TOM TAT LUẬN VĂN THẠC SĨTối ưu hóa hệ thống thiết bị khai thác bề mặt hiện thời và xem xét một số trường hợp đặcbiệt tại mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh là một trong những công việc quan trọng
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
GIANG VĂN DUY
MO PHONG HOAT ĐỘNG HE THONG THIET BỊ KHAI THÁC
BE MAT MO KHI/CONDENSATE HAI THẠCH & MOC TINH
CHUYEN NGANH: KY THUAT KHOAN, KHAI THAC VA CONG NGHE DAU KHI
LUAN VAN THAC SI
TP HO CHI MINH, THANG 11 NAM 2013
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOAĐẠI HOC QUOC GIA TP HO CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS Mai Cao Lân - -. -:
(Ghi rõ họ tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 1 " cceeeeecceeeeeeeceeeeeeeeeeesceteeeeeeecesseeueeseseteeeees
(Ghi rõ họ tên, học hàm, học vị và chữ ky)
Cán bộ chấm nhận xét 2 " ceeeeeccceeeeeeeceeeeeeeseeeceeseeeeeceeeeeueeseeseeeeees
(Ghi rõ họ tên, học hàm, học vị và chữ ky)
Luận văn Thạc sĩ được bao vệ tại Trường Đại học Bach Khoa, Đại học Quốc Gia
Tp Hô Chí Minh ngày tháng năm 2013.
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn và Trưởng khoa quản lý chuyên
ngành sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nêu có)
CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA
Trang 3NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên : GIANG VĂN DUY MSHV : 11371038
Ngày, tháng, năm sinh : 03/06/1982 Noi sinh : Hung Yén
Chuyén nganh : Kỹ thuật Khoan, Khai thác và Công nghệ dau khí
I TÊN DE TÀI: MO PHONG HOAT ĐỘNG HE THONG THIET BỊ KHAI THAC
BE MAT MO KHI/CONDENSATE HAI THACH & MOC TINH
Il NHIỆM VU VA NỘI DUNG:1 Hệ thống hóa co sở lý thuyết về phương pháp mô hình hóa va mô phỏng dé xây dựng
một mô hình tin cậy.
2 Xây dựng và hiệu chỉnh mô hình hệ thống thiết bị khai thác bề mặt mỏ Hải Thạch va
Mộc Tĩnh.
3 Tối ưu hóa mô hình hệ thông thiết bị khai thác bê mặt hiện thời và xem xét một số
trường hợp đặc biệt như kêt nôi giêng mới vào khai thác, ket noi thêm vỉa vào khaithác và kêt nôi mới đường ông xuât khí Nam Côn Sơn 2
II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : ngày 19 tháng 08 năm 2013IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU_: ngày 22 thang 11 năm 2013v CÁN BỘ HƯỚNG DAN : TS Mai Cao Lân - Chủ nhiệm Bộ môn
Khoan Khai thác, Khoa Kỹ thuật Địa chất & Dau khí, Trường Đại học Bách Khoa Tp
HCM.
Tp HCM, ngày 22 thang I1 năm 2013.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)
TRUONG KHOA KY THUẬT DIA CHẤT VA DẦU KHÍ
(Ho tén va chit ky)
Trang 4LOI CAM ON
Luan van duoc hoan thanh tai Truong Dai hoc Bach Khoa Tp Hỗ Chí Minh dướisự hướng dẫn khoa học của TS Mai Cao Lân - Chủ nhiệm Bộ môn Khoan và Khai thác,khoa Kỹ thuật Địa chất & Dau khí, Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Xin chân thành cảm ơn TS Mai Cao Lân đã dành thời gian, công sức hướng dẫntận tình và chu đáo cho tôi trong suốt quá trình làm Luận văn tốt nghiệp cũng như khoảngthời gian tôi học chương trình Cao học tại tường Đại học Bách Khoa.
Trong quá trình lam Luận văn, tôi đã nhận được sự đóng góp ý kiến và giúp đỡnhiệt tình của các giảng viên, cán bộ Khoa Kỹ thuật địa chất & Dầu khí, Phòng đào tạoSau đại học trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh và các anh chị đồng nghiệpCông ty điều hành dau khí Biên Đông Tôi xin bay tỏ lòng biết ơn chân thành đối với sựgiúp đỡ quý báu đó.
Luận văn này sẽ không thể hoàn thành nếu không có sự động viên và khích lệ củagia đình, bạn bè, đồng nghiệp cũng như các học viên Cao học khóa 2011 chuyên ngànhKỹ thuật Khoan, Khai thác và Công nghệ dau khí Tôi xin bay tỏ tấm lòng tri ân vớinhững động viên và khích lệ ấy
Mặc dù đã cô găng rât nhiêu, song chăc chăn Luận văn vân còn thiêu sót, tôi mongnhận được sự góp ý đề bản Luận văn được hoàn chỉnh và có hiệu quả thực tiên tôt hơn.
Xin chân thành cảm on!
Tp Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 11 năm 2013
(Ký tên)
Giang Văn Duy
Học viên: Giang Van Duy
Trang 5TOM TAT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Tối ưu hóa hệ thống thiết bị khai thác bề mặt hiện thời và xem xét một số trường hợp đặcbiệt tại mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh là một trong những công việc quan trọng nhất của dựán phát triển mỏ, có vai trò quyết định đến sản lượng khai thác cũng như mang lại hiệuquả kinh tế cho các Công ty điều hành dầu khí
Hệ thống thiết bị khai thác và xử lý dầu khí là hệ thống sơ đồ công nghệ phức tạp và luônbiến đổi theo thời gian Các thông số làm việc của mỏ từ giếng khai thác cho đến khochứa FSO có quan hệ với nhau theo các phương trình rất phức tạp Do đó, công việc phântích và đánh giá khả năng làm việc của hệ thống phải được hỗ trợ bởi các phần mềm môphỏng và tính toán về công nghệ khai thác
Việc tiễn hành khai thác và vận hành mỏ để đạt được mục tiêu trữ lượng khai thác caonhất và trong khoảng thời gian lâu nhất là một van dé mà các nhà quản lý mỏ cần phảiquan tâm trong giai đoạn khai thác hiện nay Từ những đòi hỏi thực tế đó, cần phải tiếnhành phân tích và khảo sát các thông số công nghệ cho hệ thống thiết bị khai thác vàđiều nay đặt ra bài toán phải xây dựng nên một mô hình mô phỏng hệ thống thiết bị khaithác bề mặt phản ánh được hiện trạng khai thác hiện tại của mỏ Đánh giá các thông sốkhai thác hiện trạng so với hồ sơ vận hành thử (commissioning) dé từ đó có thé lựa chọncác phương pháp khai thác hợp lý và tối ưu
Ngoài ra, với việc ứng dụng phần mềm mô phỏng, việc quản lý và mở rộng mô hình khaithác trở nên đơn giản hơn Đây là một điểm hết sức quan trọng cho công tác phát triểnmỏ vì các mỏ hiện nay đang trong giai đoạn phát triển và khai thác, việc xây dựng thêmgiếng và thiết bị khai thác là yêu cau tất yếu và hoàn toàn có thé áp dụng mô hình nayvào các tính toán hoặc dự báo tiếp theo cho mỏ trong tương lai
Học viên: Giang Van Duy
Trang 6MỤC LỤCPHAN MO ĐẦU S1 T112 1112111215112 1n HH HH HH HH HH HH 2n 2n t tt 21tr nu 5
1 Tính cấp thiết của đề tain ccceccccccccccecscscececsecevscscevseecvevsvsseveceseevavsvavevesevevsvevevseevevsvevevseeeeee 52 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu để tài à ST nh nh nh nhe nh he 53 Đối tượng và phạm vi nghiên CỨU - 5 S311 11155551121115151 1111121811171 E 1101 tre ng 54 Cơ sở tài liệu của luận Vvăn 2 cee cccc eee ccucceueeceuceccececsesecseeeeeeeeueeeeceeerresertteeeneseeeeeennneeas 6
5 Phương pháp nghiên CUu 0.0.00 rrr nett tititibbititititaieiis 6
6 Tinh hình nghiên cứu liên quan đến đề tài luận VN occ ec cccccccceesecceeeeeececsceeseesesvevsvevseeeeeen 67 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn - 2-1 s1 221111111111 11 51111551511 112 tt 1121 2n 138 Cầu trúc của Luận văn c2 nn Hà Hà HH HH ng 14CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE MO HAI THẠCH VA MỘC TINH 5 2S s21 E11 12111115 171.1 Giới thiệu tổng quan về mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh [ [] - + St S23 E23 5EEE25E2E2E252E223E25x+ 171.2 Các đặc điểm của mỏ Hải Thạch và Mộc Tĩnh 2 2 2E 1n HH nh nen 191.2.1 Tóm tắt các điều kiện địa chất - c5 1211111212122 112 E1 HH HH2 2n Hưng 191.2.2 Các via chứa phat triỂn ST S1 1211111112111111111111 150101010101 T 1T HH HH HH ng th 191.2.3 Thanh phần Condensate và khí khai thác c2 3319121115151 11155111151 1151515111111 21t 201.2.4 Thời gian khai thác mỏ và diễn bién sản lượng khai thác + c à St E13 11E155152525112123E25x% 2213 Hệ thống thiết bị khai thác bề mặt của mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh 5s sex 231.3.1 Giàn xử lý trung tâm PQP-HÏT” nnn nn Entree tte tite tre 231.3.2 Hai giàn dau giếng (WHPS) n 1 1111151 11110101 0111 510tr HH HH Hư 291.3.2 Hệ thông đường ống TS E1 1211111112211101110111 20100100 E HH HH HH nh 32CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYÉT MÔ HÌNH MO PHONG HE THONG KHAI THÁC BE MAT 342.1 Khái quát về hệ thông thiết bị khai thác bề mặtt 2 St 11 S 51111551111 51555158111 11115851 8tr 342.1.1 Giới thiệu c1 S22 S 1 1 E511 E1 HH HH HH HH HH HH HH HH ng HH Ha 342.1.2 Các module của hệ thông thiết bị khai thác bề mặt - 2 S3 S115 1111 5155515118111115551E 8118 th 3422 Cơ sở lý thuyết về mô hình hóa và mô phỏng s11 S 31111551111 51555151111111151521101 08th 372.2.1 Giới thiệu về mô hình hóa và mô phỏng - S23 32121111151 111551111 5151515111111 1118 tr 37222_ Một sô định nghĩa cơ bản 2 222002020111 111 1111111111111 11 1111111 K 111K KĐT KT KT ko 372.2.3 Ưu điểm nỗi bật của phương pháp mô hình hóa và mô phỏng - 2-2 3xx E2E2E2E215325525x% 382.3 Cơ sở lý thuyết xây dựng mô hình mô phỏng hệ thông thiết bị khai thác bề mặt 392.3.1 Nguyên lý chung nnn EEE nhà 392.3.2 Cơ sở dữ liệu để xây dựng hệ thống -.- 2 21 S1 1 111511511212111 1151101551511 E 082211 ng 402.3.3 Phương pháp mô hình hóa tối ưu hệ thống thiết bị khai thác bề mặt - eee 402.4 Cơ chê thay đổi đâu vào các hệ thông thiết bị bề mặt - 2 3 S1 1151111518111 1 x6 422.5 Cơ chế thay đổi đâu ra các hệ thống thiết bị bề mặt - + S123 S111 E3511518151115155511 151 xExE 42CHƯƠNG 3: XÂY DUNG VÀ HIỆU CHINH MÔ HINH HE THONG KHAI THÁC BE MAT MOHAI THẠCH VÀ MỘC TINH 1 5 E21 1 11121115111181 21221112 1t t2 1 n1 n2 1n trau 443.1 Xây dựng mô hình theo yêu câu thiết kế ban đầu 2 s2 SE 251111 1155515818x 1111 88t trưng 443.1.1 Yêu câu thiết kế ban dau cece cccccccscceceseececscecevscecevevecevevevevsvessveveveveveveeesesesvevsvevseseseeeeen 443.1.2 _ Nhập dữ liệu và xây dựng mô hinh cece cece 21 2122552212252 22225 222822 rre 58
