đồ án tốt nghiệp địa chất dầu khí - ứng dụng chương tình PVTI xây dựng mô hình ứng xử pha cho chất lưu ở vĩa X

L IC M N Tr ớc tiên, em xin gửi l i cảm ơn sâu sắc đến gia đình em Nơi em đ ợc sinh ra, d ỡng dục vòng tay yêu th ơng ấm áp c a gia đình Gia đình ln điểm tựa vững nguồn động viên lớn lao cho em v ợt qua khó khăn sống Em chân thành cảm ơn thầy Mai Cao Lân Thầy đư định h ớng cho em thực đề tài Thầy đư truyền đạt cho em kiến th c cho em ph ơng pháp nghiên c u, phân tích nh cách giải vấn đề cách hiệu Ngồi ra, thầy cịn cung cấp tài liệu tham khảo q giá thầy ln tận tình h ớng dẫn em suốt th i gian thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn đến anh Trần Thái Sơn, ng i đư h ớng dẫn giúp đỡ em nhiều trình thực luận văn Anh đư giúp em liên hệ kiến th c học ghế nhà tr ng kiến th c ngồi thực tế Vì thế, em ng dụng kiến th c lý thuyết vào thực tiễn nh dẫn tận tình c a anh suốt trình thực tập Em muốn bày tỏ lòng biết ơn trân trọng đến thầy cô tr ng Đại học Bách Khoa TPHCM, đặc biệt q thầy khoa kỹ thuật Địa chất Dầu Khí, thầy mơn Khoan Khai Thác Dầu Khí đư tận tình giảng dạy, bảo em suốt th i gian học tập tr ng Em xin gửi l i cảm ơn đến Công ty điều hành chung Lam Sơn, anh chị phịng địa chất cơng nghệ mỏ đư tạo điều kiện thuận lợi cho em thực tập hoàn thành luận văn tốt nghiệp Cuối cùng, em muốn cảm ơn đến anh chị khoa kỹ thuật Địa chất Dầu khí, bạn bè học khóa đư động viên hỗ trợ cho em suốt bốn năm r ỡi học tr ng đại học Bách Khoa SVTH: Nguyễn Hoàng Long i TÓM T T ng xử pha c a chất l u vỉa dầu khí đa thành phần ph c tạp Khi áp suất nhiệt độ thay đổi chất l u nh khí ng ng tụ, dầu nhẹ… có tỷ lệ mol c a thành phần pha biến động lớn, dẫn đến làm thay đổi tỷ lệ cân pha khí-lỏng nhiều Vì để mơ tả t ơng đối xác ng xử pha c a chất l u này, ph ơng trình trạng thái cơng cụ vơ hiệu Ph ơng trình trạng thái khơng mơ tả ng xử pha mà cịn giúp dự đốn tính chất PVT c a chất l u Đề tài trình bày chi tiết s lý thuyết ng xử pha c a chất l u, thí nghiệm PVT ph ơng trình trạng thái đ ợc sử dụng phổ biến Mặc dù ph ơng trình trạng thái dự đốn t ơng đối xác ng xử pha c a chất l u nh ng trình hiệu chỉnh hệ số c a ph ơng trình trạng thái tính chất tới hạn c a chất l u làm cải thiện phù hợp số liệu thực nghiệm liệu tính tốn từ ph ơng trình Do đó, ph ơng pháp mơ tả tính chất c a thành phần hydrocacbon cộng nh qui trình lựa chọn hiệu chỉnh biến hồi qui đ ợc phân tích chi tiết Cuối cùng, thực xây dựng mơ hình ng xử pha c a khí ng ng tụ hỗ trợ c a ch ơng trình PVTi phần mềm ECLIPSE Từ khóa: ng xử pha, thí nghiệm PVT, ph ơng trình trạng thái SVTH: Nguyễn Hồng Long ii M CL C L IC M N i TÓM T T ii DANH SÁCH HÌNH VẼ vi DANH SÁCH B NG BI U vii KÝ HI U VÀ T L IM CH Đ U NG 1: C 1.1 VI T T T viii S LÝ THUY T Lý thuyết ng xử pha 1.1.1 Khái niệm ng xử pha 1.1.2 Qui tắc pha 1.1.3 ng xử pha c a hệ hydrocacbon 1.1.3.1 Hệ đơn cấu tử 1.1.3.2 Hệ hai cấu tử 1.1.3.3 Hệ ba cấu tử 1.1.3.4 Hệ đa cấu tử 1.1.4 1.2 Phân loại chất l u dầu khí 1.1.4.1 Khí khơ 1.1.4.2 Khí ớt 1.1.4.3 Khí ng ng tụ 1.1.4.4 Dầu nhẹ 10 1.1.4.5 Dầu nặng 10 Tính chất c a chất l u 11 