Mô phỏng hoạt động hệ thống thiết bị khai thác bề mặt mỏ khí condensate hải thạch mộc tinh

MÔ PH B KHAI THÁC M H CHUYÊN NGÀNH: K À CƠNG NGH LU TP H 2013 CƠNG TRÌNH C HOÀN THÀNH T I I H C BÁCH KHOA I H C QU C GIA TP H CHÍ MINH Cán b ng d n khoa h c : TS Mai Cao Lân……………………………… (Ghi rõ h tên, h c hàm, h c v ch ký) Cán b ch m nh n xét : …………………………………………………… (Ghi rõ h tên, h c hàm, h c v ch ký) Cán b ch m nh n xét : …………………………………………………… (Ghi rõ h tên, h c hàm, h c v ch ký) Lu Tp H cs cb ov t Thành ph n H ih cs i h c Qu c Gia m: …………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Xác nh n c a Ch t ch H ngành sau Lu ã CH T CH H ng khoa qu n lý chuyên c s a ch a (n u có) NG KHOA C ÒA XÃ H -T -H NHI H ên h ên : MSHV : 11371038 : 03/06/1982 Chuyên ngành I : :K Khai thác Cơng ngh ÀI: MƠ PH B H II NHI ÀN H m : p mơ hình hóa mơ ph ình tin c Xây d M hi T ình h ình h b khai thác, k xem xét m êm v khai thác k III NGÀY GIAO NHI : ngày 19 tháng 08 2013 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHI : ngày 22 2013 V : TS Mai Cao Lân - Ch CÁN B Khoan Khai thác, Khoa K HCM Tp HCM, ngày 22 tháng 11 CÁN B (H ên ch CH (H T ên ch ÀD (H ên ch Mô ph àM L IC Lu c hoàn thành t i h c Bách Khoa Tp H i s ng d n khoa h c c a TS Mai Cao Lân - Ch nhi m B môn Khoan Khai thác, khoa K thu a ch t & D i h c Bách Khoa Tp H Chí Minh Xin chân thành c ã dành th i gian, cơng s t n tình chu t trình làm Lu t nghi p c th i gian tơi h ình Cao h c t i h c Bách Khoa Trong trình làm Lu ã nh nhi t tình c a gi ng viên, cán b Khoa K thu ih i h c Bách Khoa Tp H Chí u hành d u khí Bi bày t ng d n ng cs a ch t & D u khí, Phịng o Minh anh ch ng nghi p lòng bi iv is Lu khơng th hồn thành n u khơng có s ng viên khích l c a ình, b ng nghi p c c viên Cao h c khóa 2011 chuyên ngành K thu t Khoan, Khai thác Công ngh d u khí Tơi xin bày t t m lịng tri ân v i nh ng viên khích l y M nh cs ã c g ng r t nhi u, song ch c ch n Lu n thi u sót, tơi mong b n Lu c hồn ch nh có hi u qu th c ti n t Xin chân thành c Tp H (Ký tên) H Mơ ph àM TĨM T T LU CS T th ng thi t b khai thác b m t hi n th i xem xét m t s ng h c bi t t i m H i Th ch M c Tinh m t nh ng công vi c quan tr ng nh t c a d án phát tri n m , có vai trò quy ns ng khai thác c mang l i hi u qu kinh t u hành d u khí H th ng thi t b khai thác x lý d u khí h th cơng ngh ph c t p bi i theo th i gian Các thông s làm vi c c a m t gi n kho ch a FSO có quan h v i ình r t ph c t c phân c c a h th ng ph c h tr b i ph n m m mô ph ng tính tốn v cơng ngh khai thác Vi c ti n hành khai thác v n hành m c m c tiêu tr ng khai thác cao nh t kho ng th i gian lâu nh t m t v mà nhà qu n lý m c n ph i n khai thác hi n T nh òi h i th c t n ph i ti