Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 4(SI3):SI132-SI145 Bài nghiên cứu Open Access Full Text Article Tính tốn hệ số skin phương pháp thử vỉa phân tích số liệu khai thác Phạm Sơn Tùng1,* , Võ Hoàng Thọ1 , Trương Lê Hiếu Nghĩa2 TÓM TẮT Use your smartphone to scan this QR code and download this article Hệ số skin (s) thông số quan trọng khai thác dầu khí, hệ số skin dùng để tối ưu hóa khai thác, phân tích dự báo khai thác, giúp xác định xác đường dịng vào (Inflow Performance Relationship-IPR) Thơng số giúp định có nên thực cải thiện giếng hay không, cần cải thiện giếng cải thiện giếng cách để tối ưu hóa khai thác Thơng thường hệ số skin ước tính với độ thấm áp suất vỉa cách phân tích số liệu thử vỉa, nhiên chi phí cao thời gian thử vỉa q trình khai thác dài, điều làm ảnh hưởng tới chi phí khai thác, nên báo đề xuất phương pháp khác để xác định hệ số skin cách liên tục thơng qua phân tích số liệu khai thác Bài báo đưa quy trình tính tốn hệ số skin hai phương pháp phân tích số liệu khai thác phân tích áp suất chuyển tiếp (Pressure Transient Analysis - PTA) Để ước tính hệ số skin phương pháp phân tích áp suất chuyển tiếp, quy trình phân tích khảo sát Quy trình áp dụng cho tất số liệu thu từ thử vỉa giếng Quy trình phân tích bao gồm bước chính: thu thập số liệu, hiệu chỉnh số liệu, phân tích sơ chế độ dịng, chọn mơ hình phù hợp, xác định mơ hình phân tích độ nhạy Để ước tính hệ số skin phương pháp phân tích số liệu khai thác, quy trình phân tích khảo sát Quy trình gồm bước: Chuẩn bị số liệu đầu vào, lựa chọn chế độ dịng chảy phù hợp, phân tích độ nhạy Đồng thời yếu tố không chắn phương pháp Sau áp dụng với số liệu thực tế để tính tốn so sánh kết để phân tích tính khả thi yếu tố không chắn ảnh hưởng tới kết dự báo Từ khoá: Hệ số skin, Phân tích áp suất chuyển tiếp, Phân tích số liệu khai thác Khoa Kỹ thuật Địa chất Dầu khí, Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia TP.HCM, Việt Nam Công ty TNHH thành viên điều hành thăm dị khai thác dầu khí nước – PVEP POC, Việt Nam Liên hệ Phạm Sơn Tùng, Khoa Kỹ thuật Địa chất Dầu khí, Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia TP.HCM, Việt Nam Email: phamsontung@hcmut.edu.vn Lịch sử • Ngày nhận: 22-5-2021 • Ngày chấp nhận: 6-9-2021 • Ngày đăng: 04-11-2021 DOI : 10.32508/stdjet.v4iSI3.849 Bản quyền © ĐHQG Tp.HCM Đây báo công bố mở phát hành theo điều khoản the Creative Commons Attribution 4.0 International license GIỚI THIỆU Hiện có nhiều phương pháp thử vỉa (thử vỉa giảm áp, thử vỉa hồi áp, thử vỉa cần khoan…), phương pháp minh giải tài liệu thử vỉa (đồ thị Horner, đồ thị semilog, đồ thị log-log, type cruve…) nhiều phần mềm minh giải tài liệu thử vỉa (Saphir, Fekete…) sử dụng vào mục đích khác thẩm định, đánh giá hiệu sau xử lý axit hay nứt vỉa Tuy nhiên việc phân tích tích số liệu thác nhằm ước tính hệ số skin chưa nghiên cứu nhiều nước giới Bài báo “A method for production data analysis considering significant discontinuities in unconventional reservoirs (2018)” Qingyu Li cộng trình bày gián đoạn liệu trình khai thác đề xuất phương pháp Production Data Analysis (PDA) để giải vấn đề dựa tương đương thời gian ảo, tính cách sử dụng áp suất hình thành trung bình Bài báo “Challenges of Pressure Transient Analysis PTA: Uncertainty Assessment and Pitfalls in Well Test Analysis-How Much Confidence Does a PTA Interpretation Has? (2020)” Mustafa Cobanoglu trình bày yếu tố khơng chắn quy trình phân tích phương pháp phân tích số liệu thử vỉa Pressure Transient Analysis (PTA) Bài báo “Well Test Analysis in Practice (2012)” tác giả Alain Gringarten trình bày tầm quan trọng vai trò thử vỉa Nêu phương pháp