1.2.1 Tính chất c a khí 11 1.2.1.1 Hệ số lệch khí 11 1.2.1.2 Khối l ợng riêng c a khí 11 1.2.1.3 Tỷ trọng c a khí 12 SVTH: Nguyễn Hoàng Long iii 1.2.1.4 Hệ số thể tích thành hệ c a khí 12 1.2.1.5 Độ nhớt c a khí 12 1.2.2 Tính chất c a dầu 14 1.3 1.2.2.1 Khối l ợng riêng c a dầu 14 1.2.2.2 Hệ số thể tích thành hệ c a dầu 14 1.2.2.3 Độ nhớt c a dầu 14 Các ph ơng pháp lấy mẫu thí nghiệm phân tích PVT c a chất l u 15 1.3.1 1.3.1.1 Lấy mẫu đáy giếng 15 1.3.1.2 Lấy mẫu bề mặt 15 1.3.2 1.4 Các ph ơng pháp lấy mẫu chất l u 15 Các thí nghiệm phân tích PVT 16 1.3.2.1 Thí nghiệm CCE 16 1.3.2.2 Thí nghiệm CVD 17 Mô tả thành phần hydrocabon nặng 19 1.4.1 ớc l ợng tính chất tới hạn 19 1.4.2 Mơ hình splitting 20 1.4.3 Mơ hình grouping 24 1.5 Ph ơng trình trạng thái khí tính tốn cân pha 25 1.5.1 Tỷ số cân pha Ki 25 1.5.2 Tính tốn cân hai pha 26 1.5.3 Các ph ơng trình trạng thái 27 1.5.3.1 Ph ơng trình trạng thái hai biến 28 1.5.3.2 Ph ơng trình trạng thái ba biến 35 1.5.4 ng dụng c a ph ơng trình trạng thái 37 1.5.4.1 Tính tốn tỷ số cân pha Ki 37 1.5.4.2 Tính áp suất điểm đọng s ơng 39 1.5.4.3 Tính áp suất điểm bọt khí 39 SVTH: Nguyễn Hoàng Long iv 1.6 CH Lý thuyết hồi qui phi tuyến 40 NG 2: QUI TRỊNH XỂY D NG MƠ HÌNH NG X PHA 41 2.1 Xử lý kiểm tra liệu từ thực nghiệm 42 2.2 Lựa chọn ph ơng trình trạng thái 44 2.3 Mô thí nghiệm PVT ph ơng trình trạng thái 44 2.3.1 Mơ thí nghiệm CCE (Constant Composition Expansion) 44 2.3.2 Mô thí nghiệm CVD (Constant Volume Depletion) 45 2.4 Hiệu chỉnh ph ơng trình trạng thái phù hợp với số liệu thực nghiệm 49 2.4.1 Lựa chọn thông số để hiệu chỉnh 49 2.4.2 Quy trình hiệu chỉnh ph ơng trình trạng thái 50 CH NG 3: NG D NG CH PHA CHO CH T L U NG TRỊNH PVTi XỂY D NG MƠ HÌNH NG X V A X 55 3.1 Giới thiệu ch ơng trình PVTi 55 3.2 Xây dựng kiểm tra liệu đầu vào 55 3.2.1 Xây dựng liệu đầu vào 55 3.2.2 Kiểm tra liệu thí nghiệm CVD 58 3.3 Lựa chọn ph ơng trình trạng thái 60 3.4 Mô thí nghiệm ph ơng trình trạng thái 60 3.5 Tiến hành phân tích hiệu chỉnh ph ơng trình trạng thái 66 3.6 Kết mơ hình ng xử pha sau hiệu chỉnh: 73 3.7 ng dụng c a mơ hình ng xử pha mơ vỉa dầu khí đa thành phần 78 K T LU N VÀ KI N NGH 83 PH L C 85 TÀI LI U THAM KH O 87 SVTH: Nguyễn Hoàng Long v DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1: Biểu đồ áp suất - thể tích c a thành phần đơn cấu tử Hình 2: Biểu đồ p-T cho hệ đơn cấu tử vùng hai pha Hình 3: Biểu đồ áp suất- nhiệt độ c a hệ hai cấu tử metan etan Hình 4: Đặc điểm c a biểu đồ hệ ba cấu tử Hình 5: Biểu đồ tam giác c a hệ ba cấu tử nhiệt độ áp suất cố định Hình 6: Biểu đồ pha p-T cho hệ đa cấu tử Hình 7: Biểu đồ pha p-T c a khí khơ Hình 8: Biểu đồ pha p-T c a khí ớt Hình 9: Biểu đồ pha p-T c a khí ng ng tụ 10 Hình 10: Biểu đồ pha p-T c a dầu nhẹ 10 Hình 11: Biểu đồ pha p-T c a dầu nặng 11 Hình 12: Sơ đồ mơ tả thí nghiệm CCE 17 Hình 13: Sơ đồ mơ tả thí nghiệm CVD 19 Hình 14: Hàm phân bố gamma cho thành phần C7+ 24 Hình 15: Sơ đồ tính tỷ số cân pha Ki ph ơng trình EOS 38 Hình 1: Sơ đồ qui trình xây dựng mơ hình ng xử pha 41 Hình 2: Biểu đồ bán logarit thể mối quan hệ tỉ lệ mol khối l ợng phân tử c a chất l u bị nhiễm bẩn 42 Hình 2.3: Sơ đồ mơ thí nghiệm CVD ph ơng trình trạng thái PengRobinson 48 Hình 1: Xây dựng liệu thành phần khí ng ng tụ PVTi 56 Hình 2: Kết thí nghiệm CCE đ a vào PVTi 57 Hình 3: Kết thí nghiệm CVD đ a vào PVTi 58 Hình 4: Dữ liệu áp suất điểm đọng s ơng 58 SVTH: Nguyễn Hồng Long vi Hình 5: Biểu đồ logarit thể mối quan hệ tích c a hệ số cân pha áp suất tuyệt hệ số Hoffman F 59 Hình 6: Minh họa thí nghiệm PVT 60 Hình 7: Biểu đồ pha c a khí ng ng tụ 61 Hình 8: Khối l ợng riêng c a pha khí thí nghiệm CVD 62 Hình 9: Tỷ lệ thể tích pha lỏng ng ng tụ thí nghiệm CVD 63 Hình 10: Thể tích t ơng đối thí nghiệm CCE 64 Hình 11: Hệ số nén c a khí ng ng tụ thí nghiệm CCE 64 Hình 12: Biểu đồ thể mối quan hệ c a tỷ lệ mol khối l ợng phân tử c a thành phần chất l u sau splitting 66 Hình 13: Biểu đồ pha sau hiệu chỉnh áp suất điểm đọng s ơng 68 Hình 14: Tỷ lệ mol c a nhóm MCN 69 Hình 15: Hệ số nén c a khí thí nghiệm CCE sau hiệu chỉnh 73 Hình 16: Khối l ợng riêng c a khí ng ng tụ thí nghiệm CCE sau hiệu chỉnh 73 Hình 17: Thể tích t ơng đối c a khí ng ng tụ thí nghiệm CCE sau hiệu chỉnh 74 Hình 18: Khối l ợng pha khí thí nghiệm CVD sau hiệu chỉnh 74 Hình 19: Tỷ lệ thể tích pha lỏng ng ng tụ thí nghiệm CVD sau hiệu chỉnh 75 Hình 20: Tỷ lệ mol khí thu hồi thí nghiệm CVD sau hiệu chỉnh 75 Hình 21: Hệ số nén hai pha khí-lỏng thí nghiệm CVD sau hiệu chỉnh 76 Hình 22: Hệ số nhớt c a pha khí thí nghiệm CVD sau hiệu chỉnh 76 Hình 23: Sự phân bố độ bão hịa c a khí ng ng tụ th i điểm ban đầu 80 Hình 24: Sự phân bố độ bão hịa c a khí ng ng tụ sau khoảng th i gian khai thác 80 Hình 25: L u l ợng khai thác condensat c a toàn vỉa 81 SVTH: Nguyễn Hoàng Long vii DANH SÁCH B NG BI U Bảng 1.1: Bảng thể mối t ơng quan hệ số dịch chuyển cho C7+ c a JhaveriYoungren 36 Bảng 1.2: Bảng hệ số dịch chuyển (si=ci/bi) cho đơn chất ph ơng trình trạng thái Peng-Robinson 37 Bảng 2.1: Các mối t ơng quan thực nghiệm tính tốn tính chất tới hạn hệ số 51 Bảng 3.1: Tính tốn giá trị hệ số F mơ tả đặc tính thành phần khí ng ng tụ nhiệt độ 2780F 59 Bảng 3.2: Kết tính tốn liệu thí nghiệm CCE 65 Bảng 3.3: Kết tính tốn liệu thí nghiệm CVD 65 Bảng 3.4: Phân tích giá trị áp suất điểm đọng s ơng theo ba tr ng hợp 70 Bảng 3.5: Trọng số c a liệu thí nghiệm 70 Bảng 3.6: Kết hai liệu: thể tích t ơng đối hệ số nén c a khí thí nghiệm CCE sau hiệu chỉnh 77 Bảng 3.7: Kết hai liệu: khối l ợng riêng pha khí tỷ lệ thể tích pha lỏng ng ng tụ thí nghiệm CVD sau hiệu chỉnh 78 SVTH: Nguyễn Hoàng Long viii KÝ HI U VÀ T VI T T T Ký hi u     = hệ số thể hình dạng c a đ ng phân bố hàm gamma = tỷ trọng riêng = hàm gamma = khối l ợng phân tử nhỏ hàm C7+  = hệ số acentric    = khối l ợng riêng = độ nhớt = hệ số giảm độ nhớt  iL = hệ số dễ bay c a thành phần th i pha lỏng  iv = hệ số dễ bay c a thành phần th i pha khí  A, B = số để tính tốn hệ số a, b c a ph ơng trình trạng thái Bg = hệ số thể tích thành hệ c a khí Bo =hệ số thể tích thành hệ c a dầu c = hệ số th ba ph ơng trình trạng thái ba biến C = hệ số nén đẳng nhiệt c a chất l u đơn pha f i