Công nghệ mỏ

BÁO CÁO CÔNG NGHỆ MỎ DẦU KHÍ 1 1 BÁO CÁO CÔNG NGHỆ MỎ DẦU KHÍ GVHD Thầy Mai Cao Lân I CƠ SỞ LÝ THUYẾT I 1 GIỚI THIỆU Phương trình cân bằng vật chất là một công cụ cơ bản trong kĩ thuật vỉa dầu khí, nó[.]

1 BÁO CÁO CƠNG NGHỆ MỎ DẦU KHÍ GVHD: Thầy Mai Cao Lân I CƠ SỞ LÝ THUYẾT: I.1 GIỚI THIỆU: - Phương trình cân vật chất cơng cụ kĩ thuật vỉa dầu khí, phát triển Schilthuis vào năm 1936 Càng sau, nhờ phát triển mạnh mẽ tin học mơ hình tốn học đa chiều đưa đến nhiều ứng dụng mạnh mẽ phương trình Trong phạm vi báo cáo tìm hiểu lý thuyết tảng ứng dụng cho phương trình I.2 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT: a Điều Kiện Cơ Bản: - Dầu khí nước khai thác phải cộng dồn, tổng hợp tạo thành toàn lịch sử khai thác vỉa - Lịch sử áp suất vỉa trung bình phải có - Các thơng số từ thí nghiệm PVT phải đủ xác hàm theo áp suất b Hiện Tượng: - Khi khai thác, dầu, khí, nước đưa lên, tạo không gian trống làm giảm áp suất vỉa; đó, lưu chất dầu, khí cịn vỉa giãn nở, khí hịa tan ra, nước từ tầng nước đáy xâm nhập; đá vỉa giãn nở Đồng thời phải kể thêm việc bơm ép chất lưu (khí, nước) vào vỉa để trì áp suất Phương trình cân vật chất phương trình bảo tồn thể tích (bản chất bảo tồn khối lượng): thể tích lưu chất lấy thể tích lưu chất đá vỉa giãn nở cộng thêm với thể tích lưu chất bơm ép xâm nhập Expanded gas cap Initial gas cap Expanded of oil + dissolved gas Oil + dissolved gas PINIT Reduction in PV due to increased grain packing and connate water expansion > P Hình 1.0 BÁO CÁO CƠNG NGHỆ MỎ DẦU KHÍ GVHD: Thầy Mai Cao Lân c Phương Trình: Trong đó: BÁO CÁO CƠNG NGHỆ MỎ DẦU KHÍ GVHD: Thầy Mai Cao Lân I.3 NƯỚC XÂM NHẬP: - Phần tính tốn lượng nước từ tầng nước đáy xâm nhập qua mặt phân cách dầunước áp suất vỉa giảm trình khai thác Phần sử dụng mơ hình Fetkovich lý sau: + Tính tốn đơn giản dễ hiểu + Có thể đưa thẳng vào nhiều cơng cụ mơ hình đại, bao gồm EclipseTM - Các cơng thức tính tốn theo mơ hình Fetkovich: a Tổng Lượng Nước Đáy Lớn Nhất Có Thể Xâm Nhập: Wei = Vaq x Pi x caq Trong đó: Vaq – aquifer pore volume Pi - Initial pressure caq – Aquifer comperssibility b Áp Suất Trung Bình Của Tầng Nước Đáy Tại Một Thời Điểm Khai Thác, Dựa Trên Tổng Lượng Nước Đã Xâm Nhập Vào Vỉa: Paq= Pi x (1- We /Wei) Trong đó: We – Cummulative water influx c Tốc Độ Xâm Nhập Của Tầng Nước Đáy: qaq= Jaq x (Paq – Pres) = dWe/dt Trong đó: Jaq – Aquifer productivity index Pres – Reservoir pressure GVHD: Thầy Mai Cao Lân BÁO CÁO CƠNG NGHỆ MỎ DẦU KHÍ II QUY TRÌNH TÍNH TỐN: II.1 Z FACTOR: a Cơng Thức Tính Bg (rb/mcf): Bg = Trong đó: 𝟏𝟎𝟎𝟎𝑷𝒔𝒄𝒁𝑻 𝟓.