intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bơm ép luân phiên nước - khí Hydrocacbon nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu tại tầng Mioxen, Bể Cửu Long

Chia sẻ: Trần Văn Gan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST
Báo xấu
37
lượt xem 4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài nhằm nghiên cứu các phương pháp xác định áp suất trộn lẫn tối thiểu (MMP) và làm rõ cơ chế trộn lẫn, gần trộn lẫn và không trộn lẫn cho đối tượng trầm tích ở Việt Nam. Nghiên cứu các yếu tố, thông số của vỉa chứa ảnh hưởng đến khả năng áp dụng phương pháp bơm ép luân phiên nước-khí để nâng cao hệ số thu hồi dầu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bơm ép luân phiên nước - khí Hydrocacbon nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu tại tầng Mioxen, Bể Cửu Long

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT TRỊNH VIỆT THẮNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BƠM ÉP LUÂN PHIÊN NƯỚC - KHÍ HYDROCACBON NHẰM NÂNG CAO HỆ SỐ THU HỒI DẦU TẠI TẦNG MIOCEN, BỂ CỬU LONG Ngành: Kỹ thuật Dầu khí Mã số: 9520604 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2019
  2. Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Khoan - Khai thác, Khoa Dầu khí, Trường Đại học Mỏ-Địa Chất Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS Cao Ngọc Lâm 2. TSKH Phùng Đình Thực Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Thế Vinh Phản biện 2: TS Nguyễn Hải An Phản biện 3: TS Phạm Xuân Toàn Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất vào hồi …. ngày … tháng… năm 2019 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội hoặc Thư viện Trường đại học Mỏ - Địa chất.
  3. 1 MỞ ĐẦU 1. Mục tiêu nghiên cứu Dầu khí là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, không thể tái tạo và không thể thiếu đối với mọi quốc gia và là vấn đề quan tâm hàng đầu đối với mọi ngành công nghiệp, đặc biệt ở các nước có nền công nghiệp phát triển. Cho đến nay, số lượng các mỏ dầu khí mới, đặc biệt là các mỏ có trữ lượng lớn được phát hiện ngày một giảm dần, trong khi đó số lượng mỏ dầu khai thác sang giai đoạn cạn kiệt ngày càng gia tăng. Do đó, vấn đề nâng cao hệ số thu hồi dầu (Enhanced Oil Recovery - EOR) ngày càng được nhiều nước, nhiều công ty đa quốc gia tập trung nghiên cứu và ứng dụng. Việt Nam là quốc gia có sản lượng khai thác dầu không lớn, chủ yếu được khai thác từ các mỏ thuộc bể Cửu Long. Đối tượng khai thác dầu chính là thân dầu móng Granite nứt nẻ và tầng Mioxen, chiếm 90% sản lượng dầu khai thác hàng năm. Sau khi đã trải qua các thời kỳ tự phun và duy trì áp suất bằng bơm ép nước hay các giải pháp khai thác thứ cấp hệ số thu hồi dầu trung bình hiện nay của các mỏ trong khoảng 20 - 32% dầu tại chỗ. Hơn hai phần ba (2/3) lượng dầu đã phát hiện vẫn chưa thể khai thác. Như vậy, lượng dầu chưa được khai thác chiếm tới 70% và là tiềm năng cho các giải pháp kỹ thuật nhằm tận thu hồi lượng dầu còn lại này. Việc áp dụng các biện pháp gia tăng thu hồi dầu (EOR) nhằm tận thu lượng dầu còn lại tại các vỉa chứa chính là nhiệm vụ chính, cấp thiết trong những năm tới khi mà nguồn năng lượng tự nhiên ngày một hạn chế. Việc gia tăng 1-2% hệ số thu hồi dầu với các mỏ có trữ lượng lớn sẽ tương tự như phát hiện ra một mỏ nhỏ, đặc biệt là sản lượng khai thác của đối tượng của Mioxen đang giảm dần nên cần nghiên cứu áp dụng phương pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu cho tầng Mioxen. Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bơm ép luân phiên nước - khí Hydrocacbon nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu tại tầng Mioxen, Bể Cửu Long” mang tính cấp thiết, cần được quan tâm và ưu tiên nghiên cứu. Việc đẩy nhanh công tác nghiên cứu kỹ các điều kiện của tầng Mioxen, bể Cửu Long nhằm tìm ra giải pháp gia tăng thu hồi dầu hiệu quả và áp dụng thực tế là mục tiêu nghiên cứu của đề tài. Để có thể áp dụng thành công phương pháp bơm ép luân phiên nước - khí nâng cao hệ số thu hồi dầu cho đối tượng trầm tích lục nguyên bể Cửu Long, NCS cần tập trung nghiên cứu: ➢ Từ các kết quả nghiên cứu về cơ chế bơm ép hệ chất lưu nâng cao thu hồi dầu và các dự án đã áp dụng trên thế giới, xem xét khả năng áp dụng giải pháp kỹ thuật phù hợp với tính chất địa chất, tính chất đá chứa, tính chất lưu thể và điều kiện khai thác của các mỏ dầu khí ở Việt Nam, đặc biệt là đối tượng trầm tích lục nguyên. ➢ Nghiên cứu các phương pháp xác định áp suất trộn lẫn tối thiểu (MMP) và làm rõ cơ chế trộn lẫn, gần trộn lẫn và không trộn lẫn cho đối tượng trầm tích ở Việt Nam. ➢ Nghiên cứu các yếu tố, thông số của vỉa chứa ảnh hưởng đến khả năng áp dụng phương pháp bơm ép luân phiên nước-khí để nâng cao hệ số thu hồi dầu. ➢ Nghiên cứu và đánh giá hiệu quả nâng cao hệ số thu hồi dầu của phương pháp bơm ép luân
