Theo đó, trong phương pháp này, ba bộ phận chính của một hệ thống khai thác gồm vỉa, giếng và hệ thống thiết bị bề mặt được tích hop vớinhau để mô tả dòng chảy của chất lưu từ trong vỉa
MỞ DAUCƠ SỞ LÝ THUYET CUA PHƯƠNG PHÁP MOHÌNH HÓA HỆ THÓNG KHAI THÁC TÍCH HỢP
Chat lưu có sự thay đổi trong suốt quá trình di chuyển từ via lên bê mặt, vi vậy, trong phương pháp mô hình hệ thong khai thác tích hợp sẽ bao gom dòng chảy của chất hưu da pha trong via, dòng chảy trong giếng và dòng chảy qua hệ thong thiết bị bê mặt.
Các lý thuyết cơ bản về mô hình dòng chảy, các khái niệm chính cũng như phương pháp giải bài toán mô hình tích hop sẽ được giới thiệu trong chương này Một mô hình đơn giản sẽ được đưa ra dé khảo sát phương pháp tích hợp và kiếm chứng kết quả tính toán bằng phan mém thương mại Avocet IAM (Integrated Asset Modeler) của Schlumberger va bang phan mém Excel ciing duoc thé hién trong chuong nay.
1.1 Tổng quan về phương pháp mô hình hóa hệ thong khai thác tích hop
Phương pháp mô hình hóa hệ thống khai thác tích hợp, hay còn gọi là mô hình tích hợp, là công cụ tạo ra một mồ hình của hệ thống khai thác từ vỉa lên tới bé mặt (subsurface-to-surface modeling) trong đó sẽ bao gôm vỉa tích hợp với giếng và hệ thống thiết bi bé mặt Y nghĩa cua việc tích hop nay là cho các thay được các tương tac lẫn nhau giữa via, giếng, hệ thong đường ống trên bề mặt và kế cả hệ thống xử lý trên bề mặt trong cùng một môi trường tích hợp Từ đó, sẽ giúp cho các công ty có thể khảo sát, phân tích hoạt động và dự báo khai thác cho toàn hệ thống khai thác tích hợp.
Một mô hình hệ thống khai thác tích hợp bắt đầu với mô hình vỉa với các đặc trưng của vỉa chứa, tính chất của chất lưu trong via Mô hình via trước tiên được xây dựng dựa trên mô hình địa chất và được giải băng hệ phương trình dòng chảy chất lưu đa pha trong vỉa Kết quả thu được sé là phân bố áp suất hay độ bão hòa trong via theo không gian và thời gian hay lưu lượng khai thác của các giếng trong vỉa Ngoài ra, trong phương pháp mô hình tích hợp, mô hình vỉa cũng có thể được minh họa bằng phương trình cân bằng vật chất Tuy nhiên, trong nội dung nghiên cứu của luận văn, sẽ chỉ đề cập tới phương trình dòng chảy đa pha trong vỉa hay còn gọi là mô hình dòng chảy trong via.
Thanh phan tiếp theo trong mô hình tích hợp chính là giếng và hệ thống thiết bi bé mặt bao gồm các đường ống, côn khai thác, bình tách và cả máy nén khí với mục đích giúp xác định tốn thất áp suất trong quá trình chất lưu chảy qua tat cả các bộ phận nói trên Thực chất của việc xác định tốn thất áp suất chính là xác định động thái của dòng chảy chất lưu băng cách sử dụng mô hình dòng chảy trong giếng và mô hình dòng chảy trong hệ thống thiết bị bề mặt hay được xem xét chung là mô hình dòng chảy trong ống (thăng đứng hay năm ngang) Các mô hình dòng chảy này sẽ được xem xét ở trạng thái 6n định (steady state) và được giải bang các mô hình dòng chảy thực nghiệm nhưng cũng sẽ đảm bảo sự cân băng động lượng của dòng chất lưu từ vỉa vào giếng và lên hệ thống thiết bị bé mặt.
Hệ thông đường ông bẻ mặt
Hình 1.1: Hệ thong khai thác từ via lên bê mặt
Các mô hình dòng chảy trong via, trong giếng và trong hệ thống thiết bị bé mặt sẽ được tích hợp với nhau và được giải nham xác định được sự cân băng từ vỉa lên tới bề mặt Ngoài ra, hệ thống khai thác tích hợp còn có thé mở rộng để xem xét ảnh hưởng của hệ thông xử lý trên bề mặt để ra các thành phẩm riêng lẻ như dau, khí và nước Và cuối cùng, dựa vào một mô hình tích hợp hoàn chỉnh, các yếu tố kinh tế cũng sẽ được tính toán nham đánh giá khả năng thương mại cho một dự án khai thác mỏ.