𝟔𝟏𝟓𝑻𝒔𝒄𝑷 Psc, Tsc - Pressure, Temperature at Standard (Psia, oK) P, T - Pressure, Temperature at Reservoir (Psia, oK) Z - Z factor at Reservoir BẢNG 1: Pressure (psia) 400 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8227 Z 0.9790 0.9600 0.9320 0.9200 0.9380 0.9710 1.0180 1.0860 1.1700 1.2940 1.4500 1.4964 Bg (rb/mcf) 8.5517 4.1929 2.0353 1.3394 1.0242 0.8482 0.7410 0.6776 0.6388 0.6280 0.6333 0.6356 b Đồ Thị: Z Factor 1.60 1.50 1.40 1.30 1.20 1.10 1.00 0.90 0.80 2,000 4,000 6,000 8,000 Pressure (psia) 10,000 GVHD: Thầy Mai Cao Lân BÁO CÁO CÔNG NGHỆ MỎ DẦU KHÍ II.2 OIL PVT: a Cơng Thức Tính Bt (rb/stb) Khi P < Pbp: B t = Bo + Trong đó: 𝑩𝒈(𝑹𝒔𝒊−𝑹𝒔) 𝟏𝟎𝟎𝟎 Bo - Oil formation volume factor (rb/stb) Bg - Gas formation volume factor (rb/mcf) Rsi - Solution gas-oil ratio at Bubble point (scf/stb) Rs - Solution gas-oil ratio at Reservoir (scf/stb) BẢNG 2: Pressure 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8227 8500 9000 9500 9640 10000 10178 Bo (rb/stbo) 1.117 1.152 1.188 1.223 1.282 1.346 1.426 1.530 1.693 1.780 1.772 1.759 1.748 1.745 1.738 1.735 Rs (scf/stbo) 233 343 456 576 714 862 1041 1260 1580 1720 1720 1720 1720 1720 1720 1720 Bg (rb/mcf) 2.0353 1.3394 1.0242 0.8482 0.7410 0.6776 0.6388 0.6280 0.6333 0.6356 0.6381 0.6424 0.6462 0.6472 0.6496 0.6508 Bt (rb/ stbo) 4.143 2.996 2.482 2.194 2.028 1.927 1.860 1.819 1.782 1.780 1.772 1.759 1.748 1.745 1.738 1.735 GVHD: Thầy Mai Cao Lân BÁO CÁO CƠNG NGHỆ MỎ DẦU KHÍ b Đồ Thị: 2,000 1,800 Bo 4.0 Bt 1,600 Rs 3.5 1,400 1,200 3.0 1,000 2.5 800 600 2.0 400 1.5 200 1.0 2,000 4,000 6,000 8,000 12,000 10,000 Pressure (psia) II.3 TÍNH TỐN: a Cơng Thức Tính Rp (scf/stb): Rp = 1000𝐺𝑝 𝑁𝑝 Trong đó: Gp - Cumulative gas production (Mcf) Np - Cumulative oil production (stb) b Cơng Thức Tính Paq (Psia): Paq = Pi × 1−𝑊𝑒 𝑊𝑒𝑖 × 106 Trong đó: Pi - Initial reservoir pressure (Psia) We - Cumulative water influx (rb) Wei - Maximum encroachable water volume ( Mbbl) Solution Gas/oil Ratio (scf/stbo) 4.5 Bo & Bt (rb/stbo) BÁO CÁO CÔNG NGHỆ MỎ DẦU KHÍ GVHD: Thầy Mai Cao Lân c Độ Lệch Giữa Giá Trị Đo Và Giá Trị Tính Tốn: Delta = (P – Pm)2 Trong đó: P - Calculated Pressure (Psia) Pm - Measured Pressure (Psia) Tính tốn: Ta có thơng số sau:  N = 13.8 MMSTBO  m = 0.0  J = 0.93 BPD/psi  Wei = 142.8 MMBbls  Pi = 10.180 psia  Swi = 0.200 fraction  Cw = 2.5E-06 psia-1  Cf = 3.0E-05 psia-1 Ta tính được: Ban đầu: HCPV = (1+m)*N*Bti = 23.87 MMBbls PV = HCPV 1−Swi = 29.84 MMBbls Oil PV = N*Bti = 23.87 MMBbls Gas PV = N*m*Bti = 0.00 MMBbls Bti = Bt(Pi,Pbp) = 1.735 rb/STBO Bgi = Bg(Pi) = 0.6508 