Công nghệ sử dụng dung dịch khoan Super Mud

c«ng nghÖ sö dông dung dÞch khoan super mud pgs.ts lª kiÒu 1 Trêng ®¹i häc kiÕn tróc hμ néi Khoa ®μo t¹o trªn ®¹i häc ------------***------------- c«ng nghÖ thi c«ng c«ng nghÖ sö dông dung dÞch khoan super mud thμy gi¸o : pgs.ts lª kiÒu so¹n vµ gi¶ng Hμ néi 12/2005 c«ng nghÖ sö dông dung dÞch khoan super mud pgs.ts lª kiÒu 2 Trong c«ng nghÖ khoan cæ truyÒn dung dÞch Bentonite ®−îc lµm dïng dung dÞch khoan. Víi c¸c tiÕn bé cña khoa häc kü thuËt, tõ n¨m 1984 c¸c hîp cÊt cao ph©n tö (Polimer) b¾t ®Çu ®−îc sö dông lµm dung dÞch khoan. Nh÷ng dung dÞch khoan cao ph©n tö cña h·ng PDSCo ®−îc gäi d−íi c¸c tªn nh− Super Mud, Super Mud Dry, Super Mud Custom Blend TM, Quik Floc TM… 1. Nh÷ng −u ®iÓm cña Super Mud. Super Mud cã kh¶ n¨ng cñng cè thµnh tuyÖt vêi mµ kh«ng ph¸ vì tr¹ng th¸i c©n b»ng tù nhiªn cña cña ¸p suÊt tù nhiªn cÇn cã trong nh÷ng hè khoan ®−êng kÝnh lín. Khi trén Super Mud vµo n−íc nã chØ lµm t¨ng thÓ tÝch dung dÞch mµ kh«ng lµm thay ®æi khèi l−îng cña dung dÞch. T¨ng khèi l−îng dung dÞch lµ viÖc cã thÓ dÉn ®Õn nhiÒu sù cè khi khoan ë vïng ®Êt c¸t rêi , sái hay vïng b¨ng hµ. Trong khi khoan ta ph¶i x©y dùng líp vá máng ë thµnh hè khoan ®Çu tiªn lµ ®Ó chèng mÊt n−íc trong c¸c hè khoan. Super Mud t¹o ra mét líp vá siªu máng vµ rÊt bÒn ®Ó chèng sù thÈm thÊu. Líp vá nµy cã kh¶ n¨ng uèn cong khi gÇu khoan chuyÓn ®éng qua bÒ mÆt. Super Mud lµm viÖc rÊt tèt ë nh÷ng vïng n−íc mÆn, n¬i mµ Bentonile bÞ ph¸ huû. 1.1. T¸c ®éng m«i tr−êng. Super Mud kh«ng chøa c¸c cÊt n»m trong danh môc c¸c cÊt g©y « nhiÔm m«i tr−êng E.P.A Super Mud lµ hîp ch¸t kh«ng bÒn, bÞ ph¸ huû ngay lËp tøc do c¸c t¸c dông cña chlorine , calcium hay khi ®é pH nhá h¬n 4 . Hµm l−îng sö dông thÊp ( 0,1% theo khèi l−îng trong khi bentonite lµ 10% theo khèi l−îng. Kh«ng cÇn c¸c biÖn ph¸p phßng hé, an toµn lao ®éng ®Æc biÖt. 1.2. Hè khoan lµm viÖc tèt h¬n c«ng nghÖ sö dông dung dÞch khoan super mud pgs.ts lª kiÒu 3 Thö t¶i tÜnh chØ ra r»ng, hè khoan dïng Super Mud cã c«ng suÊt t¶i lín h¬n hè khoan dïng Bentonile kho¶ng 15%. Mïn khoan l¾ng ®äng nhanh trong gÇu khoan lµm gi¶m c«ng t¸c sµng c¸t. Super Mud cã t¸c dông tèt víi c¸c lo¹i ®Êt thÞt t¹o thµnh dung dÞch khoan míi. Super Mud cã t¸c dông b«i tr¬n tèt, lµm gi¶m ma s¸t khi di chuyÓn gÇu khoan vµ khi khoan. Super Mud ph¸ huû ngay lËp tøc khi t¸c dông víi kho¸ng chÊt calcium trong xi m¨ng vµ biÕn ®æi thµnh n−íc. §iÒu nµy x¶y ra tr−íc khi bª t«ng ®«ng kÕt t¹o ra sù dÝnh kÕt tèt gi÷a bª t«ng vµ thµnh hè khoan. 1.3. TiÕt kiÖm thêi gian Dung dÞch Super Mud cã thÓ trén trùc tiÕp thay cho viÖc ph¶i trén tr−íc 24 giê nh− ®èi víi Bentonite. Gi¶m ®Õn møc tèi ®a viÖc sö dông m¸y läc c¸t. Gi¶m thêi gian lµm s¹ch c«ng tr−êng vµ Super Mud cã thÓ ph¸ huû trùc tiÕp vµo hÖ thèng cèng r·nh. 1.4. HiÖu qu¶ kinh tÕ Gi¶m rÊt lín chi phÝ vËn chuyÓn. Gi¶m diÖn tÝch kho b·i. Kh¶ n¨ng t¸i sö dông cao. Gi¸ thµnh tæng thÓ sÏ gi¶m ®−îc xuèng h¬n 25%. 