  4. 2 phiên nước - khí trên mô hình của mỏ thực tế với các phương pháp khác. 2. Phương pháp nghiên cứu ➢ Phương pháp thư mục: tổng hợp, xử lý và thống kê tài liệu sản xuất để đánh giá các khó khăn và phức tạp ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình khai thác, các phương pháp xử lý đối với giếng khai thác và so sánh cụ thể. ➢ Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các phương pháp đã thực hiện trên thế giới, đánh giá khả năng áp dụng vào mỏ Sư Tử Đen. Tập trung giải quyết bài toán cơ chế trộn lẫn/gần trộn lần/không trộn lẫn và phân toả của các nút nước-khí, thay đổi áp suất dẫn đến thay đổi tỷ lệ trộn lẫn, thay thế trong tầng Mioxen. ➢ Phương pháp nghiên cứu thí nghiệm: Sử dụng kết quả thí nghiệm xác định áp suất trộn lẫn tối thiểu (MMP) trên thiết bị “slimtube” trên mẫu dầu và khí của tầng Mioxen, bể Cửu Long. ➢ Phương pháp mô phỏng: mô phỏng số liệu trên phần mềm máy tính để tìm ra quy luật thay đổi, so sánh với các thí nghiệm trên mẫu lõi để xác định MMP. Mô phỏng thủy động lực học cho toàn bộ đối tượng nghiên cứu với các phương án bơm ép khí, các phương án bơm ép nước khí luân phiên để tối ưu giải pháp nâng cao thu hồi dầu cho tầng Mioxen, bể Cửu Long. 3. Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bơm ép luân phiên nước khí Hydrocacbon nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu cho tầng Mioxen, mỏ Sư Tử Đen. 4. Phạm vi nghiên cứu Tầng Mioxen, mỏ Sư Tử Đen, Hợp đồng Dầu khí Lô 15-1, bể Cửu Long thuộc thềm lục địa Việt Nam, do công ty Điều hành chung Cửu Long điều hành. 5. Các luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Bằng việc xây dựng mô hình mô phỏng xác định được điểm áp suất trộn lẫn tối thiểu (MMP) cho quá trình bơm ép nước khí luân phiên tại tầng Mioxen, mỏ Sư Tử Đen. Luận điểm 2: Trên cơ sở 9 tiêu chí đánh giá đã chứng minh giải pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu bằng bơm ép luân phiên nước - khí Hydrocacbon là phù hợp nhất với điều kiện thực tế của mỏ Sư Tử Đen. 6. Ý nghĩa khoa học của luận án Đề tài nghiên cứu cơ chế và giải pháp bơm ép luân phiên nước - khí sử dụng khí Hydrocacbon nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu là lĩnh vực nghiên cứu mới tại Việt Nam. Bằng nghiên cứu này, NCS giải quyết được bài toán về cơ chế dòng chảy với các đối tượng khai thác có tính chất vỉa chứa bất đồng nhất, cơ chế tác động khí nước đối với dầu, cơ chế thay thế của nước và trộn lẫn của khí khi bơm ép xuống vỉa chứa dầu khí, cơ chế đẩy và quét vi mô hoặc vĩ
  5. 3 mô của giải pháp bơm ép khí nước luân phiên. Đánh giá được hiệu quả nâng cao hệ số thu hồi dầu của giải pháp bơm ép luân phiên nước-khí trên một đối tượng cụ thể. Đồng thời, đề xuất các giải pháp công nghệ áp dụng trong điều kiện các mỏ dầu thực tế tại Việt Nam. 7. Ý nghĩa thực tiễn của luận án Kết quả nghiên cứu của Luận án là cơ sở để lựa chọn phương pháp bơm ép luân phiên nước- khí để nâng cao hệ số thu hồi dầu cho tầng Mioxen hạ, bể Cửu Long và cơ sở khoa học để triển khai áp dụng bơm ép thử nghiệm cho khu vực Tây Nam của Mioxen mỏ Sư Tử Đen. 8. Kết quả nghiên cứu Nghiên cứu xuất phát từ yêu cầu của thực tế khai thác dầu khí của Việt Nam, kết quả nghiên cứu sẽ góp phần nâng cao hiệu quả thu hồi dầu của các mỏ dầu khí, đặc biệt là đối với tầng chứa Mioxen. ➢ Xác định được phương pháp tối ưu và dự báo chính xác áp suất trộn lẫn tối thiểu và làm rõ được cơ chế trộn lẫn, gần trộn lẫn và không trộn lẫn cho đối tượng trầm tích ở Việt Nam. ➢ Đánh giá được ảnh hưởng của các thông số của vỉa chứa từ cấu trúc vỉa, địa chất, công nghệ mỏ đến công nghệ khai thác đến khả năng áp dụng thành công của phương pháp bơm ép luân phiên nước-khícho đối tượng trầm tích. ➢ Đánh giá được hiệu quả nâng cao hệ số thu hồi dầu của phương pháp bơm ép luân phiên nước-khí trên mô hình của mỏ thực tế với các phương pháp khác. ➢ Kết quả nghiên cứu được trình bày và công bố tại Hội thảo “Khoa học trái đất và tài nguyên bền vững”. 9. Khối lượng và cấu trúc của luận án Luận án gồm phần mở đầu, 4 chương nội dung nghiên cứu và phần kết luận, kiến nghị, danh mục các công trình công bố của NCS và danh mục tài liệu tham khảo. Toàn bộ nội dung của luận án được trình bày trong 133 trang, trong đó có 16 biểu bảng, 103 đồ thị, hình vẽ và 112 tài liệu tham khảo. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Nâng cao hệ số thu hồi dầu Các phương pháp nâng cao hệ số thu hồi đều tuân theo nguyên lý cơ bản là nhằm gia tăng hệ số đẩy và hệ số quét của tác nhân bơm ép, nguyên lý xây dựng trên tương quan của độ nhớt hệ chất lưu vỉa - chất lưu bơm ép, trọng trường và áp suất mao dẫn thể hiện qua các công thức cơ bản sau:
  6. 4 Hình 1.1: Công thức tính các mối tương quan của các lực trong EOR Tăng hệ số đẩy dầu giúp khai thác thêm một phần dầu bị giữ trong các bẫy mao dẫn hoặc dầu dư còn lại trên bề mặt đá chứa ưa dầu, nghĩa là giảm hệ số dầu dư trong vỉa. Hiệu quả đẩy dầu phụ thuộc lực nhớt, lực mao dẫn và lực trọng trường (Hình 1.1). Tăng hệ số quét của chất lưu bơm ép giúp gia tăng khai thác dầu tại các vùng ít/không chịu ảnh hưởng của quá trình bơm ép nước thông thường. Cơ chế nâng cao hệ số thu hồi dầu được thể hiện qua quá trình đẩy dầu ra khỏi lỗ rỗng và đẩy dầu tại các vùng mà nước bơm ép chưa bao quát được bằng các hệ chất lưu đẩy hoặc bằng cách thay đổi tính chất của dầu tại chỗ. Cơ chế của các phương pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu được định nghĩa bằng 02 quá trình cơ chế đẩy dầu vi mô và cơ chế đẩy dầu vĩ mô. Cơ chế đẩy dầu vi mô và vĩ mô đều chịu ảnh hưởng của cấu trúc lỗ rỗng của đá, tính chất lưu thể vỉa, tính chất lưu thể bơm đẩy để nâng cao hệ số thu hồi dầu, cơ chế dòng chảy trong vỉa. Dòng chảy trong lỗ rỗng Theo Stalkup (1983) công thức để tính toán tỷ số linh động cho bơm ép nước khí luân phiên khi có sự hiện diện của nước trong dầu vỉa công thức dưới đây:  Kg Kw  Trong đó:  +  M= Chat −day = (g + w )   g  w  Swavg = M: Tỷ số linh động trong bơm ép nước khí luân Chat −bi −day (o + w )  K o K w  phiên.  +    o  w  Sowavg λchat-day: Độ linh động của nước và khí. λ chat-bi-day: Độ linh động của nước và dầu. ( Kw, Kg, Ko: độ thấm pha hiệu dụng của nước, khí và dầu (mD). 1.2) µw, µg, µo: Độ nhớt của nước, khí, dầu (cP). Hiệu suất đẩy vi mô và hiệu suất đẩy vĩ mô Phương pháp thu hồi dầu (EOR) bao gồm rất nhiều hiện tượng và vấn đề sẽ được thảo luận. Các hiện tượng này chủ yếu dựa vào dòng chảy chậm qua vật trung gian có lỗ rỗng và gần với vật rắn hoặc vật lỏng gần đấy, quyết định tốc độ của dòng chảy. Do tất cả các vỉa dầu đều chứa nước và dầu, nghiên cứu về việc chảy hai pha rất quan trọng và tập trung nghiên cứu. Hai dòng
  7. 5 lỏng này và các tác động lẫn nhau của nó với đá ảnh hưởng lớn đến lượng dòng lỏng tồn dư còn lại cũng như sự thay đổi thành phần trong quá trình thu hồi dầu. Các cách thu hồi dầu khác nhau theo cấp vi mô bao gồm chất không trộn lẫn, bán trộn lẫn và trộn lẫn. Đối với chất đầu tiên, lực mao dẫn nhỏ có ảnh hưởng lớn nhất trong các bề mặt lỏng-lỏng và chịu trách nhiệm chính về các pha vi mô và vĩ mô trong dòng chảy và thu hồi. Phần dầu được lấy ra từ các lỗ rỗng do bơm ép được gọi là hiệu suất đẩy dầu vi mô (Ed). Ngược lại, hiệu suất đẩy vĩ mô hay hiệu quả bao quét theo thể tích là thể tích của phần chất lưu bị đẩy ra khỏi đá chứa được tiếp xúc với chất lưu bơm ép. Hệ số bao quét theo thể tích Ev được cấu thành bởi hai yếu tố: (i) Hiệu quả bao quét theo diện, EA và (ii) hiệu quả bao quét theo phương thẳng đứng. Soi – Sor Ed = EA = Ev x EI Soi Hệ số bao quét theo diện EA là tỷ số giữa diện tích tiếp xúc với với tác nhân đẩy quét trên diện tích toàn phần của vỉa chứa. Các phương pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu Dựa trên kết quả đánh giá hàng ngàn dự án EOR đã áp dụng trên thế giới được phân loại theo các thông số vỉa, điều kiện khai thác (trong đất liền, ngoài biển) và hiệu quả áp dụng của giải pháp cho thấy hai phương pháp bơm ép khí và bơm ép hóa phẩm là phù hợp với địa chất, tính chất đá chứa, tính chất lưu thể, điều kiện khai thác của các mỏ dầu khí ở Việt Nam. Giải hóa học được áp dụng chủ yếu cho đối tượng trầm tích và các mỏ dầu khí khai thác có vị trí trên đất liền. Bơm ép hóa phẩm có hạn chế là rất khó để áp dụng tại các mỏ có độ sâu lớn (nhiệt độ cao, áp suất cao), khai thác ngoài biển do chế tạo các hóa phẩm chịu được nhiệt độ trên 80oC và chịu được độ khoáng hóa cao của nước biển và nước vỉa là rất khó. Nên phương pháp bơm ép khí, đặc biệt là giải pháp bơm ép luân phiên khí-nước để nâng cao nâng cao hệ số thu hồi là khả thi nhất. Cơ sở lý thuyết của bơm ép khí các cho mỏ dầu khí Để xác định cơ chế trộn lẫn thì cần phải hiểu về các khái niệm cũng như các điều kiện trộn lẫn và cơ chế trộn lẫn phổ biến nhất thường gặp trong các hoạt động tại mỏ. Một đánh giá ngắn gọn về việc xác định MMP sẽ được trình bày trong hình 1.2. Khi nghiên cứu được thực hiện cho một hệ thống dầu - khí như các mỏ ở Việt Nam, NCS nhận thấy cần phải trình bày các đặc điểm cho hệ thống dầu khí điển hình và phù hợp với các mỏ dầu khí ở Việt Nam. Thành phần chất lưu biến đổi theo độ sâu và điều kiện áp suất vỉa chứa cao hơn áp suất bão hòa. Các thay đổi về điểm MMP với độ sâu là hệ quả của sự thay đổi thành phần chất lưu vỉa theo độ sâu và theo diện, cũng như áp suất vỉa thay đổi. Đối với các loại khí bơm ép khác nhau, các thay đổi của MMP ban đầu với các cơ chế độ sâu và khả năng trộn lẫn có thể khác nhau.
  8. 6 Hình 1.2: Tổng hợp quá trình trộn lẫn và không trộn lẫn Cơ chế tăng thu hồi dầu lúc này các yếu tố: bay hơi và ngưng tụ một phần khí; giảm độ nhớt dầu vỉa; tăng lượng khí hòa tan khi áp suất vỉa giảm; giảm sức căng giữa pha. Hiệu quả các yếu tố này thể hiện qua: độ hòa tan của khí bơm ép trong dầu vỉa theo áp suất; hệ số trương nở thể tích dầu khi khí bơm ép hòa tan thêm vào trong dầu; và giảm độ nhớt dầu vỉa khi có thêm khí bơm ép hòa tan. Một số phương pháp để xác định MMP trên thế giới gồm hai loại chính: xác định MMP bằng phương pháp thực nghiệm slimtube trong phòng thí nghiệm dựa trên hệ số thu hồi thông qua bơm ép, xác định MMP bằng các phần mềm mô phỏng tính toán. Kết luận Hệ thống thực nghiệm xác định MMP trong phòng thí nghiệm được xây dựng trên điều kiện nhiệt độ và áp suất vỉa nhưng khi tiến hành thực nghiệm thì dòng chảy trong slimtube thực nghiệm chỉ chịu ảnh hưởng của các thông số vỉa cố định trong toàn bộ quá trình tiến hành thực nghiệm. Thiết bị này không mô phỏng đầy đủ sự thay đổi về quá trình trộn lẫn/gần trộn lẫn/không trộn lẫn theo diện và theo chiều dài của slimtube. Đơn thuần là xác định MMP qua việc xác định hệ số thu hồi dầu từ thực nghiệm và lượng dầu/khí nhận được của quá trình đã xảy ra hiện tượng trộn lẫn và không trộn lẫn. Ngoài ra, thành phần của hệ chất lưu vỉa và thành phần phần khí