n hành phân tích kh o sát thông s công ngh cho h th ng thi t b khai thác t toán ph i xây d ng nên m t mơ hình mơ ph ng h th ng thi t b khai thác b m t ph c hi n tr ng khai thác hi n t i c a m khai thác hi n tr ng so v i h n hành th t l a ch n p lý t Ngoài ra, v i vi c ng d ng ph n m m mô ph ng, vi c qu n lý m r ng mô hình khai thác tr m h t s c quan tr ng cho cơng tác phát tri n m m hi n n phát tri n khai thác, vi c xây d ng thêm gi ng thi t b khai thác yêu c u t t y u hồn tồn có th áp d ng mơ hình vào tính tốn ho c d báo ti p theo cho m H Mô ph i ondensate H àM M PH H 3.1 3.1.1 3.1.2 3.2 3.2.1 3.2.2 Tính c ài M n ên c ài .5 ph ên c ài li Tình hình nghiên c ài lu Ý ngh a khoa h ý ngh .13 C .14 ÀM 17 Gi àM 17 àM 19 Tóm t 19 Các v 19 Thành ph ndensate khí khai thác 20 Th di 22 H b àM 23 Giàn x -HT 23 .29 H 32 ÌNH MƠ PH 34 Khái qt v 34 Gi 34 Các module c g thi 34 ình hóa mơ ph 37 Gi ình hóa mơ ph 37 M 37 ình hóa mơ ph 38 ình mô ph 39 Nguyên lý chung .39 40 ình hóa t 40 h 42 42 À HI ÌNH H ÀM 44 Xây d ình theo yêu c .44 Yêu c 44 Nh xây d ình 58 Hi hình 65 Hi êng l so sánh v ành th .66 Hi àn b th 75 4.1 4.2 4.3 Gi K K 1.1 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.2 2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.4 2.5 H 79 79 -2X vào khai thác 79 êm v khai thác t -1X 83 Trang Mô ph 4.4 K K À KI CÁC TÀI LI H àM 88 90 H 91 Trang Mô ph àM DANH M C HÌNH V STT Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Hình 3.15 Hình 3.16 Hình 3.17 Hình 3.18 H Miêu t V trí m H i Th ch & M c Tinh b n tr H th ng thi t b b m t m H i Th ch & M c Tinh mô t h th ng công ngh khai thác mô t trình khai thác mơ t c m x lý n c th i Mơ t q trình xây d ng mơ hình t H c Tinh H i Th ch H th p H c Tinh H i Th ch H th p Thơng s c khai thác hình thành t i lô M c Tinh Thông s c khai thác hình thành t i lơ H i Th ch Thơng s c khai thác hình thành k t h p mô t h th ng công ngh ph n m m ASPEN HYSYS Mô t moomen xo n dịng n Mơ t cơng su t hi u su t Mơ t th i gian/dịng ng cong gi i h n nhi t nh áp su t/nhi u b ng cách nh áp su t/nhi u b ng cách Hình v mơ t bình tách cao áp Hình v mơ t bình tách trung áp Hình v mơ t bình th p áp Trang 18 19 24 36 37 41 54 54 55 55 56 56 57 57 58 59 66 67 68 69 70 72 73 74 Trang Mô ph àM DANH M C B NG BI U B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B STT ng 1.1 ng 1.2 ng 1.3 ng 1.4 ng 1.5 ng 3.1 ng 3.2 ng 3.3 ng 3.4 ng 3.5 ng 3.6 ng 3.7 ng 3.8 ng 3.9 ng 3.10 ng 3.11 ng 3.12 ng 3.13 ng 3.14 ng 3.15 B B B B B B B B B ng 3.16 ng 3.17 ng 3.18 ng 3.19 ng 3.20 ng 4.1 ng 4.2 ng 4.3 ng 4.4 B ng 4.5 B ng 4.6 B B B B B B B B H ng 4.7 ng 4.8 ng 4.9 ng 4.10 ng 4.11 ng 4.12 ng 4.13 ng 4.14 Miêu t Tóm t t thông s v a