2. C¸ch chuÈn bÞ dung dÞch khoan. Cã c¸c lo¹i dung dÞch khoan hÖ Polimer nh− sau: a. Super Mud TM – cÊt g©y nhít cao ph©n tö polycrylamide lo¹i nhò t−¬ng. b. Super Mud Dry TM – chÊt g©y nhít cao ph©n tö polycrylamide d¹ng h¹t. c. Super Mud Custom Blend TM – chÊt g©y nhít polycrylamide d¹ng h¹t bæ sung bëi hçn hîp kho¸ng ®Ó gi¶m sù mÊt n−íc. d. Quik Floc TM – chÊt keo tô cao ph©n tö polycrylamide d¹ng láng. c«ng nghÖ sö dông dung dÞch khoan super mud pgs.ts lª kiÒu 4 Dung dÞch khoan tõ Super Mud ®−îc chuÈn bÞ b»ng c¸ch pha trén Super Mud, Super Mud Dry víi n−íc theo mét tû lÖ nhÊt ®Þnh ®· ®−îc tÝnh to¸n. N−íc ®Ó pha trén dung dÞch khoan ph¶i ®¹t ®−îc nh÷ng yªu cÇu nhÊt ®Þnh (xem phÇn sau). Cung cÊp n−íc ®Çy ®ñ víi chÊt l−îng thÝch hîp ®Ó trén dung dÞch Super Mud lµ biÖn ph¸p tèi cÇn thiÕt ®Ó ®¶m b¶o ho¹t ®éng khoan b×nh th−êng. NÕu nguån cung cÊp n−íc lµ kh«ng dåi dµo vµ kh«ng cung cÊp ®−îc liªn tôc vÝ dô nh− tõ giÕng nhá, ®−êng èng nhá hay b»ng xe teÐc, nªn cã bÓ ®Ó gom vµ tr÷ n−íc ®Ó ®¶m b¶o kh¶ n¨ng s¶n xuÊt dung dÞch liªn tôc vµ ®óng chÊt l−îng. 2.1. Super Mud cã thÓ ®−îc trén trùc tiÕp trong hè khoan khi ®ang khoan hoÆc ®−îc trén tr−íc trong c¸c bÓ më ®Ó hy®r¸t ho¸ hoµn toµn c¸c ph©n tö polimer. ViÖc trén tr−íc Super Mud trong bÓ më lµ ph−¬ng ph¸p nªn dïng v× nã cho phÐp kiÓm tra ®−îc dÔ dµng tÝnh chÊt cña dung dÞch, tuy nhiªn Super Mud còng cã tÓ ®−îc trén trùc tiÕp trong lç khoan khi khoan lç. TØ lÖ trén víi n−íc s¹ch lµ 800:1 (n−íc/Super Mud), ®èi víi n−íc lî hoÆc mÆn lµ 600:1 ®Ó ®¹t ®−îc dung dÞch Super Mud cã ®é nhít Marsh Funned 35 ÷ 45. Tr−íc khi trén, n−íc ph¶i ®−îc kiÓm tra vµ xö lý tr−íc ®Ó ®¹t ®é pH tõ 8 ÷ 10. §iÒu nµy gióp kÐo dµi nhÊt c¸c ph©n tö polimer ®Ó cã ®é nhít lín nhÊt, Water Treat lµ mét ho¸ chÊt chuyÓn dÞch ®é PH vµ bét S«-®a (Natri cacbonat) cã thÓ dïng ®Ó lµm ®Öm pH. Th«ng th−êng 1/4 b¶ng Anh (0,1kg) chÊt c¶i thiÖn pH Water Treat cho kho¶ng 160 lÝt n−íc bæ sung. ChÊt chuyÓn dÞch ®é pH nµy cã thÓ chèng l¹i sù ph¸ huû dung dÞch Super Mud cho c¸c ion Magiª vµ Canxi g©y ra. Khi xö lý n−íc mÆn chÊt chuyÓn dÞch ®é pH ®Ëm ®Æc h¬n. CÇn kho¶ng 0,45 kg chÊt c¶i thiÖn pH cho 160 lÝt n−íc bæ sung. C¸ch thøc trén ®iÓn h×nh: a. Xö lý n−íc b»ng Water Treat/S«-®a ®Ó cã pH tõ 8 ÷ 10. b. L¾c ®Òu x« ®ùng Super Mud tr−íc khi ®æ vµo n−íc bæ sung. c. Dïng m¸y trén c¸nh khuÊy ®Òu kiÓu Venturi, nÕu trén trong thïng më, thªm Super Mud tõ tõ (2 phót thªm 4 lÝt) cho ®Õn khi ®¹t tØ lÖ 800:1. Sö dông h¹n chÕ m¸y trén, c¸nh, b¬m ly t©m cã thÓ lµm gi¶m ®é nhít. c«ng nghÖ sö dông dung dÞch khoan super mud pgs.ts lª kiÒu 5 d. KiÓm tra ®é nhít Marsh Funned. Tû lÖ nµy cho ®é nhít kho¶ng 35 ÷ 45. e. Dung dÞch khoan cã thÓ duy tr× tèi thiÓu tõ møc 2m bªn trªn mÆt n−íc ®Ó ®¶m b¶o tÝnh æn ®Þnh cña t−êng hè khoan bªn. Tham kh¶o thªm phÇn 3 cña tµi liÖu nµy. f. §é pH vµ ®é nhít cña dung dÞch cã thÓ tiÕp tôc ®−îc khèng chÕ trong qu¸ tr×nh sö dông. §Ó t¨ng ®é pH, thªm chÊt c¶i thiÖn