Đang tải... (xem toàn văn)
Dầu khí hiện nay là một nghành công nghiệp quan trọng đối nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam, bên cạnh các công tác tìm kiếm – thăm dò khai thác mỏ dầu khí thì vấn đề gia tăng lưu lượng thu hồi là điều các nhà thầu rất được quan tâm. Việc gia tăng lưu lượng khai thác thường mới chỉ tập trung là các phương pháp kích thích, xử lý gây tác động lên vỉa nhằm nâng cao hệ số thu hồi mà vấn đề sử dụng công nghệ ít được chú ý nghiên cứu. Trong thời gian thực tập tại ban Công Nghệ Mỏ thuộc Tổng Công Ty Thăm Dò và Khai Thác Dầu Khí –PVEP được sự hướng dẫn của kỹ Sư Vương Hữu Đức em đã chọn đề tài nghiên cứu “ Lựa chọn kích thước ống khai thác tối ưu kết hợp phương pháp khai thác khí nâng(gaslift), áp dụng giếng khoan VA3X mỏ Vàng Anh ”. Đây là phương pháp nâng cao hiệu quả khai thác dầu khí thông qua nghiên cứu đặc tính dòng chảy chất lưu trong vỉa và trong ống khai thác để đưa ra kích thước ống khai thác hợp lý phụ thuộc vào điều kiện mỏ và kế hoạch khai thác của nhà thầu.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP “ Lựa chọn kích thước ống khai thác tối ưu kết hợp phương pháp khai thác khí nâng(gaslift), áp dụng giếng khoan VA -3X mỏ Vàng Anh ” i LỜI MỞ ĐẦU Dầu khí nghành công nghiệp quan trọng đối nhiều quốc gia giới có Việt Nam, bên cạnh cơng tác tìm kiếm – thăm dị khai thác mỏ dầu khí vấn đề gia tăng lưu lượng thu hồi điều nhà thầu quan tâm Việc gia tăng lưu lượng khai thác thường tập trung phương pháp kích thích, xử lý gây tác động lên vỉa nhằm nâng cao hệ số thu hồi mà vấn đ ề sử dụng cơng nghệ ý nghiên cứu Trong thời gian thực tập ban Công Nghệ Mỏ thuộc Tổng Cơng Ty Thăm Dị Khai Thác Dầu Khí –PVEP hướng dẫn kỹ Sư Vương Hữu Đức em chọn đề tài nghiên cứu “ Lựa chọn kích thước ống khai thác tối ưu kết hợp phương pháp khai thác khí nâng(gaslift), áp dụng giếng khoan VA -3X mỏ Vàng Anh ” Đây phương pháp nâng cao hiệu khai thác dầu khí thơng qua nghiên cứu đặc tính dịng chảy chất lưu vỉa ống khai thác để đưa kích thước ống khai thác hợp lý phụ thuộc vào điều kiện mỏ kế hoạch khai thác nhà thầu ii MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU i MỤC LỤC……………………… ………… ………………………………… ii DANH MỤC HÌNH VẼ…………………… ……………………………… … v DANH MỤC BẢNG BIỂU……………………………………….…………….viii CÁC KÍ HIỆU THƯỜNG DÙNG TRONG ĐỒ ÁN ix PHẦN I : KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ -NHÂN VĂN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Khí hậu thuỷ văn 1.2 Đặc điểm kinh tế - nhân văn .3 1.2.1 Dân cư .3 1.2.2 Kinh tế .3 1.2.3 Giáo dục, y tế 1.2.4 Giao thơng, thơng tin liên lạc, tài điện 1.3 Thuận lợi khó khăn cơng tác tìm kiếm khai thác dầu khí 1.3.1 Thuận lợi 1.3.2 Khó khăn CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT LÔ 15 -1 .7 2.1 Vị trí địa lý, lịch sử tìm kiếm, thăm dị dầu khí lơ 15 -1 .7 2.1.1 Vị trí địa lý lơ 15-1 2.1.2 Lịch sử tìm kiếm – thăm dị dầu khí lô 15-1 2.1.2.1 Mỏ Vàng Anh .8 2.1.2.2 Mỏ Sư Tử Vàng 2.1.2.3 Mỏ Sư Tử Trắng .10 2.1.2.4 Mỏ Sư Tử Nâu 11 2.1.2.5 Hoạt động thăm dò thẩm lượng khác 14 2.2 Cấu trúc địa chất lô 15-1 14 2.2.1 Đặc điểm địa tầng 14 2.2.1.1 Móng trước Kainozoi .14 2.2.1.2 Trầm tích Giới Kainozoi 14 2.2.1.2.1 Hệ Paleogen (xem hình 2.4) 14 2.2.1.2.2 Hệ Neogen (xem hình 2.4) 17 2.2.1.2.3 Thống Plioxen - Đệ Tứ, điệp Biển Đông (N2bđ) 17 2.2.2 Đặc điểm cấu - kiến tạo lô 15 -1 18 2.2.2.1 Các đơn vị cấu trúc lô 15 -1 .18 2.2.2.2 Hệ thống đứt gãy lô 15-1 18 2.2.2.3 Phân tầng cấu