bơm ép cũng cố định trong suốt quá trình tiến hành thực nghiệm nên sự thay đổi thành phần chất lưu trong thiết bị slimtube cũng không thể đại diện cho quá trình thay đổi chất lưu của vỉa chứa. Để khắc phục các vấn đề này, NCS đã xây dựng một quy trình để mô phỏng dự báo MMP trên phần mềm cho kết quả MMP chính xác và phù hợp với đối tượng nghiên cứu trầm tích của Bể Cửu Long. Dựa trên thống kê các dự án nâng cao hệ số thu hồi dầu trên thế và các đánh giá yếu tố ảnh hưởng và cơ chế của các quá trình bơm ép nâng cao thu hồi dầu ở trên cho thấy phương pháp bơm ép luân phiên nước-khí là phù hợp với tính chất địa chất, tính chất đá chứa, tính chất lưu thể, điều kiện khai thác ngoài biển của các mỏ dầu khí ở Việt Nam và có thể đem lại hiệu quả nâng cao hệ số thu hồi dầu cao nhất. Để khắc phục các vấn đề còn thiếu hoặc chưa hoàn chỉnh của các nghiên cứu trước đây trên thế giới và ở Việt Nam, NCS đưa ra mục tiêu nghiên cứu: ➢ Nghiên cứu và lựa chọn phương pháp bơm ép nâng cao hệ số thu hồi dầu phù hợp cho đối tượng trầm tích Mioxen, mỏ Sử Tử Đen, Bể Cửu Long. ➢ Nghiên cứu, xây dựng phương pháp luận và mô hình mô phỏng bằng phần mềm để dự
  9. 7 báo chính xác điểm áp suất trộn lẫn tối thiểu (MMP) cho quá trình bơm ép khí từ kết quả thực nghiệm trong phòng thí nghiệm. So sánh độ chính xác của các phương pháp để xác định MMP trong phòng thí nghiệm; mô phỏng bằng phần mềm PVT và mô hình mô phỏng thủy động lực học “slimtube”. ➢ Nghiên cứu đánh giá và lựa chọn thành phần khí tối ưu cho phương pháp bơm ép khí nước luận phiên với điều kiện thực tế mỏ. ➢ Nghiên cứu và xây dựng mô hình thành phần cho toàn mỏ và đánh giá cơ chế trộn lẫn/gần trộn lần/không trộn lẫn tại mỏ thực tế với các yếu tố ảnh hưởng như tính bất đồng nhất trong vỉa, bão hòa dầu/khí/nước trong vỉa, thay đổi áp suất-nhiệt độ vỉa trong quá trình khai thác, thay đổi thành phần hệ chất lưu trong quá trình khai thác và bơm ép để nâng cao hệ số thu hồi dầu. ➢ Xây dựng các phương án bơm ép để nâng cao hệ số thu hồi dầu và tối ưu khai thác để đánh giá hiệu quả kinh tế-kỹ thuật của phương pháp bơm ép luân phiên nước-khí so với các phương pháp bơm ép thông thường đang áp dụng. ➢ Đánh giá và chứng minh có thể áp dụng các phương pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu bằng bơm ép khí dưới trộn lẫn (gần trộn lẫn) và giải pháp bơm ép luân phiên nước-khí rất phù hợp với cấu trúc vỉa chứa, tính chất lưu thể vỉa và tính chất đá vỉa của tầng Mioxen, mỏ Sư Tử Đen trên mô hình mô phỏng thành phần. ➢ Chứng minh trên mô hình thành phần, giải pháp bơm ép luân phiên nước-khí có thể gia tăng thu hồi dầu cao nhất và phù hợp nhất với đối tượng Mioxen hạ của mỏ Sư Tử Đen cả yếu tố kinh tế và kỹ thuật. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ THU HỒI DẦU PHÙ HỢP CHO ĐỐI TƯỢNG MIOXEN SỬ TỬ ĐEN Địa chất của tầng chứa Mioxen Mỏ Sư Tử Đen có 3 loại vỉa chứa chính bao gồm: đá móng nứt nẻ trước kỷ Đệ Tam, vỉa trầm tích Mioxen hạ B10, B9, B15 và Oligoxen trên C30. Trong đó, tầng cát kết B9 đối tượng Mioxen hạ bao gồm các tập cát mỏng, độ hạt từ mịn tới trung bình, môi trường thành tạo là sự mở rộng các khe nứt đầm phá ven sông (Hình 2.1). Tầng cát kết B10 được phát hiện tại các giếng SD - 1X, SD - 2X, SD -3X, SD - 4X, SD - 5X, SD - 6X. Chiều dày tầng sản phẩm từ 10-16m, được xác định từ kết quả đo địa vật ký giếng khoan và kết quả minh giải từ quá trình đo DST. Tập B10 được đánh giá là có tiềm năng nhất trong đối tượng Mioxen hạ, mỏ Sử Tử Đen Tây Nam.
  10. 8 Hình 2.1: Bản đồ cấu trúc B10 Mioxen, Hình 2.2: Đường cong thấm pha dầu mỏ Sư Tử Đen nước đối tượng Mioxen hạ B10 Tính chất đá vỉa và hệ chất lưu vỉa 2.2.1. Tính chất đá chứa tầng Mioxen hạ Kết quả phân tích độ dính ướt, độ thấm tương đối dầu nước và độ nén của đất đá cho thấy tính chất vỉa chứa tương đối tốt (độ rỗng khoảng 30%, độ thấm trung bình 7.000mD). Chỉ số dính ướt nước 0,180 và 0,28 lần lượt trong giếng SD-2X và SD-3X. Hệ số nén của đá được tổng hợp và xây dựng từ 23 mẫu. Theo kết quả phân tích, giá trị tiêu biểu của hệ số nén đá từ 4,5 tới 11,9xE- 6 (psi-1) (tương ứng với áp suất đo lớn nhất từ 4.000 tới 5.000 psi NOB), giá trị độ nén trung bình khoảng 9,89 E-6 (psi-1). Đường cong thấm tương đối của nước và độ bão hòa dầu dư thấp cho thấy tập cát là đối tượng tốt để tiến hành bơm ép nước (Hình 2.2). 2.2.2. Tính chất hệ chất lưu vỉa của đối tượng Mioxen hạ Trong quá trình thử vỉa DST, mẫu chất lưu ở trạng thái một pha được lấy từ đáy các giếng khoan SD-1X, SD-2X và SD-3X cùng với mẫu chất lưu khí, dầu từ bình tách. Các thông số chính của dầu vỉa Mioxen hạ được trình bày trong bảng 2.1: Bảng 2.1: Đặc tính dầu tại điều kiện vỉa Tính chất SD-1X SD-2X SD-3X Tỷ trọng API 34,7 35,5 35,4 Áp suất điểm bọt (psia) 1.155 1.275 1.060 GOR (scf/stb) 364 364 314 Hệ số thể tích dầu thành hệ Boi tại áp suất vỉa 1,24 1,27 1,23 Pr = 2.500 psi Độ nhớt dầu tại điều kiện vỉa (cP) 0,907 0,825 0,88 Trữ lượng dầu khí tại chỗ và trữ lượng dầu khí thu hồi Đánh giá trữ lượng dầu khí tại chỗ và phân cấp trữ lượng của các vỉa chứa trầm tích được xác định bằng phương pháp thể tích, dựa vào phương trình tính trữ lượng thông thường và kết hợp với phương pháp mô phỏng Monte-Carlo.
