Nghiên cứu ảnh hưởng của dòng chảy đến sự sói mòn đường ống bơm ép nước tại mỏ bạch hổ và giải pháp khắc phục

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN VĂN LỤC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA DÒNG CHẢY ĐẾN SỰ XĨI MỊN ĐƯỜNG ỐNG BƠM ÉP NƯỚC TẠI MỎ BẠCH HỔ VÀ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị mỏ, dầu khí Mã số: 60.52.12 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS HOÀNG DUNG Hà Nội – 2007 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Văn Lục MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa 01 Lời cam đoan 02 Mục lục 03 Danh mục bảng 05 Danh mục hình vẽ, đồ thị 06 MỞ ĐẦU 08 Chương - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BƠM ÉP NƯỚC VÀ HIỆN TƯỢNG MÒN 1.1 Tổng quan hệ thống bơm ép nước 12 1.1.1 Hệ thống bơm ép nước giới Việt Nam 12 1.1.2 Hệ thống bơm ép nước mỏ Bạch Hổ 14 1.2 Khái quát mòn kim loại 24 1.2.1 Khái niệm mòn kim loại 24 1.2.2 Phân loại mòn kim loại 24 1.3 Các dạng hư hỏng đường ống bơm ép nước 28 Chương - CƠ SỞ LÝ THUYẾT XĨI MỊN ĐƯỜNG ỐNG BƠM ÉP NƯỚC 2.1 Các đặc trưng kỹ thuật đường ống bơm ép nước 30 2.1.1 Đặc trưng kỹ thuật thành phần vật liệu đặc tính học ống 30 2.1.2 Đặc trưng kỹ thuật mối nối ghép ống giếng bơm ép 32 2.2 Lý thuyết xói mịn bề mặt 37 2.2.1 Cơ chế xói mịn chung 37 2.2.2 Những nghiên cứu xói mịn 49 2.3 Các đặc trưng chuyển động dòng bơm ép đường ống 45 2.3.1 Chuyển động dòng bơm ép qua mối nối NU, EUE 45 2.3.2 Chuyển động dòng chảy qua chỗ uốn đường ống bơm 46 2.3.3 Chế độ dòng chảy đường ống bơm ép mỏ Bạch Hổ 47 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ xói mịn bề mặt 48 Chương - NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XĨI MỊN ĐƯỜNG ỐNG BƠM ÉP NƯỚC 3.1 Phương pháp thực nghiệm dụng cụ đo 53 3.1.1 Phương pháp đo thực nghiệm 53 3.1.2 Dụng cụ đo 54 3.2 Nghiên cứu tình trạng đường ống bơm ép dạng mối nối EUE bị xói mịn 56 3.2.1 Xác định lượng mịn bề dày dọc theo chiều dài ống 56 3.2.2 Sự phân bố bề dày lại theo chiều dài ống 58 3.3 Quan hệ lượng xói mịn ống thông số ảnh hưởng mỏ Bạch Hổ 59 Chương - ỨNG DỤNG CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1 Tính tốn thiết kế tối ưu 73 4.2 Lựa chọn vật liệu đường ống thích hợp vấn đề xử lý nước bơm ép 73 4.3 Ứng dụng xác định lượng mòn lớn thời gian làm việc cho phép đường ống bơm ép 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 DANH MỤC CÁC BẢNG Số tiêu đề bảng Bảng 1.1 Tính chất lý hố nước biển mỏ Bạch Hổ Bảng 1.2 Danh mục, liều lượng sử dụng hoá chất xử lý nước bơm ép mỏ Bạch Hổ Trang 17 20 Bảng 1.3 Số liệu giếng bơm ép nước mỏ Bạch Hổ 20 Bảng 2.1 Thành phần hoá học vật liệu chế tạo ống bơm ép 30 Bảng 2.2 Đặc tính học vật liệu chế tạo ống bơm ép (Tiêu chuẩn API 5CT) Bảng 3.1 Tốc độ siêu âm tương ứng với vật liệu kiểm tra Bảng 3.2 Kết đo bề dày 11 vị trí 10 ống D=89mm sử dụng Bảng 3.3 Lượng mòn bề dày theo chiều sâu đường ống bơm ép sau thời gian làm việc mỏ Bạch Hổ Bảng 4.1 Thời gian làm việc cho phép đường ống