trúc lô 15-1 19 2.2.3 Lịch sử phát triển địa chất 23 iii 2.2.4 Tiềm dầu khí 25 2.2.4.1 Đá sinh .25 2.2.4.2 Đá chứa 25 2.2.4.3 Đá chắn 26 2.2.4.4 Các kiểu bẫy tiềm lô 27 PHẦN II : QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI .29 CHƯƠNG KHÁI QUÁT MỎ VÀNG ANH 29 3.1 Giới thiệu mỏ Vàng Anh 29 3.2 Đặc điểm địa chất mỏ Vàng Anh 30 3.2.1 Địa tầng mỏ Vàng Anh 30 3.2.1.1 Móng trước Kainozoi 30 3.2.1.2 Trầm tích Giới Kainozoi .32 3.2.1.2.1 Hệ Paleogen (xem hình 3.3) 32 3.2.1.2.2 Hệ Neogen 32 3.2.1.2.3 Thống Plioxen - Đệ Tứ, điệp Biển Đông (N2bđ) 34 3.2.2 Đặc điểm cấu - kiến tạo mỏ Vàng Anh .34 3.2.2.1 Cấu tạo mỏ Vàng Anh 34 3.2.2.2 Hệ thống đứt gãy 34 3.2.3 Tiềm dầu khí mỏ Vàng Anh .36 3.2.3.1 Đá sinh 36 3.2.3.2 Đá chứa 37 3.2.3.3 Đá chắn 38 3.2.3.4 Trữ lượng dầu khí chỗ mỏ Vàng Anh 38 3.3 Đặc điểm tầng chứa Mioxen hạ .40 3.3.1 Thạch học trầm tích 40 3.3.2 Đặc tính đá chứa 45 3.3.3 Đặc tính chất lưu 47 3.3.3.1 Tính chất dầu 47 3.3.3.2 Đặc tính nước vỉa 48 3.3.4 Áp suất nhiệt độ tầng chứa Mioxen 50 CHƯƠNG : CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI 51 4.1 Cơ sở lý thuyết 51 4.1.1 Giới thiệu lý thuyết điểm nút hệ thống khai thác 51 4.1.2 Khái quát hiệu suất dòng chảy vào IPR (Inflow Performance Relationship) 54 4.1.2.1 Nghiên cứu dòng chảy vỉa 54 4.1.2.2 Đặc tính dòng IPR 61 4.1.2.2.1 Dòng chảy đơn pha (single phase) .61 4.1.2.2.2 Dòng chảy đa pha .62 iv 4.1.3 Khái quát hiệu suất dòng chảy OPR (Outflow Performance Relationship)( hay gọi dòng chảy ống khai thác TPR - Tubing Performance Relationship) 69 4.1.3.1 Các tham số hỗn hợp lỏng – khí ống 71 4.1.3.2 Đặc tính dịng OPR/(TPR) 73 4.2 Phương pháp giải 83 4.2.1 Cơ sở phương pháp xác định kích thước ống khai thác 83 4.2.2 Tối ưu lưu lượng khai thác 91 4.2.2.1 Tối ưu dựa vào lưạ chọn kích thước ống khai thác 91 4.2.2.2 Sử dụng gaslift liên tục .93 CHƯƠNG CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ QUY TRÌNH PHÂN TÍCH 96 5.1 Cơ sở tài liệu 96 5.1.1 Tài liệu thử vỉa 96 5.1.2 Các tham số thu từ phân tích PVT đo carota .103 5.2 Xác định kích thước ống khai thác .103 5.2.1 Xây dựng đường IPR (inflow performance relationship) giếng VA-3x 103 5.2.2 Xây dựng đường OPR/TPR (Outflow/(Tubing Performance Relationship) cho giếng VA-3X .105 5.2.2.1 Đường OPR cho ống có kích thước inch: .121 5.2.2.2 Đường OPR cho ống có kích thước : 131 5.2.3 Lựa chọn kích thước ống khai thác tối ưu .133 5.2.4 Tối ưu lưu lượng khai thác giếng VA -3X sử dụng khí nâng (gaslift) .136 KẾT LUẬN 142 KIẾN NGHỊ 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO 144 v DANH MỤC HÌNH VẼ TRANG Hình 1.1: Sơ đồ vị trí bể Cửu Long Hình 2.1: Bản đồ vị trí lơ 15-1 Hình 2.2 : Mặt cắt địa chất – địa chấn dọc mỏ Sư Tử Vàng Hình 2.3 :Vị trí giếng khoan lơ 15 -1 Hình 2.4: Cột địa tầng lơ 15-1 Hình 2.5: Sơ đồ phân vùng cấu trúc bể Cửu Long 10 Hình 2.6 : Sơ đồ cấu trúc lơ 15-1 22 Hình 2.7: Tiềm dầu khí lơ 15-1 27 Hình 3.1 : Sơ đồ vị trí mỏ Vàng Anh khu vực 29 Hình 3.2 : Mặt cắt địa chất – địa chấn dọc mỏ Vàng Anh 30 Hình 3.3 : Cột địa tầng mỏ Vàng Anh 31 Hình 3.4 : Sơ đồ cấu trúc mỏ Vàng Anh 35 Hình 3.5 : Mơ hình 3D mặt móng mỏ Vàng Anh 35 Hình 3.6 : Mơ hình mơi trường trầm tích tầng B10 41 Hình 3.7 : Tầng chứa B10 qua minh giải log GR giếng SD-2X Dev 42 Hình 3.8 : Tầng B10 qua giếng khoan VA-2X-Dev,VA-3X, VA- 4X,VA-6X Hình 3.9 : Bản đồ cấu trúc tầng B10 mỏ Vàng Anh Hình 3.10 : Bản đồ cấu trúc đáy tầng B10 mỏ Vàng Anh 43 Hình 3.11: Đồ thị biến thiên áp