VẤN đề DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG vỉa

THIẾT KẾ KHAI THÁC CÁC THÂN DẦU TRONG ĐÁ MÓNG NỨT NẺ CHƯƠNG III VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA ĐẶT VẤN ĐỀ ■ Từ đầu phát triển công nghiệp khai thác dầu đến năm 40 kỷ 20; ■ Các mỏ dầu hoạt động chế độ suy thoái lượng, hệ số thu hồi dầu không vượt 25% trữ lượng ban đầu ■ Vấn đề trì lượng vỉa, nâng cao hệ số thu hồi dầu đặt sớm, ■ Từ năm 40 kỷ 20 công nghệ bơm ép nước trì áp suất vỉa áp dụng nhiều mỏ VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA 3.1 Năng lượng thân dầu + Năng lượng vỉa hay lượng thân dầu có nhiều dạng lượng cột áp nước vỉa (nước rìa, nước đáy); + Năng lượng giãn nở khí tự ( khí mũ khí); + Năng lượng giãn nở khí dầu; + Năng lượng đàn hồi (đàn hồi biến dạng) chất lưu (nước, dầu) đá, lượng trọng lực dầu + Năng lượng vỉa bị suy giảm trình khai thác bổ sung nhờ lượng nhân tạo nước bơm ép (khí, nóng v.v.) VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA 3.2 Các phương pháp tác động lên lượng vỉa 3.2.1 Phân loại phương pháp tác động lên lượng vỉa + Các phương pháp thuỷ động □ Bơm ép nước trì áp suất vỉa; □ Bơm ép nước chu kỳ trì áp suất vỉa làm đổi hướng dòng thấm, nâng cao thu hồi dầu; + Các phương pháp vật lý - hoá học □ Bơm ép nước với hoạt chất hoá học (các chất làm tăng hoạt động bề mặt, bơm polime v.v.); + Các phương pháp bơm ép khí □ Bơm ép khí; □ Bơm ép khí-nước (chu kỳ); + Các phương pháp nhiệt □ Bơm ép nước nóng; □ Bơm ép nước nóng; □ Làm nóng bên vỉa VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA 3.2.2 Lựa chọn vị trí tác động lên lượng vỉa + Bơm ép vào vùng nước đáy; + Bơm ép vùng rìa; + Bơm ép biên vùng rìa; + Bơm ép bên vùng chứa dầu VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA Đặc điểm chung vấn đề bơm ép nước, trì áp suất vỉa ■ Bơm ép nước vào thân dầu, trì áp suất vỉa giải pháp đơn giản có hiệu kinh tế ■ Bơm ép nước trì áp suất vỉa xem quy tắc cần phải thực để trì áp suất vỉa trình khai thác dầu khí ■ Ở mỏ với cấu tạo địa chất cụ thể, việc bơm ép nước có đặc thù riêng ■ Trong môi trường đá chứa có độ rỗng hạt, nước bơm ép thông thường bơm ép vào vùng nước đáy vùng rìa Giữa miền bão hoà dầu, nước tồn vùng chuyển tiếp dầu-nước ■ Trong đá chứa nứt nẻ, vùng dầu nước miền chuyển tiếp Tiếp xúc dầu-nước trường hợp mặt phẳng VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA 3.4 Bài toán bơm ép nước tối ưu Bài toán điều khiển tối ưu lượng nước bơm ép: + đảm bảo bù đủ 100%; + giữ cho sản lượng dầu khai thác ổn định, áp suất vỉa cao áp suất bão hoà 10-12 atm; + tỉ lệ nước sản phẩm thấp + Cần phải thoả mãn hệ thức: Q1(t)+ Q2(t)+ + Qn(t) = ΣQBE(t) ; ΣQBE(t).KN = ΣQDKT(t).KD+ΣQNKT(t).KN ; (3.1) (3.2) Q1(t), Q2(t), , Qn(t) - nước giếng bơmvà ΣQBE(t) - tổng lượng nước bơm; ΣQDKT(t), ΣQNKT(t) - tổng dầu nước khai thác; KD, KN - hệ số chuyển đổi dầu nước VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA Với điều kiện (3.1) (3.2), toán bơm ép nước - toán phân phối nước bơm ép, đảm bảo độ ngập nước thấp + Để hệ thức (3.1) thoả mãn, cần xem xét khả bơm ép nước tối đa giếng với khối lượng tương ứng: Q1(t) = Q1 (max) ; Q2(t) = Q2 (max) ; (3.3) Qn(t) = Qn (max) + Khối lượng nước bơm ép cực đại (3.3) phụ thuộc áp lực bơm, cấu trúc giếng bơm, suy giảm độ tiếp nhận theo thời gian v.v VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA + Nước từ giếng bơm ép Q1(t), Q2(t) Qn(t) tác động lên sản lượng dầu độ ngập nước sản phẩm có quan hệ thuỷ lực theo sơ đồ: Q1(t) → QD11, QD12, , QD1n , QN11, QN12, ,QN1n ; Q2(t) → QD21, QD22, , QD2n , QN21, QN22, ,QN2n ; (3.4) Qn(t) → QDn1, QDn2, , QDnn , QNn1, QNn2, ,QNnn đây: QD11, QD12, ,QD1n ; QD21, QD22, ,QD2n ; QDn1, QDn2, ,QDnn ; QN11, QN12, , QN1n ; QN21, QN22, , QN2n; QNn1, QNn2, ,QNnn – dầu nước giếng khai thác chịu ảnh hưởng giếng bơm ép VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA Trong đá chứa nứt nẻ, tính chất không thuận nghịch, cần có khối lượng nước bổ sung QNBS(t) để khắc phục tình trạng khép lại nứt nẻ, điều kiện (3.2) là: ΣQBE(t).KN + QNBS(t) = ΣQDKT(t).KD+ΣQNKT(t).KN (3.5) QNBS(t) - lượng nước bơm bổ sung, dao động từ 5-10% tổng khối lượng nước bơm ép Các điều kiện (3.1), (3.2) (3.5) giúp kiểm soát khối lượng nước bơm ép, đủ bù khối lượng dầu khai thác ? + Việc điều chỉnh linh hoạt tăng giảm khối lượng nước bơm ép theo điều kiện cho phép khống chế tỉ lệ nước sản phẩm mức thấp, trì áp suất vỉa, đảm bảo khai thác ổn định 10 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG 39 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG 40 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG 41 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG 42 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG 43 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA Phân tích kết tính toán Nhận xét chung ■ Tất phương án bơm ép chu kỳ có hiệu với nhiều mức độ khác nhau; ■ Sản lượng dầu theo tính toán lớn hơn, độ ngập nước nói chung nhỏ so với phương án N sơ đồ công nghệ 2003 ■ Hiệu tăng sản lượng dầu thay đổi theo thời gian, phụ thuộc vào nhịp độ thu hồi dầu tác động giếng bơm ép khác; ■ Từ 2010 - 2015, tổng lượng dầu gia tăng nhờ bơm ép chu kỳ cộng dồn sụt giảm ■ Nguyên nhân, bơm ép chu kỳ có hiệu giai đoạn khai thác xác định Sau đạt giá trị cực đại, bơm ép chu kỳ dần hiệu 44 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG 45 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG 3.12 Đánh giá hiệu bơm ép nước ■ Thân dầu Móng có hai giai đoạn khai thác a Giai đoạn khai thác chế độ tự nhiên (1988 đến 6.1993) + Trung bình tháng áp suất vỉa khối Trung tâm giảm at thu hồi 218 ng.t dầu + Trung bình lượng vỉa at., thu hồi 109 ng.t dầu b Giai đoạn khai thác có bơm ép nước + Từ 7.1993 - 1995, trung bình tháng áp suất vỉa giảm at thu hồi 442 ng.t dầu; + Từ 1996 đến 2001: trung bình tháng áp suất vỉa suy giảm 0.07 at thu hồi 781 ngàn dầu; bơm m3 nước thu hồi ~0.5 dầu + Từ 2002 đến nay: số liệu cập nhật đến hết 2004, trung bình tháng áp suất vỉa suy giảm 0.01 at thu hồi 907 ng.t dầu; bơm m3 nước thu hồi ~0.5 dầu 46 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG Phương án A Các giếng bơm ép: 414, 424, 433, 435, 436, 437, 448, 458, 459, 460, 464, 465, 484, 485 ■ Phương pháp thử nghiệm: Bơm ép nước vùng rìa cánh Tây-Nam, đẩy dầu đến vùng trung tâm Móng, giữ nguyên giá trị áp suất vỉa Thời gian tính từ 2003 đến 2020 Phương án B Các giếng bơm ép: 414, 424, 425, 427, 433, 436, 437, 448, 452, 458, 459, 460, 465, 477, 484, 485, 911, 921, 2001 ■ Phương pháp thử nghiệm: ép nước vào vùng rìa, biên đẩy dầu đến vùng trung tâm Móng, giữ nguyên giá trị áp suất vỉa Thời gian tính từ 2003 đến 2020 47 