pH, ®Ó t¨ng ®é nhít, thªm Super Mud ®Õn khi ®¹t ®−îc ®é nhít mong muèn. Khi trén trùc tiÕp trong hè khoan , ®æ Super Mud tõ tõ (2 phót cho 4 lÝt) trùc tiÕp vµo dßng n−íc mét c¸ch cÈn thËn ®Ó dßng Super Mud ch¶y vµo dßng n−íc ë ®iÓm ch¶y rèi. Mòi khoan ®−îc cho chuyÓn ®éng qua l¹i tõ tõ trong cét dung dÞch Super Mud ®Ó ph©n t¸n vµ lµm ®ång nhÊt dung dÞch. Cã thÓ dïng c¸i gÇu võa quay, võa chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn tõ tõ. Cã thÓ thªm Super Mud qua mét èng hoÆc mét thiÕt bÞ c¶m øng nèi trùc tiÕp vµo ®Çu ra cña b¬m li t©m ®−îc dïng ®Ó b¬m hçn hîp n−íc/polimer vµ mét bÓ khuÊy. ViÖc khuÊy cã thÓ thùc hiÖn b»ng c¸ch dïng khÝ nÐn tæi tõ d−íi ®¸y, quay vßng b»ng mét b¬m Moyno hay b¬m mµng hoÆc b»ng c¸nh khuÊy b»ng ®éng c¬ quay víi tèc ®é nhá h¬n 60 vßng/phót, hoÆc b»ng c¸c biÖn ph¸p thÝch hîp kh¸c. Th«ng th−êng sù mÊt dung dÞch khoan nhiÒu nhÊt x¶y ra ë ®é s©u 3 ÷ 4,4m ®Çu, kinh nghiÖm cho thÊy nªn trén 50% l−îng Super Mud −íc tÝnh trong vïng nµy. Tõ ®iÓm nµy ®Õn ®iÓm c¸ch ®¸y 1,5 ÷ 3m, thªm mét l−îng cßn l¹i (−íc tÝnh) Super Mud. §é nhít vµ ®é pH cña chÊt nhÇy cã thÓ ®−îc kiÓm tra ®Þnh kú vµ ®iÒu chØnh b»ng c¸ch thªm Super Mud hay chÊt c¶i thiÖn ®é pH. 2.2 Super Mud Dry cã thÓ ®−îc trén trùc tiÕp khi khoan hoÆc trén tr−íc trong thïng më. Khi trén trùc tiÕp vµo trong lç khoan, ®iÒu quan träng nhÊt lµ ph¶i cã ®−îc dßng n−íc thæi xoÌ ra bao lÊy mòi khoan hoÆc ®−îc ®i khiÓn ®Ó sai ®−îc dßng n−íc réng, vµ m¹nh ®Ó r¾c polimer. Super Mud Dry ®−îc thªm tõ tõ vµo dßng n−íc ch¶y nhanh ®Ó tr¸nh vãn côc. Mòi khoan khi ®ã ®−îc chuyÓn ®éng c«ng nghÖ sö dông dung dÞch khoan super mud pgs.ts lª kiÒu 6 tÞnh tiÕn dÇn dÇn trong bét dung dÞch Super Mud Dry ®Ó ph©n t¸n vµ lµm ®ång nhÊt dung dÞch. Cã thÓ dïng c¸i gÇu võa quay võa chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn tõ tõ. Khi Super Mud Dry ®−îc trén tr−íc bªn ngoµi, nã ®−îc r¾c hoÆc r©y lªn dßng n−íc ang ch¶y −îc xoÌ ra qua mét c¸i khay ¨n vµo thïng khuÊy. Khi kh«ng ®−îc khuÊy thÝch hîp trong khi thªm Super Mud Dry cã thÓ dÉn ®Õn sù l·ng phÝ polimer vµ t¹o ra mét líp polimer hy®r¸t ho¸ mét phÇn ë ®¸y thïng. ViÖc khuÊy chØ yªu cÇu trong mét thêi gian t−¬ng ®èi ng¾n khi polimer ®−îc trén cho ®Õn khi cã ®é nhít ®¸ng kÓ. ViÖc khuÊy cã thÓ ®−îc thùc hiÖn b»ng thæi khÝ nÐn ë ®¸y thïng quay vßng b»ng mét b¬m Moyno hay b¬m mµng hoÆc b»ng c¸nh khuÊy b»ng ®éng c¬ quay víi tèc ®é nhá h¬n 60 vßng/phót, hoÆc b»ng c¸c biÖn ph¸p thÝch hîp kh¸c. Sù quay vßng b»ng b¬m li t©m nªn tr¸nh hoÆc chØ dïng thØnh tho¶ng trong ®iÒu kiÖn h¹n chÕ, v× b¬m nµy cã thÓ c¾t nhá polimer, lµm gi¶m ®é nhít vµ lµm háng tÝnh n¨ng cña nã. 3. Mùc dung dÞch Super Mud trong hè khoan khi khoan Møc dung dÞch Super Mud ®−îc duy tr× tèi thiÓu lµ 2 mÐt trªn mùc n−íc ngÇm, ®Ó c©n b»ng thuû tÜnh vµ ng¨n chÆn sù ph©n huû cña c¸c cÊu tróc kh«ng æn ®Þnh. NÕu dung dÞch Super Mud xuèng thÊp d−íi qu¸ møc nµy, nªn t¹m dõng ho¹t ®éng vµ ®iÒu chØnh møc dung dÞch