Một số lý do cho việc sử dụng mô hình hệ thống khai thác tích hợp trong thực tế như sau:
Pham Ngoc Đăng Khoa — 13413079 2 e Phản ánh được tác động thủy lực của mang lưới các thiết bị khai thác trên bể mặt lên khả năng khai thác của vỉa e M6 tả được ảnh hưởng của van bơm ép gaslift, bơm, máy nén và cả côn khai thác lên vỉa © Có thể xác định được một số van đề có thể xảy ra với đường ống như tích tụ wax hay sự hình thành hydrate trong quá trình khai thác e Kết hợp các thiết bị bề mặt vào trong các kế hoạch quản lý và khai thác mỏ e Xem xét tương tac của một hệ thống nhiều vỉa khai thác chung trong một hệ thống thiết bị bề mặt
1.1.2 Các đặc điểm cúa mô hình hệ thống khai thác tích hợp
Mô hình hệ thống khai thác tích hợp nghiên cứu dòng chảy của chất lưu trong vỉa, từ via vào giếng, dòng chảy trong giếng và hệ thong thiết bị bé mặt Phương pháp phân tích điểm nút được sử dụng dé phân tích dòng chảy trong hệ thông khai thác tích hợp Đầu vào của nút bao gom các bộ phan trước nút (via hoặc via-hé thống ống khai thác), đầu ra của nút là các bộ phận sau nút (ông khai thác-hệ thống thiết bị bề mặt hoặc chỉ có hệ thống thiết bị bề mặt) Các bộ phận trước và sau nút có thé khác nhau tùy theo vị trí chọn điểm nút trong hệ thống Mối liên hệ giữa lưu lượng và áp suất trong từng bộ phận của hệ thống khai thác tích hợp hoàn toàn xác định Lưu lượng khai thác đi qua hệ thống chỉ có thể xác định khi thỏa mãn các điều kiện sau: e Tại một điểm nút xác định thì lưu lượng vào phải bằng lưu lượng ra e Tại một điểm nút xác định thì chỉ tôn tại một giá tri áp suất
Như vậy, tại một điểm nút xác định sẽ hình thành dong vào nút và dòng ra nút.
Vị trí giao nhau của hai đường dòng vao và đường dòng ra chính là điểm làm việc của hệ thống khai thác tích hợp (hình 1.2) và quá trình xác định vị trí giao nhau hay điểm làm việc chính là quá trình xác định trạng thái cân băng của hệ thông khai thác tích hợp.
Trong hình 1.2 cũng minh họa một phương pháp dé xác định vị trí giao nhau của hai đường dòng vào và đường dòng ra Từ điểm 1 và đường dòng vào xác định điểm 2 trên đường dòng ra và sau đó lại xác định điểm 3 trên đường vào Quy trình cứ tiếp tục cho đền khi hội tụ tại điểm giao nhau cua hai đường va cũng chính là diém làm việc của mô hình tích hợp.
A Đường dong ra Duong dong vao
Hình 1.2: Xác định trạng thái cân bằng của mô hình tích hợp 1.1.2.1 Các vị trí đặt điểm nút
Hai vị trí đặt điểm nút thông thường của mô hình hệ thống khai thác tích hợp là ở đầu giếng và ở đáy giếng Trong trường hợp điểm nút tại đầu giếng, vỉa và hệ thống ống khai thác tạo ra đường dòng vào nút Tuy nhiên, mô hình dòng chảy trong vỉa chỉ xác định được dòng chảy trong via và từ vỉa vào giếng Dé có thé mô tả được dòng chảy từ đáy giếng lên điểm nút ở trên đầu giếng thì phải sử dụng thêm các bảng mô tả dòng chảy trong ống hay còn gọi là các bảng VFP (vertical lift performance) và khi đó việc sử dụng mô hình dòng chảy trong giếng để tính toán tốn thất áp suất của dòng chảy từ đáy giếng lên bề mặt sẽ bị loại bỏ Còn đường dòng ra nút được tính toán bằng mô hình dòng chảy trong hệ thống thiết bị bề mặt Tuy nhiên, điều quan trọng khi sử dụng nút ở đầu giếng là bảng VFP cho từng giếng phải được mô tả sao cho có thé đại diện được cho dòng chảy trong lòng giếng ở các điều kiện khai thác khác nhau trong suốt đời mỏ.