ch a Thành ph n Condensate t i m H i Th ch M c Tinh Thành ph àM S ng khai thác khí Condensate c a d án Bi T c u gi ng Nhi áp su t v ng Thành ph n Mol% trung bình ch ng H i Th ch Thành ph n Mol% trung bình ch ng M c Tinh Thành ph n Mol% trung bình ch ng HT&MT Nhi hình thành sáp Thành ph c khai thác Các thông s tiêu chu n v n hành xu t khí Các thơng s xu t Condensate Các yêu c u v lu nh H ch Thông s thi t k bình tách ki m tra giàn H i Th ch Thơng s thi t k bình tách ki m tra giàn M c Tinh Các lo i hóa ch t s d u gi ng H i Th ch Các lo i hóa ch t s d u gi ng M c Tinh H th ng nh Condensate pha tách c a pha c) H t máy nén Thông s ki K t qu hi u ch nh bình tách cao áp K t qu hi u ch nh bình tách trung áp K t qu hi u ch nh bình tách th p áp Thông s gi ng khai thác HT-2X Thông tin v m u gi c báo cáo Phân tích Hydrocarbon c a khí bình tách Phân tích Hydrocarbon c a s n ph m bình tách dịng tính c a m u 2.2 2.3 K t qu trích d n sau k t n i gi ng m i HT-2X H i Th ch M c Tinh GIIP t vi c mơ hình mơ ph a v t lý Tóm t t khai thác v a m H i Th ch M c Tinh B ng tóm t t tính ch u ki n c a v a c a gi ng MT-1P Tóm t t t i t ng Miocene s m Miocene gi a Thành ph n v a Thành ph c v a khai thác Thành ph n ch a gi ng HT-1X K t qu trích d n sau k t n i thêm v a m i K t qu trích d n k t n i m Trang 20 21 22 23 30 48 49 49 49 50 51 52 52 53 53 61 61 62 62 65 65 68 72 73 74 80 81 81 82 83 83 84 84 86 86 87 88 88 89 Trang Mô ph àM PH M Tính c ài T xem xét tình hu thác, k êm v ng khí/Condensate H nghiên c M - - m àM lý tác gi ên c ài ài êu: T m N - êm gi ã& n M có khai ên c Xây d ình mơ ph thác x d thông s Sau ch ình, ti ành hi u ch khai thác, báo cáo kh s - Phân tích d o o ho - ình ã hi c àn khai ình theo thơng s ên m ình tin c ình hu có th õi phân tích k àm vi ìm thơng s có, kh m g lai c ph ên c ên c H thi h&M Nam Côn , th H Trang Mô ph àM - FCV-3712B PDCV-3710B A+B+C ào: 49 oC Nhi 40 ppm ành ph hoàn toàn kh ph ph H XV-3711 t XV-3716 ph ành ph - Ph tác gi :K ình mô thành Trang 78 Mô ph àM 4: MÔ PH TRONG M T S 4.1 BI Gi ài nghiên c gi khai thác sau m ch vào khai thác ho (ví d ình phát tri m ên tính ch êm gi ành áp su ình phát tri -in) c ìv ên cho hi s àt ành kh gh khai thác, k thi ch 4.2 êm v khai thác k K -2X vào khai thác Vi hi c -2X ho k Hi -1P, MT-3P MTch t m ên) vào c ành d 6P àb ành ph phòng phân tích CORE LAB n B D -2X [5] ành ph o Nhi F) 278 200 120 Áp su ão hòa ( Saturation pressure) 7350 7900 8435 Tác nhân bi 1237 1315 1429 (Diviation factor at dew point pressure) Tác nhân bi 1276 factor at reservoir pressure – Z at 7739 psi) T 0.3440 0.3889 0.4348 dew point pressure – gcm ) T 0.3511 pressure – gcm at 7739 psi) o Th F (Constant Volume Depletion