suất giếng VA-2X tầng B10, số liệu MDT Hình 3.12 : Đồ thị biến thiên áp suất giếng VA -3X tầng B10, số liệu MDT Hình 4.1 : Sơ đồ hệ thống khai thác đơn giản giếng 49 Hình 4.2 : Sự Tổn hao áp suất thành phần hệ thống khai thác 52 Hình 4.3 : Sự tổn hao áp suất hệ thống khai thác 53 Hình 4.4 : Mơ hình dịng chảy hình trụ vỉa 56 Hình 4.5 : Hệ số Dietz đối vỉa có dạng hình học khác 57 Hình 4.6 : Mơ tả tượng skin vỉa 58 Hình 4.7 : Đường IPR đối dịng chảy đơn pha 62 Hình 4.8 : Mối tương quan độ thấm tương đối độ bão hòa chất lưu Hình 4.9 : Đặc tính đường IPR dầu dòng đa pha 63 vi 13 16 21 44 44 50 51 64 Hình 4.10 : Mơ hình đường IPR vỉa bão hịa 65 Hình 4.11: Đường IPR vỉa bão hòa theo tác giả 66 Hình 4.12 : Đường IPR tổng quát vỉa chưa bão hịa 68 Hình 4.13 :Thay đổi đường IPR theo thời gian khai thác 68 Hình 4.14 :Thành phần chất lưu ống khai thác 69 Hình 4.15 : Các lực tác dụng dòng chảy ống khai thác 70 Hình 4.16 : Sự suy giảm áp suất ống 73 Hình 4.17 : Mơ hình chế độ dịng chảy ống ngang 74 Hình 4.18 : Chế độ dịng chảy theo hệ số Froude (Fr) 75 Hình 4.19 : Đặc điểm dòng chảy ống khai thác 76 Hình 4.20 : Các thành phần đường cong gây áp suất ống 77 Hình 4.21 : Đường OPR mơ tác giả khác Hình 4.22 : Đường OPR với kích thước ống khai thác khác 78 Hình 4.23 : Đường OPR với tỷ số khí - dầu khác 79 Hình 4.24 : Đường OPR với độ ngập nước khác 80 Hình 4.25 : Đường OPR với độ ngập nước tỷ số khí - dầu khác 80 Hình 4.26 : Đường OPR với độ nhám thành ống khác Hình 4.27 : Đường OPR với áp suất miệng giếng khác 81 81 Hình 4.28 : Đường OPR với mật độ dầu khác 82 Hình 4.29 : Đường OPR với tỷ trọng khí khác 82 Hình 4.30 : Đường OPR với nhiệt độ trung bình dịngkhác 83 Hình 4.31 : Sự áp suất điểm nút (đáy giếng) 84 Hình 4.32 : Dịng OPR IPR với điểm nút đáy giếng 85 Hình 4.33 : Dòng OPR IPR với điểm nút miệng giếng 85 Hình 4.34 : Dịng OPR IPR với điểm nút bình tách 86 Hình 4.35 : Đặc tính đường IPR OPR theo điểm nút Hình 4.36 : Hai vị trí cân đường OPR TPR i Hình 4.37 : Vị trí cân Pwf Pwf 86 87 88 i Hình 4.38 : Vị trí cân Pwf Pwf 89 i Hình 4.39 : Vị trí cân Pwf Pwf 90 i Hình 4.40 : Vị trí cân Pwf Pwf Hình 4.41 : Đặc tính dịng OPR phụ thuộc kích thước ống khai thác vii 79 90 91 Hình 4.42 : Lựu lượng khai thác ống inch inch Hình 4.43 : Hiệu gaslift tới dịng chảy vỉa - IPR 92 Hình 4.44 : Hiệu gaslift tới dòng chảy ống khai thác - OPR 95 Hình 5.1 : Các kết thử vỉa áp suất đáy giếng so điểm bão hòa 97 Hình 5.2 : Hai điểm thử vỉa có áp suất lớn áp suất bão hịa (P b) 99 Hình 5.3 : Một điểm thử vỉa có áp suất lớn điểm có áp suất nhỏ P b [6] 100 Hình 5.4 : Hai điểm thử vỉa có áp suất nhỏ Pb đối vỉa chưa bão hịa Hình 5.5 : Hai điểm thử vỉa có áp suất nhỏ P b đối vỉa bão hòa 101 102 Hình 5.6 : Đặc tính đường IPR giếng VA -3X 105 Hình 5.7 : Sự gia tăng áp suất dọc theo ống khai thác 106 Hình 5.8 : Xây dựng đường OPR với giả thiết chiều dài ống 8000ft 107 Hình 5.9 : Các biến số ảnh hưởng tới gradient áp suất dọc ống khai thác Hình 5.10 : Biểu đồ Standing cho hệ số lệch khỏi khí lý tưởng Z 108 Hình 5.11 : Mơ phương pháp tính tổn hao áp suất Beggs 120 94 111 Brill Hình 5.12 : Đường OPR giếng VA-3X cho ống inch Hình 5.13 : Đường OPR giếng VA -3X cho ống inch Hình 5.14 : Mối tương quan đường IPR OPR giếng VA -3X cho hai ống 23/8” ống 27/8” 131 132 133 Hình 5.15 : Đường IPR dự báo theo thời gian khai thácgiếng VA-3X 134 Hình 5.16 : Đường IPR OPR dự báo khai thác cho tương lai, giếng 135 VA-3X Hình 5.17 Tác động