thử vỉa phương pháp minh giải tài liệu thử vỉa Xây dựng mơ hình, quy trình thử vỉa khác phương pháp minh giải tài liệu thử vỉa Nghiên cứu giới thiệu phương pháp minh giải tài liệu thử vỉa phương pháp giải chập Bài báo “Intergrating Pressure Transient Analysis in Hydraulic Fracturing (2006)” tác giả Zillur Rahim Ismail Buhidma trình bày phương pháp để đánh giá hiệu hoạt động cải thiện giếng như: phương pháp Pressure Transient Analysis (PTA), đo địa vật lý, so sánh lịch sử áp suất phương pháp kết hợp với để đánh giá chiều dài, độ dẫn khe nứt Bài báo “Transient model analysis of gas flow behavior for a multi-fractured horizontal well incorporating stress-sensitive permeability (2018)” tác giả Li-Na Cao cộng trình bày giả thuyết độ thấm xem khơng đổi khơng với số Trích dẫn báo này: Tùng P S, Thọ V H, Nghĩa T L H Tính tốn hệ số skin phương pháp thử vỉa phân tích số liệu khai thác Sci Tech Dev J - Eng Tech.; 4(SI3):SI132-SI145 SI132 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 4(SI3):SI132-SI145 vỉa nhạy cảm với áp suất phát triển mơ hình thấm với giếng ngang để ước tính độ thấm cho số vỉa nhạy cảm với áp suất góp phần thiết lập sở lý thuyết cho phương pháp phân tích số liệu thử vỉa Pressure Transient Analysis (PTA) cách hiệu Bài báo “Cơ sở lý thuyết phân tích xử lý số liệu thử vỉa cần khoan giếng dầu (2007)” tác giả Nguyễn Hữu Thế Hào trình bày tổng quan khái niệm, lý thuyết thử vỉa Giới thiệu cách chi tiết mơ hình vỉa phương pháp để thực thử vỉa sâu phương pháp thử vỉa cần khoan (DST) Bài báo trình bày khái quát quy trình thực DST, hệ thống thiết bị bề mặt, thiết bị lịng giếng phục vụ cơng tác thử vỉa Từ lý thuyết tác giả sâu để minh giải toán thực thử vỉa DST phương pháp truyền thống so sánh với kết phần mềm Ecrin 4.10.02 Bài báo “Hướng tiếp cận phân tích thử vỉa giếng khí có hàm lượng C02 cao (2018)” tác giả Lê Đình Thành cộng làm rõ vai trò, đặc tính CO2 q trình minh giải thử vỉa DST, đánh giá ưu nhược điểm phương pháp áp dụng, phân tích đề xuất hướng tiếp cận để thu nhiều thơng số vỉa chứa, phục vụ cơng tác lập xác phương án phát triển mỏ Luận văn tốt nghiệp “Phân tích thử vỉa đánh giá hiệu cho giếng nứt vỉa (2014)” tác giả Nguyễn Văn Phước nghiên cứu trình bày tổng quan quy trình minh giải tài liệu thử vỉa từ sở lý thuyết Giới thiệu giếng, thu thập số liệu, hiệu chỉnh số liệu, phân tích chế độ dịng, xây dựng mơ hình phù hợp với chế độ dòng, nhận xét đánh giả hiệu công tác thử vỉa Như việc nghiên cứu vỉa chứa quan tâm cần thiết vòng đời vỉa Để giải vấn đề ước tính hệ số skin báo đưa phương pháp ước tính hệ số skin, đồng thời đánh giá mức độ tin cậy phương pháp phân tính liệu khai thác thơng qua việc so sánh kết với phương pháp phân tích áp suất chuyển tiếp (PTA), phương pháp có độ tin cậy cao sử dụng phổ biến PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Bài báo đồng thời thực phương pháp ước tính hệ số skin phương pháp phân tích áp suất chuyển tiếp (PTA) phương pháp phân tích liệu khai thác Sau so sánh kết phân tích liệu khai thác với phương pháp phân tích áp suất chuyển tiếp (PTA), phương pháp có độ tin cậy cao sử dụng phổ biến Từ đánh giá độ tin cậy phương pháp phân tích liệu khai thác Đồng thời đưa yếu tố không chắn phương pháp để lưu ý nhằm tránh xảy sai lệch đáng kể việc ước tính hệ số skin SI133 Hệ số skin Hệ số skin (S) giá trị không thứ nguyên, dùng để định lượng ảnh hưởng vùng cận đáy giếng gây giảm áp có độ lớn khoản từ -6 đến 100 Khơng có bất thường lúc khoan, hồn thiện giếng khai thác vật liệu mùn khoan, cát, sét…xâm nhập vào thành giếng khoan làm giảm tính thấm xung quanh giếng khoan Vùng kéo dài từ vài inch tới vài feet từ thành