L = độ dễ bay c a thành phần th i pha lỏng f i v = độ dễ bay c a thành phần th i pha khí kij = hệ số t ơng quan nhị phân K = tỷ số cân pha Kw = hệ số Watson M = khối l ợng phân tử n = số mol c a hỗn hợp nL = số mol c a pha lỏng nv = số mol c a pha khí p = áp suất pd = áp suất điểm đọng s ơng pb = áp suất điểm bọt khí R = số khí SVTH: Nguyễn Hồng Long ix Rs = tỷ số khí hịa tan si = hệ số dịch chuyển khơng th nguyên c a thành phần th i T = nhiệt độ Tb = nhiệt độ điểm sôi Tc = nhiệt độ tới hạn V = thể tích Vg = thể tích c a pha khí Vgp = thể tích khí thí nghiệm CVD VL = thể tích c a pha lỏng Vrel = thể tích t ơng đối Vsat = thể tích áp suất bão hòa wi = tỷ lệ khối l ợng c a thành phần th i hỗ hợp xi = tỷ lệ mol c a thành phần th i pha lỏng yi = tỷ lệ mol c a thành phần th i pha khí zi = tỷ số mol c a thành phần th i hỗn hợp Z = hệ số nén khí ZL = hệ số nén c a pha lỏng Zv = hệ số nén c a pha khí Các t vi t t t EOS = Equation of state CCE = Constant composition expansion CVD = Constant volume depletion SCN = Single carbon number MCN = Multiple carbon number PVT = Pressure volume temperature TBP = True boiling point SVTH: Nguyễn Hoàng Long x Ch ơng 3: ng dụng ch ơng trình PVTi xây dựng mơ hình ng xử pha cho chất l u vỉa X 3.6 K t qu mơ hình ng x pha sau hi u ch nh: Quá trình hiệu chỉnh đư hồn thành, ph ơng trình trạng thái dự đốn t ơng đối xác liệu thực nghiệm Từ hình 3.15 đến hình 3.22 thể kết biểu đồ c a liệu quan sát hai thí nghiệm CCE CVD Hình 15: Hệ số nén c a khí thí nghiệm CCE sau hiệu chỉnh Hình 16: Khối l ợng riêng c a khí ng ng tụ thí nghiệm CCE sau hiệu chỉnh SVTH: Nguyễn Hoàng Long 73 Ch ơng 3: ng dụng ch ơng trình PVTi xây dựng mơ hình ng xử pha cho chất l u vỉa X Hình 17: Thể tích t ơng đối c a khí ng ng tụ thí nghiệm CCE sau hiệu chỉnh Các thơng số thí nghiệm CCE nh hệ số nén khí, khối l ợng riêng c a khí t ơng đối phù hợp với liệu từ thực nghiệm Riêng thể tích t ơng đối c a khí ng ng tụ có sai số nhỏ so với thực nghiệm, đ ng xanh d ơng gần nh qua hết tất điểm liệu thực nghiệm (Hình 3.17) Hình 18: Khối l ợng pha khí thí nghiệm CVD sau hiệu chỉnh SVTH: Nguyễn Hoàng Long 74 Ch ơng 3: ng dụng ch ơng trình PVTi xây dựng mơ hình ng xử pha cho chất l u vỉa X Hình 19: Tỷ lệ thể tích pha lỏng ng ng tụ thí nghiệm CVD sau hiệu chỉnh Trong hình 3.19 trên, ta thấy liệu thực nghiệm thí nghiệm CVD tỷ lệ thể tích pha lỏng ng ng tụ áp suất nhỏ áp suất điểm đọng s ơng nằm lệch khỏi đ ng cong đ ợc dự đoán từ ph ơng trình trạng thái Do áp suất điểm đọng s ơng sau hiệu chỉnh 7150,8 psia thấp liệu từ thực nghiệm 7350 psia nên ph ơng trình trạng thái tính tốn tỷ lệ thể tích pha lỏng ng ng tụ từ áp suất 6315 psia Áp suất từ 4000 psia tr xuống liệu thực nghiệm t ơng đối phù hợp với kết sau hiệu chỉnh Hình 20: Tỷ lệ mol khí thu hồi thí nghiệm CVD sau hiệu chỉnh SVTH: Nguyễn Hoàng Long 75 Ch ơng 3: ng dụng ch ơng trình PVTi xây dựng mơ hình ng xử pha cho chất l u vỉa X Hình 3.20 cho thấy tỷ lệ mol khí thu hồi đ ợc tính tốn từ ph ơng trình trạng thái phù hợp với thực nghiệm Biểu đồ thể mối quan hệ q trình giảm áp thể tích khí thu