3.2.1 Hiệu chỉnh các thông số từng thiết bị riêng lẻ và so sánh với hồ sơ vận hành thử -s¿ 663.2.2 Hiệu chỉnh toàn bộ hệ th6ng o.oo cccccccccceceecececscsvseeceevevsvevseseavsvsveveveceevevsvevevseevevsveveeeeeeen 75CHƯƠNG 4: MO PHONG HOAT DONG CUA HE THONG THIẾT BỊ BE MAT TRONG MOT SOTRUONG HOP ĐẶC BIET u0 ccccccccscscscsesessscsccsescesecsevevecevscesvevavsvsvecasesavsvevesecsevevivavevivesvavsveveeneeen 79
Trang 74.4 Kết nỗi vào đường ông Nam Côn Sơn 2 tương laiKET LUAN VA KIEN NGHỊ
CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 8DANH MỤC HINH VE
STT Miéu ta Trang
Hinh 1.1 VỊ trí mỏ Hai Thạch & Mộc Tinh trong bôn trũng Nam Côn Sơn 18Hình 1.2 | Hệ thong các thiết bi bề mặt mỏ Hai Thạch & Mộc Tinh 19Hình 13 | Sơ đô mô tả hệ thông công nghệ khai thác 24Hình 2.1 | Sơ đô mô tả quá trình khai thác 36Hình 2.2 | Sơ đô mô tả cụm xử lý nước thải 37Hình 2.3 | Mô tả quá trình xây dựng mô hình tôi ưu 41Hình 3.1 | Hồ sơ khai thác khí lô Mộc Tinh 54Hình 3.2 | Hô sơ khai thác khí lô Hải Thạch 54Hình 3.3 | Hồ sơ khai thác khí kết hop 55Hình 3.4 Hô sơ khai thác Condensate lô Mộc Tinh 55Hinh 3.5 H6 so khai thac Condensate 16 Hai Thach 56Hình 3.6 | Hồ so khai thác Condensate kết hop 56Hình 3.7 | Thông số nước khai thác hình thành tại lô Mộc Tinh 57Hình 3.8 Thông sô nước khai thác hình thành tại lô Hải Thạch 57Hình 3.9 | Thông số nước khai thác hình thành kết hợp 58Hình 3.10 | So đô mô tả hệ thông công nghệ đặc trưng trong phân mém 59
ASPEN HYSYS
Hình 3.11 | Mô tả moomen xoăn va dòng điện 66Hình 3.12 | Mô tả công suất và hiệu suất 67
Hình 3.13 | Mô tả thời gian/dong điện va đường cong giới han nhiệt 68
Hình 3.14 | Phương pháp xác định áp suat/nhiét độ đầu ra băng cách 1 69Hình 3.15 | Phương pháp xác định áp suat/nhiét độ dau ra băng cách 2 70
Hình 3.16 | Hình vẽ mô tả bình tach cao áp 72Hình 3.17 | Hình vẽ mô tả bình tách trung ap 73
Hình 3.18 | Hình vẽ mô tả bình thap áp 74
Trang 9DANH MỤC BANG BIEU
STT Miéu ta Trang
Bang 1.1 | Tóm tắt thông số via chứa 20Bảng 1.2 | Thanh phân Condensate tại mỏ Hải Thạch va Mộc Tinh 21Bang 1.3 Thanh phan khí khai thác tai mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh 22Bảng 1.44 | Sản lượng khai thác khí va Condensate của dự án Biển Đông 1 23Bảng 1.5 | Tọa độ của hai giàn dau giéng 30Bảng 3.1 | Nhiệt độ và áp suất vỉa ước lượng 48Bảng 3.2 | Thanh phân Mol% trung bình chat lưu giéng Hải Thạch 49Bảng 3.3 | Thanh phân Mol% trung bình chất lưu giéng Mộc Tinh 49Bảng 3.4 | Thanh phân Mol% trung bình chat lưu giéng HT&MT 49
Bảng 3.5 | Nhiệt độ hình thành sap 50
Bảng 3.6 | Thanh phân nước khai thác 51Bảng 3.7 | Các thông số và tiêu chuân vận hành xuất khí 52Bảng 3.8 | Các thông số xuất Condensate 52Bảng 3.9 | Các yêu cau về luật định 53Bang 3.10 | H6 sơ chat lưu khai thác 53Bang 3.11 | Thông số thiết kế bình tách kiểm tra trên giàn Hai Thạch 61Bang 3.12 | Thông số thiết ké bình tách kiểm tra trên giàn Mộc Tinh 61Bang 3.13 | Các loại hóa chat sử dung trên giàn đâu giéng Hai Thạch 62Bang 3.14 | Các loại hóa chat sử dụng trên giàn đâu giếng Mộc Tinh 62Bảng 3.15 | Hệ thông 6 định Condensate 2 pha tách của 3 pha 65
(khí/condensate/nước)
Bảng 3.16 | H6 sơ công suât máy nén 65Bảng 3.17 | Thông sô kiêm tra cơ khí 68Bang 3.18 | Kết quả hiệu chỉnh bình tách cao áp 72Bang 3.19 | Kết quả hiệu chỉnh bình tách trung áp 73Bang 3.20 | Kết quả hiệu chỉnh bình tách thập áp 74Bảng 4.1 | Thông sô giếng khai thác HT-2X S0Bảng 4.2 | Thông tin về mau và giéng được báo cáo 81
Bang 4.3 | Phân tích Hydrocarbon của khí bình tach 81
Bảng 4.4 | Phân tích Hydrocarbon của sản phâm bình tách va dong tinh của 82
mau 2.2 và 2.3Bảng 4.5 | Kết quả trích dan sau khi kết nối giéng mới HT-2X 83
Bang 46 | Hải Thạch và Mộc Tinh GIIP từ việc mô hình mô phỏng và địa 83
vat ly
Bảng 4.7 | Tom tat khai thác các via mỏ Hai Thạch và Mộc Tinh 84Bảng 4.8 | Bang tóm tắt tính chat va điêu kiện của các via của giéng MT-1P 84Bảng 4.9 | Tóm tắt tai tang Miocene sớm va Miocene giữa 86Bảng 4.10 | Thanh phân via 86Bảng 4.11 | Thanh phan nước via khai thác 87Bảng 4.12 | Thanh phân chat lưu của giéng HT-1X 88Bảng 4.13 | Kết quả trích dan sau khi kết nối thêm via mới 88Bảng 4.14 | Kết quả trích dan kết nỗi mới NCS2 năm 2014 89
Trang 10PHAN MỞ DAU
1 Tính cấp thiết của dé tàiTối ưu hóa hoạt động thiết bị khai thác bề mặt trong điều kiện khai thác hiện tại và cóxem xét các tình huống khai thác trong tương lai như kết nối thêm giếng mới vào khaithác, kết nối thêm vỉa mới trong giếng đã & đang khai thác và nhu cầu kết nối đườngống xuất khí ngầm dưới biển mới (tie-in) vào đường ống Nam Côn Sơn 2 của mỏkhi/Condensate Hải Thạch va Mộc Tinh, đó là lý do tác giả chọn dé tai này làm dé tai
- _ Xây dựng mô hình mô phỏng hoạt động của hệ thống khai thác bề mặt của giàn khaithác xử lý trung tâm mỏ Hải Thạch & Mộc Tỉnh băng phần mềm mô phỏng HYSYSdựa vào các thông số thiết bị
- Sau khi chạy mô hình, tiến hành hiệu chỉnh mô hình theo các thông số thực tế (báo cáokhai thác, bao cáo khảo sát hoạt động ) dé xây dung lên một mô hình tin cay trước khisử dụng cho mục tiêu đặt ra để khảo sát các tình huông mà có thể thay đổi dau vào vàđầu ra
- Phan tích va dự bảo cho mô hình đã hiệu chỉnh theo hướng:
o_ Thay đổi các thông số dau vào của hệ thống, theo dõi và phân tích kết quả thông số đầu
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứue Đối tượng nghiên cứu:
Hệ thông thiết bị khai thác bề mặt của mỏ Hải Thạch & Mộc Tinh, bồn trũng Nam Côn
Sơn, thêm lục địa Nam Việt Nam.Học viên: Giang Văn Duy Trang 5
Trang 11e Pham vi nghiên cứu:
Trang thái lam việc hiện thoi của hệ thống các thiết bị khai thác bề mặt và các tình
huống đặc biệt giả lập trong tương lai của mỏ khí/Condensate Hải Thạch và Mộc Tỉnh.Hiệu chỉnh mô hình theo sô liệu khai thác thực tế tiến đến xây dựng va dé xuất mô hình
tối ưu cho hệ thống thiết bị khai thác bề mặt của mỏ Hải Thạch & Mộc Tinh
4 Cơ sở tài liệu của luận văne Các báo cáo nghiên cứu khoa học, các bài báo SPE, luận văn Thạc sỹ, luận an Tiến sy 0
Việt Nam cũng như ở nước ngoài về xây dựng va thu gom dâu khí, hệ thống khai thácdầu khí, phân tích hoạt động của hệ thống khai thác bề mặt, các thông số của hoạt độngtối ưu của hệ thống khai thác
e Các tài liệu hướng dan sử dụng phần mềm có chức năng tương đương như AspenPLUS, Promax có khả năng phân tích và mô phỏng mô hình hệ thống thiết bị khaithác bề mặt
e Yêu câu thiết kế công nghệ của giàn xử lý mỏ Hải Thạch & Mộc Tinh và các số liệu
báo cáo hàng ngày của mỏ.
5 Phương pháp nghiên cứue Hé thống hóa nên tảng lý thuyết về các thiết bị khai thác và lý thuyết về mô hình hóa,
mô phỏng, các nguyên tắc và quy trình để xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống khaithác bé mặt
e Phương pháp mô hình hóa: sử dụng phan mem mô phỏng chuyên dung HYSYS để xây
dựng mô hình và hiệu chỉnh mô hình theo số liệu vận hành thực tế.
e Phương pháp phân tích ảnh hưởng (sensitivity analysis) của một hay nhiều thông sốcông nghệ khai thác khác nhau của các thiết bị hệ thống khai thác như áp suất xử lý củabình tách, áp suất làm việc của máy nén, khả năng lắp thêm thiết bị
6 Tình hình nghiên cứu liên quan đền đề tài luận văn
a Dé tài “ Mô phong hoat dong cua hé thong khai thác bê mặt mỏ Soi Vang” — Th.S
Trương Thanh Tuyết Trường, LVCH, trường Đại hoc Bách Khoa Tp HCM [1]
e Đặt van dé và phương pháp nghiên cứu:- _ Hệ thống thiết bị khai thác và xử lý dầu khí là hệ thống sơ đồ công nghệ phức tạp va
luôn biến đối theo thời gian Các thông số làm việc của mỏ từ giếng khai thác đến kho
chứa FPSO/FSO có quan hệ với nhau theo các phương trình phức tạp Do đó công việc
phân tích, đánh giá khả năng làm việc của hệ thống phải được hỗ trợ băng các phầnmém mô phỏng tính toán về công nghệ khai thác cũng như công tác “phân tích độnhạy” và “hiệu chỉnh” cho từng thông số cụ thé của người sử dụng
Học viên: Giang Văn Duy Trang 6
Trang 12- Dé tai được xây dựng trên cơ sở những hiểu biết kiến thức chuyên ngành về khai thác
dâu khí, đặc biệt là vê sơ đô công nghệ khai thác và khả năng ứng dụng các phân mêmmô phỏng, chủ yêu là HYSYS.