giếng Nhiều giếng xử lý axit nứt vỉa thuỷ lực làm tăng độ thấm Do đó, độ thấm xung quanh thành giếng khác độ thấm khu vực xa thành giếng, nơi mà chưa bị kích thích ảnh hưởng dung dịch khoan Không trình bắn mở vỉa hay khai thác làm vùng cận đáy giếng bị ảnh hưởng hệ số skin có xu hướng tăng theo thời gian khơng xảy can thiệp giếng Hình 1: Sự khác độ thấm vùng vận đáy giếng Theo đường cong suy giảm áp suất vỉa (Hình 1), dịng chảy qua vùng cận đáy giếng bị nhiễm bẩn áp suất giảm cục bộ, làm giảm lưu lượng khai thác Như vùng cận đáy giếng xảy trường hợp Trường hợp 1: ∆Pskin > giúp ta biết vùng cận đáy giếng bị nhiễm bẩn, làm cho độ thấm vùng cận đáy giếng giảm, kskin < k S có giá trị dương Trường hợp 2: ∆Pskin < giúp ta biết vùng cận đáy giếng cải thiện, làm cho độ thấm vùng cận đáy giếng tăng, kskin > k S có giá trị âm Trường hợp 3: ∆Pskin = giúp ta biết độ thấm vùng cận đáy giếng không thay đổi, kskin = k S = Sự sụt giảm áp suất qua vùng cận đáy giếng ∆pskin khác áp suất giảm thực vùng cận đáy giếng áp suất giảm vỉa Phân tích áp suất chuyển tiếp Phương pháp phân tích áp suất chuyển tiếp (PTA) cơng cụ tốt để ước tính Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 4(SI3):SI132-SI145 thông số quan trọng giếng vỉa dầu khí Một số đặc tính vỉa chứa, kích thước hình dạng (độ thấm, mơ hình vỉa chứa, đứt gãy, khoảng cách đến biên…), hiệu cơng tác hồn thiện giếng (hệ số skin, độ thấm), hiệu suất ống khai thác (thiết kế đường ống nâng nhân tạo cần thiết) Để ước tính hệ số skin phương pháp phân tích áp suất chuyển tiếp (PTA), quy trình phân tích khảo sát Quy trình áp dụng cho tất số liệu thu từ thử vỉa giếng Quy trình phân tích bao gồm bước • Chuẩn bị liệu (ct, µ , Φ, Bo…) • Nhập dự liệu hiệu chỉnh liệu • Trích xuất liệu • Lựa chọn mơ hình phù hợp • Xác định mơ hình Nhập liệu hiệu chỉnh liệu Sau thu thập liệu cần thiết cho trình phân tích Ta tiến hành nhập liệu như: • Thơng số chất lưu • Thơng số giếng • Dữ liệu áp suất theo thời gian • Dữ liệu lưu lượng theo thời gian • Sau ta tiến hành hiệu chỉnh liệu nhằm: • Đồng hóa lưu lượng khai thác áp suất theo thời gian • Xác định xem liệu thu thập có lỗi khơng • Đễ xác định mơ hình vỉa dễ xác • Lọc liệu khơng xác • Phân tích độ nhạy Hiệu chỉnh liệu áp suất Chuẩn bị liệu Các số liệu cần thiết cho việc phân tích: Dữ liệu áp suất lưu lượng theo thời gian, thơng số chất lưu, thơng số giếng, đặc tính vỉa Dữ liệu áp suất theo thời gian thu thập từ đồng hồ đo thường trực đáy giếng PDG (Permanent Down - Hole Gauge) Giá trị áp suất thu thập liên tục theo thời gian suốt trình khai thác Trong giếng lắp đặt nhiều đồng hồ đo thường trực độ sâu khác độ sâu Trong liệu lưu lượng theo thời gian ghi nhận bề mặt báo cáo lại sau vài ngày Đặc tính vỉa như: Độ rỗng, độ nén đá, bề dày tầng sản phẩm bán kính vỉa xác định từ thí nghiệm phân tích mẫu lõi phịng thí nghiệm thông qua công tác đo địa vật lý Thông số Áp suất-Thể tích-Nhiệt độ (PVT) chất lưu vỉa như: Độ nén tổng, hệ số thể tích thành hệ, độ nhớt, độ bão hòa, áp suất điểm bọt Các số liệu thu thập từ kết phân tích PVT mẫu chất lưu phịng thí nghiệm Thơng số giếng như: Bán kính giếng, hình dạng giếng thu từ cơng tác hồn thiện giếng Mặc dù áp suất vỉa chứa kết việc minh giải, cần có ước tính ban đầu áp suất vỉa để chạy mơ hình Ngồi liệu yêu cầu tối thiểu trên, liệu cần thiết cho mơ hình khác như: Chiều dài đoạn đục lỗ so với tổng chiều dày giếng đục lỗ phần, Chiều dài giếng góc nghiêng giếng nằm ngang giếng nghiêng Những giá trị áp suất bất thường nhận thấy dễ dàng (Hình 2) như: • Khi ngừng khai thác mà áp suất lại giảm • Khi mở giếng áp suất lại tăng • Trong trình khai thác mà áp suất cao áp suất