Bởi vì, khi sử dụng các bảng VFP, phương pháp nội suy sẽ được sử dụng dé tính toán tôn that áp suât của dòng chảy từ đáy giêng lên bê mặt, còn nêu vượt ra ngoài các điêuPham Ngoc Đăng Khoa — 13413079 4 kiện của bảng VFP thì không thé tính toán được ton that dòng chảy trong ống Bên cạnh đó, khi sử dụng các bảng VFP thì tính chất của chất lưu trong lòng ỗng khai thác được giả sử là không thay đổi trong suốt đời mỏ Vì vậy, trong trường hợp tính chất của chất lưu thay đôi đáng kể, độ chính xác của bảng VEP cũng không còn đáng tin cậy.
Khi điểm nút được đặt ở vị trí đáy giếng, dong vào nut được hình thành chi bởi dòng chảy trong vỉa và từ vỉa vào giếng Còn dòng ra nút là do dòng chảy trong giếng và trong hệ thống thiết bị bề mặt Khi do, ta phải sử dụng mô hình dòng chảy trong giếng để mô tả dòng chảy trong ống khai thác của giếng và khi đó việc sử dụng các bảng VFP để tính toán dòng chảy trong giếng sẽ bị bỏ qua Do đó, sẽ hạn chế được các nhược điểm khi sử dụng điểm nút ở đầu giếng Cuối cùng, khi sử dụng điểm nút ở đáy giếng, những van dé của dòng chảy trong ông khai thác của giếng có thé được xác định va dự báo như slug hay hiện tượng sinh wax.
1.1.2.2 Các điều kiện biên trong mô hình tích hợp
Trong phương pháp mô hình tích hợp, một điều kiện biên được đưa ra để làm mục tiêu cho việc xác định trạng thái cân băng của vỉa và bề mặt Các điều kiện này sẽ được chuyền từ vỉa lên cho mô hình dòng chảy trong hệ thống thiết bị bề mặt giải và quay lại so sánh với kết quả tính toán từ mô hình dòng chảy trong vỉa Các điều kiện biên thường dùng trong mô hình tích hợp dé giải bài toán cân bằng bao gồm: e Áp suất đáy giếng e Áp suất miệng giếng e Sản lượng dầu e Sản lượng nước e San lượng khí e Sản lượng dau vả nước e Lưu lượng chất lưu khai thác ở điều kiện viaVí dụ như trong trường hợp lưu lượng khai thác được chọn là điều kiện biên thì phương trình dòng chảy trong vỉa sẽ được giải ra lưu lượng khai thác cho các giếng và được chuyền lên cho bê mặt Các mô hình dòng chảy trong giếng và trong hệ thống thiết bị bề mặt sử dụng các điều kiện biên là lưu lượng để tính toán lại áp suất đáy giếng cho các giếng và so sánh với kết quả tính toán từ mô hình dòng chảy trong vỉa Khi mà sai số của áp suất đáy giếng tính toán từ vỉa và bề mặt trong khoảng cho phép thì mô hình hệ thống khai thác tích hợp được gọi là cân bằng.
1.2 Lý thuyết về các mô hình dòng chảy
Nhu đã dé cập trong phan trên, đối với dòng chảy trong via sẽ được giải bang phương trình dòng chảy chất lưu đa pha trong vỉa hay phương pháp này còn được gọi là phương pháp mô phỏng số (numerical simulation) Còn mô hình dòng chảy trong giếng và trong hệ thống thiết bị bề mặt thì được đại diện băng phương trình dòng chảy trong ống thông qua các công thức thực nghiệm.
1.2.1 Mô hình dòng chảy trong via
TÍCH HỢP CHO MỎ XỨNG DỤNG MÔ HÌNH HỆ THÓNG KHAI THÁC TÍCH HỢP DE TOI UU HÓA KHAI THAC CHO MO XTrong chương này, trước tiên, mô hình hệ thong khai thác tích hop của tang Y mỏ X vừa được xây dựng trong chương trên sẽ được dùng dé dự báo khai thác cho mỏ X nhằm giúp thấy được sự tương tác của hệ thong khai thác bê mặt lên via Tiếp đến, sau khi tìm hiểu được quan hệ giữa via và bê mặt, mô hình tích hop sẽ được su dụng cho việc tôi wu hóa khai thác từ tang Y của mỏ X và đây cũng chính là nội dung chính của chương này.
