Bài giảng điện tử công nghệ mỏ ts lê phước hảo

BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ CÔNG NGHỆ MỎ GIỚI THIỆU Tác giả : PGS TS Lê Phước Hảo Bộ môn : Khoan & Khai thác dầu khí ©Copyright 2007 THÔNG TIN CHUNG ‰ Mã số môn học: 300020 ‰ Số tín chỉ: 02 ‰ Số tiết: 42 ƒ Lý thuyết: 28 ƒ Bài tập: 14 ‰ Ngành: Khoan khai thác dầu khí ‰ Môn học trước: Thủy địa học ©Copyright 2007 GIỚI THIỆU NỘI DUNG MÔN HỌC ‰ Nhắc lại tính chất môi trường rỗng (đá) chất lưu (khí, dầu nước) Thiết lập phương trình cân vật chất (PTCBVC) tổng quát loại vỉa dầu khí (khí pha, khí ngưng tụ, dầu chưa bão hoà dầu bão hoà) Áp dụng phương pháp cân vật chất phương pháp thể tích để tính toán thông số vỉa Tính toán lượng nước xâm nhập vào vỉa Nghiên cứu chuyển dịch dầu khí mô hình dòng thấm hai pha Các phương pháp thu hồi dầu Công nghệ thử vỉa thông số mô vỉa ©Copyright 2007 GIỚI THIỆU HÌNH THỨC ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC ‰ Kiểm tra thường kỳ (10%), kỳ (20%), cuối kỳ (50%) ‰ Bài tập nhà (10%): nộp trước kiểm tra kỳ thi cuối kỳ ‰ Seminar (10%): SV (hoặc nhóm SV) chọn chủ đề (nâng cao, mở rộng phần lý thuyết có chương trình, hay ứng dụng thực tế ), đăng ký vào đầu học kỳ, nhận tài liệu chuẩn bị báo cáo trước lớp (10 phút) trả lời câu hỏi liên quan ©Copyright 2007 GIỚI THIỆU TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH [1] Huỳnh Thanh Sơn, Lê Phước Hảo, Công nghệ mỏ ứng dụng, NXB ĐHQG Tp HCM, 2003 [2] CRAFT B C., HAWKINS M F and TERRY R E (1991) Applied Petroleum Reservoir Engineering Prentice-Hall Inc., New Jersey [3] MIAN M A (1992) Petroleum Engineering Handbook for the Practicing Engineer, Vol I PennWell Publishing Company, Oklahoma [4] TIMMERMAN E.H Practical Reservoir Engineering, Vol I and Vol II ©Copyright 2007 GIỚI THIỆU CÁC CHỦ ĐỀ CHÍNH KỸ SƯ VỈA ĐẠI CƯƠNG VỀ CÔNG NGHỆ MỎ TÍNH CHẤT CỦA ĐÁ TẦNG CHỨA ĐẶC TÍNH PVT CỦA DẦU PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT TỔNG QUÁT VỈA KHÍ MỘT PHA VỈA DẦU CHƯA BÃO HÒA ©Copyright 2007 GIỚI THIỆU CÁC CHỦ ĐỀ CHÍNH VỈA DẦU BÃO HÒA 10 VỈA KHÍ NGƯNG TỤ 11 DÒNG CHẢY MỘT PHA TRONG VỈA 12 TÍNH TOÁN LƯỢNG NƯỚC XÂM NHẬP VÀO VỈA 13 SỰ CHUYỂN DỊCH CỦA DẦU VÀ KHÍ 14 THIẾT KẾ THỬ VỈA 15 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG VỈA ©Copyright 2007 GIỚI THIỆU BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ CÔNG NGHỆ MỎ KỸ SƯ VỈA Tác giả : PGS TS Lê Phước Hảo Bộ môn : Khoan & Khai thác dầu khí ©Copyright 2007 NỘI DUNG ‰ Nhiệm vụ Kỹ sư vỉa ‰ Yêu cầu kỹ sư vỉa ‰ Công việc kỹ sư vỉa ‰ Ví dụ minh hoạ đề án phát triển mỏ ƒ Dữ liệu ƒ Đặc tính chung ƒ Mô hình vỉa ƒ Phương thức tiến hành ƒ Những công việc kỹ sư vỉa ©Copyright 2007 KỸ SƯ VỈA Nhiệm vụ Kỹ sư vỉa ™ Am hiểu tương tác đất đá chất lưu vỉa ™ Am hiểu trình dịch chuyển phức tạp chất lưu vỉa ™ Thiết lập mô hình vỉa phù hợp từ liệu địa chất, đặc tính đất đá chất lưu vỉa đo có trước ™ Dự đoán khả thu hồi tương lai ™ Xây dựng qui trình phương pháp nâng cao khả thu hồi hydrocarbons từ vỉa ©Copyright 2007 KỸ SƯ VỈA Tính dính ướt ‰ Là đại lượng để tính toán khả bao bọc bề mặt đá chất lưu Định nghĩa cổ điển tính dính ướt dựa vào góc ranh giới nước bao quanh dầu xác định sau: ƒ Ө < 90o Water-Wet ƒ Ө = 90o Intermediate or Mixed Wettability ƒ Ө > 90o Oil-Wet ‰ Góc ranh giới khó xác định mô điều kiện vỉa ©Copyright 2007 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG VỈA 46 Tính dính ướt ©Copyright 2007 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG VỈA 47 Xác định độ thấm tương đối dầu-nước ‰ Độ thấm tương đối điểm nước bão hòa tới hạn có giá trị xác định độ thấm hiệu dụng với diện nước bão hòa tới hạn ‰ Trong hai trường hợp độ thấm hiệu dụng giống hiệu chỉnh thành giá trị chuẩn công thức k rSTD = k rNORM k aNORM k aSTD ƒ Ở kaNORM = keo Swc ‰ Chú ý vị trí độ bão hoà nước cao, krNORM vượt ‰ Nguyên lý xác định Craig sau hiệu chỉnh Mohamad Ibrahim & Koederitz (SPE 65631) ©Copyright 2007 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG VỈA 48 ©Copyright 2007 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG VỈA 49 ©Copyright 2007 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG VỈA 50 ©Copyright 2007 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG VỈA 51 Độ thấm tương đối khí - dầu ‰ Được xác định tương tự trường hợp độ thấm tương đối nước dầu ‰ Khi độ bão hoà khí tự tăng, độ thấm tương đối dầu – khí (krog) giảm đạt trạng thái bão hoà khí dầu dư(Sorg) ‰ Khi đạt trạng thái bão hoà khí tới hạn (Sgc), độ thấm tương đối khí Điểm bão hoà khí tới hạn điểm mà bọt khí lớn lên, phá vỡ giọt dầu khỏi bề mặt đá ‰ Khi độ bão hoà khí tăng, độ thấm tương đối khí tăng mặt lý thuyết đạt tới giá trị 100% khí ‰ Trong thực tế, điều kiện vỉa mô phỏng, ©Copyright 2007 nước bão hoà tới hạn tồn Thông thường Sorg < Sorw CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG VỈA 52 Áp suất mao dẫn (Pc) ‰ Là giá trị cần thiết trình mô để xác định phân bố dòng chảy ban đầu, tính toán áp suất dầu, khí nước ‰ Giá trị Pc tính toán phòng thí nghiệm thông qua mối tương quan.(Chú ý tính toán phòng thí nghiệm phải đưa điều kiện vỉa) σr Pcr = Pcl σl Pcr = áp suất mao dẫn điều kiện vỉa, psi PcL =áp suất mao dẫn điều kiện phòng thí nghiệm, psi σr = sức căng bề mặt chất lưu vỉa, dynes/cm σL = sức căng bề mặt chất lưu phòng thí nghiệm, dynes/cm ‰ Khi chất lưu phân bố độ sâu khác Pc ước lượng từ công thức: Pc = ©Copyright 2007 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG VỈA HΔρ 144 53 Áp suất mao dẫn nước dầu ‰ Giá trị Pc nằm khoảng từ psi 100% nước tới giá trị từ 5÷25 psi điều kiện nước bão hoà tới hạn Φ Pc = 4.619JΔ k ‰ Hệ số hiệu chỉnh áp suất mao dẫn: J ƒ Giá trị J lựa chọn giá trị độ bão hoà nước khác dựa vào đồ thị Sw-J ©Copyright 2007 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG VỈA 54 Áp suất mao dẫn nước dầu ©Copyright 2007 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG VỈA 55 Áp suất mao dẫn khí - dầu ‰ Xác định nhờ số liệu không khí - dầu phòng thí nghiệm ước lượng giá trị Pc dựa vào chiều cao đới chuyển tiếp Trong đới chuyển tiếp tỷ trọng khí tính công thức: gg ρ g = 13.55 Bg ‰ Do hầu hết đới chuyển tiếp ngắn nên giá tri mao dẫn khí dầu thường từ psi (không có khí tự do) tới giá trị lớn từ 2-10 psi điểm bão hoà nước tới hạn(bão hoà khí lớn mũ khí) ©Copyright 2007 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG VỈA 56 Áp suất mao dẫn nước dầu ©Copyright 2007 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG VỈA 57 Thông số giếng ‰ Tốc độ khai thác