  11. 9 Bảng 2.2: Trữ lượng dầu tại chỗ đối tượng Mioxen Hạ Trữ lượng dầu tại chỗ (triệu thùng) Khu vực Cấp trữ lượng P90 P50 P10 3X-6X P1 29 33 37 P1 147 159,1 171,8 SD-1X P2 37,9 44,5 51,8 Tổng 2P 213,9 236,6 260,6 Hiện trạng khai thác của mỏ Sử Tử Đen Đối tượng Mioxen hạ bao gồm ba vùng khai thác chính: Vùng phía Tây, vùng khai thác chính tại Trung tâm (MPA) và vùng Tây Nam. Tính đến thời điểm làm luận án, mỏ đang khai thác tại 12 giếng: SD-10P, 11P, 14P, 15P, 20P, 23P, 26P, 1PST, 12PST và 8PST, SD-28P, SDNE- 6P và 3 giếng bơm ép SD-NE13I, SD-27I và SD-16IST, các giếng SD-8PST và SD-1PST đều đang khai thác với độ ngập nước cao (Hình 2.3). Hình 2.3: Động thái áp suất đáy giếng Hình 2.4: Trạng thái bơm ép đối tượng Mioxen hạ Sư Tử Đen Tây Nam Các phương pháp gia tăng hệ số thu hồi dầu đã áp dụng Hiện tại, Cửu Long JOC đang tiến hành bơm ép nước cho đối tượng Mioxen hạ Sư Tử Đen. 3 giếng bơm ép SD-NE13I, SD-27I và SD-16IST lần lượt được đưa vào trong các năm 2011 và 2012. Hiện tại giếng bơm ép SD-NE13I đã đóng do không còn hiệu quả trong việc duy trì năng lượng vỉa (Hình 2.4). Sản lượng khai thác dầu sẽ tiếp tục suy giảm nhanh do giới hạn thu hồi của phương pháp truyền thống bơm ép nước. Phương pháp bơm ép gaslift cũng không phù hợp với các giếng có độ ngập nước cao. Như vậy, vấn đề cấp bách ở đây là cần phải tìm phương pháp gia tăng hệ số thu hồi dầu phù hợp trong tình hình hiệu quả các giếng bơm ép nước giảm nhanh. Đánh giá thông số mỏ và lựa chọn phương pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu Căn cứ vào điều kiện vỉa và thực trạng khai thác tại tầng chứa cát kết Mioxen hạ, mỏ Sử Tử Đen, ta thấy rằng phương pháp bơm ép khí là phù hợp nhất và có thể áp dụng phương pháp tăng cường thu hồi dầu bằng bơm ép khí hydrocarbon.
  12. 10 ➢ Cấu trúc vỉa chứa và tính lên thông của vỉa chứa Đặc trưng cấu trúc vỉa chứa của đối tượng Mioxen hạ mỏ Sư Tử Đen được thể hiện bởi tính chất phân tập sản phẩm và được phân tách thành các khu vực khép kín, cấu tạo có dạng đóng 3 chiều bị chặn bởi các đứt gãy. Cấu trúc khép kín là một thuận lợi cho giải pháp bơm ép khí. Thể tích khí bơm ép sẽ theo định luật trọng lực đi lên trên đỉnh của cấu tạo và được giữ tại đó không bị mất và sẽ phát huy cơ chế dãn nở của mũ khí. Giếng bơm ép khí có thể thiết kế được cho cả 2 trường hợp là dưới ranh giới dầu-nước và trên ranh giới khí-dầu. ➢ Tính chất rỗng-thấm của đá chứa Đá chứa của đối tượng Mioxen Sư Tử Đen có tính chất tương đối tốt, độ rỗng trung bình 25 tới 30%, độ thấm trung bình khoảng 7.000 mD là yếu tố thuận lợi cho việc áp dụng bơm ép khí, đặc biệt là giải pháp bơm ép khí nước luân phiên. Khi bơm ép khí sau bơm ép nước, khí sẽ có khuynh hướng tìm chỗ mà dầu không bị quét bởi nước. ➢ Tính chất hệ chất lưu vỉa và hiện trạng khai thác Một trong những yếu tố mang tính quyết định đối với việc xem xét khả năng bơm ép nâng cao hệ số thu hồi dầu là tính chất của hệ chất lưu vỉa. Khi bơm ép khí đẩy dầu xảy ra quá trình trộn lẫn/gần trộn lẫn/không trộn lẫn giữa khí đẩy và dầu vỉa. Quá trình này làm giảm độ nhớt của dầu, giảm khả năng dính ướt của dầu, tăng hiệu suất quét và đẩy dầu, giảm hiện tượng phân tỏa dạng ngón bằng cách duy trì độ linh động và phân dị trọng lực giữa các chất lưu tương tác. Hiện trạng khai thác cho thấy quá trình bơm ép nước đang áp dụng không còn gia tăng được dầu thu hồi mà còn gây hiện tượng ngập nước tại các giếng khai thác. So sánh lượng dầu thu hồi và lượng dầu tại chỗ, đánh giá phân bố dầu bão hòa còn lại trong vỉa thì việc áp dụng phương pháp nâng cao thu hồi dầu còn có thể nâng cao được thu hồi thêm 2-5% so với bơm ép nước đang áp dụng. Sử dụng tiêu chí đánh giá và phần mềm chuyên ngành để lựa chọn phương pháp nâng cao thu hồi dầu phù hợp cho Mioxen Sư Tử Đen Dựa trên các công trình nghiên cứu về các dự án EOR trên thế giới và các bài báo thống kê của Tabek cũng như các đánh giá về tính chất của đá vỉa, hệ chất lưu vỉa của Mioxen Sử Tử Đen, NCS đã xây dựng được 9 tiêu chí đánh giá để chứng minh giải pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu bằng bơm ép luân phiên nước - khí Hydrocacbon là phù hợp nhất với điều kiện thực tế của mỏ Sư Tử Đen (Bảng 2.3). Bảng 2.3. Tính chất vỉa và điều kiện để áp dụng bơm ép khí cho tầng chứa cát kết Mioxen hạ, mỏ Sư Tử Đen Tây Nam Mioxen hạ, Sư Tử Đen Tiêu chí để áp dụng bơm Đánh STT Tính chất vỉa giá Tây Nam ép khí 1 Tỷ trọng dầu (oAPI) 35,4 > 31 Đạt 2 Áp suất vỉa (psia) 2.495 > 1.030 Đạt 3 Nhiệt độ vỉa (C) 100 > 32 Đạt
  13. 11 4 Độ sâu (m) 1.700-1.745 > 650 Đạt 5 Độ nhớt (cP) 0,75-0,77 > 0,1 Đạt 6 Độ bão hòa dầu (%) 30 > 25 Đạt 7 Độ thấm (mD) 7.000 >5 Đạt 8 Cấu trúc vỉa chứa Khép kín Khép kín Đạt 9 Hệ thống khai thác Hệ thống tách và xử lý khí Hệ thống tách và xử lý khí Đạt Ngoải ra, các tính chất vỉa chứa và đặc thù của mỏ Sử Tử Đen cũng được đưa vào phần mềm chuyên ngành để xếp hạng các trọng số của từng yếu tố ảnh hưởng và lựa chọn phương pháp tối ưu. Kết quả lựa chọn từ phần mềm được đưa ra trong hình 2.5 và bảng 2.6. Kết quả chỉ ra rằng giải pháp hóa học và giải pháp khí là phù hợp. Phương pháp bơm ép khí không trộn lẫn tính khả thi khi áp dụng lên đến trên 83%, phương pháp hóa phẩm (Surfactant, ASP, Micellar) lên đến gần 100%. Tuy nhiên, như đã biện luận trong các phần trên, giải pháp hóa sẽ rất khó khăn khi triển khai do vỉa chứa Mioxen Sử Tử Đen có nhiệt độ-áp suất vỉa cao và độ khoáng hóa của nước vỉa/nước bơm ép cao nên giá thành để thực hiện áp dụng sẽ cao và rủi ro hóa phẩm không không chịu được nhiệt độ cao/độ khoáng hóa cao cũng rất lớn. Hình 2.6 cũng chỉ rõ với nhiệt độ vỉa trên 200oF (93oC) thì phương pháp bơm ép hóa phẩm sẽ rất rủi ro. Đối tượng Mioxen Sử Tử Đen có nhiệt độ vỉa trung bình là 184oF (84oC) có những tập cát có nhiệt độ lên đến gần 200oF do độ dày vỉa khá lớn (gần 40m vỉa) nên rủi ro về phương pháp bơm ép hóa phẩm là khá cao. Ngoài ra, mỏ Sư Tử Đen là mỏ khai thác ngoài biển nên để vận chuyển hóa phẩm hàng ngày cung cấp cho bơm ép là vấn đề rất khó. Đặc biệt khi bơm ép polymer/surfactant cần thời gian bơm ép liên tục trong thời gian rất dài. Hình 2.5: Kết quả lựa chọn EOR từ phần Hình 2.6: Các tiêu chí để lựa EOR từ phần mềm chuyên ngành cho Mioxen Sư Tử Đen mềm chuyên ngành cho Mioxen Sử Tử Đen Từ kết quả nghiên cứu trên cho thấy giải pháp bơm ép nước khí hydrocacbon luân phiên là phù hợp nhất với tầng Mioxen, mỏ Sử Tử Đen trong giai đoạn hiện nay. Nguồn khí sẽ được sử dụng từ nguồn khí đồng hành của mỏ Sư Tử Đen hoặc khí đồng hành của cụm mỏ Sư Tử. Một trong những thuận lợi cho việc bơm ép luân phiên nước-khí là nguồn khí tự nhiên và đồng hành của mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Trắng rất lớn. Hệ thống khai thác kết nối giữa các mỏ đều do một nhà thầu CLJOC quản lý nên có thể điều phối nguồn khí để thực hiện dự án bơm ép luân phiên nước-khí cho đối tượng Mioxen, mỏ Sư Tử Đen.