giếng bơm ép nước mỏ Bạch Hổ 31 53 57 59 74 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Số hình Tên hình vẽ đồ thị Trang Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống bơm ép nước thơng dụng giới 13 Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống bơm ép nước đặt ngầm biển 13 Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống bơm ép nước đặt ngầm giếng khoan 14 Hình 1.4 Sơ đồ đường ống nước bơm ép mỏ Bạch Hổ 16 Hình 1.5 Sơ đồ xử lý nước bơm ép Block - Module mỏ Bạch Hổ 19 Hình 1.6 Sơ đồ xử lý nước bơm ép giàn lẻ mỏ Bạch Hổ 19 Hình 1.7 Một số hình ảnh xói mịn đường ống 29 Hình 2.1 Mối nối ống khơng chồn - NU 33 Hình 2.2 Mối nối ống chồn trực tiếp 34 Hình 2.3 Mối nối ống chồn - EUE 35 Hình 2.4 Mối nối Newvam 35 Hình 2.5 Sơ đồ đường ống bơm ép nước thiết bị miệng giếng 36 Hình 2.6 Sơ đồ cấu trúc cột ống thiết bị lịng giếng 37 Hình 2.7 Mơ xói mịn bề mặt tiếp xúc với dịng chảy 39 Hình 2.8 Sự phụ thuộc lý thuyết xói mịn góc tới 42 Hình 2.9 Sự phụ thuộc góc tới lớn hệ số xói mịn f 43 Hình 2.10 Mối quan hệ ∆S = f(v) với ống thép đường kính D=150mm 44 Hình 2.11 Mối quan hệ ∆S = f(D) ống đường kính D=50mm đến 200mm 44 Hình 2.12 Mối quan hệ ∆S = f(v) với ống thép đường kính D=75mm 45 Hình 2.13 Mơ tả chuyển động dịng bơm ép qua mối nối 46 Hình 2.14 Ảnh hưởng nhiệt độ đến tốc độ mịn bề mặt 49 Hình 2.15 Ảnh hưởng thành phần Cacbon đến tốc độ mòn 50 Hình 2.16 Ảnh hưởng thành phần Crom đến tốc độ mịn 51 Hình 2.17 Ảnh hưởng tốc độ dịng chảy đến tốc độ mịn 52 Hình 3.1 Sơ đồ kiểm tra khuyết tật bề mặt ống thiết bị Digispect 55 Hình 3.2 Sơ đồ đo bề dày đoạn ống dạng mối nố EUE 56 Hình 3.3 Phân bố bề dày lại theo chiều dài ống 58 Hình 3.4 Đồ thị quan hệ ∆S = f(v) với ống D=114mm 66 Hình 3.5 Đồ thị quan hệ ∆S = f(v) với ống D=89mm 67 Hình 3.6 Đồ thị quan hệ ∆S = f(v) với ống D=73mm 68 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Đồ thị quan hệ ∆S = f(Dt) với vận tốc dòng bơm ép v=5,13m/s Đồ thị quan hệ ∆S = f(Dt) với Q=1500m3/ngđ (Giếng No 921) Đồ thị quan hệ ∆S = f(Dt) với Q=1000m3/ngđ (Giếng No 484) Đồ thị quan hệ ∆S = f(Dt) với Q=3500m3/ngđ (Giếng No 448) 69 70 70 71 MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Để trì áp suất vỉa dầu khai thác nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu cơng nghệ bơm ép nước vào vỉa dầu qua giếng bơm ép đóng vai trị chủ đạo Hệ thống bơm ép nước mỏ Bạch Hổ tổ hợp lớn, bao gồm hệ thống bơm, xử lý trung tâm PPD 40.000, PPD 30.000, PPD 5.000 MSP-8, PPD 5.000MSP-9, hệ thống đường ống dẫn đến giếng bơm ép đường ống lòng giếng bơm ép Thực trạng hệ thống đường ống bơm ép nước mỏ Bạch Hổ bị mòn phải thay nhiều làm tăng chi phí sản xuất Để giảm mịn ngăn chặn cố xảy hệ thống đường ống bơm ép cần thiết nghiên cứu nguyên nhân, chế mịn, tìm qui luật mịn; từ đó, ứng dụng đề biện pháp nâng cao tuổi thọ, thay đường ống kịp thời, bảo đảm an toàn cho hệ thống bơm ép nước giảm chi phí sản xuất Mặt khác, vấn đề mịn đường ống bơm ép nước, giới có cơng trình