Super Mud thÝch hîp b»ng c¸ch thªm n−íc s¹ch vµ polimer trùc tiÕp vµo lç hoÆc lÊy dung dÞch ®−îc trén trong bÓ cho vµo lç. Khi mÆt n−íc ë møc thÝch hîp, kÐo dµi èng v¸ch trªn møc nµy ®Ó gi÷ ®ñ ¸p suÊt cét ¸p. §iÓm tham kh¶o ®Ó chän vµ duy tr× møc dung dÞch Super Mud lu«n lu«n lµ møc n−íc tÜnh. §iÒu nµy ®−îc ¸p dông ngay c¶ trong tr−êng hîp èng v¸ch ®−îc ®Æt ngang vµ thÊp h¬n mùc n−íc ngÇm. Sù cã mÆt cña casing nµy còng kh«ng lo¹i bá yªu cÇu gi÷ møc dung dÞch Super Mud cao h¬n mùc n−íc ngÇm. ViÖc cè g¾ng khoan hoÆc gi÷ hè khoan më trong tr−êng hîp nÒn ®Êt kh«ng æn ®Þnh hoÆc rêi hoÆc khi chiÒu cao cét dung dÞch Super Mud kh«ng thÝch hîp thËm chÝ trong tr−êng hîp sö dông èng casing kÐo dµi cho ®Õn mùc n−íc ngÇm vÉn cã thÓ x¶y ra sËp hè khoan ë d−íi ®¸y casing. c«ng nghÖ sö dông dung dÞch khoan super mud pgs.ts lª kiÒu 7 Trong mét sè tr−êng hîp, sù mÊt c©n b»ng ¸p suÊt trong hè khoan cã thÓ dÉn tíi viÖc mÊt qu¸ nhiÒu dung dÞch Super Mud vµo trong ®Êt d¹ng h¹t. Trong vµi tr−êng hîp ®iÒu nµy cã thÓ kÌm theo sù mÊt æn ®Þnh trong cña ®Êt. V× vËy khi møc n−íc tÜnh ®ñ thÊp ®Ó kh«ng liªn quan ®Õn tÝnh æn ®Þnh cña t−êng bªn hoÆc kh«ng duy tr× qu¸ møc ¸p suÊt thuû tÜnh, chØ yªu cÇu duy tr× møc dung dÞch. Trong hÇu hÕt c¸c tr−êng hîp gi÷ dung dÞch Super Mud tõ kho¶ng 2 ÷ 3m bªn trªn mÆt n−íc lµ thÝch hîp nÕu ®Æc tÝnh c¶u dung dÞch Super Mud n»m trong ph¹m vi tiªu chuÈn. Trong tr−êng hîp ®Êt rÊt mÒm vµ láng, hoÆc trong ®iÒu kiÖn bÊt th−êng cña ¸p suÊt d− cña ®Êt, nh− rót ra tõ cÊu tróc phÇn sau, chiÒu cao cét dung dÞch Super Mud ph¶i cao h¬n tõ 6 ÷ 9m bªn trªn mÆt n−íc. Khi mùc n−íc tÜnh kh«ng phô thuéc, mµ ®Êt cã kh¶ n¨ng sôp, dïng dung dÞch ®iÒn ®Çy lç. NÕu sù mÊt c©n b»ng cã thÓ g©y vÊn ®Ò, xem xÐt sö dông èng v¸ch (casing) trong c¸c tÇng ®Êt cã thÓ sôp. 4. Sù mÊt dung dÞch. Tû lÖ mÊt chÊt láng cao lµ cã h¹i khi ®µo bëi v× sù th©m nhËp chÊt láng cã thÓ lµm gi¶m tÝnh dÝnh cña ®Êt nÒn, c©n b»ng ¸p suÊt gi÷a hè khoan vµ thµnh ®Êt, t¨ng kh¶ n¨ng hy®r¸t ho¸ cña c¸c lo¹i ®Êt sÐt vµ ®¸ phiÕn dÔ bÞ tr−¬ng në, cã thÓ g©y ra kÕt v¶y hoÆc sôp lç khoan. Khi mÊt chÊt dung dÞch khoan cÇn ®−îc x¸c ®Þnh, cÇn t¨ng liÒu l−îng polimer vµ ®é nhít b»ng c¸ch thªm Super Mud hoÆc Super Mud Dry trùc tiÕp vµo lç cïng víi n−íc, hoÆc b»ng c¸ch lÊy dung dÞch polimer ®é nhít cao ®· trén s½n cho vµo lç hè khoan. C¸c t¸c nh©n kiÓm so¸t sù mÊt chÊt láng kh¸c nh− : Super Mud Custom Blend TM còng cã thÓ ®−îc thªm vµo dung dÞch Super Mud cã s½n. Khi dïng c¸c phô gia chèng mÊt chÊt láng kh¸c, chØ nªn dïng c¸c phô gia t−¬ng thÝch víi chÊt láng ®ang dïng. Khi thªm polimer míi hoÆc t¸c nh©n chèng mÊt chÊt láng vµo trªn lç, dïng mòi khoan ph©n t¸n polimer hay phô gia xuèng d−íi b»ng c¸ch tÞnh tiÕn nhÑ nhµng xuèng tËn ®¸y vµi lÇn tr−íc khi tiÕp tôc khoan. NÕu cã s½n bïn tù nhiªn hoÆc ®−îc lÊy trong khi ®µo cã thÓ ®−îc thªm trùc tiÕp vµo ®Çu lç ®µo hoÆc trùc tiÕp vµo vïng mÊt chÊt láng b»ng c¸ch b«i bïn nµy vµo mòi khoan. Mòi