vỉa ban đầu Những điểm áp suất bất thường cần loại bỏ để tăng độ tin cậy q trình phân tích tài liệu thử vỉa dễ dàng thực bước Sau loại bỏ điểm áp suất nhiễu (Hình 3) ta thấy phản hồi áp suất rõ ràng điểm mà giá trị bị sai loại bỏ Hiệu chỉnh liệu lưu lượng Thông thường liệu để phân tích tài liệu thử vỉa lấy từ nguồn khác độ tin cậy khác Trong áp suất ghi nhận trực tiếp đồng hồ đáy giếng lưu lượng ghi nhận bề mặt báo cáo lại sau vài ngày Nên việc không đồng áp suất lưu lượng theo thời gian hoàn tồn xảy (Hình 4) Sau hiệu chỉnh liệu lưu lượng áp suất đồng (Hình 5) Việc hiệu chỉnh vơ quan trọng để phân tích tài liệu thử vỉa có kết có độ tin cậy cao mà dễ dàng việc xác định mơ hình SI134 Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Cơng nghệ, 4(SI3):SI132-SI145 Hình 2: Dữ liệu áp suất theo thời gian chưa hiệu chỉnh (trích từ phần mềm Ecrin) Hình 3: Dữ liệu áp suất theo thời gian hiệu chỉnh (trích từ phần mềm Ecrin) Trích xuất liệu Q trình trích xuất liệu thực định vị tự động, đường thẳng nằm ngang cho dòng chảy hướng tâm vô hạn (Infinite Acting Radial Flow-IARF) đường thẳng nằm nghiêng cho hiệu ứng tích chứa đồ thị đạo hàm Bourdet (Hình 6) Các đường thiết lập lọc tương đối đơn giản Đáng ngạc nhiên, kiểu xử lý hoạt động tốt trường hợp đơn giản, đưa ước tính tức thời hệ số tích chứa, bề dày vỉa hệ số skin Trong trường hợp phức tạp, phần mềm chọn sai vị trí ta phải di chuyển hai đường thẳng đến vị trí để trích xuất liệu phù hợp ta tiến hành phân tích chế độ dịng (Hình 7) phân tích mơ hình (Hình 8) Vì tốn ngược nên từ số liệu có hay nhiều mơ hình phù hợp Xác định mơ hình Sau chẩn đốn mơ hình từ việc phân tích chế độ dịng (Hình 7) phân tích mơ hình (Hình 8) ta tiến hành xác định mơ hình vỉa chứa theo quy trình sử dụng phổ biến (Hình 9) Việc xác định mơ hình vỉa phù hợp cần kết hợp đồ thị sau Lựa chọn mơ hình phù hợp • Đồ thị log-log Ta dựa vào đồ thị đạo hàm Bourdet để xác định mơ hình vỉa phù hợp Để chẩn đốn mơ hình vỉa • Đồ thị semilog SI135 • Đồ thị history Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Cơng nghệ, 4(SI3):SI132-SI145 Hình 4: Dữ liệu áp suất lưu lượng theo thời gian chưa hiệu chỉnh (trích từ phần mềm Ecrin) Hình 5: Dữ liệu áp suất lưu lượng theo thời gian tiến hành hiệu chỉnh (trích từ phần mềm Ecrin) SI136 Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Cơng nghệ, 4(SI3):SI132-SI145 Hình 6: Hai đường thẳng định vị tự động Hình 7: Đồ thị đạo hàm Bourdet đa dạng chế độ dịng SI137 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Cơng nghệ, 4(SI3):SI132-SI145 Hình 8: Đồ thị đạo hàm Bourdet mơ hình khác Hình 9: Các bước xác định mơ hình SI138 Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Cơng nghệ, 4(SI3):SI132-SI145 Hình 10: Các đồ thị cần cho việc xác định mơ hình (trích từ phần mềm Ecrin) Về lý thuyết đồ thị hoàn hảo xác định mơ hình vỉa phù hợp ước tính giá trị cần thiết Nhưng thực tế dấu hiệu nhận biết thường khơng rõ ràng có nhiều mơ hình phù hợp Vì việc kết hợp mạnh đồ thị cần thiết (Hình 10) đồ thị Hình 10 đồ thị cần thiết đề xác định mơ hình phù hợp ước tính giá trị cần thiết • Đồ thị semilog nhạy với hệ số skin áp suất ban đầu • Đồ thị đạo hàm áp suất nhạy với đặc tính vỉa chất lưu • Đồ thị history nhạy với kích thước vỉa áp suất ban đầu Phân tích độ nhạy (Sentitivity Study) Bước cuối phương pháp phân tích áp suất chuyển tiếp (PTA) phân tích độ nhạy mơ hình Phân tích độ nhạy giúp xem xét thơng số ảnh hưởng nhiều đến mơ hình Giúp tăng hiểu biết mối quan hệ thông số đầu vào đầu 10 Khi thực hiệu chỉnh lại mơ hình, ta cần tập trung vào thông số ảnh hưởng nhiều đến mơ hình mà khơng cần q tập trung vào thơng số có ảnh hưởng thấp