e Kết quả đạt được:- Tur hệ thống thiết kế dit liệu cơ bản, ứng dụng phần mém mô phỏng HYSYS để xây
dựng nên mô hình mô phỏng hoạt động của hệ thống thiết bị khai thác bề mặt của mỏSói Vàng Điểm vào là hệ thống thu gom dong (cụm Manifold) và điểm ra là tank chứasản phẩm
- _ Đánh giá khả năng thành tao hydrate trong hệ thống xử lý khí đồng hành va đưa ra giảipháp phòng ngừa Đồng thời, lựa chọn điều kiện hoạt động tối ưu cho bình tách cao ápcủa hệ thống
b Dé tài “Nghiên cứu đánh giá hệ thong xử lý khí dong hành cum mo Sư Tử Block 15-1
(STDSW, STV, STDNE)” — Th.S Duong Minh Phu, LVCH, trường Đại hoc Bách KhoaTp HCM [2]
e Đặt van dé va phương pháp nghiên cứu:- Ky thuật xử lý khí đông hành và các ứng dụng của nó luôn giữ một vai trò rất quan
trọng đối với các dự án dau khí ngoài khơi Trong khoảng 5 năm vận hành khai thác mỏSư Tử Den (Block 15-1), công ty điều hành Cửu Long JOC thường xuyên gặp phải sự
có liên quan đến hệ thống xử lý khí đồng hành, gây ảnh hưởng lớn đến hiệu quả sản
xuất Đây không chỉ là khó khăn riêng của công ty điều hành dầu khí Cửu Long JOC
ma còn các nhà thầu khác như JVPC (mỏ Rang Đông) va Vietsovpetro (mỏ Bạch Hồ).- _ Trên cơ sở những nghiên cứu lý thuyết và kinh nghiệm thực tế vận hành tại mỏ Sư Tử
Den kết hop với các mô hình phần mém chuyên dụng (HYSYS, Fluent), tac giả đã phântích và đánh giá hệ thông xử lý khí đồng hành hiện có, dự đoán va dé ra các giải pháp
khắc phục đối với các van dé liên quan.
e Kết quả đạt được:
- Banh giá và kiểm tra các sự cố có nguy cơ ngừng khai thác hoặc giảm sản lượng khai
thác liên quan đến hệ thong xử lý khí đồng hành ở mỏ Su Tử Den va Sư Tử Vang, sự
tạo thành hydrate và hiệu suất của bình tách (Liquid carryover).
- Dé xuất giải pháp khắc phục các sự có của hệ thống xử lý khí đồng hành và các phương
pháp gia tăng hiệu quả sử dụng khí đồng hành như tận thu khí đồng hành thấp áp.
c Dé tài “Đánh giá hiệu quả hệ thống thiết kế xử lý khí mỏ Rông Đôi” — Th.S Nguyễn
Xuan Đăng, LVCH, trường Đại học Bách Khoa Tp HCM [3]
e Đặt van dé và phương pháp nghiên cứu:- _ Hệ thông xử lý khí bang Tri-Ethylene Glycol (TEG) là một trong những gói thâu thiết
bị lớn nhât và đóng vai trò quan trọng trong sơ đô công nghệ xử lý khí của giàn khaiHọc viên: Giang Văn Duy Trang 7
Trang 13thác khí Rong Đôi Đây là hệ thống tương đối phức tạp với những công nghệ rất mới vàđã được kiểm chứng qua quá trình vận hành thực tế.
- Bang phương pháp nghiên cứu cơ sở lý thuyết, dựa vào thiết kế của nhà thầu và vận
dụng kết quả vận hành thực tế để so sánh, tác gia đã tiến hành đánh giá thiết kế hệthống xử lý khí mỏ Rồng Đôi với sự hỗ trợ của phan mềm HYSYS trong việc xây dựng
mô hình, tính toán kết quả sau khi chạy mô hình và lập lại thiết kế hệ thống TEG trêngiàn Ngoài ra, tác giả còn theo dõi số liệu và các sự cố đối với hệ thông TEG trong quátrình khai thác dé rút ra kết luận về sự 6n định của hệ thống
e Kết quả đạt được:- Tac giả đã đưa ra kết quả đánh giá về hiện trạng hoạt động 6n định của hệ thống TEG
trên giàn khai thác Rồng Đôi và đề xuất những nghiên cứu tiếp theo dé cải thiện khanăng làm việc, giảm khả năng mat Glycol, kiém soat nông độ Glycol tái tao, hiệu quảtrao đối nhiệt của hệ thống Dong thời kiém soát nồng độ pH, khả năng làm việc lâu dai
với công suất cao của hệ thống TEG này.
d Dé tai “Ung dụng phan mém HYSYS trong xây dựng hệ thong thu gom va xử lý khí mỏ
Lan Tay” — Kỹ sư Nguyên Tân Khoa, LH trường Đại học Bách Khoa Tp HCM [4]
e Đặt van dé và phương pháp nghiên cứu:- - Việc ứng dụng tin học trong các lĩnh vực khoa học nói chung và ngành dau khí nói
riêng là hướng đi đúng đăn để tiết kiệm thời gian và công sức nghiên cứu, đồng thờitính chính xác cao của chương trình máy tính giúp người sử dụng có thể đưa ra nhiềuphương án lựa chọn trước khi ứng dụng thực tế
- Dé tài đã trình bày một cách tông quát và xây dựng nên mô hình thu gom dâu khí tạimỏ Lan Tây băng ứng dụng phần mém HYSYS để giúp tính toán và theo dõi từng dongkhí đi vào và ra tại từng thiết bị, các thông số kỹ thuật cũng dự tính được lượng khícung cấp cho các thiết bị
e Dé tai “A computational analysis of convex combination models for multidimensional
piecewise-linear approximation in oil production optimization” — Thiago L Silva,Andrés Codas & Eduardo Camponogara, Department of Automation and Systems
Engineering, Federal University of Santa Catarina, Florianôplis, SC88040-900 Bzaril.[9]
Hoc vién: Giang Van Duy Trang 8
Trang 14e Đặt van dé và phương pháp nghiên cứu:- Su đối mới về công nghệ trong lĩnh vực phan cứng va phần mém máy tính như dụng cụ
đo kỹ thuật số và xử lý đữ liệu đã nâng cao khả năng áp dụng vào việc sử dụng nhữngcông nghệ tự động tiên tiến cho việc tối ưu hóa khai thác các via dau khí Tuy nhiên,vẫn còn những hạn chế về khoa học cũng như công nghệ đề có thể áp dụng vào thực tế
(Campos et al., 2010, Campponogara et al., 2010, Yeten et al., 2004)
- _ Công việc khai thác dầu khí vẫn còn bị giới hạn bởi điều kiện via, khả năng của thiết bịbề mặt như thiết bị gaslift, hạn chế dòng chảy và áp suất trong đường ống cũng như
hàng ngàn các nguyên nhân khác Do đó, để tối ưu hóa khả năng khai thác, người takhảo sát cùng lúc môi liên hệ via, giếng và thiết bị bề mặt Hiện nay, việc khai thác tạicác vỉa dầu khí ngoài khơi thường dựa trên việc phân tích độ nhạy khi sử dụng các công
cụ mô phỏng và dựa trên kinh nghiệm Tuy nhiên, các phương pháp này được dung dé
tối ưu hóa khai thác dau khí cho các trường hợp cụ thể và không được sử dụng để xácđịnh chế độ khai thác nhăm tối đa hóa lượng dâu khai thác hàng ngày (Kosmidis et al.,2005).
- Trude đây đã có nhiều nghiên cứu đề cập đến việc sử dụng công cụ lập trình toán họcdé tối đa hóa khai thác thác tại các via dầu ngoài khơi (Buitrgo et al., 1996; Alarcon et
al., 2002; Kosmidis et al., 2005; Camponogara and Conto, 2009; Misener et al., 2009).
Tuy nhiên van còn tôn tại một van đề thách thức khoa học đó là biểu diễn sự hao hụt ápsuất trong đường ống kết nối với giếng, cum manifold và bình tach Bài nghiên cứu sẽgiới thiệu phương trình tuyến tính rời rac đa chiều biểu diễn sự hao hut áp suất và giảiquyết bài toán phân bố lại vận tốc giới han của dòng khí giữa các thiết bị khai thác bềmặt và giếng
- Bài nghiên cứu này đề cập đến việc xây dựng gan đúng đường cong giảm ap bang cac
phương trình tuyến tính rời rac da chiều dựa trên việc môt ta mô hình tuyến tính số
nguyên kết hợp (Vielma et al., 2010) Các phương trình giảm áp là một dạng tuyến tinh
rời rạc đơn giản theo phép đạc tam giác J1 (Union Jack, Todd 1997) Mô hình đâu tiênđược gọi là mô hình “tổ hop lỗi” (Convex Combination — CC) vì phương trình đượcxây dựng từ tổ hợp các điểm dừng và biến nhị phân để giới hạn tô hợp thành phép đạc
tam J1 đơn hình Mô hình thứ hai là “ t6 hợp lỗi” Logarith (Log) vì số lượng biến vađiều kiện ràng buộc thuộc pháp Logarith trong bộ đa diện, đây là kết quả của mô hìnhrẽ nhánh đặc biệt dựa trên phương pháp SOS2 (Special Ordered Sets of Type 2).
e Kết quả đạt được:- _ Cả hai mô hình CC va Log mô tả phương trình tuyến tính rời rac bằng cách tô hợp các
điêm tới hạn đơn giản Tuy nhiên, mô hình CC sử dụng một biên nhị phân cho môidiém, trong khi đó mô hình Log chỉ cân một biên Logarith và điêu kiện tại diém tới han.
Do đó mô hình Log sẽ giải quyết bài toán nhanh hơn so với phương pháp thông thường.f Dé tai “Design and Development of Hydrocarbon Surface Production facilities and
Pipelines Based on Process and Transport Simulator” — SPE 59029-MS [6]
e Đặt van dé va phương pháp nghiên cứu:
Học viên: Giang Văn Duy Trang 9
Trang 15- - Một trong những mục tiêu chính của công ty thăm dò và khai thác dầu khí Pemex làthực hiện các hoạt động phân tích, tôi ưu hóa và hiện đại hóa hệ thống khai thác, vậnchuyên và phân phối sản phẩm khai thác trong điều kiện an toan và hiệu quả kinh tế cao
nhât.
- _ Việc áp dụng mô phỏng quá trình xử lý và vận chuyển dé phân tích các thiết bị khaithác trong điều kiện hoạt động hiện tại, cũng như dự đoán hoạt động của nó trong cácgiai đoạn khác nhau là một công cụ hữu ích được áp dung, kết hợp với số liệu thực tế đãcho phép dự đoán, hiệu chỉnh các thông số dé phù hop với điều kiện vận hành, tiết kiệmthời gian và tránh hư hỏng các thiết bị
- Có ba dạng thông số cân quan tâm khi xây dựng mô hình bao gôm: thông số thu được
từ các thiết bị đo (như áp suất, lưu lượng và nhiệt độ), thông số về đặc tính của hệ thốngthiết bị khai thác (như đường kính, chiều dài, bê dày, vật liệu câu tạo nên thiết bị và
điều kiện làm việc ) và thông số phân tích các thành phan của hydrocarbon (từ C¡ đến
Co, CO», No, H2S va H;O).
- Khi đã cung cấp day đủ tat các thông tin cho mô hình, các chương trình mô phỏng sẽ sửdụng các thông tin đó để xây dựng lại mô hình khai thác với mục đích để lặp lại lịch sửkhai khác, càng giống với thực tế càng tốt, từ các điều kiện hoạt động của hệ thông bandau.
- Một yêu cầu bắt buộc khác là phải xây dựng dự báo khai thác dé đánh giá hệ thốngtrong các giai đoạn khác nhau và các thông tin thu được từ công tác thiết bi PigLauncher/Reciever sẽ cung cấp thông tin về độ dày của đường ông — thông số quantrọng để xác định áp suất vận hành tối đa và áp lực đây sản phẩm của đường ông
- Kết quả thu được từ việc áp dụng phương pháp này góp phần xây dựng nên cơ sở dữliệu, cơ sở hạ tang thiết bị của quá trình khai thác cũng như quá trình vận chuyển vacông tác bảo trì.