3.1 Dự báo khai thác với mô hình hệ thống khai thác tích hợp
Dâu khai thác (thùng/ngày)
Hình 3.1: Lưu lượng dâu tông cộng khai thác tại dau giếng trong trưởng hop via không tích hợp và trưởng hop via tích hop với bê mặt
Hình 3.1 bên trên là kết quả tính toán lưu lượng dau khai thác từ tầng Y của mỏ X trong trường hợp mô hình dòng chảy trong vỉa mô phỏng không tích hợp với bất cứ mô hình nào và trong trường hợp via được tích hợp với mô hình dòng chảy trong giếng và hệ thong thiết bị bề mặt Trong cả hai trường hợp trên, lưu lượng dau là tong lưu lượng của các giếng tính toán ngay tại đầu giếng Lưu lượng dau khai thác tính toán trong trường hợp không tích hợp cao hơn trong trường hợp tích hợp là do ảnh hưởng của áp suất ngược từ bé mặt tac động ngược xuống đáy giếng cho nên làm anh hưởng tới khả năng cho dòng từ vỉa vào giếng do đó lưu lượng khai thác từ các giếng sẽ bị ảnh hưởng theo.
= ——— “ " -.e=e -=s-. c-ceccoeeeeeee Âu 7 mm x , TM — ss ky Không tích hợp s ;
Hình 3.2: Lưu lượng nước tông cộng khai thác tại đâu giếng trong trường hợp mô hình via không tích hợp và trưởng hợp via tích hợp với bê mặt
Hình 3.3: Luu lượng khí tong cộng khai thác tại đâu giếng trong trường hợp mô hình via không tích hợp và trường hop via tích hợp với bê mặt
Tương tự, hình 3.2 và hình 3 3 là lưu lượng nước và khí tong cộng khai thác tại đầu giếng trong trường hợp mô hình vỉa không tích hợp và tích hợp Trong trường hợp tích hợp, kết quả lưu lượng dau và khí tính toán được đều thấp hơn khi không tích hợp.
Có thể thấy một điều rằng khi các mô hình tích hợp đều cho kết quả tính toán lưu lượng thấp hơn vì ảnh hưởng của áp suất ngược từ trên bề mặt xuống đáy giếng có tác động tới áp suất đáy giếng Xem xét ví dụ của giếng X-14P như trong hình 3.4 sau để thấy rõ ảnh hưởng của áp suất ngược từ bề mặt lên áp suất đáy giếng.
Oo oO nN. oO ưỗ
Ap suất, không tích hop Áp suất, tích hợp ©
Luu lượng không tích hợp Lưu lượng tích hợp ¢
Hình 3.4: Ap suất đáy giếng và lưu lượng dâu tại dau giếng của X-14P trong trường hợp mô hình via không tích hợp và tích hop
Trong trường hợp mồ hình dòng chảy trong vỉa không có tích hợp với mồ hình dòng chảy trong giếng và hệ thông thiết bị bề mặt, áp suất đáy giếng giảm cho đến 1200 psia, đây cũng là áp suất tối thiểu được áp trong mô hình dòng chảy trong vỉa để tránh áp suất đáy giếng thấp hơn 1200 psia Tuy nhiên, trong trường hợp khi được tích hợp áp suất không thé giảm nhiêu như trong trường hợp tích hop, điều này có thể giải thích là do ảnh hưởng của áp suất ngược trên bề mặt cho cũng như tương tác với các giếng được kết nối chung vào một điểm trong cụm khai thác A làm cho áp suất đáy giếng của X-14P không thể giảm nhiều Cho nên, lưu lượng khai thác sẽ thấp hơn khi mô phỏng vỉa trong trường hợp không có tích hop Đó cũng là biểu hiện chung khi xem xét các kết quả tính toán từ các giếng trong cùng một hệ thông khai thác.