  14. 12 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN VÀ MÔ HÌNH DỰ BÁO CHO QUÁ TRÌNH BƠM ÉP LUÂN PHIÊN NƯỚC KHÍ VÀO TẦNG MIOXEN, MỎ SƯ TỬ ĐEN Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm đo MMP cho dầu khí vỉa Mioxen STĐ Thành phần khí bơm ép lấy từ giếng SDSW và thiết bị slimtube thực nghiệm được thiết kế như sau: - Độ dài cột cát sand-packed (m): 12,19; - Đường kính trong (mm): 3.68; - Vật liệu cát nhồi: Quartz; Độ rỗng của cột slimtube: 37,10; - Tổng thể thích của lỗ rỗng (PV, cm3): 80,41; - Độ thấm (mD): 6.000 mD. - Áp suất bơm ép: 8.000 psia; 7.000 psia; 6.000 psia; 5.000 psia; 4.000 psia; 3.000 psia. - Tổng thể tích bơm ép khí qua cột Hình 3.1: Kết quả đo MMP với các cấp áp suất slimtube là 1,4 PV. đẩy khí Kết quả phân tích và đánh giá đã chỉ ra với áp suất trên 5.300 psia thì quá trình bơm ép khí là quá trình trộn lẫn, dưới 5.300 psia thì là quá trình gần trộn lẫn và không trộn lẫn. Thiết bị này không thể mô phỏng được sự thay đổi về quá trình trộn lẫn/gần trộn lẫn/không trộn lẫn theo diện và theo chiều dài của slimtube. Sự thay đổi thành phần chất lưu trong thiết bị slimtube cũng không thể đại diện cho quá trình thay đổi chất lưu của vỉa chứa và dòng chảy chất lưu trong slimtube cũng không thể đại diện cho dòng chảy trong vỉa. Độ rỗng và độ thấm của thiết bị slimtube thực nghiệm là lý tưởng và được xây dựng chủ yếu trên thành phần hạt cát Quazt không đại diện cho tính chất đá vỉa nên điểm MMP từ thực nghiệm khi áp dụng vào mỏ thông thường không chính xác. Để khắc phục các vấn đề này, nghiên cứu sinh đã xây dựng một quy trình để mô phỏng dự báo MMP trên phần mềm cho kết quả MMP chính xác và phù hợp với đối tượng nghiên cứu trầm tích của Bể Cửu Long. 1. Xây dựng mô hình PVT cho hệ chất lưu vỉa và khí bơm ép của giếng SD-2X; 2. Kết hợp các thuật toán của phương trình trạng thái (EOS) và hành trạng pha của chất lưu vỉa và khí bơm ép trên thành phần phân tích của giếng SD-2X để dự báo điểm MMP trên phần mềm chuyên dụng; 3. Xây dựng mô hình mô phỏng lại quá trình thực nghiệm Slimtube cho Mioxen Sư Tử Đen; 4. Tái lập lại kết quả thực nghiệm xác định điểm MMP để hiệu chỉnh mô hình chuẩn; 5. Chạy mô hình slimtube để kiểm chứng kết quả của tính toán trên với các điểm MMP trên
  15. 13 mô hình slimtube; 6. Chạy mô hình slimtube và sử dụng mô hình mô phỏng hệ chất lưu PVT để đánh giá các điểm MMP của các nguồn khí theo các cấp áp suất bơm đẩy khí; 7. Lựa chọn thành phần các nguồn khí và áp suất bơm đẩy để đánh giá hiệu quả trên mô hình toàn đối tượng Mioxen Sử Tử Đen. Mô hình chất lưu PVT và mô hình mô phỏng dự báo MMP 3.2.1. Mô hình chất lưu PVT cho giếng SD-2X Mô hình PVT được tiến hành quá trình tái lập lại các kết quả thực nghiệm đo với các điều kiện nhiệt độ, áp suất và thể tích. Quá trình này sử dụng phương trình trạng thái để tính toán và hiệu chỉnh các tính chất lý hóa để khớp với kết quả thực nghiệm đo đạc được. 3.2.2. Sử dụng phương trình trạng thái pha để tính toán MMP cho các nguồn khí Cơ chế trộn lẫn hai lưu thể được chia thành nhiều giai đoạn đẩy dầu và trộn lẫn. Điều kiện trộn lẫn hoàn toàn được xác định thông qua giản đồ 3 cấu tử với giả định rằng các tính chất của 3 thành phần ảo của dầu khí hoàn toàn không thay đổi trong quá trình trộn lẫn. Giả định trên là điểm yếu lớn nhất của các nghiên cứu tiến hành dựa trên giản đồ 3 cấu tử (Hình 3.3). Hình 3.4 : Giản đồ 3 pha của dầu vỉa Hình 3.3: Giản đồ 3 cấu tử Mioxen Sư Tử Đen Sử dụng mô hình mô phỏng chất lưu vỉa PVT cho Mioxen STĐ và phương trình trạng thái, hành trạng pha của chất lưu vỉa và khí bơm ép để tính toán và xác định điểm MMP (Minimum Miscible Pressure) hoặc điểm FCM (First Contact Miscible) và MCM (Multiple Contact Miscible). Giản đồ 3 pha của dầu vỉa Mioxen STĐ được thể hiện trong hình 3.4, điểm chấm là điều kiện áp suất và nhiệt độ của vỉa hiện tại. ➢ Trường hợp 1: Sử dụng khí bơm ép là khí khô hay khí thương phẩm và kết quả mô phỏng tính điểm FCM là 7.340 và MCM là 7.305 psia. ➢ Trường hợp 2: Sử dụng khí bơm ép là khí bình tách cấp 2 và kết quả mô phỏng tính điểm FCM là 5.838 và MCM là 5.542 psia. ➢ Trường hợp 3: Sử dụng khí bơm ép là khí bình tách cấp 1 và kết quả mô phỏng tính điểm