nghiên cứu, đặc trưng vỉa dầu mỏ Bạch Hổ khác với mỏ khác, chế độ, công nghệ bơm ép mỏ Bạch Hổ khác với mỏ khác nên xói mịn đường ống bơm ép có đặc trưng riêng Vì vậy, giai đoạn hậu khai thác mỏ Bạch Hổ, bơm ép vỉa đóng vai trị thiết yếu Việc nghiên cứu nguyên nhân, chế mòn, tìm qui luật mịn, từ ứng dụng đề biện pháp nâng cao tuổi thọ, thay đường ống kịp thời, bảo đảm an toàn cho hệ thống bơm ép nước giảm chi phí sản xuất mỏ Bạch Hổ vấn đề có tính cấp thiết MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Tìm yếu tố ảnh hưởng đặc trưng dòng chảy gây đến xói mịn đường ống bơm ép mỏ Bạch Hổ sở đề biện pháp xử lý ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI - Đối tượng nghiên cứu đề tài xói mịn đường ống bơm ép nước mỏ Bạch Hổ - Phạm vi nghiên cứu đường ống bơm ép từ miệng giếng tới đáy giếng NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Bản luận văn đề cập nghiên cứu vấn đề sau: - Nghiên cứu tổng quan hệ thống bơm ép nước vào vỉa giới mỏ Bạch Hổ - Nghiên cứu xói mòn đường ống tác động dòng chảy gây nên -Đo thực nghiệm số liệu lượng xói mịn đường ống giếng bơm ép mỏ Bạch Hổ - Tính tốn thơng số dịng bơm ép giếng đo thực nghiệm - Nghiên cứu, tìm mối liên hệ lượng mịn thơng số ảnh hưởng mỏ Bạch Hổ - Nghiên cứu giải pháp khắc phục PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để giải nhiệm vụ đề tài, tác giả sử dụng phương pháp tổng hợp sau: - Phương pháp thực nghiệm: Đo lượng mòn đường ống bơm ép giếng khác - Phương pháp toán học thống kê: Chỉnh lý kết đo thực nghiệm - Phương pháp phân tích hệ thống: Xác định yếu tố ảnh hưởng dòng nước bơm ép đến xói mịn đường ống - Ứng dụng công nghệ thông tin việc xử lý vài số liệu, xây dựng đồ thị biểu diễn mối liên hệ thông số ảnh hưởng NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI Để đạt mục đích nêu trên, đề tài phải giải nhiệm vụ sau: 10 - Trên sở nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm, phân tích, đánh giá để tìm yếu tố ảnh hưởng đến xói mòn ống tác động dòng bơm ép gây - Tìm ảnh hưởng khác biệt độ xói mịn vị trí khác đường ống - Đưa đề xuất phù hợp cho việc thiết kế, lắp đặt, chọn vật liệu đường ống, chọn dặc tính dịng bơm ép công nghệ bơm ép việc sử dụng thay đường ống giếng bơm ép mỏ Bạch Hổ Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN - Làm phong phú thêm hiểu biết chế, nguyên nhân, yếu tố ảnh hưởng đến q trình xói mịn đường ống bơm ép nước mỏ Bạch Hổ - Lựa chọn giải pháp thích hợp việc thiết kế, lắp đặt, chọn vật liệu cho đường ống sử dụng chế độ công nghệ bơm ép hợp lý nhằm nâng cao tuối thọ sử dụng, bảo đảm an tồn, tiết kiệm chi phí sản xuất CƠ SỞ TÀI LIỆU Luận văn viết sở: - Các kết đo lượng mòn đường ống bơm ép mỏ BạchHổ - Các tài liệu thiết kế đường ống bơm ép, chế độ công nghệ bơm ép, công nghệ xử lý nước bơm ép, báo cáo kết bơm ép - Các tài liệu nghiên cứu mòn, học lưu chất… cơng bố lưu trữ ngồi nước -Các tài liệu MATTLAB phần mềm MATTLAB 6.1 CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Toàn