- _ Kết quả của việc xây dựng mô hình được hoàn chỉnh với việc phân tích hiệu quả kinh tếđể tìm giải pháp thay thế tốt nhất cho tình huống cụ thể Các thông tin được sử dụngnhư tài liệu tham khảo dé áp dụng cho các dự án mới với các khoản đầu tư can thiết.e Kết quả đạt được:
- M6 phỏng quá trình xử lý và vận chuyển dau khí và hỗ trợ rất tốt cho công tac phântích, loại bỏ điểm “thắt c6 chai” và tối ưu hóa cơ sở hạ tang thiết bị trong điều kiện hoạtđộng hiện tại cũng như dự đoán hoạt động của nó trong tương lai cho việc quản lý điều
- Ung dụng cho các phan mém mô phỏng để lập kế hoạch xây dựng hệ thống xử lý phù
hợp với sự linh hoạt can thiết dé thực hiện các yêu cầu khác trong tương lai.
g Đề tài “Production Optimization in an Oil Producing Asset — The BP Azeri Field
Optimizer Case Authors” — SPE 118454-MS” [7]
Hoc vién: Giang Van Duy Trang 10
Trang 16e Đặt van dé và phương pháp nghiên cứu:- - Tối ưu hóa khai thác mỏ Azeri bằng phương pháp mô hình hóa và tối ưu hóa, hỗ trợ bởi
các phan mềm như Aspen HYSYS, PROSPER, Microsoft Excel, lưu trữ dữ liệu Aspen
IP.21 và cơ sở đữ liệu Microsoft SQL Công cụ này hỗ trợ các chức năng sau: thu thập
dữ liệu và xác định các thông số ảnh hưởng, xây dựng mô hình và hiệu chỉnh, tôi ưuhiệu quả và kinh tế
- Phương pháp này được thiết kế dựa trên các quy trình làm việc sẵn có, cho phép khả
năng thay đôi thông số của mô hình mô phỏng và tối ưu hóa băng cách tự động kiểm
soát thông số hién thị trên thiết bị Điều này cho phép nhóm nghiên cứu tối ưu hóa mộtcách kip thời và hiệu quả.
- Muc tiêu chính của một mô hình tối ưu hóa là đánh gia hoạt động thực tế của các thiếtbị để tối ưu hóa hoạt động của thiết bị đó Để kết quả có ý nghĩa, mô hình cần đượchiệu chỉnh định kỳ dé phản ánh mat mát hiệu suất và các thông số phải gan đúng với
thiết bị khai thác bị hư hỏng.o Xác định các sự cố tac nghẽn khai thác và kế hoạch dau tư bồ xung.- Hé thống đã được kiểm nghiệm thông qua một số tình huống khai thác thực tiễn và đã
pháp tối ưu về tong thé
o Ty lệ khai thác tăng trung bình 3%
h Để tài “ Production data management and reporting system to optimize production
thống chuyên môn, xác nhập dữ liệu, an ninh, module quản lý tài sản, liên kết đến cácứng dụng khác, báo cáo tổng hợp và trình duyệt dữ liệu Nó cung cấp các module câu
Học viên: Giang Văn Duy Trang 11
Trang 17hình tùy biến cho phép người dung tạo và sửa đổi thích hợp với điều kiện lĩnh vực làm
việc của họ.
- PDMAR sử dụng “RDBMS” thương mại để lưu trữ dữ liệu Nó sử dụng các dich vụmới nhất của Microsoft.NET Framework và Web để tăng tốc độ xử lý, lưu trữ vàchuyển giao dữ liệu hiệu quả Người sử dung có thé tìm kiếm những báo cáo hàng ngàycho hoạt động sản xuất, thông tin thử giếng mới nhất, tình trạng An toàn-Sức khỏe-Môitrường (HSE) và phân bố dau khí, lưu trữ hóa chat, vận chuyền và tiện ích thông quagiao diện Web một cách dễ dang Giao tiép dữ liệu được thực hiện tự động từ cơ sở dữliệu thương mại cũng như phần mềm khai thác dau khí
- PDMAR được sử dụng rộng khắp từ trên bờ đến giàn khai thác ở ngoài khơi Vớitruyền dữ liệu tối ưu, hoạt động chuyền các dữ liệu sẽ diễn ra trong thời gian ngăn Cácdữ liệu được liên kết tự động giữa các lớp kiểm soát và cấp quản lý nên cho độ tin cậycao và thu thập dit liệu chính xác hơn Dé điều khiển và liên kết các giếng, hệ thống diđộng được kết hợp chặt chẽ với thiết bị cầm tay, giúp nhà thầu ghi lại những dữ liệuquan trọng, sử dụng đồng bộ hóa một cách tự động
e Kết quả thu được:- PDMAR giúp tính toán lý thuyết khí, dầu và nước khai thác hàng ngày bằng cách áp
dụng phương trình đường đặc tính dòng vào IPR.
- Cac kỹ sư và người quan lý sử dung ít thời gian hơn dé phân tích dữ liệu khai thác và
theo dõi hoạt động Bây giờ họ tập trung vào phân tích dữ liệu hơn là việc thu thập dtliệu như trước đây.
- PDMAR giúp tăng tốc thời gian lay đữ liệu khai thác Các kỹ sư và người quản lý cóthể mở báo cáo sản xuất và hoạt động hàng ngày chỉ băng một thao tác đơn giản Họnhận báo cáo khai thác hàng ngày mỗi buổi sang thông qua Email và Web
i Đề tài “Integration of Production and Process Facility Models in a Single Simulation
tốt hơn các lĩnh vực của ho dé cải thiện hoạt động và tối ưu hóa khai thác.
- Hệ thống thiết bị khai thác bề mặt các loại hydrocarbon (khí, condensate va dau tirtrung binh dén nang) đều phải được xem xét sớm ở giai đoạn thiết kế Ngoài ra, đặc tính
của chất lưu thay đối (suy giảm khai thác, tăng lượng nước khai thác, GOR thay đổi)cũng phải được đưa vào kiểm soát để tránh những rắc rối trong tương lai có thể ảnhhưởng đến kế hoạch khai thác dự kiến.
Học viên: Giang Văn Duy Trang 12
Trang 18- Tuy nhiên, một số van dé có thé không được dự báo hoặc giải quyết ở giai đoạn thiếtkế Theo đó, thông tin liên lạc gitta các bộ phận kỹ thuật chịu trách nhiệm cho việc theodõi hoạt động của hệ thống và các công cụ mô phỏng là rất cần thiết Điều này có thểgiữ cho các thiết bị khai thác tối ưu nhất có thé bang cách tránh hoặc giảm thiểu các rủiro trong vận hành, chi phí hoạt động thấp nhất có thể, cải thiện việc sử dụng cơ sở hạtầng hiện tại, phát hiện cơ hộ tối ưu hóa khai thác trong hệ thống và đưa ra các kế hoạtphát triển mỏ trong tương lai.
- _ Các phan sau của bài nghiên cứu mô tả từng giai đoạn, cách thực hiện của một nhóm
chuyên gia Schlumberger và PEMEX có chuyên môn công nghệ mo, công nghệ xử lyvà khai thác, đã triển khai và thực hiện công việc để cùng nhau mô phỏng tích hợpmạng lưới hoạt động, phân tích dữ liệu để xác định và thực hiện các giải pháp, kiếnnghị nhằm giảm chi phí khắc phục và tối ưu hóa hiệu qua của hệ thống khai thác chomỏ San Munuel.
e Kết quả đạt được:- Kết quả thực hiện các giải pháp của dự án tăng sản lượng khai thác vượt quá 2000
BOPD mà không cần phải đầu tư bố xung và giảm chi phí hoạt động hơn 600,000
USD/năm.
- _ Các công cụ mô phỏng cũng được chứng minh là rất có giá trị để xác định cơ hội tối ưuhóa, chiến lược quy hoạch và dé xuất các giải pháp cho hệ thống thiết bị bề mặt của mỏ.Cuối cùng là hiệu quả và lợi nhuận trên cơ sở phương tiện khai thác hiện hữu
7 Y nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
e Y nghĩa khoa học:- Dé tài này đã chứng tỏ rang phương pháp mô phỏng hoạt động của hệ thống thiết bi
khai thác bề mặt là một phương pháp linh hoạt và hiệu quả, được xây dựng và phát triểntừ kiến thức chuyên ngành về sơ đồ công nghệ khai thác và khả năng ứng dụng phầnmém hỗ trợ mô phỏng
- _ Trong lĩnh vực dau khí, phương pháp mô phỏng khai thác và hiệu chỉnh mô hình thựctế được ứng dụng nhăm khảo sát hiện trạng của hệ thống khai thác hiện hữu cũng nhưviệc cải thiện hiệu suat của hệ thống khai thác, tối ưu các thông số khai thác như thông
số lưu lượng, thông số ap suất và khả năng mở rộng hệ thống khai thác.- Dé tài giúp làm rõ ưu điểm của phương pháp xây dựng và hiệu chỉnh mô hình khai thác,
đồng thời chỉ ra những nhược điểm và phạm vi ứng dụng của phương pháp này bằngnhững công cụ khác nhau.
- - Ngoài ra, luận văn còn có thé được sử dụng để làm tài liệu tham khảo cho việc giảngdạy hoặc áp dụng cho các dự án khai thác dầu khí trong tương lai
e Y nghĩa thục tiễn:- Cho phép phân tích hiện trang và đánh giá hiệu quả hệ thống khai thác bề mặt hiện tại
mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh Trên thực tê, các hệ thông khai thác bê mặt hoạt động dựaHọc viên: Giang Văn Duy Trang 13
Trang 19trên kinh nghiệm của người vận hành hệ thống, họ điều khiến riêng biệt từng đại lượngma ít chú ý đến ảnh hưởng tổng thể của toàn hệ thông.
- _ Từ nghiên cứu về dé tài của luận văn, ta có thé khảo sát những yếu tố ảnh hưởng đếnthiết bị khai thác tại mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh (ví dụ như thay đổi lưu lượng, thay đổitính chất và thành phan của chất lưu ) dé có thé đưa ra giải pháp hạn chế và phòng
ngừa một cách khoa học và hợp lý.
- _ Trong quá trình xây dựng và hiệu chỉnh mô hình thiết bị khai thác, ta có thé đề xuất cácphương án tôi ưu hóa việc khai thác tại mỏ Hải Thạch và Mộc Tĩnh nhăm tối ưu quátrình khai thác dầu khí Ngoài ra, ta có thể thu thập và tông hợp được một khôi lượng
dữ liệu đáng ké để có thể tham khảo trong việc tôi ưu hóa khai thác tại các giéng kháctrong mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh.
- Dé tài giúp đánh giá khả năng ứng dung của phương pháp phân tích, khảo sát và hiệuchỉnh mô hình khai thác dau khí Nghiên cứu nay đưa ra một giải pháp quan lý và điềuhành khai thác các mỏ một cách tối ưu
- Banh giá và kiểm tra các sự cố có nguy cơ ngừng khai thác hoặc giảm sản lượng khaithác liên quan đến hệ thông thiết bị khai thác bé mặt Đề xuất giải pháp khắc phục các
sự cO và các giải pháp tong thé dé tôi ưu hoạt động của hệ thống khai thác tại các thờiđiểm nhất định.
- Cho phép kiểm tra theo dõi và thực hiện những điều chỉnh điều kiện làm việc và thiết bịhệ thông một cách liên tục và nhanh chóng
- _ Việc xây dựng và hiệu chỉnh mô hình thiết bị khai thác cũng tông hợp được một khốilượng dit liệu đáng ké phục vụ các công tác khác cũng như tra cứu về sau nay.