  16. 14 FCM là 4.758 và MCM là 4.510 psia. ➢ Trường hợp 4: Sử dụng khí bơm ép là khí trước khi vào bình tách cấp và kết quả mô phỏng tính điểm FCM là 3.991 và MCM là 2.004 psia. ➢ Trường hợp 5: Sử dụng khí bơm ép là khí trơ N2, CO2 và kết quả mô phỏng cũng chỉ ra không có quá trình trộn lẫn khí trơ N2 với dầu vỉa trong bất kỳ áp suất nào. 3.2.3. Xây dựng mô hình mô phỏng quá trình thực nghiệm Slimtube cho Mioxen STĐ Mô hình Slimtube được xây dựng các ô lưới để mô phỏng lại quá trình bơm ép khí vào trong vỉa dầu. Mô hình được thiết kế với các thông số tương tự với thông số của Slimtube thực nghiệm. Điều kiện ban đầu của các ô lưới mô phỏng được đặt trong điều kiện nhiệt độ vỉa và áp suất vỉa. Hỗn hợp dầu và khí trong ô lưới đầu tiên sẽ di chuyển, thay đổi sang trạng thái và thành phần khác. Quá trình được lặp lại với pha đã dịch chuyển, pha đã dịch chuyển tiếp tục trộn lẫn với dầu tại ô lưới thứ hai để hình thành hỗn hợp mới và lặp lại trên suốt quãng đường đi từ giếng bơm ép đến giếng khai thác. Với quá trình mô phỏng biến đổi liên tục sẽ khắc phục được các hạn chế của thực nghiệm cũng như có thể dự báo được chính xác điểm MMP cho Mioxen STĐ với các nguồn khí bơm ép khác nhau và các cấp bơm đẩy khác nhau. Kết quả mô hình mô phỏng Slimtube Các cấp áp suất bơm ép được thực hiện mô phỏng từ 1.000 psia đến 7.000 psia tại nhiệt độ vỉa 184oF. ➢ Trường hợp 1 (TH1): Sử dụng khí bơm ép là khí khô hay khí thương phẩm và kết quả mô phỏng cho sản lượng thu hồi và dự báo điểm tính điểm MMP khoảng 6000 psia. ➢ Trường hợp 2 (TH2): Sử dụng khí bơm ép là khí bơm ép là khí ở bình tách cấp 2 và kết quả mô phỏng cho sản lượng thu hồi và dự báo điểm tính điểm MMP khoảng 4500 psia. ➢ Trường hợp 3 (TH3): Sử dụng khí bơm ép là khí trước khi vào bình tách cấp 1 và kết quả mô phỏng cho sản lượng thu hồi và dự báo điểm tính điểm MMP khoảng 2500 psia. Điểm MMP này gần sát với điểm áp suất vỉa đang khai thác. Hình 3.5: Sản lượng thu hồi Hình 3.6: Sản lượng thu hồi Hình 3.7: Sản lượng thu hồi từ mô hình slimtube để xác từ mô hình slimtube để xác từ mô hình slimtube để xác định MMP của TH1 định MMP của TH2 định MMP của TH3
  17. 15 Quá trình mô phỏng slimtube đã chỉ rõ được cơ chế trộn lẫn và gần trộn lẫn, từ đó có thể tính toán chính xác được điểm MMP khi có dòng chảy và biến đổi thành phần theo chiều dài của slimtube. Tại giá trị cuối cùng của quá trình đẩy có thể nhận thấy với quá trình đẩy trộn lẫn thì dầu tàn dư trong slimtube gần bằng 0, còn với quá trình đẩy không trộn lẫn thì lượng dầu tàn dư trong slimtube khoảng 0,2. ➢ Trường hợp 4: Sử dụng khí bơm ép là khí trơ N2 và CO2. Kết quả mô phỏng cũng chỉ ra không có quá trình trộn lẫn N2 với dầu vỉa trong bất kỳ áp suất nào, quá trình bơm ép N2 vào vỉa sẽ là quá trình không trộn lẫn. So sánh MMP từ các phương pháp nghiên cứu Bảng 3.1 Sai khác trong tính toán MMP tính toán MMP thực nghiệm MMP từ mô hình PVT Mô hình 1-D slimtube 5.300 psia 7.350 psia 6.000 psia Sai lệch 38,6 % 13,2 % Tính toán dựa trên thiết bị 1. Sai lệch do phương trình 1. Sai lệch do đã hiệu chỉnh lại thực nghiệm với độ rỗng trạng thái tại điều kiện tiếp độ rỗng của mô hình slimtube 37,8% và thành phần dầu xúc tĩnh giữa bề mặt hai pha. về với điều kiện thực tế mỏ, vỉa và khí bơm ép của 2. Sử dụng thành phần dầu- trung bình 30% giếng SDSW-23P khí đại diện cho vỉa (SD-2X) 2. Sử dụng thành phần dầu-khí đại diện cho vỉa (SD-2X) Kết quả đánh giá sai số của phương pháp xác định MMP đã chứng minh việc sử dụng mô hình mô phỏng thủy động lực học slimtube có thể tính toán và dự báo chính xác được điểm MMP với các điều kiện thực tế của mỏ. Kết quả cũng chứng minh hiệu quả nâng cao hệ số thu hồi dầu của cơ chế bơm ép trộn lẫn với các cơ chế bơm ép gần trộn lần và không trộn lẫn. Kết quả cũng chỉ ra các hạn chế của việc tính toán MMP chỉ sử dụng mô hình PVT. Quan trọng hơn, nghiên cứu đã xây dựng được quy trình mô phỏng và khẳng định tính đúng đắn về phương pháp luận, các thuật toán tính toán mô phỏng mô hình slimtube để dự báo điểm MMP cho các mỏ dầu khí với các nguồn khí bơm ép khác nhau, đặc biệt có thể áp dụng được cho Mioxen Sư Tử Đen. Lựa chọn nguồn khí và giải pháp bơm ép khí cho Mioxen Sư Tử Đen Từ các kết quả chạy mô phỏng slimtube để xác định điểm MMP và hiệu quả bơm ép các nguồn khí trong các cơ chế trộn lẫn, gần trộn lẫn và không trộn lẫn có thể chọn lựa được các phương án sử dụng nguồn khí phù hợp để tiến hành bơm ép. Đánh giá gradient áp suất của Mioxen hiện tại theo độ sâu 2.000-2.500 psia, phân bố rỗng thấm thực tế mỏ và kết quả mô phỏng slimtube để dự báo MMP thì có thể nhận thấy với trường hợp bơm ép khí hydrocarbon thông thường (khí khô, khí làm giàu) sẽ không đạt đến trạng thái trộn lẫn hoàn toàn mà chỉ đạt trạng thái gần trộn lẫn. Để tăng hiệu quả của quá trình bơm ép khí cho Mioxen, giải pháp bơm ép khí nước luân phiên (WAG) cần được áp dụng. Bơm ép khí nước luân phiên sẽ nâng áp suất đáy giếng của giếng bơm ép lên cao làm các nút khí bơm ép xuống vỉa tiệm cần hơn với quá trình gần trộn lẫn. Ngoài
