NGHIÊN CỨU KHOA HỌC-ĐỀ TÀI:" Các giỉ pháp công nghệ xử lý giếng nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu ở giai đoạn khai thác cuối cùng của mỏ bạch hổ"

Chia sẻ: Pham Linh Dan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

97
lượt xem 19
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

báo cáo này trình bày bản chất, quy trình công nghệ tiến hành, đánh giá và bài học kinh nghiệmcủa các phương pháp xử lý giếng ở mỏ bạch hổ trong 20 năm qua.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: NGHIÊN CỨU KHOA HỌC-ĐỀ TÀI:" Các giỉ pháp công nghệ xử lý giếng nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu ở giai đoạn khai thác cuối cùng của mỏ bạch hổ"

NGHIÊN C U KHOA H C ĐỀ TÀI: “Các gi i pháp công ngh x lí gi ng nh m nâng cao h s thu h i d u giai o n khai thác cu i cùng c a m B ch H ”
NGHIÊN C U KHOA H C Thăm dò, Khai thác Các gi i pháp công ngh x lí gi ng nh m nâng cao h s thu h i du giai o n khai thác cu i cùng c a m B ch H Vi c tăng s n lư ng các gi ng khai thác d u, nâng cao h s khai thác d u c a m là nhi m v r t quan tr ng c a các công ty d u khí. Bài báo này trình bày b n ch t, quy trình công ngh ti n hành, ánh giá và bài h c kinh nghi m c a các phương pháp X lí gi ng m B ch H trong 20 năm qua. Trong quá trình ti n hành t 1988 n 2008. Các gi i pháp công ngh x lí gi ng ã mang l i hi u qu kinh t cao, góp ph n hoàn thành k ho ch khai thác d u c a XNLD Vietsovpetro (VSP). I. M U Vi t Nam hi n nay là m t ngành công nghi p mũi nh n mang l i Khai thác d u khí hi u qu kinh t cao nh t so v i các ngành khác. Tuy nhiên trong các quá trình khoan, u gây ra hi n tư ng nhi m b n thành h hoàn thi n gi ng, khai thác và s a ch a gi ng khác nhau, làm gi m lưu lư ng khai thác c a gi ng. Chính vì v y c n ph i các m c
có các gi i pháp công ngh t i ưu tác tăng h s thu h i ng lên vùng c n áy gi ng d u khí và kéo dài th i gian khai thác c a m . Trong nh ng năm qua, XNLD Vietsovpetro ã ti n hành hàng lo t các gi i pháp công ngh tác ng lên vùng c n áy gi ng m B ch H & R ng và ã mang l i nh ng hi u qu kinh t to l n. M B ch H thu c lo i có tr lư ng l n trên th gi i v i hai c trưng cơ b n: D u ch a trong á móng và d u nhi u parafin. V i tr lư ng d u – khí hi n có, t hai c trưng cơ b n trên, vi c nghiên c u và ng d ng các gi i pháp công ngh - k thu t úng nh m nâng cao h s thu h i d u có ý nghĩa c bi t quan tr ng. Sau ây s phân tích các nguyên nhân gây nhi m b n thành h & các gi i pháp công ngh - k thu t ã và s áp d ng XNLD Vietsovpetro duy trì s khai thác b n v ng, nâng cao h s thu h i d u c a các m d u khí. II. CÁC NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY NHI M B N THÀNH H 1. Quá trình khoan S trương n c a các khoáng v t sét có m t trong các t ng s n ph m khi ti p xúc v i nư c, c bi t khi ti p xúc v i dung d ch có ki m cao (h Lignosunfonal) ã làm co th t các l r ng c a t ng ch a. Quá trình th m l c c a nư c t dung d ch khoan vào các l h ng mao d n thu c t ng ch a ã t o ra th nhũ tương nư c – d u b n v ng, làm gi m th m. Ngoài ra, ch t th m l c còn mang theo các ion có th t o các ph n ng hóa h c t o thành các mu i không tan. Thêm vào ó, s xâm nh p c a pha r n trong dung d ch khoan vào thành h làm bít nhét các l h ng và khe n t c a collector. M c nhi m b n c a t ng ch a càng nghiêm tr ng hơn n u s chênh áp gi a c t dung d ch và v a càng l n, s p l thành gi ng khoan ho c m t dung d ch khoan… 2. Quá trình ch ng ng và trám xi măng Sau khi ch ng ng và bơm trám xi măng, khu v c nhi m xi măng có th m b n g th m t nhiên c a v a g p khó khăn vì t n th t th y l c c c b không. Vi c khôi ph c t i b m t phân cách gi a áy gi ng và v a s n ph m tăng, làm tri t tiêu m t ph n áp l c v a và làm gi m h s s n ph m c a gi ng.