8 Cau trúc của Luận văn
Đề tài “Mô phỏng hoạt động hệ thống thiết bị khai thác bề mặt mỏ khí/condensate HảiThạch và Mộc Tinh” được xây dựng trên cơ sở những hiểu biết kiến thức chuyên ngànhvề khai thác dâu khí, đặc biệt là về sơ đồ công nghệ khai thác và khả năng ứng dụngphần mềm để hỗ trợ mô phỏng Nội dung của Luận văn sẽ bao gôm các chương sau:e Chương 1: Tổng quan về mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh
Tóm tắt sơ lược quá trình khoan thăm dò của các nhà thầu tại lô 05-2 & 05-3, quá trìnhchuyển giao cho Tập đoàn dau khí quốc gia Việt nam cũng như việc hình thành Công tyđiều hành dau khí Biển Đông POC
Mô tả các đặc điểm của dự án Biển Đông | bao gồm đặc điểm địa chất, vỉa chứa, thànhphan khí & condensate, dự kiến thời gian khai thác, giai đoạn xây lắp và mô tả các thiết
bị bê mặt.
e_ Chương 2 : Cơ sở lý thuyết xây dựng mô hình mô phỏng thiết bị khai thác bề mặt.Mô tả cơ sở lý thuyết để xây dựng mô hình tin cậy và xây dựng mô hình mô phỏng hệthống thiết bị bề mặt Phan này sẽ giới thiệu về vai trò của hệ thống thiết bị bề mặttrong khai thác dầu khí, khảo sát các module trong hệ thống thiết bị khai thác bề mặt.Từ đó dé ra các cơ sở dữ liệu cũng như quy trình dé tiến hành mô phỏng khai thác nhằm
Học viên: Giang Văn Duy Trang 14
Trang 20tối ưu hóa hệ thống thiết bị khai thác bề mặt, kết quả này là cơ sở dé so sánh với chế độ
khai thác hiện thời.
Chương này cũng trình bày rõ các khái niệm về mô hình hóa, mô phỏng cũng nhưnhững ưu điểm mà phương pháp này mang lại cho người sử dụng và về việc ảnh hưởngcủa thiết bị bề mặt khi có sự thay đổi đầu vào như thay đổi lưu lượng hoặc thay đổi tínhchất và thành phan của chất lưu và các phương pháp phòng chống, khắc phục và hạnchế dé làm nên tang lý thuyết cho quá trình mô phỏng sau nay
Chương 3 : Xây dựng và hiệu chỉnh mô hình hệ thống khai thác bề mặt mỏ Hải Thạch
Sau khi chạy mô hình, tiến hành hiệu chỉnh mô hình từng thiết bị riêng lẻ theo hồ sơđường cong đặc trưng của nha sản xuất (performance curves) va cho toàn bộ hệ thốngtheo các thông số thực tế (báo cáo khai thác, báo cáo khảo sát hoạt động ) để xâydựng nên một mô hình ngày càng sát với thực tế và có độ tin cậy cao hơn trước khi sửdụng cho mục tiêu đặt ra dé khảo sát các tình huéng mà có thé thay đổi đầu vào va dau
ra.
Sử dung hô sơ kết quả chạy thử (commissiong) dé so sánh va đánh giá từng cụm thiết bi
đang làm việc có đạt hiệu suât thiệt kê hay không.
Chương 4 : Mô phỏng hoạt động của hệ thống thiết bị bề mặt trong một số trường hợp
đặc biệt.
Ở chương này, tác giả tiến hành khảo sát các trường hợp cụ thể bằng cách giả lập sựthay đổi đầu vào và dau ra của hệ thống thiết bị bề mặt như kết nối giêng mới vào khai
thác, kết nối thêm vỉa vào khai thác và kết nối đường ống mới tại đầu ra của hệ thống
thiết bị bề mặt với hệ thông đường ống Nam Côn Sơn 2 trong tương lai băng cách cho
chạy mô phỏng.Nhờ có phương pháp mô hình hóa và mô phỏng, người sử dụng có thể phân tích, xác
định các đặc tính, điều kiện hoạt động của hệ thông Kiểm soát hoạt động của thiết bị,lựa chọn tôi ưu, phân tích sự thay đổi của hệ thông, tiễn dién việc đề xuất các phương
pháp điều hành khai thác hiệu quả là mục tiêu cuối cùng của xây dựng mô hình môphỏng.
Kết luận và kiến nghị
Học viên: Giang Văn Duy Trang 15
Trang 21Kết luận nội dung nghiên cứu dé tài và ứng dụng của việc nghiên cứu nay vào mỏ Hải
Thạch và Mộc Tinh Đông thời cũng là cơ sở dé các công ty Điêu hành dâu khí ứngdụng nghiên cứu này vào hệ thông vận hành khai thác thiệt bị của công ty minh.
Trong quá trình thực hiện luận van, tác gia cũng gap một sô khó khăn là cơ sở đê tác giađưa ra một sô kiên nghị làm bài học kinh nghiệm cho các công trình nghiên cứu vé saunày.
Học viên: Giang Văn Duy Trang 16
Trang 22CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE MO HAI THACH VÀ MỘC TINH
1.1 Giới thiệu tong quan về mỏ Hai Thạch và Mộc Tinh [1]Năm 1992, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam đã ký Hợp đồng Phân chia Sản phẩm Dầu khí(“PSC”) Lô 05-2 với nhà thầu BP và Statoil, và Hợp đồng Phân chia Sản phâm Dâu khí(“PSC”) Lô 05-3 với nhà thầu AEDC và Teikoku Sau nhiều lần chuyển đổi ty lệ thamgia trong hai PSC này, đến năm 2008 chỉ còn ba nhà thầu tham gia đó là BP,ConocoPhillips và PVEP Năm 2009, hai nhà thâu BP va ConocoPhillips tuyen bồchấm dứt các hoạt động thăm dò và phát triển dầu khí trong hai Lô này và chuyển Ø1aO
toàn bộ quyền điều hành cho Tập đoàn Dau khí Việt Nam Công ty Điều hành Dau khí
Biển Đông (BDPOC) được thành lập để tiếp nhận và tiếp tục triển khai kế hoạch phattriển mỏ Hải Thạch va Mộc Tinh cũng như các hoat động thăm dò dâu khí trong hai Lô
này.
Các mỏ khí/condensate Hải Thạch và Mộc Tinh tương ứng thuộc Lô 05.2 và 05.3 nămtrong bổn tring Nam Côn Sơn, thêm luc địa Việt Nam Hai mỏ nay năm cách nhaukhoảng 20 km, cách Vũng Tàu khoảng 320 km về phía Đông Nam, cách mỏ khí LanTây khoảng 25 km về phía Bắc Độ sâu nước biển ở khu mỏ Mộc Tinh khoảng 118 m
và khu vực mỏ Hải Thạch khoảng 135 m.
Mỏ Hải Thạch được phát hiện năm 1995 băng giếng khoan 05.2-HT-1X, sau đó đượcthâm lượng băng giếng 05.2-HT-2X năm 1996, và 05.2-HT-3X/3XZ năm 2002 MỏMộc Tinh được phát hiện năm 1995 băng giếng khoan 05.3-MT-1X và được thấmlượng băng giếng khoan 05.3-MT-IRX năm 1996
Kế hoạch Phát triển mỏ Hải Thạch — Mộc Tinh (“Dự án Biển Đông 1”) được xây dựng
dựa trên kêt qua và các thỏa thuận đã được phê duyệt trong các quyét định sau:
Hang mục phê duyệt Số quyết đỉnh Noày kýKế hoạch phát triển đại cương mỏ HT-MT | 2904/KTDK 13/11/2006
Trữ lượng tại chỗ mo Hải Thạch 1566/QĐ-TTg | 27/11/2006Trữ lượng tại chỗ mỏ Mộc Tinh 1567/QĐ-TTg | 27/11/2006
Diện tích phát triển chung HT-MT 2970/TKTD 2/11/2007Thỏa thuận hợp nhất mỏ Hải Thạch 498/TTg-KTN | 24/3/2010Thỏa thuận phát triển chung mỏ HT-MT 498/TTg-KTN 24/3/2010
Hoc vién: Giang Van Duy Trang 17
Trang 23Hình 1.1 Vi trí mỏ Hải Thạch & Mộc Tinh trong bổn tring Nam Côn Son [1]
Trang 24` Test Separator 70 BedLQ
& Fuel Gas Line ⁄
WHP-MT1 “<==> ©,
7 ~B5.2 16 Slots, TAD Drilling =
HAITHACH-20km 12” MT pipelineBuckle Trigger structuresCT Perforation
NN 316] Clad CS Insulated
24 man LQ forwellwork aa :
Flare boom and Drum é 11V SS Electrical power/
io Fibre Optic data cable
TestSeparator ` : )
P B5.3MOCGTINH _Hình 1.2 Hệ thống các thiết bị bề mặt mỏ Hải Thạch & Mộc Tĩnh [1]Bồn tring Nam Côn Sơn bao gồm nhiều mỏ đang khai thác như: Lan Tây, Lan Đỏ,
Rông Đôi, Đại Hùng, Chim Sáo
1.2 Các đặc điểm của mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh1.2.1 Tóm tắt các điều kiện địa chất
Mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh có vị trí cách bờ biển Vũng Tau khoảng 320 km về phíaĐông Nam, và thuộc bể Nam Côn Sơn với độ sâu mực nước biên từ 118 đến 135 m BéNam Côn Sơn là một trong các bé năm trên thêm lục địa Việt Nam Các vỉa chứa chínhtập trung ở các tập Miocene Thượng, Trung và Hạ Môi trường trầm tích của các vỉachứa này khác nhau, thay đổi từ môi trường châu thô Miocene Hạ đến môi trường biển
sâu thuộc Miocene Trung va Miocene Ha.
1.2.2 Cac vỉa chứa phat triển
Các via chứa chính tập trung ở các tap trầm tích Miocene Thượng, Trung và Hạ Cácthông số via chứa được tóm tat trong Bảng 1.2 bên dưới.
Bảng 1.1 Tóm tắt thông số vỉa chứa [1]Thông số Giá trị thấp | Giá trị caoĐộ sâu (mét thăng đứng) 2800 4000Nhiệt độ via chứa, °C 115 180
Học viên: Giang Văn Duy Trang 19
Trang 25Áp suất via chứa (Psig) 7200 12000Ty lệ condensate trong khí (thùng/ triệu ft 15 320
kh?)Độ rỗng 12% 27%
Độ thâm 1 450
1.2.3 Thanh phan Condensate và khí khai thácThanh phan condensate và khí khai thác được trình bay trong Bảng 1.2 và 1.3 bên dưới:
Bang 1.2 Thành phan Condensate tại mỏ Hai Thạch va Mộc Tinh [1]
Thong sé Mộc Tinh Hai Thach
Thap Cao Thap Cao
Ty trong dau, API 38,40 39,70 34,6 38,7
Độ nhớt ở 50°C [mPas] 3,12 4,84
Điểm mù, °C 19Điểm chảy, °C 12 29 34 36Thanh phân _ paraffin
(C6H12) 0,00 0,00 0,39 3,12
C6H6 0,00 0,00 0,52 1,53Cyclohexan (C6H12) 0,00 0,00 0,50 2,29C7H16 9,40 97,00 1,02 5,54Methyl-cyclohexan
(C7H14) 0,00 0,00 1,43 4,85
Học viên: Giang Văn Duy Trang 20
Trang 26Thông số Mộc Tinh Hai Thach
Thap Cao Thap CaoToluen (C7H8) 0,00 0,00 1,58 4.11Octan (C8H18) 12,71 13,16 2,36 6,28Ethyl-Benzen (C8H10) 0,00 0,00 0,49 0,79Xylen (C8H10) 0,00 0,00 2,98 5,33Nonan (C9H20) 7,82 9,46 0,75 3,91
: Thap | Cao | Thap | Cao Thap | Cao | Thap | Cao
Thanh phan khí (% , Luu the , | Luu thê
mol) l ( Khí bay hơi | khai thác | KhÍbay hơi hai thác
H2 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00H2S 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00CO2 3,65 | 3,88 | 2,72 | 3,85 | 2,06 | 6,06 | 1,94 | 5,76N2 0,09 | 0,15 | 0,09 | 0,15 | 0,09 | 0,13 | 0,08 | 0,17CH4 89,44 | 89,44 | 87,92 | 89,02 | 75,94 | 86,86 | 66,94 | 83,29C2H6 3,80 | 3,93 | 3,78 | 4,04 | 5,29 | 6,49 | 4,84 | 5,72C3H8 1,48 | 1,57 | 1,49 | 1,71 | 2,81 | 4,82 | 2,72 | 4,26iso-C4H10 031 | 0,32 | 0,32 | 0,37 | 0,61 | 1,26 | 0,55 | 1,12n-C4H10 040 | 0,42 | 0,41 | 0,48 | 0,85 | 1,56 | 0,78 | 1,40Neo-C5H12 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00iso- C5H12 0,17 | 0,17 | 0,18 | 0,20 | 0,26 | 0,65 | 0,30 | 0,60n- C5H12 011 | 0,11 | 0,12 | 0,16 | 0,17 | 0,50 | 0,25 | 0,47CóH14 011 | 0,13 | 0,14 | 0,23 | 0,10 | 0,61 | 0,30 | 0,62Methyl-cyclopentan
(C6H12) 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,03 | 0,23 |0,16 | 0,27C6H6 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,02 | 0,22 | 0,09 | 0,40Cyclohexan (C6H12) | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,02 | 0,26 | 0,15 | 0,30C7H16 0,11 | 0,13 | 0,20 | 0,30 | 0,03 | 0,28 | 0,21 | 0,44Methyl-cyclohexan
(C7H14) 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,02 | 0,28 | 0,23 | 0,42Toluen (C7H8) 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,01 | 0,31 | 0,19 | 0,63Octan (C8H 18) 0,03 | 0,03 | 0,17 | 0,25 | 0,01 | 0,19 | 0,15 | 0,55Ethyl-Benzen
(C8H10) 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,03 | 0,03 | 0,08Xylen (C8H10) 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,16 | 0,16 | 0,44Nonan (C9H20) 0,01 | 0,01 | 0,09 | 0,16 | 0,01 | 0,11 | 0,12 | 0,37
1,2,4-Trimethylbenzen(COH12) 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,03 | 0,09
Hoc vién: Giang Van Duy Trang 21
Trang 27Thông số Moc Tinh Hai Thach
Thap | Cao | Thâp| Cao |Thap| Cao | Thap| Cao
Trong 3 năm đầu (2012-2014) sản lượng khí khai thác tăng dân Trong 13 năm tiếptheo (2015-2027), sản lượng khí khai thác ôn định (khoảng 72 tỷ f3 khí/năm), các nămcuối của dự án, sản lượng khí khai thác sẽ giảm dan San lượng condensate đạt khoảng4,2 triệu thùng/năm vào năm khai thác thứ 4 (2015) và sau đó giảm dân về sau Trong
khi do, sản lượng nước khai thác đạt đỉnh vào năm 2027 (khoảng 1.268.854 thùng/năm)sau đó giảm dan Sản lượng khí, condensate và nước khai thác (nước via) được thé hiệnchi tiết trong Bang 1.5 và 1.6 bên dui.