gaslift t ới dòng chảy OPR giếng VA -3X, ống 23/8” 138 Hình 5.18 : Tác động gaslift đối chế độ khai thác giếng VA-3X, ống 23/8” 140 viii DANH MỤC BẢNG BIỂU TRANG Bảng 3.1 : Trữ lượng dầu khí đá móng mỏ Vàng Anh 39 Bảng 3.2 : Trữ lượng dầu khí chỗ tầng C30 mỏ Vàng Anh Bảng 3.3 : Trữ lượng dầu chỗ vỉa chứa B10 mỏ Vàng Anh Bảng 3.4 : Trữ lượng khí chỗ vỉa B10 mỏ Vàng Anh Bảng 3.5 : Kết đo mẫu lõi tầng B10 giếng VA-2X-Dev Bảng 3.6 : Kết đo mẫu lõi tầng B10 giếng VA -3X Bảng 3.7 : Giá trị độ rỗng qua đo log tầng B10 mỏ Vàng Anh 39 Bảng 3.8 : Kết phân tích PVT tầng B10 47 Bảng 3.9 : Kết phân tích mẫu nước vỉa Mioxen hạ 48 Bảng 3.10 : Nhiệt độ áp suất tầng Mioxen 50 Bảng 4.1 : Giá trị hệ số b đường IPR 66 Bảng 5.1 Tính chất chất lưu giếng VA -3X 103 Bảng 5.2 Kết thử vỉa giếng VA-3X Bảng 5.3 Các tham số tính đường IPR giếng VA-3X 104 104 Bảng 5.4 Các loại kích thước ống khai thác thông dụng Bảng 5.5Các hệ số chế độ dòng chảy ống ngang 107 117 Bảng 5.6 Các hệ số chế độ dòng chảy ống nghiêng Bảng 5.7 Số gia áp suất ứng với áp suất ống khai thác 118 120 40 40 45 46 46 Bảng 5.8 Các tham số đầu vào tính áp suất đáy giếng dòng OPR 122 giếng VA -3X với ống khai thác inch Bảng 5.9 Kết tính tốn tham số cho độ giảm áp ống inch, với lưu lượng q = 4888(bpd) , giếng VA -3x Bảng 5.10 Mối tương quan áp suất P wf lưu lượng dòng OPR đối 123÷129 130 ống inch, giếng VA-3X Bảng 5.11 Mối tương quan áp suất P wf lưu lượng dòng OPR đối 131 ống inch, giếng VA-3X Bảng 5.12 Các tham số đường IPR dự báo theo thời gian khai thác 134 Bảng 5.13 Các tham số đầu vào để xây dựng đương OPR cho ống 23/8” sử dụng gaslift, giếng VA-3X 137 Bảng 5.14 Các tham số đường IPR theo thời gian khai thác tương lai, giếng VA -3X 139 ix CÁC KÍ HIỆU THƯỜNG DÙNG TRONG ĐỒ ÁN GLR = Gas liquid ratio : Là tỷ số khí – lỏng (scf/stb) GLR t : Là tổng tỷ số khí-lỏng có dòng chảy ống (scf/stb) GLR via : Là tỷ số khí – lỏng ban đầu mà khai thác từ vỉa (scf/stb) GLR gaslift : Là tỷ số khí- lỏng sử dụng phương pháp dùng khí nâng (scf/stb) FGLR = Free gas liquid ratio : Là tỷ số khí (tách khỏi dầu áp suất bão hòa) với chất lỏng (scf/stb) GOR = Gas oil ratio : tỷ số khí dầu (scf/stb) WC = Water cut : Độ ngập nước (%) NRe : Hệ số Raynol Ap = Apipe : Thiết diện đường ống khai thác C0, Cw : Độ nén dầu khí (1/psi) B0 : Là hệ số thể tích dầu (rb/stb) Bg : Hệ số thể tích khí (rb/scf) Bob = B0(Pb) : hệ số thể tích dầu áp suất bão hòa (Pb) (rb/stb) J : Hệ số sản phẩm (stb/psi.d) J* : Hệ số sản phẩm áp suất đáy giếng áp suất vỉa trung bình (stb/psi.d) P : Áp suất trung bình khoảnh cấp (psi) pwf : Áp suất đáy giếng (psi) Pb = Pbubble : Áp suất bão hòa (psi) α l , α g : tỷ lệ phần trăm pha lỏng pha khí có hỗn hợp γ m ,γ l ,γ g : Là tỷ trọng hỗn hợp chất lưu, pha lỏng pha khí µ m , µl , µ g : Là độ nhớt hỗn hợp chất lưu, pha lỏng pha khí (cP) ρ m , ρ l , ρ g : Là mật độ hỗn hợp chất lưu, pha lỏng khí (lb/ft 3) λg = λgas : Tỷ phần lưu lượng khí so hỗn hợp chất lưu ống x Kết bảng cho thấy với cấp lưu lượng khai thác 488 (bpd), trính di chuyển chất lưu ống khai thác áp suất đáy giếng dịng OPR đạt giá trị 2941(psi),tổng tổn hao áp suất từ đáy giếng đến miệng giếng (294 – 200 =2741 psi) Trên sở phép tính trên, thay đổi cấp lưu lượng khác ta tính giá trị áp suất tương ứng đáy giếng dòng OPR đối ống inch, cho theo bảng 5.10 Bảng 5.10 Mối tương quan áp suất Pwf lưu lượng dòng OPR đối ống inch Q0 (bpd) Pwf (psi) Q0 (bpd) Pwf (psi) Q0 (bpd) Pwf (psi) 4888 4790.24 