m cũng gây Ngoài ra, các s n ph m sinh ra do ph n ng gi a ch t ph gia và dung d ch nhi m b n thành h . 3. Công ngh hoàn thi n gi ng và m c m va Các lo i nhi m b n c a dung d ch hoàn thi n gi ng gây ra cũng tương t như dung d ch khoan: th m và kh năng khai thác c a v a do s bít nhét c a các v t r n và + Làm gi m polime có trong dung d ch. + Do s trương n và khu ch tán c a sét, s th m l c c a kh i nhũ và s l ng ng c a các ch t c n b n. c bi t trong các gi ng khai thác có áp su t th p, c n chú ý n bi n pháp kh ng ch m t dung d ch làm ch t gi ng. ng l c là gi ng ư c m v a toàn b chi u dày c a t ng Gi ng hoàn thi n v m t th y s n ph m và không ch ng ng m b o tính th m t nhiên c a v a. Khi m v a b ng cách ch ng ng, trám xi măng sau ó b n m v a th s nhi m b n do l p xi măng, m nh v n, s nén ép xung quanh l b n, l p kim lo i nóng ch y… làm gi m h s s n ph m c a v a gi m. 4. Quá trình khai thác Hi n tư ng nhi m b n d x y ra khi khai thác v i t c cao ho c gây ra hi n tư ng gi m áp t n g t. S l n g ng c a mu i, parafin, ch t r n, quá trình sinh cát, s t o thành hydrat và nhũ tương trong quá trình khai thác cũng làm tăng áng k m c nhi m b n thành h . 5. Quá trình s a ch a và x lí gi ng Trong quá trình s a ch a gi ng cũng gây ra nhi m b n thành h do dung d ch s a ch a gi ng, v t li u t o c u xi măng, do v a xi măng còn dư trong gi ng… Dung d ch d p gi ng (thư ng s d ng là dung d ch g c nư c, nư c bi n ã x lí b ng PAV và dung d ch sét), có t tr ng l n nên d dàng xâm nh p sâu vào v a hơn dung d ch khoan và dung d ch m v a và d t o mu i k t t a. Thêm vào ó hi u ng pistông khi kéo o trong gi ng cũng làm tr m tr ng hơn v n th b d ng c s a ch a gi ng, thi t b .