Bên cạnh đó, khi sử dụng mô hình tích hợp dự báo khai thác cho tầng Y của mỏ X thì ta thay rằng khi chỉ sử dụng mô phỏng via không có tích hợp thì cho lưu lượng dự báo cao hơn so với khi được tích hợp Cho nên, khi lên các kế hoạch phát triển mỏ trong tương lai, các dự báo khai thác nên cân nhắc ảnh hưởng của thiết bị bề mặt lên khả năng cho dòng khai thác của vỉa Đối với trường hợp mỏ X, khi tích hợp, sản lượng dau khai thác dự báo thấp, tuy nhiên, dự báo cho sản lượng nước và khí khai thác từ mỏ cũng thấp Đối với việc khai thác nước thấp có lợi cho vỉa và cho hệ thống khai thác trên bề mặt trong thực té, tuy nhién, luu luong dau thap lam tang qua trinh thu hồi dầu do đó làm tăng quá trình thu hồi vốn của dự án Do đó phải tiền hành các nghiên cứu thêm về mồ hình tích hợp nhất là tác động của bề mặt đến vỉa nhằm tìm ra hướng khai thác có lợi kinh tế nhất Ngoài ra, trong trường hợp khí thu hôi thấp trong trường hợp tích hợp và các giếng ở tầng Y mỏ X hiện nay đã khai thác bang phương pháp gaslift, với lưu lượng khí thu lên thấp sẽ không đủ bơm ép xuống giếng cho nên sẽ cần phải sử dụng thêm lượng khí gaslift từ các mỏ hay các giàn lân cận vì vậy sẽ giảm hiệu quả kinh tế trong quá trình khai thác do tăng chi phí vận hành và giảm lượng khí xuất bán.
3.2 Tối ưu hóa sản lượng khai thác của mỏ X với mô hình tích hợp
Mô hình hệ thống khai thác tích hợp dùng cho dự báo khai thác của mỏ X như trên dựa trên hoạt động thực tế của hệ thống khai thác bề mặt hiện nay bao gồm áp suất bình tách RI-1 ở 255 psig và lượng gas lift cung cấp cho các giếng của mỏ X hiện nay vào khoảng 50 triệu feet khối ngày Một số giải pháp được đưa ra nhằm tôi ưu hóa sản lượng khai thác của mỏ X với mô hình hệ thống khai thác tích hợp như sau: e Xem xét thay đối áp suất của bình tách cao áp RI-1 e Xem xét thay đối lượng khí gas lift bơm ép vào giếng Đối với giải pháp thứ hai, trong luận văn này sẽ chi dé cập đến việc thay đổi lượng khí gas lift bơm ép cho giếng XX-6P nhằm chọn ra lượng khí bơm ép có hiệu qua tốt nhất đến sản lượng khai thác.
3.2.1 Xem xét thay đổi áp suất bình tách cao áp
Ap suất của bình tách cao áp RI-1 hiện tại trong mô hình là 255 psig theo như áp suất đang vận hành hiện nay của mỏ X Đường khí ra từ bình tách sẽ kết nối với đường ống dẫn của giếng XX-6P rồi đi tới đầu vào của giàn công nghệ trung tâm hay là Central Platform, trong khi đường chất lỏng ra khỏi bình tách sẽ được dẫn tới FPSO Trong trường hop áp suất tại các điểm vào ở FPSO va Central Platform là cố định thì khi áp suất bình tách cao áp thay đổi sẽ ảnh hưởng đến sản lượng khai thác từ các giếng của tầng Y mỏ X Ảnh hưởng của bình tách đến giếng sẽ thông qua hai cụm khai thác là cụm A và cụm 6P Các giếng kết nỗi vào cụm khai thác A sẽ chịu cùng ảnh hưởng trên bề mặt trong khi cụm khai thác 6P sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến giếng XX-6P.
= Sản lượng khai thác công don ở FPSO
9.50E+06 @= San lương khai thác công dồn ở Central Platform
Dâu khai thác cộng dồn ở FPSO
Hình 3.5: Sản lượng Khai thác cộng don ở FPSO và Central Platform khi thay đổi áp suất bình tách cao áp dén tháng 1/2018
Hình 3.5 bên trên là kết quả tính toán sản lượng khai thác cộng dồn tại FPSO vaCentral Platform tính đến tháng 1/2018 khi áp suất bình tách cao áp RI-1 thay đổi từ 175 psig đến 325 psig Áp suất bình tách không nên giảm thấp hơn 175 psig để tránh hiện tượng áp suất ngược từ đầu vào của FPSO và sẽ làm giảm sản lượng khai thác Đối vớiFPSO, khi áp suất bình tách tăng cao hon 175 psig thì sản lượng khai thác cộng dồn sẽ giảm Điều nay có thé lý giải khi áp suất bình tách cao sẽ làm cho áp suất tại cụm khai thác A cao, do đó, áp suất ngược trên bề mặt xuống đáy giếng sẽ cao Tuy nhiên, do các giếng ở cụm A đã khai thác từ khá lâu cho nên áp suất via cũng suy giảm nhiều Nếu áp suất ngược trên bề mặt cao, sẽ làm ảnh hưởng tới khả năng cho dòng từ vỉa vào giếng do đó sản lượng thu hồi dầu cộng dồn sẽ thấp.