luận văn trình bày chương, phần mở đầu kết luận gồm: 80 trang, 09 biểu bảng, 34 hình vẽ, hình chụp danh mục tài liệu tham khảo Luận văn hồn thành Bộ mơn thiết bị dầu khí cơng trình, mơn Máy thiết bị dầu khí Trường Đại học Mỏ - Địa chất hướng dẫn PGS.TS Hoàng Dung 66 chương trình phần mềm MATLAB 6.1 vẽ đồ thị quan hệ ∆S = f(v) với đường kính ống 114mm, 89mm, 73mm xử lý số liệu thực nghiệm ta thu kết sau: +Đối với loại đường ống D=114mm,với thời gian làm việc ống 36 tháng: Lượng mịn (mm) Vận tốc dịng chảy (m/s) Hình 3.4 Đồ thị quan hệ ∆S = f(v) với đường kính ống D =114mm Ứng dụng phần mềm MATLAB 6.1 để xử lý số liệu thực nghiệm ta thu kết mối liên hệ lượng mòn lớn ∆Smax với vận tốc dịng chảy v ống đường kính D=114mm,và thời gian làm việc ống 36 tháng tuyến tính theo biểu thức: ∆Smax = 0,07*v+0,055 (3.1) +Đối với loại đường ống D=89mm, với thời gian làm việc ống 36 tháng: 67 Lượng mòn (mm) Vận tốc dịng chảy (m/s) Hình 3.5 Đồ thị quan hệ ∆S = f(v) với đường kính ống D =89mm Ứng dụng phần mềm MATLAB 6.1 để xử lý số liệu thực nghiệm ta thu kết mối liên hệ lượng mòn lớn ∆Smax với vận tốc dòng chảy v ống đường kính D = 89mm ,thời gian làm việc ống 36 tháng tuyến tính theo biểu thức: ∆Smax = 0,072*v+0,062 (3.2) +Đối với loại đường ống D=73mm, với thời gian làm việc ống 36 tháng: Ứng dụng phần mềm MATLAB 6.1 để xử lý số liệu thực nghiệm ta thu kết mối liên hệ lượng mòn lớn ∆Smax với vận tốc dòng chảy v ống đường kính D = 73mm, thời gian làm việc ống 36 tháng tuyến tính theo biểu thức: ∆Smax = 0,071*v+0,076 (3.3) 68 Lượng mòn(mm) Vận tốc dòng chảy (m/s) Hình 3.6 Đồ thị quan hệ ∆S = f(v) với đường kính ống D =73mm -Quan hệ giữa ∆Smax với đường kính ống với vận tốc dịng chảy: Từ bảng 3.3 ta xác định được: Dòng chảy đường ống D=114mm, (Dt=100mm) giếng No 448, đường ống D = 89mm, (Dt=76mm) giếng No 435, đường ống D = 73mm, (Dt=62mm) giếng No 477 có vận tốc dịng chảy 5,13m/s Chúng ta xác định phân bố lượng mòn bề dày lớn ∆Smax đường ống đó, dùng chương trình phần mềm MATLAB 6.1 vẽ đồ thị quan hệ ∆S = f(Dt) xử lý số liệu thực nghiệm thu kết sau: Ứng dụng phần mềm MATLAB 6.1 để xử lý số liệu thực nghiệm ta thu kết mối liên hệ lượng mịn lớn ∆Smax đường kính ống từ 62mm đến 100mm, thời gian làm việc ống 36 tháng hàm số bậc hai theo biểu thức sau: ∆Smax = 0,0000078*Dt²-0,0018*Dt+0,051 (3.4) 69 Lượng mòn (mm) Đường kính ống (mm) Hình 3.7 Đồ thị quan hệ ∆S = f(Dt) với vận tốc dòng bơm ép v = 5,13m/s Trong đó: Dt: Đường kính ống bơm ép - Quan hệ giữa ∆Smax đường kính ống với lưu lượng dịng chảy Q (trong giếng bơm ép): Từ bảng 3.3 trên, ta xác định phân bố lượng mòn bề dày lớn ∆Smax cấp đường kính ống giếng Cụ thể, xét 03 giếng: Giếng No 921 (Q=1.500m³/ngđ); Giếng No 484 (Q=1.000m³/ngđ) giếng No 448 (Q=3.500m³/ngđ) Dùng chương trình phần mềm MATLAB 6.1 vẽ đồ thị quan hệ ∆S = f(Dt) xử lý số liệu thực nghiệm thu kết sau: 70 Lượng mịn (mm) Đường kính ống (mm) Hình 3.8 Đồ thị quan hệ ∆S = f(Dt) với Q=1.500m³/ngđ (Giếng No 921 Lượng mịn (mm) Đường