Bảng 1.4 Sản lượng khai thác khí và Condensate khai thác của dự án Biển Đông 1 [1]
Năm Sản lượng khí Sản lượng Condensate
(ty ft) (triệu thùng)
2012 10,33 0,152013 36,04 1,322014 54,22 2,842015 72,08 4,202016 72,31 3,562017 72,08 2,672018 72,08 3,132019 72,08 2,432020 72,31 2,312021 72,08 1,792022 72,08 1,502023 72,08 1,292024 72,31 1,122025 72,08 0,982026 72,09 0,872027 70,46 0,682028 53,81 0,532029 35,58 0,43
Hoc vién: Giang Van Duy Trang 22
Trang 28Tong 1.210,13 32,97Hệ thống thiết bị khai thác bề mặt của mỏ Hai Thạch và Mộc TinhMô tả chỉ tiết các thiết bị như sau:
Một giàn dau giếng được lắp đặt tại mỏ Mộc Tỉnh (WHP-MTI) được thiết kế phù hợp
với việc khoan các giêng khai thác băng giàn khoan tiép trợ.
Một giàn đâu giếng được lắp đặt tại mỏ Hải Thạch (WHP-HT1) được thiết kê phù hợp với
việc khoan các giếng khai thác bằng giàn khoan tiếp trợ Gian dau giếng này kết nối vớigiàn xử lý trung tâm có người ở (PQP-HT) thông qua cau dan.
Một tau FSO dé chứa và xuất condensate.
Một đường ống xuất khí từ giàn WHP-HTI tới dau chờ tại điểm mốc KP-75 trên đường
ông Nam Côn Son dé xuât khí đã xử lý trên giàn PQP-HT vào bờ.Hệ thống xử lý trên giản đầu giếng WHP-MTI được thiết kế vận hành không ngườinhăm tránh yêu cầu sự có mặt của nhân viên trên giản trong điều kiện thời tiết xấu và từđó giảm các rủi ro cho nhân viên cũng như tan suất tới giản.
Khối nhà ở có sức chứa 20 người với các thiết bị tôi thiểu sẽ được lắp đặt trên giàn
WHP-MTI đê cung cap chỗ ở cho các nhân viên khi trên giàn thực hiện các đợt baodưỡng, sửa chữa giêng khoan.
Việc tiếp cận giàn WHP-MTI bang tau trong hoạt động bình thường là phương thứcchính Tuy nhiên, trên giàn WHP-MTI cũng được lắp đặt một sản trực thăng để phụcvụ các chuyến trực thăng trong trường hợp cân thiết.
Thiết bị tách khi-condensate được lắp đặt trên 2 giàn đầu giếng dé phục vu cho công tác đothử giếng
Giàn xứ lý trung tâm PQP-HTVị trí giàn PQP-HT Vĩ độ Bac: 08° 02’ 38,85”
Kinh độ Đông: 108° 55° 40”
Hoc vién: Giang Van Duy Trang 23
Trang 29Hình 1.3 Sơ đồ mô tả hệ thống công nghệ khai thác bề mặt [1]
tach nước Cụm nén khí xuat ign ti diênlệu
bang glycol 4 Méy phat dong
Các thiết bị tiêu thụ điện Ha Ste
i]
4 '
Thiết bị h 4Tai sinh Trung ap ‘Trung gian Thap 4p
Lưu thé khai thác 20Barg|
tại mỏ Mộc Tinh
0.5barg
Tới cum xử lý
Tới cụm xử lý
nước khai thác Condensate toi FSO
Hệ thống thiết bị trên giàn xử lyThiết bi tách và 6n định CondensateHệ thống tách 3 bậc sẽ được sử dụng để tách khí, condensate và nước khai thác từ dòngluu thé khai thác tới từ mỏ Hải Thạch và Mộc Tĩnh Ngoài ra, hệ thống tách 3 bậc cũngcó nhiệm vụ ổn định sản phẩm condensate tách ra bang cach ha ap suất hơi củacondensate đến giá trị an toàn dé chứa và xuất condensate ngoài khơi
Dòng lưu thé khai thác tại mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh được dẫn đến thiết bị tách bậc 1.Một trong hai mỏ hoặc cả hai mỏ có thé hoạt động ở một thời điểm nhất định Thiết bitách bậc 1 sẽ được vận hành ở áp suất 65 barg, nhưng khi các mỏ cạn kiệt thì áp suấthoạt động nay sẽ giảm xuống va dự kiến sẽ vận hành ở áp suất 45 barg ở giai đoạn cuốicủa quá trình khai thác ổn định Áp suất mỏ thấp ở giai đoạn cuối của quá trình khaithác mỏ cũng đã được tính đến trong quá trình thiết kế khai thác mỏ Đề phù hợp với
Trang 30việc khai thác mỏ với áp suất thấp đòi hỏi việc bố trí lại các máy nén Thiết bị tách bậc
1 sẽ có kích thước thiệt kê phù hợp với lưu lượng lưu thê khai thác tới từ hai mỏ HaiThạch và Moc Tinh.
Dong condensate sẽ được 6n định nhờ các thiết bị tách bậc 2 và bậc 3 ở áp suất lần lượtlà 20 barg và 0,5 Barg Tại thiết bị tách cuối cùng (thiết bị tách bậc 3) dòng lưu thể sẽ
được gia nhiệt nhăm đảm bảo dòng condensate tại đầu ra của thiết bi này có áp suất hơibão hoa Reid < 10 psia.
Sau đó, dong condensate sé được bơm tới FSO chứa và chờ xuất bán thông qua hệthống đường ống ngầm dưới biển Dòng khí tại dau ra của thiết bị tach bậc 2 và bậc 3được nén lại sau đó kết hợp với dòng khí tách ra từ thiết bị tách bậc 1 Dòng khí kết hợpnày sẽ được xử lý đạt các đặc điểm kỹ thuật trước khi xuất vào bờ
Hóa chất khử nhũ tương, chống tạo bọt, chống tạo cặn và các hóa chất khác sẽ được
bơm vào dòng lưu thê khai thác dé hồ trợ quá trình tách.
Thiết bi xử lý và thải bỏ nước khai thácThiết bị xử lý và thải bỏ nước khai thác bao gồm hệ thông các cyclone thủy lực (thiết bịnày bao gồm 2 phan: phan trên hình trụ là nơi dòng dau vào được đưa vào thiết bị theoquỹ đạo tiếp tuyến với hình trụ này và phần dưới hình nón; dùng để phân tách các chấtlỏng có tỷ trọng khác nhau) và thiết bị tách khí trong nước khai thác Hệ thống được thiếtkế dam bảo nước khai thác thải ra môi trường sau khi được xử lý có ham lượng dau tối đalà 40 mg/1 (phù hợp với các quy định của Việt Nam và quốc tế)
Thiết bị nén dòng khí tách từ thiết bị tách bác 2 và 3Dòng khí tại đầu ra của thiết bị tách cuối cùng (thiết bị tách bậc 3) sẽ được nén bằngcác máy nén thấp áp và máy nén trung gian Đây là các máy nén trục vít chạy băngđiện Các máy nén nay là loại máy nén hoạt động không sử dung dau bôi trơn vì thànhphan các hydrocacbon thom trong dong khí (như benzen, toluene và xylen) có thé làmgiảm chất lượng dau bôi trơn từ đó gây ra hư hỏng máy móc
Máy nén trung áp loại ly tâm chạy bằng điện sẽ nén khí từ thiết bị tách bậc 2 và khí từthiết bị tách bậc 3 (sau khi đã được nén tại máy nén thấp áp và máy nén trung gian).Khí sau khi được nén tại máy nén trung áp sẽ được trộn với khí từ thiết bị tách bậc 1trước khi đưa vào hệ thông xử lý khí
Hệ thông kiếm soát điểm sương của dòng khí xuấtDé tiếp tục thu hồi lượng condensate còn lại bảo đảm điểm sương của khí xuất phù hopvới điều kiện đầu vào của đường ống Nam Côn Sơn (30°C tại áp suất 45 barg), dòngkhí ra khỏi thiết bị tách bậc 1 và thiết bị tach bậc 2 & 3 sẽ được làm lạnh lần lượt bangmôi trường làm lạnh và hệ thống làm lạnh cơ học Ngoài ra, cụm trao đôi nhiệt khí-khíđược sử dụng nhằm tăng cường hiệu quả của quá trình làm lạnh
Học viên: Giang Văn Duy Trang 25
Trang 31Cụm làm lạnh cơ học sẽ sử dụng propane hay tác nhân làm lạnh khác để làm lạnh giántiếp dung dich glycol nhờ thiết bị trao đổi nhiệt Quá trình này cho phép kiểm soátchính xác nhiệt độ của dòng khí cũng như giảm thiểu rủi ro do sự hình thành hydrat(một hợp chat ran tương tự như tuyết hoặc nước đá được tạo thành bởi metan, etan,propan và 1so-butan khi có mặt của nước ở nhiệt độ và áp suất cao) hoặc sáp trong thiếtbị trao đối nhiệt.
Hệ thong khử nước trong dòng khíHệ thống tháp hấp thụ/tái sinh glycol sẽ được sử dụng dé loại bỏ hơi nước có lẫn trongdòng khí (sau khi đã qua hệ thống kiểm soát điểm sương) đảm bảo nhiệt độ điểm sươngcủa dòng khí sau khi xử lý thấp hơn giới hạn dau vào của hệ thống đường ông Nam CônSơn (-10 °C) Điều này giúp đảm bao không xảy ra ăn mòn cũng như hạn chế các sự cốtrong vận hành tại nhà máy xử lý khí Dinh Có
Hệ thông nén dong khí xuấtDòng khí xuất sẽ được nén băng các máy nén khí ly tâm đến áp suất vận hành của tuyến
ông từ 90 đên 157 bar Ap suât đâu vào và đâu ra thực tê của các máy nén sẽ thay đôitùy thuộc vào các thiệt bị nén hiện đang thịnh hành và điêu kiện vận hành tuyên ông.