khoan khi ®ã ®−îc ®−a xuèng tõ tõ trong cét dung dÞch Super c«ng nghÖ sö dông dung dÞch khoan super mud pgs.ts lª kiÒu 8 Mud ®Õn ®é s©u mµ chÊt láng ®−îc coi lµ mÊt ë khu vùc ®ã , ë ®iÓm nµy mòi khoan ®−îc quay ®Ó vïng v©tk liÖu vµo thµnh hè ®µo. Cã thÓ dïng Bentonite d¹ng h¹t ®Ó thay thÕ bïn. ViÖc sö dông nguyªn lý cña c¸c phÇn tö läc d¹ng API trong x©y dùng nÒn mãng lµ ®Ó ®−a ra c¸c ý t−ëng vÒ chÊt l−îng cña tÊm läc mµ dung dÞch Bentonite cã thÓ s¶n sinh ra, hoÆc ®Ó läc c¸c mÉu n−íc bïn hay dung dÞch polimer ®Ó cã thÓ thu ®−îc s¶n phÈm läc s¹ch ®Ó ph©n tÝch ho¸ häc. PhÇn tö läc dang API ®−îc thiÕt kÕ tr−íc tiªn lµ ®Ó läc dÇu, ®Ó m« t¶ sù mÊt n−íc vµ tÝnh chÊt läc cña dung dÞch khoan trªn c¬ së Bentonite ®−îc xö lý tèt trong khi khoan quay c¸c giÕng s©u thµnh ®¸ cã tÝnh xuyªn qua thÊp d¹ng h¹t nhá sa th¹ch. KÝch th−íc cña c¸c lç cña ®¸ nµy, vµ t−¬ng øng, tÝnh xuyªn qua nhá h¬n hµng ngh×n lÇn so víi ®Êt d¹ng h¹t. Còng trong khoan dÇu, ¸p suÊt kh¸c nhau (sù mÊt c©n b»ng) mµ g©y ra bëi cét dung dÞch khoan lªn ®¸ ®−îc khoan theo thø tù lµ kho¶ng 100 ÷ 500 psi. Trong khoan mãng, ®é chªnh ¸p th«ng th−êng kho¶ng 1,5 ÷ 15m chiÒu cao cét n−íc. Khi cÇn tÝnh gi¸ trÞ chÊt láng bÞ mÊt, chóng ®−îc tÝnh víi phÇn tö läc API tiªu chuÈn, nh−ng nªn ®−îc tiÕn hµnh ë ¸p suÊt t−¬ng øng víi ¸p suÊt thuû tÜnh lín nhÊt mµ sÏ gÆp trong mét tr−êng hîp bÊt kú nµo ®ã. BiÓu ®å sau ®©y chØ ra tæng ®é s©u hè ®µo vµ ¸p suÊt ¸p dông cho cho phÇn tö läc ë ®é s©u ®ã. §é s©u tÝnh b»ng feet ¸p suÊt yªu cÇu tÝnh b»ng PSI §é s©u tÝnh b»ng feet ¸p suÊt yªu cÇu tÝnh b»ng PSI 0 – 25 10 115 – 130 55 25 – 35 15 130 – 140 60 35 – 50 20 140 – 150 65 50 – 60 25 150 – 175 75 60 – 70 30 175 – 200 85 70 – 85 35 200 - 230 100 max 85 – 95 40 95 – 105 45 105 - 115 50 c«ng nghÖ sö dông dung dÞch khoan super mud pgs.ts lª kiÒu 9 5. ChuÈn bÞ cho viÖc ®æ bª t«ng Khi khoan ®Õn ®−îc ®é s©u thiÕt kÕ, viÖc ®Çu tiªn lµ lµm s¹ch ®¸y lç b»ng mét gÇu vÐt b»ng hay mét dông cô thÝch hîp. C¸c mÉu dung dÞch Super Mud sÏ ®−îc tuÇn tù lÊy tõng ®ît b¾t ®Çu tõ gi÷a hè cho ®Õn khi c¸ch ®¸y kho¶ng 60 cm ®Ó x¸c ®Þnh hµm l−îng c¸t, pH vµ tû träng. Khi hµm l−îng c¸t vµ chØ sè tû träng ë ®iÓm gi÷a vµ gÇn ®Çy ë trong kho¶ng cùc ®¹i ®· ®−îc chØ râ (xem b¶ng th«ng sè chÊt l−îng dung dÞch) hoÆc khi c¸c chØ sè nµy æn ®Þnh vµ kh«ng ®æi trong kho¶ng 30 phót, trong thêi gian ®ã lç hoµn toµn tÜnh vµ kh«ng ®−a c¸c dông cô vµo, ®¸y lç ®−îc lµm s¹ch vµ ®Æt cèt thÐp vµ cã thÓ ®æ bª t«ng. NÕu c¸c h¹t c¸t trong chÊt láng kh«ng l¾ng xuèng hoÆc nÕu l¾ng rÊt chËm th× cã thÓ thùc hiÖn c¸c biÖn ph¸p kh¸c – vÝ dô, tÝch tô c¸c h¹t ®Êt thµnh c¸c khèi mµ cã thÓ bãc ra b»ng c¸c dông cô ®µo, thay ®æi chÊt láng trong lç b»ng chÊt láng s¹ch, xö lý dung dÞch Super Mud b»ng c¸c phô gia ®Ó t¨ng tèc sù tÝch tô hoÆc lµm ®«ng ®Æc, hoÆc thóc ®Èy viÖc lo¹i bá c¸c h¹t ®Êt l¬ löng. Trong phÇn lín c¸c tr−êng hîp viÖc sö dông Quik Floc TM (phô gia lµm dung dÞch keo tô) lµ biÖn ph¸p cã hiÖu