THÔNG TIN THƯ MỤC VÀ MÔ TẢ NỘI DUNG GIÁO TRÌNH CƠ SỞ KHOAN
Tổng quan về giáo trình (250-300 từ)
Giáo trình môn học Cơ sở khoan (Mã môn học: KKT19MH33) được ban hành kèm theo Quyết định số 192/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam. Tài liệu do Ks. Lê Thùy Dung làm chủ biên cùng các tác giả Phạm Thị Nụ và Phạm Hữu Tài biên soạn theo chương trình khung đào tạo của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội.
Về vị trí trong chương trình đào tạo, Cơ sở khoan là môn học chuyên môn nghề bắt buộc (khối lượng 3 tín chỉ), được bố trí giảng dạy sau môn Địa chất dầu khí (KKT19MH32) và cung cấp kiến thức nền tảng trước khi sinh viên học tiếp môn Cơ sở khai thác (KKT19MH34) cũng như các mô-đun thiết bị hoàn thiện giếng.
Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định cụ thể theo ba nhóm chuẩn đầu ra:
- Chuẩn kiến thức (A1): Trình bày được hệ thống thuật ngữ chuyên ngành khoan, cấu trúc giếng, phân loại giếng khoan, đặc tính các hệ thống máy móc thiết bị trên giàn và các công tác thi công phụ trợ.
- Chuẩn kỹ năng (B1): Thiết lập được quy trình công nghệ thi công hoàn chỉnh một giếng khoan dầu khí từ giai đoạn chuẩn bị, mở lỗ, chống ống, trám xi măng đến thử vỉa.
- Chuẩn năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Rèn luyện tác phong kỷ luật công nghiệp, làm việc nhóm và tuân thủ an toàn kỹ thuật.
Cấu trúc giáo trình gồm 4 chương với thời lượng quy định 60 giờ (phân bổ chi tiết 45 giờ học tập gồm 42 giờ lý thuyết và 3 giờ kiểm tra). Nội dung được tiếp cận theo tiến trình kỹ thuật thực tế: từ lý thuyết hình thành mỏ và đặc tính chất lưu, phân tích động học phá hủy đất đá, mô tả chi tiết thiết bị bề mặt/lòng giếng đến công nghệ điều khiển quỹ đạo giếng khoan hiện đại. Giáo trình tích hợp 29 hình vẽ kỹ thuật và bảng biểu phân loại chi tiết.
Nội dung kiến thức cốt lõi (500-600 từ)
CƠ SỞ KHOAN DẦU KHÍ
Chương 1: Chương 2: Chương 3: Chương 4:
Khái niệm & Quy trình thi công Giàn khoan & Khoan định hướng
Phương pháp giếng khoan Hệ thống chính & Giếng ngang
Các chương/chủ đề chính
-
Chương 1: Khái niệm về khoan dầu khí (3 giờ): Giới thiệu định nghĩa dầu khí theo Luật Dầu khí; đặc điểm dầu thô Việt Nam (hàm lượng lưu huỳnh thấp 0,03–0,09%, kim loại nặng Ni 1,05–4,9 ppm và V < 1 ppm, tỷ trọng nhẹ 0,83–0,85, hàm lượng parafin cao 15–27%, điểm đông đặc 22–30°C). Phân loại giếng theo mục đích (tìm kiếm, thăm dò, thẩm lượng, khai thác, sửa chữa, giải vây, phụ trợ) và theo quỹ đạo. Trình bày các thông số giếng: chiều sâu thẳng đứng (TVD), chiều dài đo thực tế (MD), góc nghiêng ($\alpha$), góc phương vị ($\varphi$). Phân tích nguyên lý khoan cơ học (khoan đập cáp, khoan xoay rôto, động cơ đáy) và phương pháp thủy động lực bằng tia nước cao áp (20–200 MPa).