hồi đ ợc từ vỉa Hình 21: Hệ số nén hai pha khí-lỏng thí nghiệm CVD sau hiệu chỉnh Hình 22: Hệ số nhớt c a pha khí thí nghiệm CVD sau hiệu chỉnh SVTH: Nguyễn Hoàng Long 76 Ch ơng 3: ng dụng ch ơng trình PVTi xây dựng mơ hình ng xử pha cho chất l u vỉa X Đánh giá k t qu : Từ hình (3.15) đến hình (3.22) cho thấy kết hiệu chỉnh c a hầu hết liệu PVT t ơng đối tốt Các liệu nh : hệ số nén khí, hệ số nhớt c a pha khí, khối l ợng riêng c a khí, hệ số nén hai pha khí-lỏng sai lệch không nhiều so với liệu từ thực nghiệm, sai số nhỏ 3% Riêng tỷ lệ thể tích pha lỏng ng ng tụ (hình 3.19) đ ợc tính tốn từ ph ơng trình trạng thái Peng-Robinson ba biến sau hiệu chỉnh ch a phù hợp với số liệu thực nghiệm, áp suất tăng sai số c a tỷ lệ thể tích pha lỏng ng ng tụ so với thực nghiệm tăng Cuối cùng, áp suất điểm đọng s ơng sau hiệu chỉnh 7150.816 psia, lệch 2.7% so với thực nghiệm Đây thơng số quan trọng khí ng ng tụ có ảnh h ng lớn đến kết mô Bảng 3.6 bảng 3.7 sau phản ánh kết sai số c a số thơng số hai thí nghiệm CCE CVD Bảng 3.6: Kết hai liệu: thể tích t ơng đối hệ số nén c a khí thí nghiệm CCE sau hiệu chỉnh Áp suất (psia) 8515 8015 7515 7350 7265 7150.816 7115 6915 6615 6015 5415 4615 3815 2415 1600 Thể tích t ơng đối Vrel Tính tốn Thực nghiệm 0.9301 0.9529 0.9787 0.9881 0.9931 1.0000 1.0022 1.0150 1.0422 1.0999 1.1727 1.3050 1.5041 2.2371 3.3419 0.9540 0.9665 0.9913 1.0000 1.0048 Sai số (%) 2.5 1.4 1.2 1.19 1.16 1.0137 1.0267 1.0487 1.1026 1.1728 1.3028 1.5008 2.2370 3.3612 1.13 1.14 0.62 0.32 0.008 0.17 0.21 0.004 0.57 SVTH: Nguyễn Hoàng Long Hệ số nén c a khí Z Tính tốn Thực nghiệm 1.3390 1.2912 1.2435 1.2278 1.2198 1.2090 1.2056 1.1867 1.1505 1.0970 1.0513 1.0000 0.9601 0.9236 0.9272 1.3540 1.3040 1.2540 1.2370 Sai số (%) 1.1 0.98 0.83 0.74 77 Ch ơng 3: ng dụng ch ơng trình PVTi xây dựng mơ hình ng xử pha cho chất l u vỉa X Bảng 3.7: Kết hai liệu: khối l ơng riêng pha khí tỷ lệ thể tích pha lỏng ng ng tụ thí nghiệm CVD sau hiệu chỉnh Khối l ợng riêng pha khí Áp suất (psia) Tính tốn 7335 7150.816 6315 5215 4115 3015 1915 1035 21.6256 21.3872 18.4263 15.2373 12.1321 8.9043 5.5667 2.9489 Tỷ lệ thể tích pha lỏng ng ng tụ 21.475 Sai số (%) 0.70 18.205 15.076 12.074 8.9022 5.4812 2.8904 1.22 1.07 0.48 0.02 1.56 2.02 Thực nghiệm Tính tốn Thực nghiệm Sai số (%) 0.0008 0.1176 0.1479 0.1523 0.1479 0.1381 0.1266 0.0908 0.1352 0.1507 0.1522 0.1444 0.1347 29.52 9.39 1.06 2.83 4.36 6.01 Nhìn chung kết sau hiệu chỉnh, ph ơng trình trạng thái phản ánh t ơng đối xác ng xử pha c a khí ng ng tụ suốt q trình giảm áp Các tính chất đặc tr ng cho khí ng ng tụ nh áp suất điểm đọng s ơng, hệ số nén khí, khối l ợng riêng đ ợc hiệu chỉnh tốt so với liệu thực nghiệm 3.7 ng d ng c a mơ hình ng x pha mơ v a d u khí đa thành ph n Xây dựng mơ hình ng xử pha c a chất l u b ớc quan trọng q trình mơ vỉa Kết c a mơ hình đ a vào tập tin liệu đầu vào tr ớc thực mô Cấu trúc c a liệu đầu vào gồm phần sau:  Runspec: giới thiệu tiêu đề c a mơ hình, kích th ớc l ới, đơn vị, pha chất l u vỉa, ngày bắt đầu, thông tin bảng liệu  Grid: xác định hình dạng c a l ới mơ phỏng, tính