Đồ án kỹ thuật dầu khí 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH  Đồ án kỹ thuật dầu khí LỚP L01 - NHÓM 08 - HK 211 NGÀY NỘP 20/12/2021 Giảng viên hướng dẫn: TS Phùng Đại Khánh Sinh viên thực Nguyễn Hồng Ngun Nguyễn Cơng Luận Trần Nguyễn Gia Kính Trần Trọng Thịnh Phạm Thanh Nhân Mã số sinh viên 1914380 1914073 1913893 1915328 1911761 Thành phố Hồ Chí Minh – 2021 Điểm số LỜI CẢM ƠN Lời chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc sắc đến tất thầy giáo, cô giáo Khoa Kỹ thuật Địa chất & Dầu khí – Trường Đại học Bách khoa TP HCM, tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức chuyên ngành, đóng góp kiến thức chun mơn q báu để chúng em trang bị cho từ kiến thức tảng để chúng em thực đồ án môn học Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Phùng Đại Khánh, Khoa Kỹ thuật Địa Chất & Dầu Khí - Trường Đại học Bách Khoa TP HCM tận tình hướng dẫn hỗ trợ tận tình suốt q trình thực đồ án mơn học Xin cảm ơn đến tài liệu tham khảo tác giả mà em tìm đọc sử dụng suốt trình thực hiện, nhờ mà chúng em biết thêm, học hỏi thêm, mở rộng thêm tri thức Do điều kiện kiến thức, trình độ hiểu biết cịn hạn chế, Đồ án mơn học nhóm chúng em khơng tránh khỏi thiếu sót, hạn chế Chúng em mong nhận cảm thông, chia sẻ, góp ý từ phía Thầy bạn nhằm giúp nhóm hồn thiện khơng Đồ án này mà củng cố thêm lượng kiến thức cho cơng việc sau này, qua hồn thành tốt tiêu chí thành phần mơn học Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn kính chúc tất q thầy bạn dồi sức khỏe gặt hái nhiều thành công nghiệp sống Trân trọng Nhóm tác giả Mục Lục I Đặt vấn đề: II Cơ sở lý thuyết: .4 2.1 Suy giảm theo hàm mũ 2.2 Suy giảm theo hàm Hypebol 2.3 Suy giảm theo hàm điều hòa III Tính toán excel: 3.1 Đồ thị mối quan hệ flow-rate time; flow-rate cummulative-rate; log(flow-rate) time: a) Đồ thị mối quan hệ flow-rate time b) Mối quan hệ Flow-rate cummulative c) Mối quan hệ log(flow-rate) time 3.2 Ứng dụng phương pháp đường cong suy giảm áp suất Arps' Decline Curve Analysis dự báo khai thác từ ngày thứ 2689 đến ngày thứ 3053 10 IV Tài liệu tham khảo 15 Đặt vấn đề: I Trong trình phát triển mỏ dầu khí, cơng việc phân tích lưu lượng lỏng khai thác số liệu đo đạc quan trọng Phân tích liệu khai thác giúp việc dự báo lưu lượng khai thác tương lai xác đảm bảo kế hoạch khai thác an tồn hiệu Hiện nay, cơng việc thực dựa phương pháp truyền thống, có mơ hình Arps (1945), Fetkovich (1980), Palacio Blasingame (1993), Agarwal cộng (1993), FMB (1998) Cơ sở phương pháp dựa số liệu lưu lượng khai thác biểu diễn tương quan theo thời gian để xây dựng đường cong thực nghiệm hay đường cong suy giảm sát thực tế Q trình xác định phương trình tốn học gọi phương pháp phân tích đường cong suy giảm hay trình khớp lịch sử Nhược điểm phương pháp cần có giả thiết áp suất đáy giếng không thay đổi, điều kiện biên vỉa giai đoạn xem xét số không xét tới điều kiện vận hành giếng Điều có nghĩa giếng khai thác giai đoạn giả ổn định hay giai đoạn trung gian không thỏa mãn điều kiện dẫn tới việc dự báo lưu lượng khai thác thiếu xác Một số nghiên cứu gần dự báo khai thác thực vỉa dầu đá nứt nẻ H.Pratikno cộng sự, L.Mattar sử dụng phương trình cân vật chất để mô kết đo thực tế Kết nghiên cứu đưa kết luận khơng có mơ hình áp dụng cho tất giếng khai thác giới Tùy vào đặc điểm mỏ dầu khí mà cần thiết kết hợp liệu