qu¶ nhÊt ®Ó gia t¨ng sù l¾ng. Trong ®Êt phï sa, viÖc h¹n chÕ sù l¾ng ®äng vµ hµm l−îng phï sa cã thÓ g©y ra vÊn ®Ò thËm chÝ khi hµm l−îng c¸t ë trong møc quy ®Þnh. BÊt kú tr−êng hîp nµo, khi mµ chÊt l¾ng tÝch tô ®¸ng kÓ sau khi b¾t ®Çu ®Æt lång thÐp ®Òu nªn tr¸nh. Ph−¬ng ph¸p kiÓm tra hµm l−îng c¸t theo tiªu chuÈn API cã thÓ dÉn ®Õn nh÷ng kÕt qu¶ sai lÇm trong tr−êng hîp chÊt láng polimer cã chøa bïn. Trong b−íc pha lo·ng mÉu, keo tô bïn cã thÓ h×nh thµnh tù ph¸t trong èng kiÓm tra hµm l−îng c¸t bëi v× sù tËp trung cña polimer bÞ gi¶m ®i do viÖc pha lo·ng mÉu dung dÞch ë nång ®é thÊp, polimer cã thÓ lµm keo tô bïn thµnh nh÷ng h¹t lín h¬n mµ kÝch cì cña nã b»ng h¹t c¸t (lín h¬n 74 micron). C¸c keo tô nµy ®−îc gi÷ trong sµng kiÓm tra c¸t vµ ®−îc ®o nh− c¸t, cho mét gi¸ trÞ phãng ®¹i cña c¸t. Kü thuËt chuÈn bÞ mÉu cã thÓ tr¸nh ®−îc hoÆc gi¶m nhÑ ®é l¾ng ®äng tù ph¸t cña bïn mµ viÖc nµy cã thÓ t¹o ra "c¸t gi¶" trong khi kiÓm tra. VÝ dô, mét phiªn b¶n ®· ®−îc söa ch÷a cho viÖc kiÓm tra hµm l−îng c¸t theo tiªu chuÈn API ®· sö dông hypoclorit (chÊt tÈy) hoÆc dung dÞch hy®r«gen peroxi®e thay n−íc ®Ó pha lo·ng c«ng nghÖ sö dông dung dÞch khoan super mud pgs.ts lª kiÒu 10 mÉu dung dÞch. nh÷ng kü thuËt còng cã thÓ ®−a ra kÕt qu¶ mong muèn lµ tr¸nh ®−îc hoÆ lµm gi¶m nhÑ viÖc l¾ng bïn mét c¸ch tù ph¸t. C¸c söa ®æi nh− vËy ®èi víi viÖc kiÓm tra c¸t theo tiªu chuÈn API sÏ ®−îc sö dông khi cÇn thiÕt ®Ó cung cÊp gi¸ trÞ hµm l−îng c¸t chÝnh x¸c víi sù chÊp thuËn cña kü s−. Khi söa ®æi viÖc kiÓm tra kh«ng ng¨n c¶n hoÆc lo¹i trõ sù l¾ng ®äng mét c¸ch tù ph¸t th× kü s− cã thÓ tù quyÕt ®Þnh khi ®äc hµm l−îng c¸t trong èng nghiÖm, b»ng c¸ch ph©n biÖt b»ng m¾t c¸t thËt víi bïn l¾ng (hai lo¹i nµy kh¸c nhau vÒ bÒ ngoµi còng nh− kÕt cÊu) vµ bá qua bïn l¾ng khi ®äc kÕt qu¶ kiÓm tra. NÕu nh− mÉu lÇy ®−îc lÊy khi ®µo ®· cã c¸c h¹t bïn l¾ng (nghÜa lµ bïn l¾ng nµy kh«ng ®−îc t¹o thµnh nh− vËt t¹o t¸c cña viÖc chuÈn bÞ mÉu mµ thùc sù tån t¹i trong dung dÞch), th× bïn l¾ng nµy sÏ ®−îc ®o vµ coi nh− c¸t. Sù tån t¹i cña bïn l¾ng trong mét mÉu lÇy khi ®−îc x¸c ®Þnh b»ng m¾t tr−íc khi kiÓm tra c¸t. 6. Thu håi vµ sö dông l¹i Super Mud/Super Mud Dry Sö dông l¹i dung dÞch Super Mud/ Super Mud Dry ®ßi hái mét bÓ cã thÓ chøa ®−îc l−îng dung dÞch khi ®µo. Khi bª t«ng ®−îc b¬m vµo, dung dÞch Super Mud d©ng lªn ®−îc b¬m tõ ®Ønh lç khoan vµo bÓ chøa. CÇn ph¶i chó ý ®Ó kh«ng b¬m vµo bÓ bÊt cø dung dÞch nµo cã tiÕp xóc víi bª t«ng vµ cã can xi g©y ph¸ huû dung dÞch Super Mud. Sù ph¸ huû nµy rÊt dÔ nhËn thÊy, v× nã tr«ng nh− hçn hîp s÷a vµ ch¸o yÕn m¹ch. Sù ph¸ huû chØ cÇn x¶y ra ë bÒ mÆt tiÕp xóc cña bª t«ng vµ dung dÞch Super Mud. Dung dÞch ë phÇn 1 mÐt cuèi cïng trªn mÆt tiÕp xóc cña bª t«ng sÏ ®−îc bá vµo bÓ th¶i hoÆc hè th¶i. NÕu ®−îc thu vµo bÓ, nã cã thÓ ®−îc ph¸ ®i khi c«ng viÖc kÕt thóc vµ ®−îc th¶i ra theo c¸ch mµ chÝnh quyÒn ®Þa ph−¬ng cho phÐp. Nªn ®æ xuèng hè nã sÏ bay h¬i vµ chØ ®Ó l¹i cÆn can xi/ xi m¨ng nÕu