So 1330 % oe tn © Oy 1640| °C on of \ ay oọ x 5 s8 |m b bye, O, 29 OOOO 5.
+ |240 9 1600] r et 1/440 tay 9 600 | rƒQ bò “0o 210 \ Ceo ew ®o, 1590
7 © © = + + fF = FT H HY YH © YW © © © 6G © @ @ KR KR KR KR KR KR O § §§ 8S 8 § § § 8à 8 §§ §8§ §§ § 88 § 8 §§§§R§§§8&8& © @ G¢ Go ef 6G €G € @ G eee © ŒG 6G 6G G g6 Ge 6G €G GSE G 6 ŒG € bse 3 = § 8 ở LK ở | fF ð BK SF =| - ð GF KX GF fF - ð BK GF SF SH
` Lưu lượng, 255 psig e| Luu lượng, 175 psig +| Luu lượng, 325 psig Ap suat, 255 psig Ap suat, 175 psig Ap suat, 325 psig
Hình 3.6: San lượng dâu khai thác và áp suất day của giếng X-14P khi áp suất bình tách thay doi
Xem xét trường hợp sản lượng khai thác và áp suất đáy giếng tính toán của giếng X-14P trong hình 3.6 bên trên khi áp suất bình tách lần lượt là 175 psig, 255 psig và 325 psig Như lập luận bên trên, trong trường hợp áp suất bình tách lớn, tác động của áp suất ngược trên bề mặt làm cho áp suất đáy giếng cao, do đó, sẽ làm ảnh hưởng khả năng cho dòng từ vỉa vào giếng Vì vậy, sản lượng khai thác của giếng sẽ thấp và tình trạng này sẽ xảy ra tương tự cho các giếng trong cùng cụm khai thác A.
Còn đối với sản lượng dâu khai thác cộng dồn tại Central Platform trong trường hợp áp suất RI-1 thay đổi (hình 3.5), khi áp suất bình tách cao áp tăng thì sản lượng cộng dồn sẽ tăng Sản lượng dau khai thác cộng dồn tại Central Platform chủ yếu là từ khai thác của giếng XX-6P vì đường ra khỏi bình tách RI-1 kết nối với XX-6P chủ yếu khí.
Sự thay đổi áp suất của bình tách cao áp kết hợp cùng với áp suất ở đầu vào Central Platform cao (245 psig) ảnh hưởng tới khả năng khai thác từ giếng XX-6P.
= CS S12 > oO m 2200 sả 1700 'S bí) of) 2000 ` 4 2) -.ằẰằẰc ợộ =
| 1900 9 ey 1690 | — oi | á * es = 8 B45 96446 ""W Ps ` ` a She) _ Ss a ay a OT, 1680 | &
So 2 2 eS FS SHS eS Ve CS 6 6 v6 6 6 tên ee & = 8
SS OCS GT @ G 0G Oe OE Me eee G 8 G6 ee GS age 0 Be sz œ ư đ = _ 6 3 tn = ơ ư + ơi - _ „ ~ oa a: - ” oa - ~
„| Lut luong, 255 psig | Lưu lượng, 175 psig 4| Lut lượng, 325 psig
Ap suat, 255 psig Ap suat, 175 psig Ap suat, 325 psig
Hình 3.7: San lượng dâu khai thác và áp suất đáy của giéng XX-6P khi áp suất bình tách thay doi
Trong hình 3.7 là sản lượng dâu khai thác và áp suất đáy giếng tính toán từ mô hình tích hợp của giếng XX-6P ở các trường hợp áp suất bình tách Lưu lượng khai thác tăng khi áp suất bình tách tăng Còn đối với trường hợp áp suất đáy giếng, khi áp suất bình tăng thì áp suất đáy giếng tăng và mức độ thay đối khoảng 20-40 psig Điều này làm mâu thuẫn với lý thuyết dòng vào từ vỉa vào giếng, vì khi áp suất đáy giếng thấp thì dòng vào giếng cao cho nên lưu lượng khai thác cao Tuy nhiên, đối với trường hợp giếng XX-6P, áp suất đáy giếng thấp thì lưu lượng khai thác cũng thấp Khi xem xét giếng này, ta có thé đặt ra nghi ngờ răng phải chăng hệ thống thiết bi vận hành khai thác trên bề mặt làm kìm hãm kha năng cho dòng lên bê mặt của giếng? Hay lượng khí gas lift bơm ép vào giếng để nâng chất lỏng lên bề mặt không hiệu quả và gây tác dụng ngược là khí chạy lên bề mặt nhiều hon dau? Vì vậy, cần phải xem xét kĩ hơn đối với giếng XX-6P trong quá trình vận hành khai thác để có thể đưa ra phương án khai thác tối ưu nhất Ngoài ra, lượng khí ra khỏi bình tách cao áp RI-1 hòa cùng với dòng chat lưu từ giếng XX-6P để di tới Central Platform, do đó, khi áp suất bình tách thay đổi cũng có khả năng làm thay đổi chế độ dòng chảy đi tới Central Platform vì nếu cụm A lưu lượng dầu khai thác cao thì lưu lượng khí khai thác cao cho nên lượng khí ra khỏi bình tách sẽ cao làm cho tính chat dòng chảy thay đối Cuối cùng là sẽ ảnh hưởng đến lượng dầu thu được tại Central Platform.