4692.48 4594.72 4496.96 4399.2 4301.44 4203.68 4105.92 4008.16 3910.4 3812.64 3714.88 3617.12 3519.36 2940.794 2905.337 2870.107 2834.788 2799.368 2764.319 2728.69 2693.015 2657.725 2621.813 2585.811 2549.769 2514.323 2478.342 2440.519 3226.08 3128.32 3030.56 2932.8 2835.04 2737.28 2639.52 2541.76 2444 2346.24 2248.48 2150.72 2052.96 1955.2 1857.44 2332.585 2296.878 2260.483 2223.981 2187.386 2151.604 2115.06 2078.487 2042.894 2009.554 1973.411 1938.532 1902.806 1868.593 1833.718 1564.16 1466.4 1368.64 1270.88 1173.12 1075.36 977.6 879.84 782.08 684.32 586.56 488.8 391.04 293.28 195.52 1740.451 1711.337 1685.205 1659.258 1637.114 1615.998 1598.088 1586.509 1578.389 1577.252 1585.66 1611.351 1658.742 1731.374 1850.372 3421.6 2405.074 1759.68 1800.495 97.76 2027.746 3323.84 2368.893 1661.92 1770.567 Đường OPR ống có kích thước inch xây dựng bảng số liệu hồi quy điểm bảng 5.10 Chúng có dạng hình 5.12 Trên thực tế đường OPR đưa sở tập hợp nhiều điểm hồi quy với cấp lưu lượng khác có giá trị áp suất tương ứng, tính phức tạp nên thường đường OPR xây dựng máy tính có tính xác cao với nhiều điểm hồi quy 130 Hình 5.12 Đường OPR giếng VA-3X cho ống inch 5.2.2.2 Đường OPR cho ống có kích thước : Với tính chất vỉa đặc tính chất lưu khơng thay đổi ta xây dựng đường OPR cho ống khai thác khác tương tự cho ống inch, cần thay đổi tham số kích thước, đường kính loại ống theo bảng 5.3 Do hạn chế đồ án, tác giả xin tính tốn rút gọn kết cho trường hợp ống có kích thước inch Bảng 5.1 thể mối tương quan áp suất 7 Pwf lưu lượng dòng OPR đối ống , kết xây dựng đường OPR ống inch hình 5.13 131 Bảng 5.11 Mối tương quan áp suất P wf lưu lượng dòng OPR đối ống inch Q0(bpd) Pwf (psi) Q0(bpd) Pwf (psi) 4888 4790.24 4692.48 4594.72 4496.96 4399.2 4301.44 4203.68 4105.92 4008.16 3910.4 3812.64 3714.88 3617.12 3519.36 3421.6 2061.201 2047.195 2033.2 2019.214 2005.224 1992.663 1978.949 1965.296 1951.724 1942.83 1929.347 1915.987 1904.358 1891.369 1878.552 1865.985 3226.08 3128.32 3030.56 2932.8 2835.04 2737.28 2639.52 2541.76 2444 2346.24 2248.48 2150.72 2052.96 1955.2 1857.44 1759.68 1841.682 1829.937 1820.371 1809.388 1798.788 1793.251 1783.636 1774.547 1768.168 1760.423 1753.585 1747.611 1746.85 1744.86 1742.026 1740.437 3323.84 1853.708 1661.92 Q0(bpd) 1564.16 1466.4 1368.64 1270.88 1173.12 1075.36 977.6 879.84 782.08 684.32 586.56 488.8 391.04 293.28 195.52 97.76 1740.297 Hình 5.13 Đường OPR giếng VA -3X cho ống inch 132 Pwf (psi) 1745.681 1748.267 1752.932 1763.705 1772.544 1785.996 1800.027 1821.395 1846.223 1870.59 1903.744 1942.045 1990.613 2046.432 2115.654 2195.774 5.2.3 Lựa chọn kích thước ống khai thác tối ưu Tính điểm khai thác tối ưu cho loại kích thước ống Từ kết xây dựng đường IPR OPR giếng VA-3X cho ống 3/8 ơng 7/8 inch, hình 5.14 thể mối tương quan đường IPR OPR cho hai kích thước ống Hình 5.14 Mối tương quan đường IPR OPR giếng VA-3X cho hai ống 23/8” ống 27/8” Gọi e 1, e2 vị trí cân lưu lượng ống 3/8” ống 27/8”, vị trí cho lưu lượng khai thác tối ưu đối loại kích thước ống khai thác Ta thấy ống 27/8” có vị trí lưu lượng khai thác tối ưu lớn so ống 3/8” Dự báo khai thác Theo thời gian khai thác, áp suất trung bình vỉa giảm, gọi P1 áp suất trung bình ban đầu khoảnh cấp, sau thời gian t áp suất trung bình khoảnh có giá trị áp suất P2 Theo Fetkovich theo thời gian khai thác hệ số góc J * ứng áp suất trung bình P đường IPR chúng có mối quan hệ theo công thức (5.108) 133 * JP J * P 1` P2 