rb/MCF Cfactor = Swi∗Cw+Cf 1−Swi = 3.813E-05 psi -1 Tổng bình phương delta = 6.94E+04 GVHD: Thầy Mai Cao Lân BÁO CÁO CƠNG NGHỆ MỎ DẦU KHÍ Calculated Original: HCPV = PV = Oil PV = Gas PV = 23.87 29.84 23.87 0.00 MMBbls MMBbls MMBbls MMBbls Bti = 1.735 rb/STBO Bgi = 0.6508 rb/MCF 3.813E-05 psi -1 Cfactor = Sum Sq's = 6.94E+04 - Sau đó, ta dung hàm Add-in tên Solver để làm giảm tổng bình phương Delta cách thay đổi dầu vỉa ban đầu (N), số sản lượng tầng nước chứa (J), lượng nước xâm nhập thành hệ lớn (Wei) BÁO CÁO CÔNG NGHỆ MỎ DẦU KHÍ GVHD: Thầy Mai Cao Lân III ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG: - Ứng dụng sử dụng Material Balance calculations để dự báo trữ lượng dầu khai thác tương lai Phương pháp dựa việc giải phương trình cân áp suất vỉa giảm từ p1 đến p2 - Trong q trình khai thác dầu khí, áp suất vỉa giảm nguyên nhân gây tượng nước ngầm giãn nở chảy vào vỉa Phương trình cân vật chất (Havlena Oded ): F  N ( Eo  m.Eg  Ew, f )  WeBw Trong đó: We  (Cw  Cf ).Wi.P hay: We  (Cw  Cf ). ( re -ro ) f h. P E (f,w) phương trình bỏ qua trường hợp nước bơm ép vào vỉa, khơng hệ số nén nước lỗ rỗng bé mà cịn phần lượng nước bơm vào vỉa làm cho lượng giảm áp suất giảm khơng đáng kể • Trường hợp vỉa khơng có mũ khí, phương trình viết lại: F  NEo  We hay: F We  N  Eo Eo 10 BÁO CÁO CƠNG NGHỆ MỎ DẦU KHÍ GVHD: Thầy Mai Cao Lân Hình 1.1 Phương pháp trial and error - Mơ hình có mối liên hệ với vỉa thơng qua áp suất sụt giảm- với áp suất trung bình sụt giảm vỉa khai thác dầu khí Nếu mơ hình khơng đúng, biểu đồ lệch khỏi đường thẳng lý thuyết - Một có mơ hình tầng chứa nước đạt u cầu, mơ hình sử dụng để dự đốn mơ vỉa Tuy nhiên có nhiều liệu đầu vào không chắn dẫn đến sai lệch kết • Trường hợp vỉa có mủ khí, ta có phương trình: F  N ( Eo  m.Eg )  We hay: F We N Eo  m.Eg ( Eo  m.Eg ) 10 11 BÁO CÁO CÔNG NGHỆ MỎ DẦU KHÍ GVHD: Thầy Mai Cao Lân Hình 1.2 Phương pháp trial and error - Phương trình thể phương pháp Havlena Oded áp dụng cho chế vỉa hỗn hợp( three active mechanisms, solution gas drive, gascap drive and water drive) - Áp suất lịch sử khai thác cảu vỉa chưa bão hòa tác động chế bơm ép nước hình Áp suất sụt giảm tương đối nhỏ áp suất ln trì áp suất bảo hịa Hình 1.3 Lược đồ lịch sử khai thác vỉa dầu chưa bão hòa tác động chế nước tự nhiên 11 12 BÁO CÁO CƠNG NGHỆ MỎ DẦU KHÍ GVHD: Thầy Mai Cao Lân TÀI LIỆU THAM KHẢO: L.DAKE, Fundamntal of Reservoir Engineering LSU, Material Balance Documentation, Excel 12 13 BÁO CÁO CƠNG NGHỆ MỎ DẦU KHÍ GVHD: Thầy Mai Cao Lân 13 14 BÁO CÁO CƠNG NGHỆ MỎ DẦU KHÍ GVHD: Thầy Mai Cao Lân 14