mơ hình trình khai thác, trình ngừng khai thác để thử vỉa hệ số skin gần không đổi khơng xảy can thiệp giếng Do phương pháp uớc tính giá trị hệ số skin mà không phản ánh thay đổi hệ số skin trình khai thác Mặc khác độ thấm xem số q trình khai thác đặc tính vỉa thay đổi làm cho độ thấm thay đổi, thay đổi không lớn Dù ta tiến hành phân tích độ nhạy độ thấm với phương pháp phân tích số liệu khai thác, để xem việc thay đổi độ thấm ảnh hưởng đến kết (Hình 11, 12 13) Ngoài theo kết (Bảng 1) áp suất vỉa giảm theo thời gian khai thác, điều phù hợp với thực tế thơng thường khơng xảy q trình can thiệp bơm ép áp suất giảm sau khoảng thời gian khai thác Từ việc phân tích áp suất vỉa ta lựa chọn chế độ dịng chảy thích hợp vỉa Phương pháp phân tích số liệu khai thác Hawkins (1956) cho độ thấm vùng cận đáy giếng, tức kskin , đồng áp suất giảm vùng cận đáy giếng xấp xỉ phương trình Darcy 10 Để phân tích số liệu khai thác ta tiến khảo sát quy trình phân tích gồm bước sau: Kết thu từ phương pháp PTA • Chuẩn bị số liệu đầu vào Theo kết (Bảng 1) ta thấy hệ số skin thay đổi trình khai thác Nhưng trình thử vỉa diễn thời gian ngắn so với tồn q • Lựa chọn chế độ dịng chảy phù hợp SI139 • Phân tích độ nhạy Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 4(SI3):SI132-SI145 Bảng 1: Kết minh giải cho giếng X Ngày Độ thấm (mD) Skin Áp suất vỉa (psi) 9/9/15 1.34 11.7 3374 12/20/15 1.3 28.9 3312 1/27/16 1.24 15 3290 9/27/16 1.28 32.9 3070 2/24/17 1.32 17.1 3032 Chuẩn bị số liệu đầu vào Cũng giống phương pháp phân tích áp suất chuyển tiếp, phương pháp phân tích số liệu khai thác cần số liệu đầu vào cho việc phân tích như: Dữ liệu áp suất lưu lượng theo thời gian, thơng số chất lưu, thơng số giếng, đặc tính vỉa Ngồi cịn cần thêm áp suất vỉa xác định từ phương pháp phân tích áp suất chuyển tiếp (Bảng 1) Vì thời gian khảo sát từ ngày 7/9/2015 đến 7/3/2017 có giai đoạn khai thác lần thực đóng giếng Nên ta cần giá trị độ thấm giá trị áp suất vỉa từ kết phân tích áp suất chuyển tiếp (PTA) để phân tích số liệu khai thác giai đoạn Việc thực độc lập giai đoạn khai thác với giúp hạn chế sai lệch kết có độ tin cậy cao Đồng thời ta thực thay đổi giá trị độ thấm để phân tích ảnh hưởng độ thấm với phương pháp phân tích số liệu khai thác (Bảng 2) Lựa chọn chế độ dịng chảy phù hợp Việc phân tích chế độ dòng chảy phù hợp cần thiết, xong khó khăn thiếu liệu áp suất theo thời gian giai đoạn đầu khai thác Ngay có liệu áp suất theo thời gian việc xác định xác chế độ dịng vỉa khó khăn Vì báo phân tích số liệu khai thác với chế độ dịng chảy, để đánh giá xem mơ hình dịng chảy ảnh hưởng đến hệ số skin Phương trình Darcy cho chế độ dòng chảy chuyển tiếp 10 : ∂p = f (x, y, z,t) ∂t 162.6B0 µ0 Q0 [pw f = pi − ( kh ) × ] logt + log ϕ µ kc r2 − 3.23 + 0.87s t w Phương trình Darcy cho chế độ dịng chảy giả ổn định 10 : pw f ∂p = constant ∂t [ ( ) ] 141.2B0 µ0 Q0 re = pe − × ln − +s kh rw Phương trình Darcy cho chế độ dịng chảy ổn định 10 : pw f ∂p =0 ∂t ( ) ( ) Q0 B0 µ0 re ln +s = pe − 0.00708hk rw Phân tích độ nhạy Từ kết phân tích số liệu thử vỉa (Bảng 1) ta thấy độ thấm (k) thay đổi theo thời gian, sử dụng phương trình Darcy phân tích số liệu khai thác ta khơng có giá trị độ thấm thời điểm suốt trình khai thác mà có giá trị độ thấm ban đầu thử vỉa Vì tác giả giả sử độ thấm số theo thời gian Do cần phân tích độ nhạy độ thấm để xem việc giả sử độ thấm số ảnh hưởng đến kết phân tích Kết thu từ phân tích số liệu khai thác Theo kết (Hình 11, 12 13) ta thấy hệ số skin từ mơ hình có giá trị xấp sỉ nhau, thấy chế độ dịng chảy khơng ảnh hưởng lớn đến hệ số skin Hay độ thấm thay đổi giá trị hệ số skin có giá trị xấp xỉ khơng ảnh