Ngoài ra, trong quá trình x lí gi ng còn có nguy cơ t o k t t a do s d ng các s n ph m có ch a các ion gây k t t a ho c k t t a s t trong các ng ch ng và các thi t b lòng gi ng. Các thành ph n h t v n trong quá trình n t v a cũng là nguyên nhân gây ra s nhi m b n t ng s n ph m. kh c ph c nh ng nguyên nhân gây nhi m b n thành h làm gi m s n lư ng khai thác d u khí các m , XNLD Vietsovpetro ã ti n hành hàng lo t các gi i pháp công ngh kh c ph c . III. CÁC PHƯƠNG PHÁP X LÍ VÙNG C N ÁY GI NG m B ch H & R ng trong th i gian khai thác t năm 1988-2008 ã và ang ti n hành các gi i pháp công ngh x lí vùng c n áy gi ng nh m nâng cao h s thu h i d u & khí và kéo dài th i gian khai thác c a các m . 1. V v a t h y l c Phương pháp này có hi u qu trong t ng Oligoxen. Công ngh n t v a h t s c ph c t p òi h i nhi u th i gian, công s c và thi t b cho quá trình x lí. Không ti n hành n t v a nh ng gi ng có s c k thu t như kho ng b n (phin l c) c a gi ng b phá v , th y l c c t ng ch ng b bi n d ng, ch t lư ng xi măng bơm trám kém. a. B n ch t & vai trò và công ngh v v a thu l c Phương pháp v v a th y l c ư c ng d ng M năm 1947, t u tiên ó n nay, phương pháp v v a th y l c ngày càng hoàn thi n không ng ng v công ngh -k thu t, thi t b chuyên d ng hi n i. XNLDVSP b t u ng d ng t 1994 do các công ty n i ti ng chuyên th c hi n: Schumberger, Halliburton. *. B n ch t c a phương pháp là bơm dung d ch v v a (g c d u ho c g c nư c) vào gi ng v i áp su t cao, lưu lư ng l n gây ra s v v a t o khe n t trong v a (Hình 1). T i m B ch H , áp su t v v a trên b m t ư c ghi nh n i v i t ng gi ng khác nhau thì có ng trong kho ng 350-500 atm. Kh i lư ng ch t l ng dùng cho giá tr khác nhau và dao m t l n v v a thu l c t 120-150m3. Sau khi bơm ch t l ng gây v v a thì ch t l ng liên k t d ng gel tr n v i cát nhân t o (proppant) theo t l tăng d n (1-3-5-7-9 PPA) (pound propant added = pound/gallon) ư c ti p t c bơm vào v a. T ng kh i lư ng
proppant dùng cho m t l n v v a i v i t ng gi ng khác nhau thì có giá tr khác nhau và dao ng trong kho ng 20-50 t n. Proppant óng vai trò làm ch t chèn khe n t trong v a v a m i t o thành t o vùng có th m th u t t và gi cho khe n t không b khép l i sau khi x áp su t bơm. Hình 1. S t o thành khe n t trong v a b. Vai trò phương pháp v v a th y l c - Tăng th m c a t ng á ch a và cũng là tăng h s s n ph m c a gi ng. - Tăng s n lư ng khai thác d u, c i thi n h s thu h i d u c a m . - Gi m t n th t áp su t nh m tăng hi u qu s d ng ngu n năng lư ng v a. - i u ch nh d.ng và ti p nh n theo chi u dày c a t ng s n ph m. - Thu h i v n nhanh hơn, mang hi u qu kinh t l n. c. Công ngh v v a thu l c Công ngh phá v v a th y l c có chèn cát ư c ti n hành theo các bư c sau: * Công vi c chu n b gi ng và l p t thi t b chuyên d ng trên giàn kéo toàn b b c n ng ép hơi và thi t b lòng gi ng lên, Ti n hành s a ch a gi ng bơm r a gi ng, ti n hành các công vi c kh o sát a ch t – k thu t hay các công tác khác chu n b gi ng n u c n thi t, th b c n ng ép hơi m i v i Packer chuyên d ng n t ư ng ng cao áp t mi ng gi ng sâu thi t k , m