kính ống (mm) Hình 3.9 Đồ thị quan hệ ∆S = f(Dt) với Q=1.000m³/ngđ (Giếng No 484) 71 Lượng mòn (mm) Đường kính ống (mm) Hình 3.10 Đồ thị quan hệ ∆S = f(Dt) với Q=3.500m³/ngđ (Giếng No 448) Ứng dụng phần mềm MATLAB 6.1 để xử lý số liệu thực nghiệm ta thu kết mối liên hệ lượng mịn ∆Smax đường kính ống từ 62mm đến 100mm giếng No 921, No 484, No 448, thời gian làm việc ống 36 tháng hàm số bậc hai theo biểu thức sau: + Giếng No 921 (Q= 1.500 m³/ngđ): ∆Smax = 0,000061*Dt² - 0,017*Dt+1,3 (3.5) +Giếng No 484 (Q= 1.000 m³/ngđ): ∆ Smax = 0,00011*Dt² - 0,023*Dt+1,3 (3.6) +Giếng No 448 (Q= 3.500 m³/ngđ): ∆Smax = 0,00027*Dt² - 0,06*Dt+3,7 (3.7) Trên sở lý thuyết xói mịn chương 2, tiến hành nghiên cứu thực nghiệm xói mịn đường ống bơm ép mỏ Bạch Hổ Khảo sát đo đại lượng 72 mịn ∆S, ∆Smax xác định thơng số ảnh hưởng vận tốc, đường kính ống, thời gian làm việc ống Ứng dụng phần mềm MATLAB 6.1 để xử lý số liệu thực nghiệm Từ đó, tìm mối quan hệ lượng mịn lớn ∆Smax với thông số ảnh hưởng Các biểu thức toán học (3.1), (3.2), (3.3), (3.4), (3.5), (3.6), (3.7) mơ tả mối quan hệ lượng mịn lớn ∆Smax với thông số ảnh hưởng Các biểu thức tìm phù hợp với qui luật tương quan lý thuyết xói mịn Các biểu thức tìm tin cậy ứng dụng để tính lượng mịn đường ống bơm ép mỏ Bạch Hổ Đường cong thực nghiệm biểu thị mối quan hệ bề dày lại phân bố theo chiều dài đoạn ống chứng tỏ mối nối ảnh hưởng tới lượng mịn Mối nối EUE có tiết diện lưu thơng khơng đồng gây xói mịn cục vị trí gần mối nối lượng mòn lớn Qua cho thấy mối nối NU tương tự gây xói mịn dịng xốy, có tiết diện lưu thơng khơng Kết nghiên cứu để nâng cao hiệu sử dụng đường ống giếng bơm ép nước trình bày chương 73 Chương - ỨNG DỤNG CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1 Tính toán thiết kế mối nối tối ưu Nhằm giảm xói mịn ống thay đổi hướng vận tốc, áp suất dòng nước bơm ép qua mối nối, kết cấu mối nối cần phải có tiết diện lưu thơng đồng đều; chuyển động dòng nước bơm ép qua mối nối liên tục, vận tốc, hướng chuyển động không thay đổi tổn hao áp suất khơng đáng kể (có thể bỏ qua) Vì vậy, cần thiết phải chế tạo măng xơng ren hai đầu ống có kích thước chiều dài ren thích hợp cho nối ghép hai đầu ống gần chạm Mối nối Newvam đáp ứng yêu cầu này; nay, Xí nghiệp Liên doanh Vietsopetro bắt đầu sử dụng loại mối nối 4.2 Lựa chọn vật liệu đường ống thích hợp vấn đề xử lý nước dùng bơm ép -Lựa chọn vật liệu: Trên sở kết nghiên cứu chương 2, chương thành phần Crom Cácbon ảnh hưởng tới tốc độ xói mịn ống Cụ thể, hàm lượng Crom cao giảm mịn, cịn Cacbon ngược lại Với loại vật liệu có thành phần Crom từ - 13%, hàm lượng Crom tăng dẫn đến giá thành tăng Do đó, xét theo điều kiện tăng tuổi thọ ống, giảm tốc độ mòn bề dày chi phí mua ống nên chọn vật liệu có thành phần Crom khoảng 13% khối lượng, Cácbon giới hạn Thoả mãn yêu cầu có mác vật liệu P110 Với vật liệu phạm vi giếng bơm ép mỏ Bạch Hổ giảm khoảng 8- 10% lượng mòn bề dày ống giá thành so với loại vật liệu khác sử dụng mỏ Bạch Hổ tăng