-
Chương 2: Quy trình cơ bản thi công giếng khoan (15 giờ): Phân tích các bước lập chương trình khoan (tính toán áp suất vỉa, áp suất vỡ vỉa, độ ổn định đất đá). Quy trình thi công thực tế: chọn vị trí khoan bằng hệ tọa độ phẳng UTM; chế độ khoan (áp lực chiều trục, vận tốc vòng quay, lưu lượng nước rửa); kỹ thuật thao tác tiếp cần và tháo cần bằng khóa càng cua, chấu lót, lỗ tiếp cần; công nghệ chống ống với 4 cấp ống chính (ống định hướng 18"–36", ống bề mặt 70–400 m, ống trung gian 7"–13 ⅜", ống khai thác 4 ½"–9 ⅝") và kỹ thuật chống ống lửng; công nghệ trám xi măng một tầng 2 nút (nút cao su dưới, nút gang trên) và tính toán khoảng trám vành xuyến.
-
Chương 3: Giàn khoan và các hệ thống chính trên giàn khoan (19 giờ): Phân loại giàn khoan đất liền và giàn khoan biển (giàn tự nâng, giàn bán tiềm thủy, giàn chân đế thép cố định, tàu khoan). Mô tả chi tiết 5 hệ thống chức năng:
- Hệ thống nâng hạ (tháp khoan chữ A/4 chân, tời khoan, cụm ròng rọc tĩnh, ròng rọc động, móc nâng, êlêvatơ);
- Hệ thống quay cần (bàn rôto, cần chủ đạo Kelly, đầu xoay thủy lực);
- Hệ thống tuần hoàn dung dịch (máy bơm dung dịch, máng dẫn, sàng rung tách mùn);
- Hệ thống phát lực;
- Hệ thống chuỗi cần khoan và dụng cụ phá hủy đất đá (cần khoan nặng, dụng cụ ổn định, choòng khoan 3 chóp xoay).
-
Chương 4: Khoan định hướng (8 giờ): Khái niệm và ứng dụng khoan định hướng trong địa hình phức tạp. Mô tả các dạng quỹ đạo giếng: dạng chữ J, chữ J kéo dài, dạng chữ S và chữ S cải biên. Thiết bị chuyên dụng: bộ khoan cụ BHA định hướng, choòng thủy lực. Phân tích 3 nguyên lý kỹ thuật điều chỉnh độ lệch đáy giếng: nguyên lý điểm tựa (tăng góc nghiêng), nguyên lý con lắc (giảm góc nghiêng), nguyên lý ổn định (giữ nguyên góc). Phân loại giếng ngang theo bán kính cong lớn, trung bình, ngắn và cực ngắn.
Kiến thức nền tảng được xây dựng
Giáo trình hình thành hệ thống lý thuyết về:
- Động học phá hủy đất đá dưới tác động cơ học tổng hợp (nén, cắt, mài, nghiền) của răng choòng kết hợp thủy lực đáy giếng.
- Cơ học đá và áp suất vỉa phục vụ thiết kế các tầng áp suất dị thường và chống mất dung dịch khoan.
- Cấu trúc ống lồng đa cấp, nguyên lý bảo vệ thành giếng và kỹ thuật cách ly tầng sản phẩm bằng vành đá xi măng đông cứng.
Kỹ năng phát triển
- Kỹ năng kỹ thuật: Đọc và lập bảng thông số kỹ thuật thi công giếng khoan; tính toán lựa chọn kích thước choòng khoan và cấp ống chống (đường kính ngoài ống chống nhỏ hơn 20% đường kính giếng khoan cùng cấp); điều chỉnh tải trọng lên choòng qua đồng hồ đo.
- Kỹ năng phân tích: Đọc và giải đoán số liệu đo carota địa vật lý giếng khoan (logging) để xác định chiều sâu thả ống chống; nhận diện sự cố sụt lở, sét trương nở hoặc dị thường áp suất.
- Kỹ năng vận hành thực tế: Thực hiện đúng quy trình các bước tiếp cần, tháo cần, điều khiển bơm trám vữa xi măng và kiểm soát thời gian đông kết của đá xi măng từ 24 đến 48 giờ.
Phương pháp giảng dạy và học tập (300-350 từ)
Phương pháp giảng dạy của giáo trình được thiết kế theo hướng tích cực hóa người học, bao gồm các hoạt động:
- Giảng dạy lý thuyết: Giảng viên sử dụng phương pháp nêu vấn đề, phân tích sơ đồ nguyên lý trên máy chiếu, hướng dẫn sinh viên khai thác các tài liệu tiêu chuẩn kỹ thuật khoan dầu khí.
