NÂNG CAO HIỆU QUẢ CÔNG NGHỆ KHOAN TUẦN HOÀN NGHỊCH CHO CÁC GIẾNG KHAI THÁC NƯỚC NGẦM TRONG ĐỊA TẦNG TRẦM TÍCH BỞ RỜI VÙNG NHƠN TRẠCH, ĐỒNG NAI
Kỹ thuật dầu khí
Luận án tập trung vào việc nâng cao hiệu quả công nghệ khoan tuần hoàn nghịch cho các giếng khai thác nước ngầm trong địa tầng trầm tích bở rời tại vùng Nhơn Trạch, Đồng Nai. Vùng này đang đối mặt với tình trạng một số giếng khai thác nước bị hư hỏng, dẫn đến suy giảm lưu lượng và không đáp ứng đủ nhu cầu nước cho khu công nghiệp. Công nghệ khoan xoay tuần hoàn thuận truyền thống, sử dụng dung dịch sét, đã bộc lộ nhiều hạn chế như giảm khả năng thu hồi nước, tăng thời gian và chi phí thi công do sập lở thành giếng.
Đề tài nghiên cứu công nghệ khoan tuần hoàn nghịch bằng bơm airlift kết hợp sử dụng nước kỹ thuật để thay thế công nghệ truyền thống. Đối tượng nghiên cứu là công nghệ khoan tuần hoàn nghịch và phạm vi nghiên cứu là địa tầng trầm tích bở rời ở Nhơn Trạch, Đồng Nai. Luận án đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu thư mục, lý thuyết, thử nghiệm và tính toán để đạt được mục tiêu.
Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng địa tầng Nhơn Trạch chủ yếu là trầm tích mềm yếu, bở rời, chứa cuội sỏi có kích thước đáng kể (30-50 mm). Việc áp dụng công nghệ khoan tuần hoàn nghịch bằng bơm airlift kết hợp nước kỹ thuật được chứng minh là giải pháp hợp lý, đáp ứng yêu cầu nâng cao hiệu quả và chất lượng giếng khai thác.
Luận án đã đề xuất các thông số công nghệ tối ưu cho vùng Nhơn Trạch: để vận chuyển hiệu quả mùn khoan và cuội sỏi kích thước 30-50 mm lên bề mặt khi khoan giếng đường kính 550 mm bằng cần khoan đường kính trong 115 mm, cần duy trì vận tốc dòng nước rửa từ 4,2-7,8 m/s, lưu lượng khí nén từ 3-4,5 m³/ph, và áp suất khí nén từ 0,3-0,4 MPa. Vận tốc dòng hỗn hợp nước rửa 2 pha từ đáy giếng lên buồng hòa trộn khí nên dao động từ 0,8-2,7 m/s. Trong quá trình khoan, cần liên tục giữ mực nước trong không gian vành xuyến bằng miệng giếng và duy trì vận tốc dòng nước rửa chảy vào không gian vành giếng từ 0,07-0,08 m/s nhằm hạn chế sập lở.
Kết quả thực nghiệm và áp dụng công nghiệp cho thấy công nghệ này mang lại nhiều cải thiện đáng kể: tăng lưu lượng bình quân một giếng lên 14,6% (so với khoan tuần hoàn nghịch dùng dung dịch sét) và 23,7% (so với khoan tuần hoàn thuận); giảm chiều sâu hạ mực nước trung bình trong giếng 20% và 33,6% tương ứng; tăng vận tốc cơ học khoan 11,5% và 21,7% tương ứng; giảm thời gian khoan 23% và 33,8% tương ứng; và giảm thời gian rửa giếng 46,4% và 52,8% tương ứng.
Luận án góp phần hoàn thiện công nghệ khoan giếng khai thác nước ngầm trong địa tầng trầm tích bở rời, mang lại ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, giúp các chuyên gia và nhà quản lý lựa chọn giải pháp thi công giếng hiệu quả nhất.