chất c a đá ch a ô l ới nh độ rỗng, độ thấm tuyệt đối  Props: ch a liệu mơ hình ng xử pha c a chất l u, số tính chất c a đá ch a chất l u phụ thuộc vào độ bão hịa  Regions: chia l ới mơ hình thành vùng khác để:   Tính tốn hàm bão hịa nh độ thấm t ơng đối, áp suất mao dẫn Tính tốn tính chất PVT nh : độ nhớt, hệ số thể tích thành hệ, khối l ợng riêng SVTH: Nguyễn Hồng Long 78 Ch ơng 3:    ng dụng ch ơng trình PVTi xây dựng mơ hình ng xử pha cho chất l u vỉa X Trạng thái cân (thiết lập áp suất ban đầu độ bão hòa) Báo cáo chất l u chỗ dịng chảy vùng Và số tính chất khác  Solution: ch a liệu xác định trạng thái ban đầu c a ô l ới vỉa nh áp suất, độ bão hòa, thành phần chất l u…  Summary: xác định số l ợng biến đ ợc l u vào tập tin Summary sau b ớc mô  Schedule: từ khóa phần kiểm sốt hoạt động c a giếng khai thác bơm ép đ ợc mô phỏng, th i gian báo cáo đ ợc u cầu xuất Mơ hình ng xử pha c a chất l u sau đ ợc xây dựng ch ơng đ ợc xuất thành từ khóa Các từ khóa nằm mục Props vào để thực mô liệu đầu đây, ta mơ vỉa mơ hình compositional với trợ giúp c a công cụ E300 phần mềm ECLIPSE Do chất l u khí ng ng tụ có thay đổi lớn tỷ lệ mol c a thành phần pha, tỷ lệ pha khílỏng thay đổi nhiều q trình khai thác Vì mơ hình black oil khơng thể phản ánh xác q trình ng xử pha c a khí condensat Chính vậy, ta lựa chọn mơ hình compositional để mơ vỉa Tại giá trị áp suất nhiệt độ, mơ hình phải xác định số l ợng pha tính tốn cân pha c a thành phần chất l u Sau đó, tính tốn tính chất vật lý c a chất l u dựa vào mơ hình ph ơng trình trạng thái đư đ ợc xây dựng để phản ánh ng xử pha c a khí ng ng tụ Kết độ bão hòa c a khí hai th i điểm khác đ ợc thể hai hình sau: hình 3.23 hình 3.24 SVTH: Nguyễn Hoàng Long 79 Ch ơng 3: ng dụng ch ơng trình PVTi xây dựng mơ hình ng xử pha cho chất l u vỉa X Hình 23: Sự phân bố độ bão hịa c a khí ng ng tụ th i điểm ban đầu Hình 24: Sự phân bố độ bão hịa c a khí ng ng tụ sau khoảng th i gian khai thác SVTH: Nguyễn Hoàng Long 80 Ch ơng 3: ng dụng ch ơng trình PVTi xây dựng mơ hình ng xử pha cho chất l u nh h Tr ng c a d li u áp su t m đọng s vỉa X ng đ n k t qu mơ ng hợp 1: Mơ hình ng xử pha có áp suất điểm đọng s ơng c a khí ng ng tụ 8027 psia nhiệt độ 2780F, sai lệch 9.21% so với thực nghiệm Tr ng hợp 2: Mơ hình ng xử pha có áp suất điểm đọng s ơng c a khí ng ng tụ 7150 psia, sai lệch 2.72% so với thực nghiệm Hai mơ hình đ ợc đ a vào thực mô compositional với liệu đầu vào để khảo sát ảnh h mô vỉa ng c a liệu áp suất điểm đọng s ơng đến kết trạng thái động Kết l u l ợng condensat đ ợc thể qua hình sau: Hình 25: L u l ợng khai thác condensat c a tồn vỉa Hình (3.25) cho thấy l u l ợng condensate thu đ ợc c a toàn vỉa bề mặt tr ng hợp thấp tr ng hợp Điều đ ợc giải thích nh sau: tr 1, áp suất vỉa giảm xuống áp suất điểm đọng s ơng (là 8027 psia) sớm hợp (là 7150 psia) nên l ợng condensate tách khỏi pha khí tích tụ ng hợp tr ng lại vỉa nhiều Chính vậy, khí ng ng tụ lên bề mặt có condensate nên l ợng pha lỏng thu đ ợc Trong đó, SVTH: Nguyễn Hồng Long tr ng hợp 2, th i gian để áp suất 81 Ch ơng 3: ng dụng ch ơng trình