Packer, l p n u treo ng m m cao áp, sau khi tàu v v a chuyên d ng c p vào giàn, kéo ng m m cao áp lên u treo c a nó và k t n i v i ư ng ng cao áp v a m i l p t trên giàn. Toàn b h th ng ư ng ng cao áp t máy bơm trên tàu t i mi ng gi ng ư c bơm ép th áp su t t i 700 atm. * Quá trình v v a th y l c - Chính xác hoá các thông s a ch t - k thu t c a h gi ng-v a (Data Frac): + Bơm ép vào v a ch t l ng “tuy n tính” v i các ch bơm khác nhau (Hình 2) nh m nh các thông s k thu t- a ch t c a h gi ng-v a như m c xác t n th t áp su t c a
h , áp su t v v a, áp su t v a óng l i, h s m t ch t l ng v v a, s hình thành khe n t trong v a v.v. + Sau khi th c hi n bư c trên ây, phân tích s li u s ư c ti n hành, các thông s k trên ư c xác u ư c tính toán thi t k l i và i u nh và k ho ch v v a thu l c ban ch nh cho phù h p v i th c t . Hình 2. Bi u th c t c a quá trình th c hi n DataFrac. Hình 3. Bi u th c t c a quá trình th c hi n Main Frac * Quy trình v v a thu l c chính (Main Frac) (Hình 3, Hình 4): - Bơm ép vào v a ch t l ng linear fluid vào v a nh m t o n t v a thu l c v i kh i lư ng kho ng 50-60m3, lưu lư ng - 3.18m3/ph., áp su t bơm trên b m t kho ng 400-500 atm (Hình 4a). - Bơm ép vào v a ch t l ng gel liên k t “Crosslinked gel” cùng v i cát nhân t o (Proppant), kh i lư ng proppant cho vào theo t tăng d n 1- 3-5-7-9 PPA l (pound/gallon) ph thu c vào các tính ch t c a v a (Hình 4b). Theo dõi c n th n quá trình bơm proppant vào v a và ph i d ng úng lúc n u th y có hi n tư ng áp su t tăng t ng t gây ra t c ngh n proppant trong lòng gi ng - Bơm ép thay th toàn b kh i lư ng gel v i proppant trong l.ng gi ng vào v a (Hình 4c).Bư c ti p theo k t thúc công ngh v v a th y l c: óng gi ng ch ng kho ng th i gian 12 – 24 gi proppant trong vùng c n áy gi ng n nh v trí và liên k t gel b phá hu . Kéo Packer lên, bơm r a làm s ch vùng áy gi ng. Th b c n ng khai thác cùng v i các thi t b lòng gi ng phù h p, l p t cây thông. Ti n hành g i dòng s n ph m và ưa gi ng vào khai thác. Hình 4. Sơ quá trình chính v v a th y l c (Main Frac) 2. n hơi t o áp su t ph i h p x lí axit
Phương pháp này có hi u qu trong t ng Oligoxen. Ưu i m c a phương pháp là m t ít th i gian và công s c, v a t o ra khe n t m i v a x lí các ch t c n, các m nh v n, m r ng khe n t cũ. Như c i m là khe n t d b khép l i, d làm bi n d ng c t ng hay b r i cáp nh hư ng n ch t lư ng c a gi ng. B n ch t c a phương pháp: n t o áp su t ư c th trên dây cáp i n xu ng vùng áy gi ng t cháy n t o ra m t áp su t cho phép làm phá v v a. Th i gian cháy có th iu ch nh kéo dài m t vài phút n m t ph n c a giây (0,01-1giây) trong kho ng gi i h n vùng thân gi ng t o ra áp su t l n t 100-250MPa. Cư ng m nh c a quá trình thay i ph thu c vào kh i lư ng c a n n (t 20- 500kg). 