P1 (5.108) Đường IPR dự báo theo thời gian có tham số đường IPR thay đổi theo giá trị áp suất trung bình, ta tính theo cơng thức (5.108) công thức (5.20) công thức (5.21) Giả sử theo thời gian khai thác áp suất trung bình P khoảnh cấp thay đổi bảng 5.1 , tham số đường IPR thay đổi theo áp suất trung bình khoảnh tóm tắt bảng 5.12 Bảng 5.12 Các tham số đường IPR dự báo theo thời gian khai thác [6] P (psi) J * (bpd/psi) Pb (bpd/psi) qmax (bpd/psi) 2499 2400 2300 2200 2100 1800 1300 3,522 3,383 3,242 3,101 2,960 2,537 1,832 0 0 0 4888 4511 4142 3790 3453 2537 1323 Đường IPR dự báo theo thời gian khai thác có dạng hình 5.15 Hình 5.15 Đường IPR dự báo theo thời gian khai thác giếng VA-3X [6] 134 Giả thiết đặc tính thành phần chất lưu khai thác khơng đổi theo thời gian khai thác đường OPR khơng thay đổi mà có đường IPR thay đổi áp suất vỉa giảm Ta có mối tương quan đường OPR IPR thể hình 5.16 Hình 5.16 Đường IPR OPR dự báo khai thác cho tương lai , giếng VA-3X Trên hình 5.16 có điều ta cần lưu ý cho trình khai thác tương lai: - Thời gian đầu trình khai thác, áp suất trung bình P lớn, giá trị P dao động khoảng P = 2300 ÷ 2499 (psi), đường IPR cắt hai đường OPR hai loại ống khai thác Đặc biệt vị trí khai thác lưu lượng tối ưu ống 27/8” cho lưu lượng dòng lớn so ống nhỏ 23/8” - Khi P khoảng 21000 ÷ 2300 (psi) điểm giao đường IPR OPR cho thấy điều ngược lại trường hợp điểm khai thác lưu lượng tối ưu ống 27/8” nhỏ so ống nhỏ 23/8” 135 - Khi P nằm khoảng 1800 -2100 (psi) khai thác với ống có kích thước nhỏ 23/8 - Khi áp suất P < 1800 ta khơng thể khai thác với hai ống Giải pháp lựa chọn ống khai thác cho lưu lượng tối ưu giếng VA-3X Tùy theo điều trữ lượng mỏ, kinh tế kế hoạch khai thác mà nhà thầu lựa chọn giải pháp sau: - Khai thác với ống 7/8”, thời gian đầu khai thác ( P = 2300 ÷ 2499 psi) cho lưu lượng lớn, vỉa tác động giải pháp nhằm trì áp suất vỉa có hiệu ống 7/8” lựa chọn tốt - Nếu khai thác với ống có kích thước nhỏ 23/8” cho lưu lượng khai thác tích lũy đời mỏ cao so ống 27/8” khai thác áp suất trung bình khoảnh cấp nhỏ 2100 psi, nhiên thời gian khai thác kéo dài - Một giải pháp quan trọng khác có hiệu cho giếng VA-3X thời gian đầu khai thác với ống 27/8” tới áp suất trung bình khoảnh cấp giảm xuống khoảng 2300psi (điểm giao hai đường OPR) ta lồng tiếp ống nhỏ 23/8” chi phí kinh tế gây thêm tốn 5.2.4 Tối ưu lưu lượng khai thác giếng VA -3X sử dụng khí nâng (gaslift) Do giới hạn đồ án nên ta nghiên cứu ảnh hưởng, tác động gaslift tới hiệu khai thác giả thiết giếng VA-3X khai thác với ống 3/8” ( chất phương pháp nghiên cứu tương tự với ống có kích thước khai thác khác) Phương pháp nghiên cứu sở thay đổi đặc tính đường OPR dẫn tới điểm khai thác tối ưu (giao đường IPR OPR) cho ống vỉa thay đổi theo hàm lượng khí ta bơm ép mà có tác động tích cực hay không tốt tới chế độ khai thác (xem hình 4.23 chương 4) Phương pháp sử dụng khí nâng bơm vào đáy giếng, làm gia tăng hàm lượng khí chất lưu chảy ống khai thác , thể thơng qua tham số tỷ số khí – lỏng (GLR) qua cơng thức 109 GLRt GLRvia GLRgaslift (109) Trong : GLR t : Là tổng tỷ số khí-lỏng sau sử dụng khí nâng gaslift (scf/stb) 136 GLR via : Là tỷ số khí – lỏng ban đầu mà khai thác từ vỉa (scf/stb) GLR gaslift : Là tỷ số khí- lỏng sử dụng phương pháp dùng khí nâng (scf/stb) Trong chương chứng minh sử dụng gaslift làm thay đổi đường OPR mà khơng làm thay đổi đặc tính đường IPR Ta xem ảnh hưởng gaslift tới hiệu suất dòng chảy (đường