bơm ép ‰ Vị trí giếng ‰ Giới hạn khai thác ©Copyright 2007 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG VỈA 58 Tốc độ khai thác bơm ép ‰ Đối với chất lỏng, hệ đơn vị thường dùng STB/day, khí MCF/day ‰ Đối với giếng khai thác nên coi pha làm giá trị ‰ Tốc độ trung bình tính toán dựa vào sản lượng khai thác suốt trình: qo = ΔN p Δt ƒ qo = oil rate, STB/day ƒ ΔNp = oil production during time Δt, days ©Copyright 2007 ƒ Δt = production time, days CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG VỈA 59 Vị trí giếng ‰ Trong mô vị trí ô ký hiệu từ trái qua phải theo trục x, từ sau tới trước theo trục y, từ xuống theo trục z ‰ Trong mô hình diện tích 3D thông thường giếng nên đặt vị trí trung tâm ô ‰ Các tầng theo chiều đứng nên tương ứng với vùng mặt cắt mô hình 3D ©Copyright 2007 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG VỈA 60 [...]... hố khí và được thu hồi như những chất lỏng trên bề mặt, cần ước tính trữ lượng chất lỏng do ngưng tụ khí và trữ lượng khí ©Copyright 2007 ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠNG NGHỆ MỎ 7 BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ CƠNG NGHỆ MỎ ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠNG NGHỆ MỎ Tác giả : PGS TS Lê Phước Hảo Bộ mơn : Khoan & Khai thác dầu khí ©Copyright 2007 VỈA DẦU KHÍ VÀ Q TRÌNH KHAI THÁC h Trạng thái hai pha ¬ Pha khí trong mũ khí nằm trên vùng chứa dầu,... ©Copyright 2007 ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠNG NGHỆ MỎ 14 MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA CHẤT KHÍ KHÍ LÝ TƯỞNG h Định luật khí lý tưởng: P.V = n.R’.T (1.5) với: P - áp suất tuyệt đối (psia); V - thể tích (ft3); n - số mole (lb-mole); R’ - hằng số = 10,73 psia.ft3/lb.mole.°R; T - nhiệt độ tuyệt đối (°R) h Mole: Lượng vật chất (số ngun tử hoặc phân tử) có khối lượng bằng trọng lượng ngun tử hoặc phân tử của vật chất đó ¬ Khơng khí:... thời điểm xác định của vỉa (mỏ) trong những điều kiện kỹ thuật-kinh tế hiện có và theo những qui định của chính phủ hiện hữu • Trữ lượng được tính tốn dựa trên những dữ liệu địa chất và kỹ thuật có thể có được Việc đánh giá trữ lượng được cập nhập hố trong q trình khai thác mỏ ©Copyright 2007 ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠNG NGHỆ MỎ 8 VỈA DẦU KHÍ VÀ Q TRÌNH KHAI THÁC h Các giai đoạn khai thác mỏ dầu khí: ¬Giai đoạn khai... định nghĩa như là sự áp dụng các ngun lý khoa học vào những bài tốn khai thác chất lưu từ vỉa và bơm ép chất lưu vào vỉa trong q trình khai thác dầu khí nhằm mục đích nâng cao hệ số thu hồi dầu ©Copyright 2007 ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠNG NGHỆ MỎ 4 VIDEO Các nguồn dữ liệu vỉa (Reservoir Engineering Data Sources) ©Copyright 2007 ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠNG NGHỆ MỎ 5 VỈA DẦU KHÍ VÀ Q TRÌNH KHAI THÁC h Bẫy dầu khí: ¬ được... cp = 0,001 Pa.s = 0,01 g/cm.s 1 ac.ft = 43560 ft3 1 mile = 5280 ft 1 os = 1/16 pound = 0,178 bbl = 0,01 poise = 28,35 gr ©Copyright 2007 ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠNG NGHỆ MỎ 11 VIDEO Một số tính chất của đá và chất lưu ©Copyright 2007 ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠNG NGHỆ MỎ 12 MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA ĐÁ Độ rỗng ) φ = thể tích rỗng/tổng thể tích khối đá - Độ rỗng tồn phần - Độ rỗng hiệu dụng Hệ số nén đẳng nhiệt Cf = − 1 dV ⋅ V... Một lượng khí ròng có thể được biểu diễn theo ft3 (ở một nhiệt độ và á p suất nhất định), theo số mole, số pound hay số phân tử ©Copyright 2007 ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠNG NGHỆ MỎ 15 MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA CHẤT KHÍ Ví dụ 1.1: Tính lượng khí ethane trong bồn chứa theo số mole, pound, số phân tử và SCF Cho biết V = 1000 ft3 ở á p suất p = 100 psia và nhiệt độ T = 100 °F Giải: ¬ Giả sử định luật khí lý tưởng được thỏa... °K (Kelvin) = °C + 273 Chiều dài Lực Khối lượng Nhiệt độ ©Copyright 2007 ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠNG NGHỆ MỎ 10 CÁC HỆ THỐNG ĐƠN VỊ • Một số qui đổi đơn vị khác Gia tốc trọng trường g = 32,2 ft/sec2 = 9,81 m/s2 1 ft3 (cubic foot) = 7,48 US gallon = 28,32 lít 1 barrel (bbl) = 5,614 ft3 = 42 US gallon = 159 lít (đối với dầu mỏ) 1 yard = 3 ft 1 acre = 4840 yard2 = 43560 ft2 1 atm = 101,3 kPa = 14,7 psi 1 cp = 0,001... CƠNG NGHỆ MỎ 3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ‰ Vào những năm 1960, thuật ngữ “Mơ phỏng số vỉa dầu khí” và “Mơ hình tốn vỉa dầu khí” đã trở nên phổ biến, nhờ sử dụng các phương trình tốn học và vật lý để mơ phỏng động thái của vỉa dầu khí nhằm dự đốn hiệu suất khai thác của chúng Cùng với sự phát triển nhanh chóng của các máy tính tốc độ cao, quy mơ lớn và các phương pháp tính số phức tạp (sai phân hữu hạn, phần tử. .. ©Copyright 2007 ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠNG NGHỆ MỎ 2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ‰ Dầu thơ, khí thiên nhiên và nước gọi chung là chất lưu ‰ Phân chia các chất lưu thành các pha lỏng và khí phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất ‰ Từ 1928, thiết bị đo những dữ liệu cận đáy (áp kế đo sâu) đầu tiên đã được chế tạo để đo áp suất vỉa ‰ Từ 1933, nghiên cứu về vật lý vỉa như độ rỗng, độ thấm, suất dẫn điện, cấu trúc khe rỗng, dòng... dùng khi giai đoạn khai thác thứ cấp khơng còn hiệu quả, nhằm mục đính nâng cao hiệu suất thu hồi ) Trong thời gian khai thác, mỏ có thể được chuyển từ giai đoạn khai thác này sang giai đoạn khác một cách tự nhiên hay theo hoạch định ©Copyright 2007 ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠNG NGHỆ MỎ 9 CÁC HỆ THỐNG ĐƠN VỊ Thơng số Bristish Engineering System (BES) → SI System International (SI) → BES 1 in (inch) = 0,0254 m ... khí trữ lượng khí ©Copyright 2007 ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠNG NGHỆ MỎ BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ CƠNG NGHỆ MỎ ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠNG NGHỆ MỎ Tác giả : PGS TS Lê Phước Hảo Bộ mơn : Khoan & Khai thác dầu khí ©Copyright... THỬ VỈA 15 CÁC THƠNG SỐ MƠ PHỎNG VỈA ©Copyright 2007 GIỚI THIỆU BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ CƠNG NGHỆ MỎ KỸ SƯ VỈA Tác giả : PGS TS Lê Phước Hảo Bộ mơn : Khoan & Khai thác dầu khí ©Copyright 2007 NỘI DUNG... trả lời câu hỏi liên quan ©Copyright 2007 GIỚI THIỆU TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH [1] Huỳnh Thanh Sơn, Lê Phước Hảo, Cơng nghệ mỏ ứng dụng, NXB ĐHQG Tp HCM, 2003 [2] CRAFT B C., HAWKINS M F and TERRY