Ta sẽ xem xét tới tổng thé tức là tong lượng dâu khai thác cộng dồn tính đến tháng 1/2018 của tat cả các giếng của tầng Y mỏ X khi thay đổi áp suất bình tách cao áp trong hình 3.6.
Dâu khai thác công đồn
KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊNhằm mục đích hiểu được sự tương tác giữa hệ thống trên bề mặt và vỉa, mô hình hóa hệ thống khai thác tích hợp ngày càng phát triển không ngừng và được ứng dụng rộng rãi Việc xây dựng mô hình tích hợp trong luận văn này giúp cho việc dự báo khai thác và toi ưu hóa khai thác từ đó sẽ tạo tiền dé để hoạch định việc phát triển mỏ.
Với dé tài luận văn “UNG DUNG PHƯƠNG PHÁP MO HÌNH HÓA HE THONG KHAI THÁC TÍCH HỢP NHẰM TOI UU HÓA KHAI THAC CHO MO xX”, một số kết luận được đưa ra như sau:
— Các cơ sở lý thuyết cho phương pháp mô hình hóa tích hợp được tổng quát hóa bao gồm phương trình dòng chảy của chất lưu đa pha trong vỉa, phương trình dòng chảy trong ống các phương pháp tích hợp bài toán vỉa và hệ thống bé mặt cũng như các phương pháp giải dé cân bang bài toán via và bề mặt
— Xây dựng mô hình hệ thông khai thác tích hợp cho đối tượng là tầng Y của mỏ X Việc xây dựng tập trung vào xây dựng và hiệu chỉnh các mô hình dòng chảy trong giếng cho phù hợp với thực tế khai thác, kết nỗi các giếng và xây dựng thành mô hình dòng chảy trong hệ thống thiết bị bề mặt và cuối cùng là tích hợp các mô hình thành một mô hình hệ thống khai thác tích hợp hoàn chỉnh
— Ứng dụng mồ hình tích hợp cho tầng Y của mỏ X trước tiên cho việc dự báo khai thác để hiểu được ảnh hưởng của bề mặt xuống vỉa qua đó sẽ tác động đến khả năng khai thác của vỉa Hai phương án để tối ưu khai thác băng mô hình tích hợp được đưa ra là thay đổi áp suất bình tách cao áp và thay đối lượng khí gas lift bơm ép vào giếng Trong phương án thay đổi áp suất bình tách cao áp ở gần cụm khai thác A thì áp suất tối ưu được đề xuất là khoảng 175 psig Tuy nhiên khi đặt bình tách ở áp suất này, thì cần phải xem xét kĩ ảnh hưởng ở giếng XX-6P vì mô hình tính toán được áp suất đáy giếng thấp nhưng sản lượng khai thác không cao Do đó, một số vấn đề ảnh hưởng khai thác của giêng được đưa ra như có khả năng ảnh hưởng của áp suât ngược
Pham Ngoc Đăng Khoa — 13413079 76 trên bề mặt khi áp suất bình tách thay đổi làm kìm hãm khả năng khai thác của giếng hoặc có thé lượng gas lift bơm ép xuống giếng hiện nay không hiệu quả cho việc nâng dau lên bề mặt Trong phương án thay đổi lượng gas lift bơm ép thì tác giả chọn đối tượng giếng XX-6P để thí nghiệm thay đôi khí gas lift bơm ép Thực tế khai thác hiện nay thì giếng XX-6P được bơm ép 5.5 triệu feet khối ngày, với tính toán từ mô hình tích hợp thì lượng khí gas lift tối ưu nên là 4 triệu feet khối ngày thì sản lượng khai thác dự báo từ giếng XX-6P sẽ đạt cực đại Đồng thời, mô hình cũng đưa ra lượng khí gas lift giới hạn nên bơm cho giéng này là ở 5 triệu feet khối ngày vì nếu cao hơn giá trị này thì không có hiệu quả cho việc nâng dau lên bề mặt do đó làm giảm sản lượng khai thác của giếng Cuối cùng, việc thay đổi gas lift cho giếng XX-6P dé tôi ưu hóa khai thác đã cho thay rằng không có ảnh hưởng đến sản lượng dau khai thác từ các giếng thuộc cụm khai thác A