PVTi xây dựng mơ hình ng xử pha cho chất l u vỉa X vỉa giảm xuống áp suất điểm đọng s ơng lâu nên l ợng condensat tách khỏi pha khí vỉa dẫn đến khí ng ng tụ thu đ ợc bề mặt giàu condensate Do đ ng FOPR tr ng hợp nằm đ ng FOPR tr ng hợp Qua q trình phân tích trên, mơ hình ng xử pha khơng xác ảnh h ng đến kết mơ vỉa nh dự đốn l u l ợng khai thác SVTH: Nguyễn Hoàng Long 82 K T LU N VÀ KI N NGH K t lu n Cơ s lý thuyết ng xử pha c a chất l u, thí nghiệm PVT, ph ơng trình trạng thái ng dụng c a việc xây dựng mơ hình ng xử pha đư đ ợc phân tích rõ Luận văn đư ng dụng phần mềm PVTi xây dựng mơ hình ng xử pha c a khí ng ng tụ Mơ hình chất l u gồm thành phần hydrocacbon giả: N2+C1, CO2+C2, C3+, C9+, C18+, C31+ Áp suất điểm đọng s ơng c a khí ng ng tụ nhiệt độ vỉa 7150,8 psia , sai lệch so với thực nghiệm 2.7% Tất tính chất PVT cịn lại c a khí ng ng tụ t ơng đối phù hợp với liệu thực nghiệm Qui trình hiệu chỉnh ph ơng trình trạng thái đ ợc xây dựng gồm b ớc sau:  Tách thành phần hydrocacbon cộng tới thành phần SCN45+  Tính tốn tính chất tới hạn hệ số  cho thành phần chất l u vừa đ ợc tách  Điều chỉnh áp suất bão hòa cho phù hợp với liệu thực nghiệm  Kết hợp nhóm SCN thành nhóm MCN tính tốn tính chất tới hạn, hệ số  cho thành phần MCN  Hiệu chỉnh lại áp suất bão hòa cho phù hợp với thực nghiệm  Hiệu chỉnh tính chất PVT cịn lại thí nghiệm Luận văn cho thấy hiệu chỉnh ph ơng trình trạng thái tốn nhiều th i gian trình xây dựng mơ hình ng xử pha Cơng việc địi hỏi ng hiểu rõ thơng số có độ tin cậy không cao ảnh h i kỹ s phải ng nhiều đến trình hồi qui để hiệu chỉnh, giúp cải thiện phù hợp liệu thực nghiệm tính tốn từ ph ơng trình trạng thái Ngồi ra, luận văn đư ng dụng mơ hình ng xử pha mơ vỉa dầu khí Mặc dù đư cố gắng nh ng th i gian lực có hạn nên luận văn cịn nhiều điểm thiếu sót nh :  Ch a phân tích ảnh h ng c a mơ hình nhóm thành phần hydrocacbon đến q trình hiệu chỉnh mơ hình ng xử pha SVTH: Nguyễn Hoàng Long 83  Ch a đánh giá độ xác c a liệu quan sát thí nghiệm PVT Ki n ngh Trong th i gian tới, tác giả tìm hiểu nghiên c u thêm vấn đề sau:  ng dụng mơ hình ng xử pha để thực mơ vỉa dầu khí đa thành phần  Áp dụng qui trình hiệu chỉnh mơ hình ng xử pha nhiều số liệu thực tế c a mẫu khí ng ng tụ dầu nhẹ để đánh giá hiệu c a qui trình đ ợc xây dựng  Tối u hóa số l ợng thành phần hydrocacbon đại diện cho chất l u để giảm th i gian thực mô SVTH: Nguyễn Hoàng Long 84 PH L C D li u PVT c a ch t l u Thành ph n m u ch t l u ban đ u Thành phần Tỷ lệ mol (%) CO2 2.03 N2 0.13 C1 81.17 C2 5.21 C3 iC4 0.74 nC4 1.03 iC5 0.43 nC5 0.34 C6 0.42 C7+ 5.5 Khối l ợng phân tử Tỷ trọng riêng 179 0.8312 Thí nghi m CCE t i nhi t độ 2780F Áp suất (psia) Thể tích t ơng đối (%) 8515 8015 7515 7350 7265 7115 6915 6615 6015 5415 4615 3815 2415 1600 0.954 0.9665 0.9913 1.0048 1.0137 1.0267 1.0487 1.1026 1.1728 1.3028 1.5008 2.237 3.3612 SVTH: Nguyễn Hoàng Long Thể tích pha lỏng ng ng tụ (%) 0.35 1.77 3.97 6.63 9.55 11.04 Khối l ợng riêng khí (lb/ft3) Hệ số nén khí Z Độ nhớt c a khí (cp) 22.724 22.218 21.663 21.475 1.354 1.304 1.254 1.237 0.0565 0.0543 0.0522 