Hai máy nén được dẫn động băng cặp tuabin trục kép cho phép vận hành ở nhiều cấp
độ khác nhau đê điêu khiên công suât máy nén.
Theo thiết kế, dự kiến cả 2 máy nén sẽ được vận hành hết công suất ở giai đoạn cuốiquá trình khai thác Ở giai đoạn đầu của dự án và vào các giai đoạn mà nhu câu tiêu thụkhí thấp (mùa mua ), theo dự tính thì một máy đơn lẻ sẽ đáp ứng công suất yêu câu,tạo điều kiện dé bảo dưỡng va làm sạch định kỳ các tuabin
Hệ thông phụ trợCác hệ thống thiết bị phụ trợ sau đây sẽ được lắp đặt trên giàn PQP-HT:Hệ thông nhiên liệu trực thăng
Hệ thống dieselHệ thống đuốc đốt cao áp & đuốc đốt thấp ápHệ thông xử lý khí nhiên liệu
Hệ thống xả giảm ápHệ thống khí công cụ & phụ trợHệ thống tạo khí Nitơ
Hệ thông phòng cháy chủ động & nước chữa cháyHệ thống sản xuất nước ngọt
Hệ thông xử lý nước thải sinh hoạtHệ thông công thải kin và hở
Học viên: Giang Văn Duy Trang 26
Trang 32Hệ thống phát điệnHệ thống nước biển và nước phụ trợHệ thông phân phối điện
Hệ thống gia nhiệt bang nước nóng cao ápHệ thống làm mát gián tiếp chu trình kínHệ thông khí nhiên liệu
Hệ thống bơm và chứa hóa chấtHệ thống nước khai thác
Hệ thống rửa, làm sạch và thải bỏ cát (tương lai)Hệ thống tuân hoan/lam sạch đường ống dẫn condensate từ PQP-HT tới FSO.Các thiết bị phụ trợ lắp đặt trên giàn PQP-HT được miêu tả như dưới đâyHệ thông duoc đốt cao ap & tháp ap
Trên giàn sẽ có một hệ thông đuốc đốt thấp áp và cao áp truyền thông với các thiết bịnhư thiết bị làm sạch khí, cần đốt, đầu đốt và đầu xả Hệ thông dudc nay được sử dụng
với mục dich xử lý an toàn lượng khí và lỏng xả ra khi xảy ra sự cô trong quy trình xử
lý công nghệ trên giàn hoặc sự cô dẫn đến việc ngừng hoạt động của thiết bị Khi đó hơixả ra sẽ được dẫn tới dau đốt dé đốt còn lỏng sẽ được dẫn tới thiết bị 6n định dé thu hôi.Các thiết bi/may móc trên giàn PQP-HT sẽ được thiết kế nhăm giảm thiểu việc xả/đốt
trong quá trình hoạt động bình thường.
Theo thiết kế, cần đốt được bồ trí tại vị trí năm ở phía Đông Bắc của giàn PQP-HT.Hệ thông công thai kín và hở
Trên giàn PQP-HT sẽ được trang bị 3 hệ thống thải riêng biệt như sau:Một hệ thống thải hở chất thải lỏng nguy hại thu gom tại khu vực có khả năng rò rỉ khí
hydrocacbon.
Hệ thống thải kín có nhiệm vụ thu gom và xử lý hydrocacbon từ các hệ thông xử lý và
các hệ thông phụ trợ.
Hệ thống thải hở không nguy hại sẽ thu gom va xử lý các chat thải lỏng không độc hai
Hệ thông xử lý nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt phát sinh trên giàn PQP-HT được chia làm 2 loại: Nước đen từ nhavệ sinh (toilet); và nước xám từ khu tăm rửa, các bôn rửa và chau rửa.
Về cơ bản, nước đen sẽ được xử lý bằng hóa chất trước khi thải bỏ xuống biển Hệthống xử lý nước đen sẽ thực hiện các nhiệm vụ sau: tách phân răn, oxy hóa và khửtrùng nước thải Phần rắn sẽ được tách ra ngay tại bồn tập trung nước thải Phân răn sau
đó sẽ được ngâm và nghiền nhỏ trước khi thải xuống biển.
Học viên: Giang Văn Duy Trang 27
Trang 33Đối với nước thải xám cũng sẽ được xử lý trong hệ thống xử lý tiên tiến, song tại thờiđiểm lập báo cáo nay, quá trình thiết kế vẫn chưa hoàn tat Tuy nhiên, BDPOC cam kếtchất lượng nước xám thải ra sau khi xử lý đảm bảo các tiêu chuẩn của Việt Nam và
MARPOL 73/78
Hệ thong bơm hóa chất
Trên giàn sẽ được bô trí các thiệt bị phục vụ việc vận chuyên, tôn chứa và bơm các hóachat một cach an toàn Cac hóa chat sử dụng trên giàn PQP-HT bao gôm:
Hóa chất chống ăn mòn, hóa chất khử nhũ tương và hóa chất chống tạo cặn bơm vàotrong dong lưu thé:
Hóa chat hạ điểm chảy va hóa chat chống tạo sáp ;Methanol (hoặc hóa chất khác chống quá trình hình thành hydrat);Chat khử nhũ tương nghịch;
Glycol sử dụng trong tháp tách nước;
Chất chống ăn mòn thiết bị bơm vào các hệ thống nước tuần hoàn (như hệ thống gianhiệt tuân hoàn băng nước )
Lượng lưu trữ của từng hóa chất, dung tích chứa của từng bổn chứa và quy trình hoạtđộng của từng cụm thiết bị trong hệ thống bơm hóa chất được tính toán và thiết kế saocho việc sử dụng hóa chất trên giàn đảm bảo an toàn Các thiết bị phục vụ việc bơm cáchóa chất độc hại sẽ hoạt động hoàn toàn tự động mà không cần sự có mặt của conngười Ngoài ra, hệ thông bơm hóa chất còn được trang bị thêm các thiết bị phòngchống cháy, ngăn chặn việc tràn đồ hóa chất và các thiết bị phòng ngừa các rủi ro kháctrong quá trình sử dụng hóa chất
Lượng hóa chất lưu trữ trên giàn có tính đến khả năng cung cấp hóa chất cho giàn khi bị
gián đoạn do điêu kiện thời tiết xâu.
Hệ thông xử lý khí nhiên liễuKhí nhiên liệu sẽ được cung cấp cho máy phát điện và tuabin nén khí Khí dùng làm khínhiên liệu là khí trích ra từ nguôn khí cung cap cho đường 6 ông xuất khí Mặc dù khí này
không còn chứa các hydrocacbon lỏng, nước và các tạp chất khác, tuy nhiên, chúng vẫn
phải được xử lý trong hệ thông xử lý khí nhiên liệu (bao gồm thiết bị tách/lọc và thiết bị
gia nhiệt) dé dam bảo nguồn khí nhiên liệu cung cấp cho các thiết bị sử dụng là đáng tincậy Khí nhiên liệu từ giàn PQP-HT cũng được đưa sang FSO dé cung cap cho các nôihơi.
Hệ thông may phat điện
Trên giàn có 2 loại may phát điện: máy phat điện chính va may phat điện dự phòngtrong trường hợp khân câp
Học viên: Giang Văn Duy Trang 28
Trang 34May phát điện chính: Co 2 máy phát điện tuabin chính công suất 100% chạy băng nhiên
liệu kép (khí nhiên liệu va diesel) Công suât của moi máy đáp ứng đủ nhu câu của cáchệ thông công nghệ, hệ thông phụ trợ, khôi nhà ở cộng 10% công suât dự phòng:
Máy phát điện dự phòng: Trên giàn được trang bị | máy phát điện dự phòng chạy bằng
diesel May phát điện này có công suat dam bao cung cap cho nhu cau can thiét (moto,thiét bi dién, hé thong phuc vu nhu cau cudc sống của nhân viên trên giàn, các bơm lâynước biến, máy nén không khí, bơm diesel ly tâm, bơm vận chuyển diesel, bơm nướcchữa cháy, khởi động lại các máy phát điện chính) cộng thêm 10% công suất dự phòng.Hệ thông phòng cháy & chữa chảy
Hệ thông phòng cháy chữa cháy trên giàn bao gôm một bơm chạy diesel, một bơm điệncung câp nước chữa cháy (nước bien) đến các các đâu chảy tran bố tri trên giản, thiết bi
giám sát nước chữa cháy và hệ thống phân phối nước chữa cháy dạng mạch vòng kín
(cung cap nước chữa cháy cho hệ thông phun bọt chữa cháy cho sản đỗ trực thăng va
các vòi nước chữa cháy).
Các bơm chữa cháy sẽ bắt đầu hoạt động khi sự cố cháy được phát hiện hoặc khi áp
suât của hệ thông nước chữa cháy ở mức thâp.
Trên giàn PQP-HT sẽ không sử dụng hệ thông chống cháy băng khí Halon hoặc khí CFC mà
thay vào đó là khí tro như Nito, CO; và nước biên.
Mỗi máy phát điện chính và máy phát điện dự phòng đều được cung cap hệ thông chữa
Các bổn chứa này có công suất chứa đủ cho nhu câu của 30 nhân viên trong thời gian ít
nhat 7 ngày với lượng tiêu thụ của môi nhân viên là 250 lit/ngay.
Hai giàn đầu giếng (WHPs)Mô tả chung
Hai giàn đầu giếng lắp đặt tại mỏ Hải Thạch và Mộc Tĩnh là các giàn vận hành khôngngười trong điều kiện bình thường Hai giàn này sẽ được điều khiển từ giàn PQP-HT
thông qua hệ thống cáp ngầm nối từ giàn PQP-HT tới giàn WHP-MTI hoặc thông quacầu nối giữa giàn PQP-HT và giàn WHP-HTI Việc lựa chọn vi trí cho 2 giản dau giếngnày dựa trên các yếu tô như:
Học viên: Giang Văn Duy Trang 29
Trang 35e Tiếp cận trữ lượng đã được xác định thông qua các chiến dịch khoan thăm dò gan đây:e Tiếp cận những trữ lượng phát hiện thêm trong tương lai thông qua các chiến dịch
khoan thăm dò mở rộng:
e Đánh giá rủi ro địa chat.Tọa độ cụ thể của giàn WHP-MT1 và giàn WHP-HT1 được thé hiện cụ thé trong Bảng
1.5 dưới đây.
Bang 1.5 Tọa độ của hai giàn đầu giếng [1]
Giàn LH 0Ú,Kinh độ Đông Vĩ độ Bắc
WHP-HTI 10825539 8” 08°02734,4”WHP-MTI 1084729” 07°55°42,5”
Hai giàn đầu giếng nay sẽ được thiết kế đồng nhất về kích thước sàn khoan, số lỗ giếng
và hình dạng của khu vực đặt cây thông khai thác và các đầu giêng Tuy nhiên hai giànnày cũng có một sô điêm khác nhau co bản như:
e Giàn WHP-MT1 sẽ được trang bị khu nhà ở cho nhân viên vận hành và sân bay trực thăng
trong khi trên giàn WHP-HT1 sẽ không được trang bị hai cụm thiệt bi này.
e Giàn WHP-MTI sẽ có nhiều thiết bị và hệ thong phụ trợ hơn giàn WHP-HT1.Các thiết bị chính trên giàn đầu giếng (WHP)
Thiết bị tách và cum gom dong do giếng trên 2 giàn WHPTrên cả hai giàn đều được trang bị một thiết bị tách ba pha với công suất thiết kế là 50triệu bộ khối khí/ngày Thiết bị tách 3 pha cho phép kiểm tra hoạt động của các giếng
và tạo thuận lợi cho quá trình làm sạch giếng Các van của thiết bị tách 3 pha và củacụm gom dong đo giếng được điều khiển tự động từ giàn PQP-HT sẽ làm giảm số lầntới giàn của nhân viên vận hành.