3. X lí b ng axít a. Dung d ch axit Phương pháp x lí này có th áp d ng i v i v a có nhi t th p và có hi u qu cao trong t ng Mioxen. Ưu i m chính là ơn gi n và th i gian x lí nhanh. Phương pháp này có như c i m là t c ăn mòn cao, không xâm nh p sâu vào v a, c n nhi u kinh ch n th i gian gi axit h p lí. B n ch t c a phương pháp là: H n h p dung nghi m d ch axit (axit HCl, axit HF, axit acetic CH3COOH cùng v i ch t ch ng ăn mòn) ư c bơm ép vào vùng c n áy gi ng. Ch ph n ng x y ra, ti n hành g i dòng s n ph m trong v a và ánh giá hi u qu . b. R a axit R a axit ây là d ng c n thi t u tiên c a s tác d ng axit cho t t c các gi ng có ng ch ng và bơm thân tr n v a s n ph m (thân gi ng i qua vùng s n ph m không th trám xi măng) sau khi khoan, m v a ho c trong quá trình m v a. B n ch t c a phương pháp: H n h p dung d ch axit ư c tính toán và bơm vào vùng áy gi ng m t kh i lư ng thích h p. Ch ph n ng x y ra và bơm r a ngư c ưa s n ph m c a ph n ng i lên, làm s ch áy gi ng. Phương pháp này ư c áp d ng r t nhi u gi ng khai thác, bơm ép có hi u qu Xí nghi p liên doanh Vietsovpetro. c. B t axit
Phương pháp này x lí hi u qu trong t ng Oligoxen. Ưu i m là b t axit có th xâm nh p sâu vào v a, tăng s bao b c tác d ng lên toàn b chi u dày c a t ng s n ph m. Công tác g i dòng sau x lí d dàng. Phương pháp này có h n ch là công ngh x lí tương i ph c t p và c n c bi t chú ý n công tác an toàn. (a) Bơm ép ch t l ng v v a thu l c (linear fuid). (b) Bơm ép ch t l ng gel liên k t (Crosslinked gel) v i proppant vào v a. (c) Bơm ép thay th ch t l ng gel liên k t v i proppant trong gi ng vào v a. B n ch t c a d ng ư c x lí ư c th hi n như sau: Trong vùng c n áy gi ng, bơm h n h p dung d ch b t t o ra b i dung d ch axit v i khí Nitơ cùng v i ch t ho t tính b m t và bơm ép vào v a s n ph m. Khi ti n hành x lí s d ng máy bơm axit chuyên d ng và máy nén khí (Hình 5). Hình 5. Sơ thi t b công ngh x lí gi ng b ng b t axit d. Nhũ tương axit Phương pháp này x lí r t hi u qu trong t ng Móng và Oligoxen, t hi u qu cao nh t trong các phương pháp x lí axit. Các ưu i m là công ngh không ph c t p, áp su t làm vi c không cao, tính ăn mòn thép th p, kh năng xâm nh p sâu. Tuy nhiên c n xác nh m t cách h p lí th i gian óng gi ng sau m i chu kỳ bơm ép, n ng axit, t l pha ch nhũ tương thích h p v i tính ch t c a t á t ng ch a. B n ch t c a gi i pháp này là: Dung d ch x lí ngoài axit còn có d u tách khí (có th là d u diezel) cùng v i ch t ho t tính b m t dư i d ng nhũ tương. Nhũ d u axit s làm gi m b m t ti p xúc gi a axit v i t á vòng ngoài và t o i u ki n h n h p này i vào v a sâu hơn so v i h n h p axit bình thư ng. ng th i nhũ tương d u-axit s làm gi m kh năng ăn mòn kim lo i c a axit. Gi i pháp nhũ tương d u-axit ư c ti n hành b ng cách bơm ng th i ho c k ti p nhau các thành ph n nhũ tương khí-d u-axit vào gi ng x lí (Hình 6). T l th tích c a các thành ph n và trình t bơm nhũ tương ư c l a ch n t ư c kh năng hoà khí l n nh t trong h n h p nhũ tương d u-axit. sao cho