hưởng lớn đến kết phân tích Như giả sử độ thấm số trình khai thác Xong, việc xác định xác chế độ dòng chảy vỉa độ thấm giúp kết phân tích xác có độ tin cậy cao Đồng thời phương pháp phản ánh thay đổi hệ số skin theo thời gian, dựa vào kết Hình 11, 12 13 thấy hệ số skin có xu hướng tăng trình khai thác Dù có giai đoạn giảm điểm cho kết bất thường Xong mà hệ số skin giảm đột ngột thường rơi vào thời gian đóng giếng xảy cơng tác can thiệp giếng, điều hồn tồn phù hợp Đơi lúc hệ số skin giảm trong q trình khai thác, điều khơng có bất hợp lí cần theo dõi để tránh sai sót q trình tính tốn Như thấy hệ số skin có xu hướng tăng q trình khai thác SI140 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 4(SI3):SI132-SI145 Bảng 2: Dữ liệu đầu vào cho phương pháp phân tích số liệu khai thác Ngày Độ thấm k (mD) Áp suất vỉa (psi) Độ thấm k1 (mD) Độ thấm k2 (mD) 9/9/15 1.34 3374 1.39 1.29 12/20/15 1.3 3312 1.35 1.25 1/27/16 1.24 3290 1.29 1.19 9/27/16 1.28 3070 1.33 1.23 Hình 11: Kết phân tích liệu khai thác với dịng chảy ổn định (trích từ phầm mềm Excel) Hình 12: Kết phân tích liệu khai thác với dòng chảy giả ổn định (trích từ phầm mềm Excel) SI141 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 4(SI3):SI132-SI145 Hình 13: Kết phân tích liệu khai thác với dịng chảy chuyển tiếp (trích từ phầm mềm Excel) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Sau có kết từ phương pháp phân tích số liệu khai thác phương pháp phân tích áp suất chuyển tiếp (PTA) ta thực so sánh kết phương pháp (Hình 14, 15 16) Để nhận xét độ lệch phương pháp phân tích liệu khai phương pháp phân tích áp suất chuyển tiếp (PTA) Qua Hình 14 ta nhận thấy phương pháp phân tích liệu khai thác với dịng chảy ổn định có sai lệch tương đối nhỏ so với phương pháp phân áp suất chuyển tiếp (PTA) Xong có điểm có sai lệch tương đối lớn Dù số điểm sai lệch lớn dễ dàng nhận thấy Qua Hình 15 ta nhận thấy phương pháp phân tích liệu khai thác với dịng chảy giả ổn định có sai lệch tương đối nhỏ so với phương pháp phân áp suất chuyển tiếp (PTA) Xong có điểm có sai lệch lớn với dòng chảy ổn định Dù sai lệch với phương pháp phân tích áp suất chuyển tiếp có nhỏ so với chế độ dịng chảy ổn định Qua Hình 16 ta nhận thấy phương pháp phân tích liệu khai thác với dịng chảy chuyển tiếp có sai lệch tương đối nhỏ so với phương pháp phân áp suất chuyển tiếp (PTA) Xong có điểm có sai lệch lớn chế độ dòng chảy Nhưng sai lệch với phương pháp phân tích áp suất chuyển tiếp nhỏ chế độ dịng Qua thấy dịng chảy chuyển tiếp phù hợp dòng chảy vỉa Như thấy chế độ dịng chảy khơng ảnh hưởng lớn đến hệ số skin Nếu trình thu thập số liệu, phân tích tài liệu thử vỉa có hệ số bị sai bị thiếu khơng dùng chế độ dịng chảy ta cân nhắc lựa chọn chế độ dịng chảy khác Hay có đủ số liệu thực tế khó để xác định xác chế độ dịng phù hợp ta thực chế độ dịng để xác hệ số skin Hoặc cần sử dụng chế độ dòng chảy để xác định hệ số skin mà khơng cần xác định chế độ dịng sai lệch chế độ dịng nhỏ Như kết từ việc phân tích số liệu khai thác ước tính hệ số skin cịn nhiều yếu tố khơng chắn làm cho kết phương pháp có phần sai lệch Vậy mục đích xác định hệ số skin để dự báo can thiệp giếng trình khai thác sử sử dụng phương pháp phân tích số liệu khai thác Xong cần phải lưu ý yếu tố khơng chắn để tối thiểu sai lệch 11 : • Khi sử dụng phương trình Darcy ta coi độ thấm số thực tế độ thấm không số • Trong thực tế vỉa khơng hình trụ mơ hình nên việc xác định bề dày vỉa bán kính vỉa khơng xác • Thơng số chất lưu bị sai lệch so với phịng thí nghiệm Khơng phương pháp phân tích số liệu khai thác có yếu tố khơng chắn mà phân tích áp suất chuyển tiếp có yếu tố khơng chắn • Sự khơng