Một số hướng dé phát triển dé tài này như sau:
— Nghiên cứu tối ưu hóa gas lift cho toàn mỏ bằng mô hình hóa hệ thống khai thác tích hợp
— _ Nghiên cứu việc mở rộng mô hình tích hợp với liên kết với mô hình mô phỏng hệ thống xử lý dầu (HY SIS)
— _ Nghiên cứu việc tích hợp hai hay nhiều mô hình dòng chảy trong via với một mô hình dòng chảy trong hệ thống thiết bị khai thác bề mặt vì trong thực tế có một số mỏ nhỏ cận biên được phát hiện gan đây sé được kết nối với các giàn khai thác của các mỏ lân cận Thông qua mô hình tích hợp sẽ giúp các nhà thầu hiểu được tương tác về mặt thủy lực đối với các mỏ được kết nối từ đó sẽ hoạch định được kế hoạch khai thác chính xác hơn
— Đối với trường hợp mỏ X vì là mỏ dâu nên tác giả sử dụng mô hình chất lưuBlack Oil dé cho mô hình dòng chảy trong via và mô hình dòng chảy trong giếng trong việc xây dựng mô hình hệ thống khai thác tích hợp Tuy nhiên,mô hình hệ thống tích hợp cũng có thể được dùng cho các trường hợp mỏ khí và khi đó mô hình Compositional sẽ được dùng dé nghiên cứu Vì vậy, ứng dụng mô hình chất lưu Compositional cho việc xây dựng mô hình hệ thống khai thác tích hợp cho một mỏ khí nao đó cũng là một hướng phát triển
TAI LIEU THAM KHAOAhmed, T (2001) Reservoir Engineering Handbook Houston, Texas: Gulf Professional Publishing
Akpoebi Ojeke, I H (2011) A Robust Approach to Field Development Plan Integrating Multi Dynamic Reservoir Models with Surface Network The Nigeria Annual International Conference and Exhibition Abuja: Society of Petroleum Engineers.
Avocet Integrated Asset Modeler: Guide to Network Coupling (2007).
Beggs, H (2003) Production Optimization Using Nodal Analysis Tulsa: Oil &
Boyun Guo, W C (2007) Petroleum Production Engineering: A Computer- Assisted Approach Elsevier Science & Technology Books.
Fernando Gutierrez, A H (2007) A New Approach to Gas Lift Optimization Using an Integrated Asset Model The International Petroleum Technology
Conference Dubai: International Petroleum Technology Conference.
Hóa, L T (2010) Luận Van Tốt Nghiệp: Hiệu Chỉnh Mô Hình Vỉa Phù Hợp Với
Dữ Liệu Khai Thác TPHCM: DHBKTPHCM.
Hùng, N (2012) Luận Văn Cao Học: Nghiên Cứu Mô Hình Tích Hợp Hệ Thống Khai Thác cho Mỏ Gau Vàng TPHCM: ĐHBKTPHCM.
J.H.Abou-Kassem, F A (2006) Petroleum Reservoir Simulation: A Basic Approach Houston, Texas: Gulf Publishing Company.
James P Brill, H M (1999) Multiphase Flow in Wells Texas: Society of Petroleum Engineers.
Khoa, P N (2012) Luận Văn Tốt Nghiệp: Xây Dựng va Ung Dung Mô Hình Giêng Da Nhánh Dé Mô Phỏng Khai Thác cho Tang B10 của mỏ Ran Chúa thuộc Bồn Trũng Cửu Long TPHCM: ĐHBKTPHCM.
Reservoir to Surface Link: Reference Manual (2010) Schlumberger.