khoảng - 2,5% Chọn vật liệu giảm chi phí khoảng 7% Qua nghiên cứu kinh nghiệm thực tế, Xí nghiệp Liên doanh Vietsopetro mua ống mác thép P110 để sử dụng cho hiệu kinh tế - Nước dùng để bơm ép nước cần phải xử lý đạt yêu cầu kỹ thuật cần thiết để đường ống bơm ép không bị tác động ăn mịn hố học khơng mang lại tác nhân tiêu cực tới độ thấm chứa vỉa, làm thay đổi tính chất dầu Cụ thể, phải xử lý để loại bỏ O2, CO2, tạp chất học vi khuẩn khử sulfát,…có nước biển dùng để bơm ép mỏ Bạch Hổ 74 Tại Xí nghiệp khai thác dầu khí Vietsopetro có phận gồm chuyên trách hệ thống thiết bị loại hoá phẩm xử lý nước bơm ép Song vấn đề xử lý nước đạt chất lượng theo yêu cầu phải tiếp tục nghiên cứu 4.3 Ứng dụng xác định lương mòn lớn thời gian làm việc cho phép đường ống bơm ép Phương pháp xác định tốc độ mòn bề dày theo thời gian làm việc ống áp dụng để tính tốn thời gian làm việc cho phép ống tcp = [∆Smax]/(∆Smax/tlv) (tháng) (4.1) Trong đó: [∆Smax ] = 12,5 % Sm , (mm) ; [∆Smax ]: Lượng mòn bề dày cho phép làm việc (mm); Sm: Bề dày ống (mm); tlv: Thời gian làm việc (tháng); ∆Smax: Lượng mòn bề dày lớn ống sau thời gian làm việc tlv Theo phương pháp tính thời gian làm việc cho phép cho giếng bơm ép cụ thể mỏ Bạch Hổ trình bày bảng 4.1 sau Bảng Thời gian làm việc cho phép đường ống giếng bơm ép nước mỏ Bạch Hổ Giếng No /Đường kính ống No 911 D=73mm No 921 D=73mm No 817 D=73mm No 484 D=73mm Lượng mòn bề Tốc độ mòn dày ∆Smax bề dày Sau thời gian trung bình làm việ tlv ∆Stb (mm) (mm/tháng) 36 0,22 36 Thời gian Thời gian Bề dày Lượng mòn ống bề dày cho phép [∆Smax] (mm) (mm) 0,00611 5,51 0,688 112,6 0,48 0,01333 5,51 0,688 51,6 36 0,24 0,00666 5,51 0,688 103,3 36 0,35 0,00972 5,51 0,688 70,8 làm việc ống tlv (tháng) làm việc cho phép ống tcp (tháng) 75 Xem tiếp Bảng 4.1 No 433 D=114mm No 435 D=89mm No 448 D=73mm No 465 D=73mm No 88 D=73mm 36 0,37 0,01028 6,88 0,860 83,6 36 0,42 0,01167 6,45 0,806 69,0 36 1,03 0,02861 5,51 0,688 24,1 36 0,72 0,02 5,51 0,688 34,4 36 0,28 0,00778 5,51 0,688 88,4 Từ kết hoặch định tổng thể thời hạn thay ống cho giếng bơm ép mỏ Bạch Hổ Tính tốn thời gian làm việc cho phép chủng loại ống giếng bơm ép cho phép xác định hiệu sử dụng ống; từ đề biện pháp lựa chọn chủng loại ống (vật liệu kết cấu mối nối) thích hợp để nâng cao tuổi thọ làm việc ống 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu kết hợp lý thuyết thực nghiệm rút kết luận: Nước bơm ép dùng mỏ Bạch Hổ sau xử lý đạt tiêu chuẩn: - Loại bỏ hạt có kích thước > 1µm đạt 96% - Loại bỏ hạt có kích thước > 2µm đạt 98% - Lượng tạp chất < mg/l - Độ đục < 0,15 NTU - Hàm lượng Clo lại không vượt < 0,5 mg/l filt lọc tinh - Hàm lượng oxy hịa tan khơng vượt q < 0,05 mg/l sau khử bọt tháp chân không không vượt < 0,015 mg/l sau khử oxy chân tháp - Khơng có khí H2S ion Fe+3 - Khơng có vi khuẩn khử sulfat - Khơng có sa lắng muối vơ - Độ pH giới hạn khoảng 4,5 - 8,5 ăn mịn hố học dịng bơm ép đường ống bơm ép không đáng kể Các thông số dòng nước bơm ép (vận tốc dòng