at 278 oF) Áp su ão hòa (Saturation pressure – psia at 278 oF) 7350 Tác nhân bi 1237 H Trang 79 Mô ph àM dew point pressure – Z at 7350 psia and 278 oF) T pressure – gcm3 at 7350 psia and 278 oF) Maximum retrograde condensation during depletion (% of volume at the dew point pressure) Áp su (Pressure at which maximum retrograde liquid accumulation occurs psia) Thông s o Nhi F) 278 0.0516 0.0531 Nhi Conditioning) T 73.9 oC T 15.6 oC B Thông tin v gi Thông tin v M Gi Ch Áp su Nhi Giàn khoan DST B o F) – mMDbrt) Thông tin m Ngày l Th Lo Choke 1/64 ths Áp su 57 mMDbrt) psia o Nhi F) Áp su o Nhi F) Áp su ình tách (psia) Nhi ình tách (oF) T ình tách (MMscfd) T ình tách (sep bo/d) T òng ch Tr Tác nhân h c H 0.3440 15.30 3500 200 0.0637 - 120 0.0832 - 38.4 42.0 [5] àv H 05.2-HT-2X DST # Gas Condensate 2974 7739 278 West Delta DST # 3001 - 3013 08/07/1996 20:00 – 20:20 Bình tách (Separator) 58 7432.57 271.13 2500.7 190.4 790 165 32.81 3969.7 0.752 1.0561 Trang 80 Mơ ph àM Khí H2S (ppm) Tr B F) Phân tích Hydrocarbon c M S Thành ph Hydrogen Hydrogen Sulphide Carbon Dioxide Nitrogen Methane Ethane Propane i-Butane n-Butane Neo-Pentane i-Pentane n-Pentane Hexanes Heptanes plus Total T relative density – Air = at 14.73 psia and 60 oF) Tr (g mol-1) B 0.834 o ình tách (Hydrocarbon Analysis of Separator gases) [5] 2.2 2492-C1-F 2.3 2483-C1-F Mol % 0.00 0.00 2.29 0.11 86.86 5.33 2.86 0.64 0.85 0.00 0.29 0.21 0.18 0.38 100.00 2.5 1818-C1F Mol % 0.00 0.00 2.32 0.11 87.11 5.34 2.81 0.64 0.79 0.00 0.25 0.18 0.16 0.29 100.00 2.6 2132-C1F Mol % 0.00 0.00 2.33 0.11 87.37 5.44 2.78 0.60 0.75 0.00 0.23 0.15 0.11 0.13 100.00 2.8 1870-C1F Mol % 0.00 0.00 2.33 0.11 87.35 5.35 2.82 0.57 0.78 0.00 0.23 0.16 0.12 0.18 100.00 Mol % 0.00 0.00 2.30 0.11 86.96 5.29 2.88 0.65 0.84 0.00 0.28 0.20 0.17 0.32 100.00 0.677 0.679 0.673 0.666 0.667 19.5 19.6 19.4 19.2 19.3 4.4 Phân tích thành ph ình tách dịng tính c m Thành ph Hydrogen Hydrogen Sulphide Carbon dioxide Nitrogen Methane Ethane H 2.3 [5] Separator liquid Mol% % weight Separator gas Mol% 0.00 0.00 0.74 0.00 13.84 3.50 0.00 0.00 0.23 0.00 1.56 0.74 0.00 0.00 2.29 0.11 86.86 5.33 Well stream Mol% 0.00 0.00 2.17 0.10 81.34 5.19 % weight 0.00 0.00 3.31 0.10 45.14 5.40 Trang 81 Mô ph àM Propane i-Butane n-Butane neo-Pentane i-Pentane Hexanes Me-cyclo-pentane Benzene Cyclo-hexane Heptane Me-cyclo-hexane Toluene Octane Ethyl-benzene Meta/Para-xylene Ortho-xylene Nonanes Tri-me-benzene Decanes Undecanes Dodecanes Tridecanes Tetradecanes Pentadecanes Hexadecanes Heptadecanes Octadecanes Nonadecanes Eicosanes Heneicosanes Docosanes Tricosanes Tetracosanes Pentacosanes Hexacosanes Heptacosanes Octacosanes