khai thác khu vực để tiến hành chạy thử lựa chọn mơ thơng số kèm để giảm sai số dự báo Như thấy mơ hình dự báo truyền thống có nhiều nhược điểm q trình khai thác nhiệt độ áp suất thay đổi sau thời gian định Ngồi ra, q trình vận hành giếng kích thước hay độ mở van (choke) yếu tố quan trọng việc xác định lưu lượng khai thác Cơ sở lý thuyết: II Đường cong suy giảm dạng phân tích liệu sử dụng rộng rãi sử dụng để đánh giá trữ lượng khí đốt dự đốn sản lượng tương lai Kỹ thuật phân tích đường cong suy giảm dựa giả định xu hướng sản xuất khứ yếu tố kiểm soát chúng tiếp tục tương lai từ ngoại suy mơ tả tốn học Phân tích đường cong suy giảm dựa kinh nghiệm mối quan hệ tốc độ sản xuất so với thời gian, đưa Arps (1945) Các mơ hình Arps thể suy giảm lưu lượng khai thác không xem xét thông số vỉa hay giếng, điều kiện vận hành khai thác giếng Mơ tả tốn học đường cong suy giảm sản xuất đơn giản hóa nhiều cách sử dụng tỷ lệ suy giảm tức thời D Tốc độ suy giảm định nghĩa tốc độ thay đổi lôgarit tự nhiên lưu lượng sản xuất, tức ln (q), theo thời gian t 𝐷= 𝑑(ln 𝑞) 𝑑𝑡 𝑑𝑞 = −𝑞 𝑑𝑡 ; D = kqb Dấu trừ thêm vào dq dt có dấu đối thuận tiện để có D ln ln dương Lưu ý phương trình suy giảm, mơ tả thay đổi tức thời độ dốc độ cong dq /dt, với thay đổi lưu lượng dòng chảy q qua thời gian Từ hai phương trình ta chứng minh được: Di = k qib => K = 𝐷𝑖 𝑞𝑖 𝑏 Ta được: k qib = − 𝐷𝑖 𝑞𝑖 𝑏 𝑑𝑞 qib = − 𝑞 Suy ra: 𝐷𝑖 𝑞𝑖 𝑏 𝑑𝑡 𝑡= 𝑑𝑞 𝑞 𝑑𝑡 𝑡 𝐷𝑖 𝑞𝑖 𝑏  ∫0 𝑞𝑏 − 𝑞𝑖 => 𝑞𝑡 = 𝑞 𝑑𝑡 = − ∫𝑞𝑖 𝑞 (𝑏+1) 𝑞𝑖 (1+𝑏𝐷𝑖 𝑡) 𝑏 Trong đó: 𝑞𝑡 = lưu lượng khai thác thời gian t, MMscf/day 𝑞𝑖 = lưu lượng khai thác ban đầu, MMscf/day t = giờ, ngày 𝐷𝑖 = tỉ lệ suy giảm ban đầu, day-1 b = suy giảm số mũ đường cong arps Giá trị b nằm khoảng từ đến Theo Arps phương trình thể cách thuận tiện ba hình thức sau: 2.1 Suy giảm theo hàm mũ: Lưu lượng khai thác suy giảm thể phương trình 1, phương pháp thường sử dụng cho vỉa khai thác khí hịa tan 𝑞 = 𝑞𝑖 𝑒 −𝐷𝑡 Trong đó: 𝑞𝑖 : Lưu lượng thời điểm t = 0; D: Tỷ lệ suy giảm hay hệ số kinh nghiệm, xác định thông qua liệu lịch sử khai thác biết lưu lượng khai thác thời điểm 𝑞 ln D= 𝑞2 𝑡2 −𝑡1 Nếu dùng phương pháp bình phương cực tiểu thì: D= 2.2 𝑞 ∑𝑡 [ 𝑡 ln ( 𝑖 )] 𝑞𝑡 ∑𝑡 𝑡 Suy giảm theo hàm Hypebol: Lưu lượng suy giảm thay đổi theo hàm số khơng tuyến tính đồ thị bán logarit xác định theo phương trình 2: 𝑞𝑖 𝑞= (1 + 𝑏𝐷𝑖 𝑡) 𝑏 Trong đó: 𝑞𝑖 : Lưu lượng thời điểm t = 0; b: Hằng số nằm khoảng - (Bảng 1), b = tương ứng đường cong suy giảm hàm mũ, b = tương ứng trường hợp suy giảm theo hàm điều hòa Hệ số 𝐷𝑖 thay đổi theo thời gian theo mối tương quan 2.3 Suy giảm theo hàm điều hòa Đây trường hợp đặc biệt suy giảm theo hàm Hypebolkhi hệ số b = (phương trình 3): 𝑞𝑖 = 𝑞0 + 𝑏𝐷𝑖 𝑡 Giá trị b Đặc điểm vỉa áp dụng Dòng chảy đơn pha chất lỏng chế độ chịu ảnh hưởng biên dịng khí đơn pha áp cao 0,1 – 0,4 Mỏ khí khơ 0,4 – 0,5 Mỏ khí đơn pha 0,5 Mỏ dầu nhe, chịu ảnh hưởng nước rìa 0,5 -1 Vỉa sản phẩm nhiều tầng Bảng 2.1: Giá trị số b Các dạng đường cong Các hệ số đặc trưng Dạng hàm mũ D số b=0 Dạng hàm Hypebol D phụ thuộc b 0 chọn biểu đồ muốn vẽ ( Scatter) Hình 3.1.1: Mối quan hệ Flow-time rate Tương tự dùng cho hai biểu đồ lại b) Mối quan hệ Flow-rate cummulative: Hình 3.1.2: Mối quan hệ flow-time cummulative c) Mối quan hệ log(flow-rate) time: Hình 3.1.3: Mối quan hệ log(flow-rate) time Nhận xét: Đồ thị 3.1.1 - Lưu lượng khai thác