Để ngăn ngừa các mảnh vụn sinh ra trong quá trình làm sạch giếng làm ban thiết bịtách, một thiết bị lọc hoặc màng chăn sẽ được lắp đặt tai vi trí thượng nguôn của bìnhtách Ngoài ra, một hệ thống bảo vệ áp suất cao sẽ được cung cấp dé bao đảm sự antoàn của hệ thống đo giếng nay
Hệ thông điện trên 2 giàn IVHPNhu cau điện năng cho giàn WHP-MTI được cung cấp từ giàn PQP-HT qua giảnWHP-HTI tới giàn WHP-MTI nhờ hệ thống cáp điện ngầm dưới biến Trong khi đóđiện năng cung cấp cho giàn WHP-HTI cũng được lấy từ giàn PQP-HT thông qua hệthống cáp điện đặt trên câu dẫn nối từ giàn PQP-HT tới giàn WHP-HTI
Học viên: Giang Văn Duy Trang 30
Trang 36Ngoài ra, trên giàn WHP-MTI trang bị thêm 1 máy phát điện dự phòng May phát điệnnày sẽ được sử dụng trong trường hợp nguôn điện từ giàn PQP-HT bị ngắt do sự côđường cáp dẫn điện ngầm Đối với giản WHP-HT1, nếu nguôn điện chính cung cấp từ
giàn PQP-HT bị gián đoạn thi khi đó nguôn cung cấp điện cho giàn WHP-HTI sẽ được
lay từ máy phát điện dự phòng trong trường hop khan cấp cũng trên giàn PQP-HT.
Thiết bị phục vụ công tác phóng thoi (làm sạch ông) trên 2 giàn WHPTheo thiết kế, tat cả các đường ông đều có khả năng phóng thoi Các thiết bị phục vụ
công tác phóng thoi trên các giàn bao gôm:e Trên giàn WHP-MT1:
- _ Một thiết bị phóng thoi làm sạch đường ống dẫn lưu thé khai thác từ giàn WHP-MTI về
giàn WHP-HT1;e Trên giàn WHP-HT1:
- _ Thiết bị nhận thoi tới từ thiết bị phóng thoi trên giàn WHP-MTI;- Thiết bị nhận thoi tới từ thiết bị phóng thoi trên giàn WHP-MT1:m Côn Sơn;- _ Thiết bị phóng thoi làm sạch đường ống dẫn khí nhiên liệu tới tàu FSO
Hệ thông bơm hóa chất trên 2 gian đầu ciễngHệ thống bơm hóa chất trên 2 giàn bao gồm các bơm và bổn chứa cho từng loại hóa
chat Các hóa chat sử dụng trên 2 giàn bao gôm hóa chat chông ăn mòn, chat hạ diémchay/chat chong tạo sáp và chat không chê sự tạo thành hydrat.
Khối nhà ở trên giàn WHP-MITIMột khối nhà ở cho 20 người với đây đủ các thiết bị tối thiểu được lắp đặt trên giàn
WHP-MTI Khu nhà ở này chỉ sử dụng cho các nhân viên đên giàn thực hiện các hoạtđộng đột xuât và hoạt động bảo dưỡng giêng khoan không sử dụng giàn khoan Theothiệt kê, khôi nhà ở sẽ năm bên dưới san trực thăng và cạnh khu vực di tan khỏi giànkhi xảy ra sự cô Khôi nha ở sẽ được trang bi một sô thiệt bi sau:
- 5 buổng ngủ, mỗi buông ngủ chứa 5 người;- Khu vực ăn uống:
- Thiết bị phục vụ ăn uống bao gồm nhà bếp và tủ chứa thức ăn;- Phong giặt đồ;
- Van phòng:- Khuvue giải tri;
- Phong cấp cứu
Hoc vién: Giang Van Duy Trang 31
Trang 37San đồ trực thăng trên giàn WHP-MTI
San đỗ trực thăng trên giàn WHP-MTI phù hợp cho trực thăng Eurocopter EC 225
Hệ thống đường ốngĐường Ông dân lưu thé khai thác từ giàn WHP-MT1 tới giàn WHP-HTIMột đường ống 12” với chiều dai khoảng 20km nối giàn WHP-MTI với giàn WHP-HTI sẽ được lắp đặt dé vận chuyền lưu thé khai thác từ mỏ Mộc Tĩnh về xử lý tại giànPQP-HT thông qua giàn WHP-HTIT, Chiều sâu mực nước biển dự kiến trong khu vực
lắp đặt tuyến Ống này dao động trong khoảng từ 115,3 m đến 133,2 m Khí vacondensate được tách ra từ dòng lưu thé được đưa trở lại giàn WHP-HTI trước khi dẫnđến đường ông Nam Côn Sơn va FSO.
Đường ong dân Condensate từ giàn WHP-HT1 tới FSOHai đường ống boc cách nhiệt dẫn condensate với đường kính 8” và chiều dài 2,4 km sẽđược lắp đặt từ giàn WHP-HT1 tới FSO Một đường ống có nhiệm vu dan condensatetừ giàn WHP-HTI tới FSO trong hoạt động bình thường Đường ống còn lại có nhiệm
vụ dẫn condensate từ FSO quay trở lại bình tách bậc 3 trên giàn PQP-HT thông quagiàn WHP-HTT trong trường hợp FSO ngừng hoạt động Độ sâu mực nước biển trongkhu vực lắp đặt 2 đường ống dẫn condensate trong khoảng từ 129 m tới 133 m.
Đường Ống dân khi nhiên liệu từ giàn WHP-HT1 tới FSOMột đường ống dẫn khí nhiên liệu kích thước 6” chiều dai 2,4 km từ giàn WHP-HTI
tới FSO nham cung cap cho các nôi hơi trên FSO Độ sâu mực nước biên trong khu vựclap đặt đường ông khoảng từ 129 m tới 133 m.
Đường ống xuất khí từ gian WHP-HT1 tới đâu kết noi trên đường ông NCSĐường ống xuất khí từ WHP-HT1 (mỏ Hải Thạch) sẽ được kết nối vào hệ thống đường
ống Nam Côn Sơn (hệ thống đường ống hai pha này hiện đang tiếp nhận dòng khí từgiàn xử lý khí tại mỏ Lan Tay) Vi vậy, đường ông xuất khí xây dựng cho dự án nàyphải phù hợp với tất cả các yêu cầu đầu vào của hệ thống đường ống Nam Côn Sơn.Các yêu câu đâu vào bao gôm:
Áp suất vận hành tối đa 157 BargÁp suất vận hành tối thiểu 80 BargÁp suất thiết kế 160 BargNhiệt độ vận hành tối đa 36°CNhiệt độ vận hành tối thiểu -10°C
Hoc vién: Giang Van Duy Trang 32
Trang 38Đường ống này có kích thước 20” và chiều dài khoảng 44,5 km.Điểm kết nối trên đường ống Nam Côn Sơn tại vị trí 8°1029,85'ˆ vi độ Bac và
108o33ˆ05ˆˆ kinh độ Đông ở độ sâu 100m dưới mực nước biển.Điểm kết nối này đã được sử dụng dé kết nối đường ống xuất khí 18” từ mỏ Rồng Đôi(của KNOC) Tại thời điểm này, một PLEM mới đã được lắp đặt tại phía thượng nguồncủa điểm kết nối cho phép kết nối các đường ống trong tương lai vào đường ông NCS
PLEM này sẽ được sử dụng để kết nối đường ống xuất khí từ mỏ Chim Sáo (củaPremier Oil) Điểm kết nỗi nay cũng sé sử dung 1 PLEM tương tự dé kết nỗi đường ốngxuất khí từ WHP-HT1.
Các PLEM để kết nối các đường ống xuất khí từ mỏ Rồng Đôi và Chim Sáo đã đượclắp đặt về phía Tây của đường Ong Nam Côn Sơn, do đó đường ô ống xuất khí từ mỏ Hải6 Thạch sẽ đi ngang qua đường ống Nam Côn Sơn.
Học viên: Giang Văn Duy Trang 33
Trang 39CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LY THUYET MÔ HÌNH MO PHONG HE THONG KHAI THAC BE
MAT
2.12.1.1
Quy trình xử lý để nhận được Condensate thương phẩm gọi là quá trình xử lý
Condensate Quá trình này bao gôm quả trình tách khí, ôn định Condensate, tách nước,làm sạch nước khỏi Condensate bị nhũ tương hóa và các tạp chât hóa học khác
Hệ thống thiết bị khai thác bề mặt phải đảm bảo các yếu tỐ sau:Tránh that thoát dầu khí
Bảo đảm khả năng tự động hóa toàn bộ quy trình công nghệLinh hoạt trong việc tăng giảm công suất xử lý phù hợp với tình trạng khai thác
khi/Condensate, ap suất của giếng, độ nhiễm NƯỚC của sản phẩm theo thời gian
Không làm ô nhiễm môi trường do có các sự cố trần đầu hoặc nước thải xử lý, that
thoat khi hydrocarbon.
Chi số kinh tế - kỹ thuật cao cho toàn hệ thống.Đề đảm bảo giảm chi phi cho công trình và hệ thống thiết bị khai thác bề mặt, cần xácđịnh số lượng, kích thước và cách bố trí các bình tách, các thiết bị công nghệ, cácđường ống trong hệ thống đến các đặc điểm khu vực, diện tích giàn và sử dụng hợp lýnguồn năng lượng của giếng
Sản phẩm khai thác từ nhiều giếng được dẫn đến các thiết bị xử lý băng đường ống khaithác Mỗi đường ông khai thác sau đó được vận chuyên toàn bộ hay một phan san pham
đến một trong những Seperation Trains là những bộ phân dau tiên của hệ thống tach.
Các module của hệ thống thiết bị khai thác bề mặt
Chất lưu từ giếng Mộc Tinh được đưa qua bình Test Separator trên giàn Mộc Tinh déđo lưu lượng của giếng sau đó được chuyền sang bình tách thứ 1 Tương tự, chất lưu từgiếng Hải Thạch cũng được đưa qua bình Test Separator trên giàn Hải Thạch dé đo lưulượng của giếng sau đó được chuyền sang bình tách thứ 1 (Bình thường không cho chạyqua, chỉ khi cần đo lưu lượng thì mới cho chạy qua) Tại bình tách thứ nhất được tách
làm 2 pha:Học viên: Giang Văn Duy Trang 34
Trang 40Pha khí được đi vào gas inlet cooler dé làm mát, sau đó đi vào KO drum Một phần khíbị làm mát được lắng đọng thành condensate để đi để đi tới bình tách thứ 2, phân khícòn lại sau khi được làm mát đi đến cụm thiết bị làm mát tiếp theo gas gas exchangersau đó khí được đưa sang MR cooler dé lam mát và dat dew point trước khi được đưasang cụm thiết bị tách nước bang glycol, sau đó khí được đưa lại gas gas exchangertrước khi sang bình first stage scrubber Sau khi ra khỏi bình first stage scrubber, phancondensate được đưa sang bình tách thứ 2, phần khí được đưa sang máy nén first stagecompressor sau đó đi qua first stage cooler trước khi đi vào may Metering dé đi sangđường ống Nam Côn Sơn.
Pha lỏng được di ra từ bình tách 1 được di sang bình tách 2 Tại bình tach 2 được tachlàm 3 pha:
- Pha khí được đi tới hệ thông MP Flash Gas sau đó được đi vào gas inlet cooler dé đivào đường ống Nam Côn Sơn
- Pha nước được đưa đi tới cụm xử lý nước dé xả ra biển
- Pha Condensate được di sang bình tách thứ 3 Tại bình tách thứ 3 cũng được tách làm 3pha:
Pha khí: được đưa vào LP Flash Gas sau đó được đi tới MP Flash Gas để đi vào gas
inlet cooler
Pha nước: được đưa tới cụm xử lý nước trước khi xả ra biểnPha Condensate được bơm sang tau FSO Trong trường hợp nao đó FSO không thé tiếp
nhận Condensate thì sẽ được tuân hoàn về bình tach thứ 3.
Học viên: Giang Văn Duy Trang 35