Nonacosanes Triacosanes plus Totals 4.39 1.71 3.03 0.00 1.99 3.05 1.77 0.82 1.47 3.32 2.98 2.01 4.57 0.50 2.18 0.62 3.08 0.62 3.68 3.43 2.98 3.46 3.34 3.69 2.50 2.04 2.59 1.63 1.34 1.24 1.11 1.04 0.98 0.90 0.82 0.76 0.67 0.63 3.19 100.00 Thành ph ph thành ph gi -1P, MT-3P MTvào khai thác v t H 1.36 0.70 1.24 0.00 1.01 1.85 1.05 0.45 0.87 2.24 2.06 1.30 3.67 0.37 1.63 0.46 2.78 0.52 3.68 3.37 3.33 4.16 4.33 5.11 3.66 3.33 4.46 2.97 2.59 2.54 2.38 2.32 2.27 2.18 2.06 2.01 1.83 1.77 12.55 100.00 2.86 0.64 0.85 0.00 0.29 0.18 0.07 0.03 0.06 0.06 0.05 0.04 0.03 0.00 0.01 0.00 0.02 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 2.98 0.72 1.02 0.00 0.42 0.40 0.20 0.09 0.17 0.31 0.27 0.19 0.37 0.04 0.17 0.05 0.25 0.05 0.29 0.26 0.23 0.26 0.25 0.28 0.19 0.15 0.20 0.12 0.10 0.09 0.08 0.08 0.07 0.07 0.06 0.06 0.05 0.05 0.23 100.00 - 4.54 1.45 2.04 0.00 1.05 1.19 0.58 0.24 0.49 1.07 0.93 0.60 1.48 0.14 0.64 0.17 1.12 0.20 1.42 1.26 1.24 1.56 1.62 1.91 1.37 1.24 1.67 1.11 0.97 0.95 0.87 0.87 0.85 0.82 0.77 0.75 0.68 0.67 4.68 100.00 thành -2X -1P, MT-3P MTTrang 82 Mô ph àM mô ph sau k èm B àk B trích d -2X Material Streams Unit Vapour Fraction Temperature Pressure Molar Flow Mass Flow Liquid Volume Flow Heat Flow 300 0.899266 C 92.51898 bar_g 45.1 MMSCFD 209.0476 kg/d 5203048 m3/h kW 566.8821 -313903 301 302 304 305 306 0.999998 92.48414 45 187.9938 4399747 92.48414 45 21.05381 803301.1 0.999999 92.62941 45 188.7234 4424312 0.981251 50 44.3 188.7234 4424312 49.95959 44.2 185.1841 4299269 529.3975 -230491 37.48467 -83409.5 531.8452 -231475 531.8452 -238593 525.6013 -225198 ình 10 ph -K cho th c mơ hình mơ ph c k 4.3 K êm v ành ph im H -2X c àM ành th khai thác t Các gi B ình mơ ph àM hi àn tồn gi issioning) àm vi -1X àM 4.6 H th -2X ãn yêu c gi ình mơ ph [5] Trang 83 Mơ ph àM B 4.7 Tóm t Kh H àM [5] -1X, gi B B Molecular weight [g/mol] Molecular weight C7+ [g/mol] Molecular weight C30+ [g/mol] Density flashed liquid @60oF [g/cc] API-gravity flashed liquid [o] Gas specific gravity [-] GOR [scf/stb] CGR [stb/mmscf] Gas expansion factor [scf/rcf] z-factor @ res condition [-] Viscosity @ res condition [cP] H gi -1P [5] Upper Miocene Middle Miocene 26.2 164 Lower Miocene I 25.2 168 Lower Miocene II 27.2 162 Lower Miocene III 49.2 221 25.7 163 473 485 474 462 484 0.8351 0.8410 0.8404 0.8307 0.8511 37.8 36.6 36.7 38.7 34.6 0.730 21,013 47.8 310 0.751 21,553 46.6 317 0.745 26,767 37.4 320 0.758 17,664 56.6 324 0.830 3,531 283 323 1.265 1.317 1.364 1.395 1.442 0.032 0.034 0.035 0.036 0.039 Trang 84 Mô ph àM Thành ph B tính ch T Miocene gi MMF15) [5] Fluid Properties Gas specific gravity [air =1] 0.689-0.735 Oil Gravity [API] 41 CO2 content [%]