OPR) ống khai thác thông qua thay đổi giá trị GLR gaslift sử dụng Giả thiết giá trị GLR gaslift sử dụng 500, 1000, 1500, 2000 (scf/stb) Số liệu đầu vào cần tính tốn tương tự xây dựng đường OPR cho ống 3/8” không sử dụng gaslift (mục 5.2.2.1), chúng tóm tắt bảng 5.1 Bảng 5.13 Các tham số đầu vào để xây dựng đương OPR cho ống 3/8” sử dụng gaslift Xây dựng tương tự đường OPR cho trường hợp không sử dụng gaslif , ta có kết đường OPR cho trường hợp sử dụng giá trị GLR gaslift khác thể hình 5.17 137 g Hình 5.17 Tác động gaslift t ới dịng chảy OPR giếng V A-3X, ống 23/8 -3X, ảnh giảm, Theo thời gian khai thác áp suất trung bình khoảnh giả tham số đường IPR dự báo tương lai với giá trị áp suất trung bình tính theo phương trình (5.108) Fetkovich mối tương quan số sản phẩm J * với áp (5.2 suất trung bình khoảnh , cơng thức (5.20), cơng thức (5.21) Kết ảng 5.14 g tham số đường IPR theo thời gian khai thác cho bảng 5.1 thờ 138 Bảng 5.14 Các tham số đường IPR theo thời gian khai thác tương lai , giếng VA-3X J * (bpd/psi) Pb (bpd/psi) 2499 3,522 4888 2200 3,101 3739 2100 2,960 3453 2000 2,819 3132 1900 2,678 2827 1800 2,537 2537 1600 2,255 2005 1500 2,114 1762 1400 1,937 1535 1300 1,832 1323 (psi) P qmax (bpd/psi) Tác động gaslift tới chế độ khai thác theo thời gian thể hình 5.18 139 Hình 5.18 Tác động gaslift đối chế độ khai thác giếng VA-3X, ống 23/8” Trên hình 5.18 ta có nhận xét sau: - Thời gian đầu trình khai thác áp suất trung bình khoảnh cấp giảm từ 2499 psi xuống cịn khoảng 1950 psi ta thấy dùng gaslift làm giảm lưu lượng khai thác, trường hợp nên khai thác chế độ lượng tự nhiên vỉa mà không nên dùng gaslist gây tốn không hiệu - Khi áp suất trung bình khoảnh giảm, P 1950 psi : P = 1950 ÷ 1980 psi Ta sử dụng gaslift với GLR gaslift = 500 (scf/stb) khai thác có hiệu quả, làm lưu lượng dầu khai thác tăng Nếu sử dụng GLR gaslift lớn làm giảm lưu lượng khai thác so chế độ khai thác lượng tự nhiên vỉa, không hiệu Khi P 1800 psi GLR gaslift sử dụng tăng lưu lượng khai thác tăng theo Nếu so trường hợp khai thác chế độ lượng tự nhiên 140 vỉa vỉa khơng khai thác P 1800 psi , sử sụng gaslift làm gia tăng lưu lượng khai thác tích lũy khai thác áp suất trung bình P 1800 psi , GLR gaslift tăng lưu lượng khai thác tích lũy s ẽ tăng theo Từ hình 5.18 tác giả xin đề xuất phương án khai thác gaslift cho ống khai thác để đạt hiệu quả, nâng cao hệ số thu hồi sau: 3/8” - Phương pháp gaslift nên kết hợp P < 1950 psi - P = 1950 ÷ 1800 psi , dùng GLR gaslift = 500 (bcf/stb) - P < 1800 ta sử dụng GLR gaslift = 2000 (bcf/stb), chí GLR gaslift tăng nên có nguồn cấp lớn 141 KẾT LUẬN Mỏ Vàng Anh nằ m phần Đông Bắc lô 15 -1, phát dầu khí thơng qua giếng khoan tìm kiếm 15-G-1X vào năm 1979 Tầng sinh mỏ chủ yếu tập sét “D” giàu vật chất hữu tuổi Oligoxen, mỏ gồm đối tượng chứa móng trước Kz, trầm t ích Oligoxen trầm tích Mioxen hạ, móng đối tượng chứa mỏ Vàng Anh Tầng B10 giếng VA-3X nghiên cứu thuộc thống Mioxen hạ, gặp chiều sâu khoảng 1725 ÷1738 TVDSS, ranh giới dầu- nước gặp độ sâu 1735 TVDSS, áp suất trung bìn h vỉa khoảng 2500 psi nhỏ áp suất bão hòa (P b = 2934 psi) nên vỉa tồn mũ khí Phương pháp nghiên cứu lựa chọn kích thước ống khai thác tối ưu phương pháp phức tạp, dựa sở nghiên cứu đặc tính dịng chảy vỉa dòng chảy ống khai thác Trên kết tính tốn mơ đối ống 3/8” ống 27/8” cho thấy với ống khai thác có kích thước lớn khai thác với lưu lượng lớn thời gian ngắn, phù hợp vỉa có trữ lượng áp suất vỉa