chÝnh quyÒn së t¹i cho phÐp. Dung dÞch Super Mud ®−îc gom vµo bÓ cÇn ph¶i kiÓm tra ®é pH vµ ®é nhít. Cã thÓ thªm n−íc ®ñ thÓ tÝch ban ®Çu. Th−êng cÇn kho¶ng 1/4 Super Mud khi bæ sung lÇn ®Çu ®Ó kh«i phôc dung dÞch Super Mud nµy vÓ tÝnh chÊt ban ®Çu cña nã. Cã thÓ ®iÒu chØnh pH b»ng c¸ch thªm mét l−îng nhá chÊt chuyÓn dÞch ®é pH. c«ng nghÖ sö dông dung dÞch khoan super mud pgs.ts lª kiÒu 11 7. Ph−¬ng ph¸p ph©n huû Super Mud Khi hoµn thµnh c«ng viÖc, bÊt kú l−îng Super Mud cßn l¹i ph¶i ®−îc lo¹i bá b»ng chÊt «xy ho¸. ChÊt «xy ho¸ th«ng dông nhÊt lµ dung dÞch 5% Sodium Hypoclorit (chÊt tÈy ®©n dông) hoÆc dung dÞch 3% cña Hy®r«gen Peroxide (nång ®é d©n dông). Dung dÞch Hypoclorit cÇn thªm vµo dung dÞch Super Mud theo tû lÖ 1/4200. Sau khi thªm chÊt ph©n huû vµo, toµn bé hÖ thèng cÇn ®−îc l−u th«ng mét lÇn ®Ó ®¶m b¶o «xy ho¸ tÊt c¶ c¸c ph©n tö polimer. Khi viÖc ph©n huû ®−îc hoµn chØnh, tÊt c¶ nh÷ng g× cßn l¹i chØ lµ n−íc vµ c¸c ph©n tö acrylate. ChÊt nµy ®−îc th¶i ra mét c¸ch an toµn vµo hÖ thèng n−íc th¶i, tõng chøa n−íc ho¹t ®¬n gi¶n lµ ®Ó bay h¬i. Th−êng xuyªn chó ý ®Õn quy ®Þnh cña ®Þa ph−¬ng tr−íc khi ph©n huû. 8. KiÓm tra dung dÞch Super Mud/ Super Mud Dry Cã bèn tÝnh chÊt chÝnh cña dung dÞch Super Mud mµ ph¶i kiÓm tra vµ b¸o c¸o 8.1. §é nhít Marsh Funnel (MFV)/ Marsh Funnel Viscosity ViÖc kiÓm tra cÇn ®−îc tiÕn hµnh c¶ lóc b¾t ®Çu tõng giai ®o¹n khi sö dông dung dÞch, viÖc kiÓm tra nµy cÇn mét phÔu Marsh vµ mét cèc ®é nhít. MFV ®−îc tÝnh b»ng gi©y, MFV rÊt cã Ých trong viÖc x¸c ®Þnh nång ®é cña c¸c ph©n tö polymer vµ kh¶ n¨ng cña nã trong viÖc æn ®Þnh ®Êt nÒn. 8.2. pH ViÖc kiÓm tra ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸ch nhóng mét mÈu giÊy quú vµo dung dÞch Super Mud vµ so s¸nh víi mµu chuÈn. KÕt qu¶ viÖc kiÓm tra nµy ®−îc b¸o c¸o tõ sè 1 ®Õn sè 14. TÝnh chÊt tèt nhÊt cña Super Mud lµ tõ 8 ÷ 10. §©y lµ møc ®é mµ t¹i ®ã c¸c phÇn tö polimer cã thÓ hy®r¸t ho¸ vµ kÐo dµi ®Çy ®ñ nhÊt, t¹o ra nhiÒu ®é nhít, i«n CO3 = cã mÆt trong dung dÞch Super Mud pH = 8 ÷ 10 cã Ých trong viÖc lµm chÊt ®Öm cho dung dÞch Super Mud chèng l¹i sù « nhiÔm can xi vµ magiª. §é pH d−íi 7 chØ møc axÝt vµ cÇn ®iÒu chØnh b»ng c¸ch thªm chÊt c¶i c«ng nghÖ sö dông dung dÞch khoan super mud pgs.ts lª kiÒu 12 thiÖn pH, vÝ dô Water Treat hay S«-®a v× n−íc axÝt cã thÓ g©y t¸c h¹i nghiªm träng ®Õn dung dÞch nµy. 8.3. Tû träng ThÝ nghiÖm nµy ®−îc tiÕn hµnh b»ng viÖc c©n b»ng dung dÞch chuÈn vµ ®−îc ®¸nh gi¸ b»ng tû träng. ThÝ nghiÖm nµy cßn ®−îc biÕt nh− lµ khèi l−îng cña dung dÞch. 8.4. Thµnh phÇn c¸t. ThÝ nghiÖm nµy ®−îc tiÕn hµnh b»ng bé thÝ nghiÖm chuÈn. KÕt qu¶ ®−îc thÓ hiÖn b»ng % c¸t. Th«ng th−êng thÝ nghiÖm nµy ®−îc tiÕn hµnh sau lóc khoan xong vµ tr−íc lóc ®æ bª t«ng. Khi sö dông Super Mud thµnh phÇn c¸t th−êng hiÕm khi lªn tíi 1%. Bëi v× tÝnh kh«ng dÝnh nèi vµ g©y l¾ng c¸t trong dung dÞch khoan l¾ng xuèng rÊt nhanh. Dung dÞch khoan hÇu nh− kh«ng cã c¸t. 9. C¸c ph−¬ng thøc ®Ó n©ng cao tÝnh n¨ng h÷u Ých cña dung dÞch Super Mud 9.1. T¹o r·nh nghiªng 300 hoÆc h¬n ë thµnh gÇu cã ®Ó gi¶m sù mót gi÷a gÇu vµ thµnh hè khoan khi di chuyÓn gÇu trong dung dÞch khoan. 