chắn đặc tính vỉa • Một số liệu có nhiều mơ hình phù hợp • Hạn chế tập liệu • Các lỗi thu thập liệu áp suất, lưu lượng • Hiệu ứng tích chứa SI142 Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Cơng nghệ, 4(SI3):SI132-SI145 Hình 14: So sánh hệ số skin từ phương pháp với dòng chảy ổn định (trích từ phầm mềm Excel) Hình 15: So sánh hệ số skin từ phương pháp với dòng chảy giả ổn định (trích từ phầm mềm Excel) Hình 16: So sánh hệ số skin từ phương pháp với dịng chảy chuyển tiếp (trích từ phầm mềm Excel) SI143 Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 4(SI3):SI132-SI145 KẾT LUẬN XUNG ĐỘT LỢI ÍCH Nghiên cứu cho thấy kết từ phương pháp phân tích liệu khai thác để xác định hệ số skin có sai lệch nhỏ so với phương pháp phân tích áp suất chuyển tiếp (PTA) Do kết luận ước tính hệ số skin phương pháp phân tích liệu khai thác Dù phương pháp có yếu tố khơng chắn, phương pháp phân tích số liệu thử vỉa cho kết có độ tin cậy cao hơn, sử dụng phổ biến để ước tính hệ số skin thơng số khác như: độ thấm, bán kính ảnh hưởng hệ số tích chứa Như chưa có số liệu khai thác cần xác định hệ số khác ngồi hệ số skin phương pháp phân tích áp suất áp suất chuyển tiếp phải lựa chọn dù chi phí lớn cho lần thử vỉa Nhưng ta quan tâm đến hệ số skin cân nhắc phương pháp Cần lưu ý xác định hệ số skin phương pháp phân tích số liệu khai thác ta cần thực hàng loạt để nhận điểm bất thường kết loại bỏ chúng nhằm tăng độ xác kết ước tính hệ số skin Nhóm tác giả khơng có xung đột lợi ích với cá nhân hay quan, tổ chức DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU Bo : Hệ số thể tích thành hệ dầu, B/STB h: Chiều cao thành hệ, ft ko : Độ thấm hiệu dụng dầu, md Pi : Áp suất vỉa ban đầu, psi Pe : Áp suất vỉa, psi Pw f : Áp suất đáy giếng mở giếng, psi Pws : Áp suất đáy giếng đóng giếng, psi qo : Lưu lượng dầu, STB/D Re: Bán kính biên ngồi vỉa hỗn hợp, ft rw : Bán kính giếng, ft S: Hệ số nhiễm bẩn thành hệ µ o : Độ nhớt dầu, cp Φ: Độ rỗng % ĐÓNG GÓP CỦA TÁC GIẢ Các tác giả tham gia vào công việc thu thập xử lý liệu, xây dựng mơ hình xử lý kết quả, phân tích kết quả, viết nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO Li Q A method for production data analysis considering significant discontinuities in unconventional reservoirs,” Journal of Geophysics and Engineering 2018;15(5):1835– 1842 Available from: https://academic.oup.com/jge/article/15/ 5/1835/5205077 Cobanoglu M, Shukr I Challenges of Pressure Transient Analysis PTA: Uncertainty Assessment and Pitfalls in Well Test Analysis-How Much Confidence Does a PTA Interpretation Has? OnePetro 2020;Available from: https://onepetro.org/IPTCONF/proceedings-abstract/20IPTC/ 2-20IPTC/D022S139R002/155348 Gringarten A Well Test Analysis in Practice OnePetro 2012;Available from: https://doi.org/10.2118/0212-010-TWA Rahim Z, Buhidma I Integrating Pressure Transient Analysis in Hydraulic Fracturing OnePetro 2006;Available from: https://onepetro.org/SPESATS/proceedings-abstract/06TSSA/ All-06TSSA/SPE-106359-MS/140646 Cao LN Transient model analysis of gas flow behavior for a multi-fractured horizontal well incorporating stress-sensitive permeability Journal of Petroleum Exploration and Production Technology 2018;Available from: https://link.springer com/article/10.1007/s13202-018-0555-z Hào NHT Cơ sở lý thuyết phân tích xử lý số liệu thử vỉa cần khoan giếng dầu Tạp chí Dầu Khí 2007; Đình Thành L, An NH, Đức NH Hướng tiếp cận phân tích thử vỉa giếng khí có hàm lượng C02 cao Tạp chí Dầu Khí 2018;Available from: http://www.tapchidaukhi.vn/BookDetail/ huong-tiep-can-moi-trong-phan-tich-thu-via-gieng-khi-coham-luong-co2-cao-2_ZulqE59keh3WFyMOcdEg.html