Hệ dung dịch Bentonit trong khoan thăm dò than Quảng Ninh

Khánh thành phòng thí nghiệm khả năng tự cháy của than
Ứng dụng công nghệ Biofilm xử lý ô nhiễm dầu mỏ
Thăm dò dầu khí theo "dấu vết" của loài giun biển

Khi áp dụng công nghệ khoan mẫu luồn (KML) vào khoan than vùng Quảng Ninh đã gặp nhiều phức tạp do địa tầng than có nhiều lớp sét kết, sét than, mềm yếu và trương nở. Thành lỗ khoan mất ổn định dẫn đến sập lở, bó mút gây sự cố cho công trình khoan. Sự mất ổn định thành lỗ khoan do nhiều nguyên nhân liên quan đến các yếu tố: địa chất, hóa học, vật lý, kỹ thuật và công nghệ,… Ở vùng than Quảng Ninh nguyên nhân chính gây nên sự mất ổn định thành lỗ khoan là do: sự trương nở của tầng sét kết, sét than bởi sự hydrat hóa các phân tử sét khi có tương tác giữa sét thành hệ với nước từ dung dịch khoan; sự chảy sệ, sập lở do mất cân bằng giữa suất vỉa với áp suất thủy tĩnh trong lỗ khoan và sự phá vỡ liên kết bên trong tầng sét kết, sét than. 

Đề tài “Nghiên cứu chế tạo hệ dung dịch sét Bentonit sử dụng cho khoan mẫu trong khoan thăm dò than vùng Quảng Ninh” cho cơ quan chủ trì đề tài là Công ty Cổ phần Khoan và Dịch vụ kỹ thuật khai thác mỏ, cùng với chủ nhiệm đề tài là KS Phạm Văn Nhâm hợp tác nghiên cứu, với mục đích lựa chọn, xác lập công nghệ hợp lý chế tạo hệ dung dịch sét Bentonite dùng cho khoan mẫu luồn trong khoan thăm dò than vùng Quảng Ninh. Đó là một hệ dung dịch phù hợp với đặc tính của công nghệ khoan mẫu luôn, đồng thời có khả năng ức chế sự trương nở sét để ổn định thành lỗ khoan trong điều kiện địa tầng trầm tích than Quảng Ninh. 

Qua thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau: 

(1) Đã phân tích các thành phần khoáng vật và thành phần hóa học của các mẫu lõi lỗ khoan tại các đoạn thường gây sự cố và xác định có chứa 20 đến 25% khoáng sét momorilonit. Đây chính là thành phần nguyên nhân gây ra các sự cố sập lở thành giếng khi sử dụng các hệ dung dịch khoan gốc nước không phù hợp.

(2) Nghiên cứu lựa chọn và xác định vai trò của các hóa chất sử dụng trong hệ dung dịch Bentonit API cho KML trong thi công khoan thăm dò than ở Quảng Ninh.

(3) Nghiên cứu và tìm ra các lượng hóa chất tối ưu nhất và pha chế được hệ dung dịch khoan có các thông số kỹ thuật đạt yêu cầu cho hệ dung dịch khoan có tính ức chế trương nở của khoáng sét có trong đất đá thành giếng khoan ở vùng than Quảng Ninh phù hợp với điều kiện thi công khoan và đáp ứng các yêu cầu thông số dung dịch trong thực tế: tỷ trọng: 1,05 - 1,15; độ nhớt phễu: 35-37 giây; YP: 8-101b/100ft2; Gel: 8,5-10 lb/100ft2; độ thải nước API: 5,8-5,9ML/30 phút; độ dầy vỏ sét: 1,5ml.

(4) Xây dựng được các hệ dung dịch mới có công thức pha chế cho từng điều kiện của lỗ khoan và địa tầng thường gặp sự cố. Cụ thể: khả năng ức chế đạt khá cao, phù hợp với địa tầng chứa sét nhạy cảm nước của vùng than Quảng Ninh; độ thải nước 5-6ml; hàm lượng ion Ca2+ dư nhằm ức chế hàm lượng sét nhạy cảm chiếm 20-25%; khả năng phân tán phá keo tụ và nâng cao khả năng chịu nhiễm bẩn pha rắn mịn của mùn bị tích đọng trong quá trình thi công khoan. Khả năng này sẽ kéo dài thời gian sử dụng dung dịch và tăng khả năng sa lắng mùn khoan ở các bể lắng; hệ dung dịch rẻ tiền, dễ kiếm ở trong nước. 

Sản phẩm của đề tài đã được ứng dụng thực tiễn, giúp cho Công ty CP Khoan và Dịch vụ kỹ thuật khai thác mỏ giải quyết được những vấn đề cấp bách đang đặt ra khi áp dụng công nghệ khoan mẫu luồn vào thăm dò than vùng Quảng Ninh, hoàn thiện công nghệ khoan mẫu luồn để hạn chế được các sự cố, nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả thăm dò than. 

NangluongVietnam Online