  18. 16 ra, bơm ép nước trước và sau khí còn hạn chế bớt quá trình chảy quá nhanh của dòng khí bơm ép do độ linh động của khí, quá trình này sẽ gia tăng hệ số quét cho quá trình bơm ép khí. Kết luận Nghiên cứu đã chỉ ra sự khác nhau giữa kết quả MMP thực nghiệm với kết quả tính toán dựa trên phương trình trạng thái và tình trạng pha bởi mô hình chất lưu PVT và với kết quả MMP bởi phần mềm mô phỏng. Các ưu điểm và nhược điểm của phương pháp xác định MMP bằng thực nghiệm được đánh giá chi tiết như thành phần của hệ chất lưu vỉa và thành phần phần khí bơm ép cũng cố định trong suốt quá trình tiến hành thực nghiệm nên sự thay đổi thành phần chất lưu trong thiết bị slimtube cũng không thể đại diện cho quá trình thay đổi chất lưu của vỉa chứa. Các kết quả đã chứng minh việc sử dụng mô hình mô phỏng thủy động lực học slimtube có thể tính toán và dự báo chính xác được MMP với tính chất của vỉa chứa và điều kiện khai thác thực tế của mỏ. Ngoài ra, luận án đã xây dựng được quy trình mô phỏng và khẳng định tính đúng đắn về phương pháp luận, các thuật toán tính toán về dòng chảy trong mô phỏng mô hình slimtube để dự báo điểm MMP cho các mỏ dầu khí với nguồn khí bơm ép khác nhau, đặc biệt có thể áp dụng cho các đối tượng trầm tích của bể Cửu Long ở Việt Nam. CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP BƠM ÉP NƯỚC KHÍ LUÂN PHIÊN CHO MIOXEN SƯ TỬ ĐEN TRÊN MÔ HÌNH MÔ PHỎNG Cập nhật mô hình mô phỏng và khớp lịch sử khai thác Mô hình thuỷ động của tầng chứa cát kết Mioxen, mỏ Sư Tử Đen có tổng số ô lưới được đưa vào tính toán là 114.626 ô, cập nhật đến ngày 1/1/2015. Kết quả phục hồi lịch sử mô hình khai thác cho thấy các giếng đã được phục hồi tốt, đáp ứng được các tiêu chí đề ra trong yêu cầu kỹ thuật đối với việc xây dựng mô hình khai thác. Kết quả phục hồi lịch sử khai thác đối tượng Mioxen, mỏ Sư Tử Đen đã được thể hiện trên hình 4.1. Hình 4.1: Phân bố bão hòa dầu và kết quả khớp lịch sử Kết quả phục hồi lịch sử mô hình thành phần cho thấy mô hình đã đảm bảo đủ tin cậy để tiến hành nghiên cứu chuyển đổi sang mô hình thành phần để có thể đánh giá hiệu quả các phương
  19. 17 án bơm ép khí nước luân phiên theo các phương án khai thác. Chuyển từ mô hình “black oil” sang mô hình thành phần Quá trình bơm ép khí để nâng cao hệ số thu hồi thì việc sử dụng mô hình black oil không thể mô tả sự thay đổi thành phần các cấu từ trong quá trình dịch chuyển từ ô lưới này sang ô lưới khác trong quãng đường từ giếng bơm ép đến giếng khai thác. Sự thay đổi thành phần trong vỉa hệ chất lưu vỉa và khí bơm ép sẽ quyết định cơ chế trộn lẫn, gần trộn lẫn và không trộn lẫn. Mô hình thành phần cũng mô phỏng được sự thay đổi trạng thái pha của các cấu tử Hydrocacbon gồm dầu vỉa và khí bơm ép, từ đó quyết định các tính chất của hệ chất lưu hỗn hợp và cơ chế của dòng chảy. Kết quả tái lập lịch sử của mô hình được thể hiện trong hình, trữ lượng dầu tại chỗ của mô hình “black oil” và mô hình thành phần sai khác < 3%. Các phương án bơm ép khí và đánh giá độ nhạy Dựa trên thực trạng hiện nay, giếng SD-16I có vị trí phù hợp nhất trong các giếng bơm ép để tiến hành thử nghiệm bơm ép khí và dự báo sản lượng gia tăng của khu vực trung tâm của đối tượng. Để có thể đánh giá được cơ chế trộn lẫn, gần trộn lẫn, không trộn lẫn và hiệu quả của phương pháp bơm ép khí cũng như chỉ ra được các ảnh hưởng của tính chất địa chất, chất lưu vỉa, vị trí giếng bơm ép lên hiệu quả thu hồi dầu thì các phương án bơm ép, tối ưu khai thác cần được đưa ra và chạy dự báo. Các phương án được xây dựng và trình bày trong bảng 4.1.
  20. 18 Bảng 4.1: Các phương án bơm ép khí và đánh giá độ nhạy Bơm Giếng Giếng Thời Bơm Bơm Bơm Bơm Bơm Áp Lưu lương ép khí bơm ép bơm ép gian ép dưới ép ép khí ép khí ép khí suất bơm ép đã làm nước khí bơm ép OWC nước CO2 N2 khô giàu Phương án Cơ sở bơm ép nước : bơm ép nước tại hai giếng 27I và 27I 16I 2023 Vỉa 14000 bbl/day X X 16I Trường hợp 1 Phương án bơm ép khí : bơm ép nước tại giếng 27I; bơm ép khí 27I 16I 2023 Vỉa 5MMscf/day X X X tại giếng 16I Trường hợp 2 Phương án bơm ép luân phiên nước-khí(WAG): bơm ép nước 27I 16I 2023 Vỉa 5MMscf/day X X X tại giếng 27I và bơm ép luân phiên khí-nước tại giếng 16I Trường hợp 3 Phương án bơm ép WAG 5 triệu Mscf/day tại giếng 16I, giếng 27I 16I 3 năm Vỉa 5MMscf/day X X X 27I bơm ép nước Phương án bơm ép WAG 10 triệu Mscf/day tại giếng 16I, 27I 16I 3 năm Vỉa 10MMscf/day X X X giếng 27I bơm ép nước Phương án bơm ép WAG 15 triệu Mscf/day tại giếng 16I, 27I 16I 3 năm Vỉa 15MMscf/day X X X giếng 27I bơm ép nước Trường hợp 4
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.11: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Tài Chính Ngân Hàng
172 tài liệu
841 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
7=>1