9.2. Hµn r¨ng bªn thµnh gÇu còng cã t¸c dông nh− trªn nh−ng cã hiÖu qu¶ thÊp h¬n v× g©y ra hiÖu øng dßng xo¸y dung dÞch. 9.3. §¸y gÇu khoan ph¶i ®Ó lç kho¶ng 15cm cho phÐp dßng dung dÞch ch¶y qua. 9.4. GÇu vÐt ph¶i kÝn vµ khe hë víi thµnh hè khoan kh«ng nhá h¬n 7cm. 10. C¸c chÊt g©y ¶nh h−ëng tíi Super Mud HÇu hÕt c¸c chÊt polimer ®Òu nh¹y c¶m víi c¸c chÊt g©y « nhiÔm cã thÓ xuÊt hiÖn trong n−íc bæ sung, n−íc nÒn, ®Êt vµ xi m¨ng. C¸c chÊt g©y « nhiÔm cã c¸c chÊt can xi, c¸c chÊt qu¸ kiÒm hoÆc qu¸ axÝt. C¸c chÊt g©y « nhiÔm cã thÓ xuÊt hiÖn trong dung dÞch Super Mud do n−íc bæ sung, n−íc biÓn vµ vØa th¹ch cao, ®Êt biÓn v«i ho¸, v÷a, bª t«ng, ®Êt ®en, n−íc ®Çm lÇy, n−íc th¶i c«ng nghiÖp vµ c¸c nguån kh¸c. CÇn ph¶i biÕt, tÝnh to¸n vµ ®iÒu chØnh c¸c ¶nh h−ëng cña c¸c c«ng nghÖ sö dông dung dÞch khoan super mud pgs.ts lª kiÒu 13 chÊt g©y « nhiÔm ®ã trong khi lµm mãng trªn nÒn ®Êt lÇy. Tr¸ch nhiÖm x¸c ®Þnh sù cã mÆt cña chÊt g©y « nhiÔm hay c¸c chÊt t−¬ng tù tr−íc hÕt thuéc vÒ kü s− ®Þa chÊt trong giai ®o¹n ®iÒu tra hiÖn tr−êng vµ chuyÓn qua cho tæng thÇu vµ c¸c nhµ thÇu phô, nh÷ng ng−êi sÏ kiÓm tra mÉu ®Êt vµ n−íc ®Ó x¸c minh sù cã mÆt cña c¸c chÊt g©y « nhiÔm. ViÖc lÊy mÉu n−íc nÒn vµ ph©n tÝch c¸c mÉu vÒ ®é pH vµ c¸c chÊt g©y « nhiÔm lµ b¾t buéc cña viÖc ®iÒu tra tÇng ®Êt gèc tiÕn hµnh bëi c¸c c«ng ty dÞch vô vµ khoan th¨m dß ®Þa chÊt. PDSCo s½n sµng gióp ®ì c¸c nhµ thÇu ®Ó ®¸nh gi¸ th«ng tin ®Þa chÊt vµ c¸c th«ng tin kh¸c ®Ó nhËn ®Þnh vµ lËp kÕ ho¹ch ®Ó qu¶n lý c¸c chÊt g©y « nhiÔm trong xö lý c¸c chÊt lÇy. HÖ phô gia vµ c«ng nghÖ xö lý sÏ ®−îc PDSCo giíi thiÖu vµ sö dông. N−íc ®−îc dïng ®Ó bæ sung vµo chÊt lÇy, còng nh− mÉu n−íc nÒn lÊy tõ c«ng tr−êng sÏ ®−îc ph©n tÝch vÒ ®é pH vµ c¸c chÊt g©y « nhiÔm. ChÝnh c¸c chÊt lÇy còng ®−îc ph©n tÝch vÒ ®é pH vµ c¸c chÊt g©y « nhiÔm trong qu¸ tr×nh khoan khi sù « nhiÔm bëi axÝt, kiÒm n−íc nÒn bÞ « nhiÔm hay c¸c nguån « nhiÔm kh¸c lµ cã hoÆc nghi lµ cã, khi cÇn ph¶i x¸c ®Þnh vµ xö lý ¶nh h−ëng cña c¸c chÊt « nhiÔm ®ã. C¸c chÊt g©y « nhiÔm vµ pH sÏ ®−îc ®o b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch tiªu chuÈn vµ ®−îc thõa nhËn. Khi cã « nhiÔm, nªn sö dông c¸c phô gia nh− Water Treat TM, S«-®a còng cã thÓ ®−îc dïng ®Ó chuyÓn pH trong kho¶ng 8 ÷ 10 vµ ®Ó lµm mÒm n−íc. Dung dÞch khoan Super Mud vµ Super Mud Dry ®· ®−îc øng dông réng r·i kh¾p thÕ giíi vµ ®−a l¹i hiÖu qu¶ lín. c«ng nghÖ sö dông dung dÞch khoan super mud pgs.ts lª kiÒu 14 HÖ thèng sö dông SuperMud Dïng trùc tiÕp : SuperMud pha trén Nguån n−íc ®¹t ®é nhít theo ý muèn Hè ®µo t¹o cäc nhåi Dïng gi¸n tiÕp: SuperMud pha trén theo yªu cÇu Nguån n−íc N−íc bïn ®¹t yªu cÇu BÓ chøa §óc rót tõ kinh nghiÖm sö dông t¹i c«ng tr×nh Nhµ Th¸p Trung t©m Phè Hai Bµ Tr−ng Hµ néi. PGS, TS Lª KiÒu - Hµ néi - 1993