chảy, đường kính ống, áp suất, nhiệt độ) ảnh hưởng đến cường độ xói mịn đường ống bơm ép Trong điều kiện mỏ Bạch Hổ vận tốc dịng bơm ép đường kính ống có ảnh hưởng lớn Trên sở lý thuyết xói mịn bề mặt dịng chảy gây số liệu thực nghiệm xây dựng mối quan hệ lượng mòn với vận tốc dịng bơm ép đường kính ống điều kiện mỏ Bạch Hổ Tỷ lệ thành phần hoá học vật liệu chế tạo ống ảnh hưởng đến cường độ xói mịn đường ống bơm ép Với điều kiện mỏ Bạch Hổ lựa chọn vật liệu mác P110 với thành phần Crom 13% ống chịu xói mịn tốt đạt hiệu kinh tế so với việc sử dụng loại mác vật liệu khác (P105, K, N80) 77 Đặc trưng kết cấu mối nối yếu tố ảnh hưởng đến lượng mòn bề dày ống Kết nghiên cứu ảnh hưởng kết cấu mối nối đến xói mịn ống sở để lựa chọn kết cấu nối trơn, cải tiến cấu trúc mối nối EUE, NU, giảm xói mòn bề dày ống vùng gần mối nối Lượng mịn bề dày thơng số quan trọng, định đến khả làm việc tuổi thọ ống Lượng mịn phụ thuộc vào thơng số ảnh hưởng vận tốc dịng chảy,đường kính ống, thời gian làm việc, vật liệu, cấu trúc mối nối Đã tìm biểu thức tốn học mơ tả mối quan hệ lượng mòn đường ống bơm ép nước với thơng số ảnh hưởng nói Các biểu thức phù hợp với lý thuyết xói mịn đại số liệu thực tế mỏ Bạch Hổ đáng tin cậy Tính tốn thời gian làm việc cho phép, ngăn ngừa cố xảy đường ống bơm ép, cải tiến cấu trúc mối nối chọn vật liệu thích hợp để giảm xói mịn, tăng tuổi thọ đường ống bơm ép Những đóng góp luận văn: Đã xây dựng phương pháp nghiên cứu hợp lý, kết hợp lý thuyết với thực nghiệm Ứng dụng phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm xác định qui luật xói mịn đường ống bơm ép nước mỏ Bạch Hổ Đưa sở lý thuyết xói mịn đường ống bơm ép, biểu thức mô tả mối quan hệ lượng mịn với thơng số ảnh hưởng phân bố lượng mòn đoạn ống Trên sở kết nghiên cứu đề biện pháp nâng cao hiệu sử dụng ống dùng giếng bơm ép mỏ Bạch Hổ KIẾN NGHỊ: Từ nghiên cứu kinh nghiệm rút trình sử dụng ống giếng bơm ép nước mỏ Bạch Hổ xin có kiến nghị sau : - Nguồn nước biển dùng để bơm ép phải xử lý đạt yêu cầu chất lượng theo yêu cầu qui định nêu luận văn để giảm thiểu q trình ăn mịn hố học không mang lại tác nhân tiêu cực tới độ thấm chứa vỉa, làm thay đổi tính chất dầu Có thể xem xét khả dùng nước 78 tách từ dầu khai thác để bơm ép ngược lại vào vỉa khơng cần xử lý nước hoá chất giảm chi phí cho việc mua hóa chất - Lựa chọn chủng loại ống thích hợp thành phần vật liệu, có tỷ lệ Crom 13%, giá thành cao khoảng 3% so với loại Crom 2,5% có khả ngăn ngừa dạng ăn mịn hóa giảm xói mịn ống tăng tuổi thọ ống khoảng 8% - Lựa chọn mối nối ống có tiết diện lưu thơng đồng để giảm xói mịn cục - Lựa chọn đường kính ống bơm ép phù hợp cho giếng để giảm xói mịn - Lập kế hoặch định kỳ đo bề dày nhỏ ống giếng bơm ép, xác định thời gian thay ống, ngăn ngừa kịp thời cố xảy đường ống bơm ép - Lập chế độ bơm ép hợp lý với tốc độ dịng bơm ép khơng nằm khoảng xói mịn khốc liệt để giảm xói mịn, nâng cao hiệu sử dụng đường ống giếng bơm ép nước - Tiếp tục có nghiên cứu vấn đề xói