Công ngh này ư c áp d ng x lí i tư ng có áp su t v a th p. Ưu th c a nh ng giáp pháp này ư c khơi thông m nh & tháo nhanh nh ng ch t gây b n và các s n ph m ph n ng t v a vào áy gi ng sau ó theo s n ph m khai thác i lên. Hình 6. Sơ thi t b công ngh x lí gi ng b ng nhũ tương axit IV. HI U QU KINH T C A CÁC GI I PHÁP CÔNG NGH X LÍ GI NG T 1988 - 2008 B ng 1. K t qu c a các phương pháp x lí gi ng m B c h H và R ng Nghiên c u các s li u th c t m B ch H trong giai o n 1988 - 2008 cho th y công tác x lí gi ng khai thác d u không ng ng tăng v s lư ng và hi u qu x l.: 414 l n x lí b ng các phương pháp khác nhau v i lư ng d u thu thêm ư c là 1.835.104 t n. Hi u qu c a phương pháp x lí gi ng ư c ánh giá d a trên k t qu lư ng d u thu thêm ư c trên m t l n x lí. K t qu x lí (B ng 1, Hình 7 và Hình 8) cho th y: - Phương pháp nhũ tương axit ã ư c áp d ng nhi u nh t v i 229 l n (chi m 55,3%), trong ó có 182 l n x lí thành công (79,5%) v i lư ng d u thu thêm ư c 1.394.850 t n (chi m 76,0%). Hi u qu x lí c a phương pháp này cao nh t t i m B ch H . - Phương pháp n t v a th y l c ã ư c ti n hành 55 l n (chi m 15%) và có 37 l n thành công (67,2%) v i lư ng d u thu thêm ch có 176.928 t n (chi m 9,6%). Hi u qu kinh t do phương pháp x lí mang l i khá cao. - Phương pháp x lí b ng n t o áp su t ph i h p v i x lí axit ã áp d ng 33 l n (chi m 7,9%), trong ó 16 l n thành công (48,5%) v i lư ng d u thu thêm là 117.590 t n (chi m 6,4%). Hi u qu kinh t ch t m c trung bình. - Phương pháp x lí b ng dung d ch axit ã ti n hành 86 l n (chi m 21,0%) thì có 63 l n thành công (73,0%) v i lư ng d u thu thêm ư c 134.036 t n (chi m 7,3%). Hi u qu kinh t mang l i là khá cao.
- Phương pháp x lí b ng b t axit ư c áp d ng ít nh t v i 5 l n (chi m 1,2%) trong ó có 3 l n thành công (60%), thu thêm 11.700 t n (chi m 0,64%) t hi u qu kinh t khá m c trung bình. - Năm 2001 là năm x lí thành công nh t v i lư ng d u thu thêm cao nh t là 558.000 t n v i ch hai phương pháp nhũ tương axit và n t v a th y l c, trong ó x lí b ng nhũ tương axit tăng thêm 550.000 t n. Như v y, phương pháp nhũ tương axít là phương pháp x lí vùng c n áy gi ng ư c áp d ng r ng rãi nh t và cũng là phương pháp t hi u qu cao nh t m B ch H . Hình 7. M c áp d ng và hi u qu x lí vùng c n áy gi ng m B ch H t 1988 - 2008 Hình 8. Kh i lư ng d u khai thác thêm ư c c a t ng phương pháp x lí gi ng t 1988 – 2008 K T LU N Công tác x lí vùng c n áy gi ng trong th i gian 1988 – 2008 m B c h H & R ng ã mang l i hi u qu kinh t cao, góp ph n duy trì và gia tăng s n lư ng khai thác toàn m . Phương pháp, nhũ tương axit là phương pháp x lí áp d ng r ng rãi nh t và t hi u qu cao nh t. Theo th i gian khai thác áp su t v a gi m d n, vi c x lí ngày càng g p khó khăn, c bi t công tác g i dòng sau s a ch a và x lí gi ng. Do ó trong th i gian t i c n ph i: - Ti p t c hoàn thi n công ngh x lí tăng s n lư ng khai thác d u trên cơ s úc k t kinh nghi m trong nh ng năm qua, c bi t chú tr ng nâng cao hi u qu x lí c a t n g phương pháp. - Tăng cư ng công tác x lí gi ng b ng hóa ch t ch y u là là dung d ch axit và nhũ tương axit. - T ng k t, ánh giá và hoàn thi n quy trình công ngh x lí gi ng b ng phương pháp cơ h c (v v a thu l c).
- Tìm ki m các phương pháp x lí gi ng m i, m b o có hi u qu cao (gây xung rung vùng c n áy, các phương pháp ngăn cách v a nư c nh trong các gi ng khai thác d u b ng hóa ch t…) Ks. Tr n Văn H i, Ts. Cao M L i Ks. Nguy n Văn Kim, Ks. Lê Vi t H i XNLD Vietsovpetro (Theo TCDK s 5-2009