.Áp suất bên ngoài ống chống thay đổi
Điều kiện thiết kế chịu tải cho áp suất bên ngoài dựa trên tỷ trọng dung dịch
còn lại bên ngoài ống chống trong suốt quá trình trám xi măng.Ống chống có thể
chịu được áp suất bên ngoài mà không sụp lở thì được chọn.Vài trường hợp gặp
phải áp suất bên ngoài cao hơn nó gây ra bởi dung dịch.Thường xảy ra ống chống

đi xuyên qua thành hệ ( có thể là muối ),và khi ống chống xuyên qua vùng đóng
P a g e 1 3
Báo cáo Dung Dịch Khoan
băng vĩnh cữu có sự tan chảy và đóng băng luân phiên,phụ thuộc vào loại giếng là
khai thác hay giếng đóng.Việc thay đổi áp suất bên ngoài có thể làm thay đổi ứng
suất dọc trục ống chống.
Ứng suất dọc trục cũng là kết quả từ sự thay đổi áp suất bên ngoài sau khi
giếng được hoàn tất.Ví dụ thường gặp về thay đổi áp suất bên ngoài là hiện tượng
suy giảm của dung dịch còn lại phía bên ngoài ống chống.
Áp suất ngoài có khuynh hướng giảm đường kính và tăng chiều dài ống
chống
Theo như hình trên sự tăng áp suất bên ngoài gây nên sự giảm ứng suất tiếp
có tác dụng kéo giãn.Điều này làm đường kính ống chống giảm và chiều dài ống
chống tăng lên.Ngược lại khi áp suất bên ngoài giảm có thể làm ống chống ngắn
đi.Nếu ống chống được trám xi măng và nối với đầu giếng dưới tác dụng của sức
P a g e 1 4
Báo cáo Dung Dịch Khoan
căng đủ ngăn ống chống bị xoắn,thì ống chống không dễ bị nén chặt hay kéo giãn
ra tương ứng khi có sự thay đổi áp suất bên ngoài.
Ứng suất dọc trục theo định luật Hook được cho bởi công thức:
:Diện tích xung bên ngoài ống chống.
: Thay đổi áp suất bên ngoài ống chống.
Áp suất trung bình thay đổi khi tỷ trọng dung dịch thay đổi trong giếng
thẳng đứng tính bởi công thức:
Sự thay đổi ứng suất dọc trục gây ra bởi áp suất trung bình thay đổi tính
bằng công thức:
:Đường kính ngoài ống chống.
:áp suất bên ngoài thay đổi.
VD: Chuỗi ống chống có OD = 10.75 in,trám xi măng giếng thẳng đứng chứa
dung dịch có tỷ trọng 14 lmm/gal.Dung dịch phía ngoài ống chống trên điểm đầu

xi măng 8000ft.Ống chống nối với đầu giếng ngăn xoắn.Áp suất lỗ rỗng thành hệ
khu vực này là 9 lbm/gal.Tính sự thay đổi lực dọc trục tối đa khi có sự suy giảm
dung dịch 14 lbm/gal trong khoảng thời gian dài?
Áp suất trung bình thay đổi được tính:
Sự thay đổi ứng suất dọc trục gây ra bởi áp suất trung bình thay đổi:
Kết quả biểu hiện lực dọc trục tăng 56,607 lbf vì áp suất bên ngoài tổn thất.
2.5. Tác động nhiệt
Ví dụ về điều kiện thiết kế tải trước không đề cập tới ứng suất dọc trục gây
ra bởi sự thay đổi nhiệt độ sau khi ống chống trám xi măng và nối với đầu
giếng.Nhiệt độ thay đổi gặp phải trong suốt vòng đời thì thường nhỏ và được bỏ
P a g e 1 5
Báo cáo Dung Dịch Khoan
qua.Tuy nhien khi sự thay đổi nhiệt độ không nhỏ,ứng suất dọc trục tạo ra cần
phải được xem xét trong thiết kế ống chống .Ví dụ về giếng gặp sự thay đổi nhiệt
độ lớn bao gồm (1) giếng bơm ép hơi nước được sừ dụng trong tiến trình phục hồi
nhiệt độ,(2) giếng địa nhiệt dùng hút hơi nước từ vùng núi lửa của trái đất,(3)
giếng băng giá hoàn toàn trong vùng băng giá vĩnh cửu,(4) giếng khí sâu,(5) giếng
ngoài khơi với đoạn bao dài,(6) giếng hoàn toàn trong vùng nóng dị thường.Ở
vùng bắc cực,thể tích băng tan do dòng chảy hướng tâm nóng từ dòng dầu ấm
được khai thác tạo ra theo thời gian.Kết quả là sự nén chặt thành hệ và bề mặt bị
sụt lún.Tất cả gây ra ứng suất nén và kéo trong những chuỗi ống chống khác nhau.
2.6. Tác động sụt lún
Tải trọng nén dọc trục của ống chống thường không đòi hỏi và được bỏ qua
trong thiết kế ống chống.Tuy nhiên, tải trọng nén của ống chống đôi khi là kết quả
của sự sụt lún thành hệ.Sút lún thành hệ có thể xảy ra trong vỉa thể tích do sự sản
sinh dòng lưu chất lỗ rỗng và cạn kiệt áp suất vỉa.Sụt lún cũng có thể do chu trình
tan hay đóng băng khi giếng hoàn thiện xuyên qua vùng băng vĩnh cửu.
3.Tài liệu tham khảo
• Cementing by Dwight K.Smith
• Applied Drilling Engineering (SPE Textbook Series-1984)

P a g e 1 6