mịn hệ thống bơm ép nước mỏ Bạch Hổ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Chấn Chỉnh, Lê Thị Nghĩa (1992), Cơ học chất lỏng kỹ thuật, Trường Đại Học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh Nghiêm Hùng (1993), Kim loại học nhiệt luyện, NXB Gíao dục, Hà Nội La Văn Hiển (2003), Nhập môn MATLAB(Matlab version 6.0), NXB Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh Ideltric I.E (1986), Sách tra cứu thuỷ lực, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Kixelep P.G, Asun.A.D N.N.K (1984), Sổ tay tính tốn thuỷ lực, NXB Mir - Mátscơva Nguyễn Văn Kháng (2005), Vận tải đường ống, Trường Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội Lê Xuân Lân (2006), Bể chứa đường ống, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Trương Ngọc Liên (2004), Ăn mòn bảo vệ kim loại, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 10 Nguyễn Phùng Quang (2005), MATLAB $ Simukink, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 11 Phan Thanh Tao (2004), Gíáo trình MATLAB, NXB Đà Nẵng 12 Nguyễn Phạm Thức (1998), Cơ sở lý thuyết kế hoặch hoá thực nghiệm, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 13 Nguyễn Anh Tuấn, Phạm Văn Hùng (2005), Ma sát học, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 14 Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Văn Thêm (1990), Kỹ thuật ma sát biện pháp nâng cao tuổi thọ thiết bị, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 15 Hoàng Xuân Vũ (2003), Nghiên cứu mòn biện pháp nâng cao hiệu sử dụng cột ống nâng khai thác dầu khí mỏ Bạch Hổ mỏ Rồng, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 16 American Petroleum Institute (1990), Specification for casing and tubing.API Specification 5CT, American petroleum institute, Washington 80 17 American Petroleum Institute (1990), Field inspection of new Casing, tubing and plain-end drill pipe, API, RP 5A, Washington 18 I Hussaihova, J.Pinso, J Kubarsep (2001), The effects of impact variables and abrasive particle properties on the erosion of cermets, World tribiology congress, Vienna 19 Panametries (1995), Ultrasonic thichness gauge model 26DL-Plus, panametries, USA 20 Panametries (1999), Ultrasonic thichness gauge model 36DL-Plus, panametries, USA 21 Panametries (1995), Ultrasonic flaw detector EPOCH III-Model 2300, panametries, USA 22 Petrotub S A (1996), seamless steel pipes, Soconord, Romania 23 Sumittomo Metal Industries (1992), OCTG $ Line pipe, Sumittomo Metal Industries LTD, Japan 24 Time group (1995), Ultrasonic thichness gauge model TT-100, Beijing, China 25 Viettubes (1996), Local threader with international standards, Viettubes Corporation Limited, Vietnam 26 J A Williams (1994), Engineering Tribiology, Oxford University Press, New York 27.Турчанинов С П.(1973), Долговечность гидротранспортных тpубопроводов, Издательство “Недра”, Москва 28 Website: www.ifs-pipe.ru/ 29 Website: www.pe.utexas.edu/ 30 Website: www.tps-technitube.de/ 31 Website: www.vsp/khai_thac/