cao liệu 3082 đơn vị đo lượng khai thác/ngày - Nhiều vùng liệu có giá trị lưu lượng khai thác “0” yếu tố chủ quan như: thời tiết, vấn đề máy móc, kỹ thuật, đặc tính tự nhiên vỉa, vấn đề trị yếu tố chủ quan như: đọc sai số liệu, sai lệch tính tốn… - Lưu lượng khai thác từ ngày 1803 đến ngày 2500 tương đối ổn định Trong lưu lượng từ ngày 374 đến ngày 1224 có biến đổi nhanh Đồ thị 3.1.2 - Tại điểm có lưu lượng khai thác cao nhất, trữ lượng dầu tích lũy đạt giá trị 583032 đơn vị trữ lượng - Khi trữ lượng tích lũy gần đạt 1500000 đơn vị trữ lượng lưu lượng khai thác giảm dần Đồ thị 3.1.3 - Nhìn chung hình biểu diễn mối quan hệ log(qt) so với thời gian có dạng đường thẳng - “Khoảnh trống” từ ngày 1225 đến ngày 1574 khơng tính tốn giá trị log Bên cạnh có nhiều điểm đạt giá trị “0” khác làm ảnh hưởng đến việc xây dựng mơ hình 3.2 Ứng dụng phương pháp đường cong suy giảm áp suất Arps' Decline Curve Analysis dự báo khai thác từ ngày thứ 2689 đến ngày thứ 3053: - Bước 1: Xác định khoảng suy giảm bảng liệu Bước 2: Trong liệu ta chọn khoảng thời gian từ ngày 2432 đến ngày 2688 Do đồ thị thể log(qt) so với thời gian đường thẳng nên ta chọn hàm suy giảm hàm số mũ Đồ thị thể log(qt) so với thời gian từ ngày 2432 đến ngày 2688 10,000 log(qt) 1,000 100 10 2400 2450 2500 2550 2600 2650 2700 2750 Thời gian (ngày) Hình 3.2.1 Đồ thị thể log(qt) so với thời gian từ ngày 2432 đến ngày 2688 10 - Bước 3: Xác định Di Từ công thức q = qi e−Dt hàm tốn học phía trên, suy 𝑞 Di = 𝑡 ln ( 𝑞2432 ) 2688 2688−𝑡2432 = 1473.828 ) 1142.984 ln ( 2688−2432 = 0.99% / ngày Xác định Di theo phương pháp bình phương cực tiểu: Di = - 𝑞 ∑ 𝑡[ 𝑡 ln ( 𝑖 )] 𝑞𝑡 ∑𝑡 𝑡 = 0.86% / ngày Bước 4: Ước lượng dự đoán khai thác từ ngày 2689 đến ngày 3053 theo công thức q = qi e−Dt với qi lưu lượng ngày 2432 Di = 0.86% Bảng kết sau: 11 12 13 Bước 5: Vẽ đồ thị dự doán lượng khai thác dựa lịch sử khai thác Đồ thị thể lưu lượng khai thác theo thời gian 3,500 3,000 2,500 Lưu lượng khai thác - 2,000 1,500 1,000 500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Thời gian (ngày) Hình 3.2.2 Đồ thị thể lưu lượng khai thác theo thời gian 14 IV Tài liệu tham khảo Nguyễn Văn Hùng, Lê Phúc Ngun Phát triển mơ hình dự báo khai thác cho giếng khí Tạp chí đầu khí số 8-2019, trang 14-20 H.Pratikno, J.A.Rushing, T.A.Blasingame Decline curve analysis using type curves - fractured wells SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Denver, Colorado.5- October, 2003 Tarek Ahmed Reservoir Engineering Handbook Third Edition Robert W.Gentry Decline-Curve Analysis January 1972, SPE-3556 Hedong Sun Advanced production decline analysis and application Gulf professional publishing 2015 J.J Arps Analysis of Decline Curves SPE-945228-G, December 01 1945 15 ... bị cho từ kiến thức tảng để chúng em thực đồ án môn học Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Phùng Đại Khánh, Khoa Kỹ thuật Địa Chất & Dầu Khí - Trường Đại học Bách Khoa TP HCM tận... chịu ảnh hưởng biên dịng khí đơn pha áp cao 0 ,1 – 0,4 Mỏ khí khơ 0,4 – 0,5 Mỏ khí đơn pha 0,5 Mỏ dầu nhe, chịu ảnh hưởng nước rìa 0,5 -1 Vỉa sản phẩm nhiều tầng Bảng 2 .1: Giá trị số b Các dạng... q ab D qi q= q = q ie−Dt (1 + bDi t )b qi = qo + bDit Qp = qi qi ln Di q b Qp = qi ( q1i −b − q1−b ) (1 − b) Di Xác định trữ lượng có khả b Np+ qi (qi1−b − q1−b ) (1 − b) Di N= Xác định trữ lượng