Ahmed T, McKinney P Advanced Reservoir Engineering, Gulf Professional Publishing 2005; Fjaere OS, Houzé O, Viturat D Dynamic Data analysis 2011;Available from: https://www.kappaeng.com/documents/ flip/dda540/ 10 Lee J, Rollins JB Pressure Transient Testing, Spe Textbook Series 2003;9 11 Kamal M, Pan Y Pressure Transient testing Multiphase Flow Condition OnePetro 2011;Available from: https://onepetro.org/SPEMEOS/proceedings-abstract/ 11MEOS/All-11MEOS/SPE-141572-MS/148161 SI144 Science & Technology Development Journal – Engineering and Technology, 4(SI3):SI132-SI145 Research article Open Access Full Text Article Determination of skin factor using two different methods: pressure transient analysis and production data analysis Pham Son Tung1,* , Vo Hoang Tho1 , Truong Le Hieu Nghia2 ABSTRACT Use your smartphone to scan this QR code and download this article Faculty of Geology & Petroleum Engineering, Hochiminh City University of Technology-VNU-HCM, Vietnam Skin factor is an important parameter in petroleum production engineering Skin factor is used to optimize production, petroleum production analyzing and forecast, and help determine the Inflow Performance Relationship curve Skin factor are usually determined by Pressure Transient Analysis which certainly causes the temporary close of the production, hence it also leads to the financial loss because of non-productive time of the well In order to avoid this unwanted situation, this paper presented another method to determine skin factor using production data analysis A workflow to calculate the skin factor is proposed for two different methods The first method is based on production data analysis and the second one is based of the Pressure Transient Analysis A process to estimate the skin factor by the Pressure Transient Analysis method was proposed which consisted of main steps: collection of input data, data pre-processing, running model, model matching, selection of model, and sensitivity analysis Another workflow using production data analysis was also proposed in this research to estimate the skin factor as well The workflow consisted of three main steps: preparation of input data, selection of suitable flow regimes, and sensitivity analysis The paper also pointed out the uncertainties of these two methods and how to deal with them in order to have highly reliable results These proposed workflows for the two methods were then applied for a real case study with actual data and results were compared to analyze the feasibility of the proposed workflow The factors affecting the accuracy of skin factor estimation were discussed also based on the obtained results This research showed that it was possible to estimate skin factor daily based on production data because the difference between results obtained by the two methods were small and acceptable Key words: Skin, Pressure Transient Analysis, Production Data Analysis PetroVietnam Exploration Production Corporation – PVEP POC, Vietnam Correspondence Pham Son Tung, Faculty of Geology & Petroleum Engineering, Hochiminh City University of Technology-VNU-HCM, Vietnam Email: phamsontung@hcmut.edu.vn History • Received: 22-5-2021 • Accepted: 06-9-2021 • Published: 04-11-2021 DOI : 10.32508/stdjet.v4iSI3.849 Copyright © VNU-HCM Press This is an openaccess article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International license Cite this article : Tung P S, Tho V H, Nghia T L H Determination of skin factor using two different methods: pressure transient analysis and production data analysis Sci Tech Dev J – Engineering and Technology; 4(SI3):SI132-SI145 SI145