lớn; ống khai thác kích thước nhỏ cho lưu lượng dòng nhỏ hơn, khai thác thời gian dài lưu lượng khai thác tích lũy lớn hơn, phù hợp với mỏ có áp suất trung bình khoảnh thấp, áp dụng việc tận thu mỏ cách lồng thêm ống khai thác Phương pháp khai thác kết hợp khí nâng gaslift phương pháp khai thác học, giả thiết mỏ có lượng nước đẩy dầu kém, nhằm nâng cao hệ số thu hồi vỉa sử dụng phổ biến , áp dụng mỏ Vàng Anh có điều kiện thuận lợi nguồn cấp khí từ giếng khoan lân cận mỏ, mỏ Sử Tử Trắng nằm gần mỏ Vàng Anh phía Đơng Nam Việc áp dụng khai thác kết hợp gaslift xuất phát từ tác động lượng khí bơm vào tới đặc tính dịng chảy ống OPR, qua giúp ta tính tốn lượng khí bơm gaslift phù hợp để đạt hiệu thác, thường khai thác lượng tự nhiên vỉa khơng cịn hiệu hiệu khai thác gaslift tỷ lệ thuận với lượng khí gaslift bơm, giúp khai thác vỉa áp suất trung bình khoảnh cấp bị giảm xuống thấp, làm gia tăng lưu lượng khai thác tích lũy đời mỏ Phương pháp đưa cho nhà thầu phương án lựa chọn chế độ khai thác hợp lý ngồi việc lựa chọn kích thước ống kh thác, phương pháp lưu lượng q áp suất đáy giếng p phù hợp, đạt giá trị tối ưu đối cấp độ áp suất trung bình khoảnh lựa chọn lưu lượng bơm ép gaslift hợp lý 142 KIẾN NGHỊ Phương pháp dừng mức độ nghiên cứu lưu lượng tối ưu nhờ lựa chọn kích thước ống khai thác, để đánh giá hiệu thực loại ống cần đánh giá chi tiết lưu lượng khai thác tích lũy suốt đời mỏ phải đánh giá giá thành, lợi nhuận thời gian thu hồi dầu mỏ đối loại kích thước ống từ đ ó tham vấn cách xác loại kích thước ống cần dùng Khai thác kết hợp nâng quan trọng, thân áp dụng hiệu cho giếng khai thác có độ sâu, độ nghiêng lớn, hay mỏ có độ ngậm khí cao áp suất bão hịa lớ n, gây nhiễm mơi trường mở rộng nghiên cứu khai thác kết hợp đồng thời nhiều vỉa giếng, áp dụng phương pháp cần đánh giá lượng khí bơm gaslift cho hiệu lưu lượng khai thác mặt kinh tế 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cửu Long JOC, tháng 9/2009 “ HIIP & Reserves Assessment Report, SD/SV Fiedls Complex, Block 15-1 ” [2] Cửu Long JOC, tháng 8/2009 “ Exploration & Appraisal Program For Su Tu Nau Field Block 15-1 ” [3] Phan Từ Cơ, tháng 8/2007 “Thủy động lực học – lý thuyết ứng dụng công nghệ khai thác Dầu khí ” Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kĩ Thuật [4] PGS.TS.Cao Ngọc Lâm, 2007 “Giáo trình Cơng nghệ khai thác Dầu khí ” Chương VII, tr.82 – tr.99 NXBKH&KT Hà Nội [5] Tập đồn Dầu khí quốc gia Việt Nam, 2005 “ Địa Chất Và Tài Nguyên Dầu Khí Việt Nam ” Chương 9, tr.262 – tr.309 [6] Mauricio Prado, 2008 “ Artificial Lift Methods ’’ The university of Tulsa [7] Schlumberger, 2000 “ Well Performance Manual ” [8] H.Dale Beggs, 2003 “ Production Optimization ” [9] Mai Cao Lân, tháng 8/2008 “Performance analysis of petroleum production systems” HCMUT [10] PGS.TS Lê Phước Hảo, TP.HCM tháng 11/2006 “ Bài giảng cơng nghệ khai thác dầu khí ” 144 ... Công Nghệ Mỏ thuộc Tổng Công Ty Thăm Dị Khai Thác Dầu Khí –PVEP hướng dẫn kỹ Sư Vương Hữu Đức em chọn đề tài nghiên cứu “ Lựa chọn kích thước ống khai thác tối ưu kết hợp phương pháp khai thác khí... 83 4.2.1 Cơ sở phương pháp xác định kích thước ống khai thác 83 4.2.2 Tối ưu lưu lượng khai thác 91 4.2.2.1 Tối ưu dựa vào lưạ chọn kích thước ống khai thác 91 4.2.2.2 Sử... 5.2.2.2 Đường OPR cho ống có kích thước : 131 5.2.3 Lựa chọn kích thước ống khai thác tối ưu .133 5.2.4 Tối ưu lưu lượng khai thác giếng VA -3X sử dụng khí nâng (gaslift) .136 KẾT LUẬN