- Tổ chức bài tập và thảo luận nhóm: Lớp học được chia thành các nhóm nhỏ từ 2–3 sinh viên. Nhóm trưởng phân công nhiệm vụ nghiên cứu từng phần của chủ đề (ví dụ: lập bảng so sánh phương pháp khoan Top Drive và động cơ đáy, tính toán các lực tác dụng lên chuỗi cần khoan). Nhóm tiến hành thảo luận, lập báo cáo và trình bày trước lớp.
- Tự học và nghiên cứu tài liệu: Người học bắt buộc phải đọc trước giáo trình và tài liệu tham khảo được cung cấp tại thư viện hoặc website chuyên ngành trước mỗi buổi học; hoàn thành đầy đủ các câu hỏi và tình huống kỹ thuật cuối mỗi chương.
Quy định đánh giá kết quả học tập
Thực hiện theo Quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy (ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH ngày 13/3/2017 của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội), kết quả học tập được đánh giá theo thang điểm 10 (làm tròn đến một chữ số thập phân) với cơ cấu trọng số:
| Thành phần đánh giá |
Hình thức và thời điểm kiểm tra |
Chuẩn đầu ra đánh giá |
Trọng số điểm |
| Kiểm tra thường xuyên |
Quan sát, hỏi đáp, bảng kiểm (sau mỗi 5 giờ học) |
A1, B1, C1 |
$40%$ (tổng điểm quá trình) |
| Kiểm tra định kỳ |
Viết tự luận hoặc trắc nghiệm (sau 15 giờ học) |
A1, B1, C1 |
|
| Thi kết thúc môn học |
Trắc nghiệm trên máy tính / Tự luận (sau 45 giờ học) |
A1, B1, C1 |
$60%$ |
Điều kiện dự thi: Sinh viên phải tham dự tối thiểu $70%$ số tiết lý thuyết trên lớp. Trường hợp vắng quá $30%$ thời lượng sẽ không được dự thi và phải học lại môn học.
Điểm nổi bật và cập nhật (250-300 từ)
Giáo trình tích hợp hệ thống dữ liệu thực tế gắn liền với sự phát triển của công nghiệp dầu khí Việt Nam và quốc tế:
- Dữ liệu thực tế ngành Dầu khí Việt Nam: Cung cấp thông tin lịch sử và số liệu kỹ thuật chính xác về dòng khí thương mại đầu tiên khai thác tại mỏ Tiền Hải C (Thái Bình) ngày 19/4/1981, tấn dầu thô đầu tiên khai thác tại mỏ Bạch Hổ thuộc thềm lục địa phía Nam ngày 26/6/1986; kèm theo bảng phân tích 4 đặc tính cơ bản của dầu thô Việt Nam từ các tầng chứa Miocen, Oligocen và tầng móng granit.
- Tiêu chuẩn công nghiệp và thương mại quốc tế: Trình bày chi tiết công thức định danh và các rổ dầu chuẩn quốc tế (Dầu Brent Biển Bắc, WTI Bắc Mỹ, Dubai, Tapis Malaysia, Minas Indonesia và Giỏ dầu OPEC); phương pháp chuyển đổi sản lượng theo đơn vị đo chuẩn (tấn, barell: 1 barell = 158,97 lít; mét khối, BCF, TCF).
- Cập nhật công nghệ định vị và thiết kế giếng: Mô tả phương pháp xác định vị trí khoan ngoài khơi bằng vệ tinh kết hợp lưới tọa độ phẳng UTM (Universal Transverse Mercator) nhằm hạn chế sai số so với phép chiếu Gauss.
- Tích hợp các kỹ thuật khoan hiện đại: Hệ thống hóa cấu trúc BHA trong điều khiển góc nghiêng lòng giếng (Build, Hold, Drop assembly), cơ chế vận hành của cần chủ đạo Kelly, đầu xoay thủy lực và kỹ thuật khoan giếng ngang ứng dụng cho các vỉa mỏng.
Đối tượng sử dụng giáo trình (200-250 từ)
- Đối tượng đào tạo chính: Sinh viên hệ Cao đẳng và học viên hệ Trung cấp đang theo học hai chuyên ngành:
- Nghề Khoan Khai Thác dầu khí;
- Nghề Vận hành thiết bị khai thác dầu khí.