0.0516 85 Thí nghi m CVD t i nhi t độ 2780F Áp suất Khối Khối Hệ số Hệ số Độ nhớt Tỷ lệ Số mol (psia) l ợng l ợng nén khí nén khí pha khí pha lỏng khí thu phân tử riêng khí Z pha ng ng tụ hồi 7335 28.6 21.475 1.237 1.237 0.046 0.08 6315 25.5 18.205 1.119 1.147 0.037 9.08 0.073 5215 23.5 15.076 1.026 1.062 0.029 13.52 0.173 4115 22.3 12.074 0.961 0.989 0.025 15.07 0.299 3015 21.4 8.902 0.917 0.934 0.021 15.22 0.457 1915 20.8 5.481 0.917 0.889 0.018 14.44 0.637 1035 20.9 2.890 0.945 0.832 0.0157 13.47 0.791  Thành phần pha khí P CO2 N2 C1 C2 C3 iC4 nC4 iC5 nC5 C6 C7+ 7335 2.03 0.13 81.17 5.21 0.74 1.03 0.43 0.34 0.42 5.5 6315 2.08 0.13 82.56 5.27 3.01 0.72 0.42 0.33 0.4 4.08 5215 2.1 0.13 83.67 5.24 2.97 0.72 0.98 0.41 0.32 0.38 3.08 4115 2.12 0.13 84.28 5.31 2.97 0.72 0.98 0.4 0.31 0.36 2.42 3015 2.13 0.14 84.88 5.33 2.98 0.72 0.98 0.39 0.3 0.34 1.81 1915 2.15 0.13 85.3 5.39 3.04 0.72 0.99 0.38 0.29 0.31 1.3 1035 2.16 0.13 84.79 5.54 3.17 0.75 1.06 0.42 0.32 0.34 1.32 (psia)  Thành phần pha lỏng P (psia) 1035 CO2 N2 C1 C2 C3 iC4 nC4 iC5 nC5 C6 C7+ 0.72 0.06 18.84 2.96 2.95 1.01 1.69 1.01 0.92 1.62 68.22 SVTH: Nguyễn Hoàng Long 86 TÀI LI U THAM KH O [1] Tarek Ahmed (2007) Equation of State and PVT Analysis: Application for Improved Reservior Modeling Gulf Publishing Company [2] Curtis H Whitson, Michael R Brulé (2000) Phase Behavior Richardson, Texas [3] Ali Danesh (1998), PVT and Phase Behavior of Petroleum Reservior Fluids Netherians [4] Karen Schou Pedersen, Peter L.Christensen (2007) Phase Behavior of Petroleum Reservior Fluids Taylor & Francis Group, New York [5] Tarek Ahmed (1989) Hydrocacbon Phase Behavior Gulf Publishing Company [6] Rafael A.Aguilar Zurita, William D.McCain, Jr (2002) An Efficient Tuning Strategy to Calibrate EOS for Compositional Simulation SPE 77382, 1-14 [7] Kai Liu (2001) Reduce the Number of Components for Compositional Reservior Simulation SPE 66363, 1-15 [8] M.Joergensen, E.H.Stenby (1995) Optimization of Pseudo-components Selection for Compositional Studies of Reservior Fluids SPE 30789, 1-11 [9] Rajeev K.Agarwal, Yau-Kun Li, Long Nghiem (1990) A Regression Technique with Dynamic Parameter Selection for Phase Behavior Matching SPE, 1-6 [10] Raffie Hosein (2003) Optimization the Number of Components in Tuning the Peng-Robinson Equation-of-State for Trinidad’s Gas Condensates SPE 81113, 1-12 [11] Dan Vladimir Nichita, Florea Minescu, Ion Cretu (2001) Regression analysis and C7+ description for accurate PVT data calculations with equations of state Petroleum Geoscience, 181-189 [12] Peng Wang, Gary A.Pope 2001 Proper Use of Equations of State for Compositional Reservoir Simulation SPE 69071, 1-7 [13] N.R.Nagarajan, M.M Honarpour, K.Sampath 2007 Reservior-Fluid Sampling and Characterization-Key to Efficient Reservior Management JPT [14] PVTi Reference Manual 2009.1 Schlumberger [15] Eclipse Reference Manual 2009.1 Schlumberger [16] Hoàng, N M (2009) Xây dựng mơ hình khai thác mỏ khí condensat tập Miocen thượng 05-30 mỏ Bạch Kim Tr SVTH: Nguyễn Hoàng Long ng ĐH Bách Khoa ĐHQG Tp.HCM 87