- Đối tượng tham khảo mở rộng: Giáo viên và sinh viên các nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí và Vận hành thiết bị chế biến dầu khí của Trường Cao đẳng Dầu khí; kỹ thuật viên vận hành ban đầu tại các giàn khoan và căn cứ dịch vụ dầu khí.
- Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Để tiếp thu giáo trình hiệu quả, người học phải hoàn thành các môn học cơ sở trong chương trình khung:
- An toàn vệ sinh lao động (Mã: ATMT19MH01);
- Vẽ kỹ thuật (Mã: CK19MH01);
- Hóa đại cương (Mã: CNH19MH09);
- Địa chất cơ sở (Mã: KKT19MH31);
- Địa chất dầu khí (Mã: KKT19MH32).
- Ứng dụng cho giảng viên: Giáo trình là căn cứ chuẩn hóa để xây dựng giáo án tích hợp, thiết kế các bảng kiểm đánh giá kỹ năng nghề và xây dựng ngân hàng đề thi trắc nghiệm trên máy tính theo chuẩn kiểm định của Tổng cục Giáo dục nghề nghiệp.
Câu hỏi thường gặp (250-300 từ)
1. Giáo trình này phù hợp với ai?
Tài liệu là giáo trình bắt buộc cho học viên, sinh viên hệ Cao đẳng và Trung cấp nghề Vận hành thiết bị khai thác dầu khí, Khoan Khai Thác dầu khí; đồng thời là tài liệu tham khảo cho các ngành bảo dưỡng, chế biến dầu khí và cán bộ kỹ thuật khoan trường.
2. Cần kiến thức nền nào để học môn này?
Người học cần hoàn thành môn Địa chất dầu khí (KKT19MH32) và Địa chất cơ sở (KKT19MH31) để nắm vững cấu trúc tầng đá, áp suất vỉa, tính chất chất lưu trước khi học về quy trình và công nghệ khoan.
3. Điểm khác biệt của giáo trình này là gì?
Giáo trình mô tả trực diện quy trình kỹ thuật thi công thực địa, tập trung chi tiết vào các thao tác tiếp cần, tháo cần, công nghệ chống ống đa cấp, kỹ thuật trám xi măng 1 tầng 2 nút và các nguyên lý cơ bản của khoan định hướng, giếng ngang.
4. Làm sao để tự học giáo trình hiệu quả?
Người học cần kết hợp đọc trước đề cương từng chương, lập nhóm học tập 2–3 người để làm bài tập tình huống, trả lời hệ thống câu hỏi ôn tập cuối mỗi chương và tham gia tối thiểu 70% thời lượng bài giảng trực tiếp.
5. Có tài liệu bổ trợ nào được khuyến nghị kèm theo?
Hai tài liệu tham khảo chính yếu được nêu trong giáo trình bao gồm:
- Cơ sở khoan và khai thác dầu khí – Tác giả PGS.TS. Lê Phước Hảo – Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh;
- Kỹ thuật khoan dầu khí – Tác giả Nguyen – Nhà xuất bản Giáo dục (1995).
Kết luận (150 từ)
Giáo trình Cơ sở khoan (KKT19MH33) cung cấp hệ thống kiến thức nền tảng và quy trình kỹ thuật chuẩn mực trong thi công giếng khoan dầu khí. Nội dung văn bản gắn kết chặt chẽ giữa cơ sở lý thuyết, sơ đồ thiết bị giàn khoan thực tế và các công đoạn thi công cốt lõi từ khoan mở lỗ, chống ống, trám xi măng đến điều khiển quỹ đạo giếng.
Sau khi hoàn thành môn học này, người học hoàn thiện khối kiến thức cơ sở chuyên ngành để tiếp tục lộ trình học tập các mô-đun chuyên sâu tiếp theo: Cơ sở khai thác (KKT19MH34), Thiết bị hoàn thiện giếng khai thác (KKT19MĐ51), Vận hành hệ thống khai thác trên mô hình (KKT19MĐ58, KKT19MĐ59) và thực hiện Thực tập sản xuất (KKT19MĐ60) tại các công trình dầu khí thực tế.