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG 48 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG 49 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG 50 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA 3.13 Sơ đồ bơm ép nước đồng ■ Đến cuối năm 2007 ranh giới dầu nước dâng cao nhiều nơi, làm ngập giếng khai thác gần Móng ■ Ranh giới dầu nước trung bình thân dầu đá Móng khối Trung tâm khoảng 3400-3500m ■ Sơ đồ bơm ép nước đồng đều, với khối lượng nước bơm tất giếng, với mục đích dàn mặt phân cách dầu nước, nâng cao thu hồi dầu ■ Để thực giải pháp này, bắn vỉa giếng có độ tiếp nhận kém, mở rộng khoảng tiếp nhận lên phía trên, đến -3850m (hoặc -3800m) ■ Việc mở rộng khoảng tiếp nhận nước thực giếng bơm ép: 8, 418, 425, 447, 477, 817, 911, 914 7004 51 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA 52 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA Hết chương III 53 [...]... áp suất Công thức (3.6) có thể đưa về dạng: 22 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA 23 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA Độ tiếp nhận của nước bơm ép được xác định theo công thức: Q ≈ 2πR(H+2R)Kw(s).k.∆ρ.g/(µw F) F -độ ngập nước; k - độ thấm tuyệt đối vùng xa Kw - độ thấm của nước ∆ρ = ρN- ρD; 24 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA 25 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA 3.9 Đánh giá hiệu quả bơm ép nước + Hiệu quả bơm ép... giếng 804 đóng hoàn toàn 30 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA 31 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA 32 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA Khảo sát bơm ép nước chu kỳ vào thân dầu Móng ■ Để nghiên cứu ảnh hưởng của nước bơm ép chu kỳ lên sản lượng dầu của các giếng khai thác ở thân dầu Móng, sử dụng mô hình thuỷ động và chương trình Black oil IMEX (CMG); ■ Điều kiện khai thác với áp suất vỉa thay đổi theo thời gian... Khi mặt phân cách dầu-nước mất ổn định thì vận tốc dịch chuyển của dầu sẽ lớn hơn ngưỡng giá trị: 17 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA 18 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA + sự mất ổn định của mặt phân cách dầu-nước do khối lượng dầu thu hồi vượt quá mức cho phép; + việc bơm ép nước tăng cường, không đồng đều, tạo nên chênh áp lớn, đẩy nước dâng Chiều cao cực đại của lưỡi nước xác định theo công thức: ở đây:... để duy trì áp suất vỉa □ Hiệu quả bơm ép nước H có thể được xác định theo lượng nước bơm ép ∑Qnước : HN = ∑Qnước/ΔP (3.17) + Từ công thức (3.17) xác định được: áp suất vỉa biến đổi 1atm cần bơm bao nhiêu nước và sẽ thu hồi được bao nhiêu dầu Trong cả hai trường hợp đều có thể xác định được vận tốc biến đổi của áp suất vỉa khi thu hồi ∑Qdầu và bơm ép ∑Qnước 26 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA 3.10 Duy trì. .. thời điểm đạt HMAX 19 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA 20 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA Kết quả khảo sát cho phép đưa ra những kết luận sau: + Sự mất ổn định của mặt phân cách dầu nước có nguyên nhân từ lượng dầu thu hồi và thể tích nước bơm ép vượt quá ngưỡng cho phép + Lưỡi nước thực tế dâng cao hơn mức đo được trong các giếng khai thác bị ngập nước + Lưỡi nước dâng cao không đồng đều, phụ thuộc vào độ... ở một số giếng ■ Lưỡi nước xuất hiện ở một số vùng cục bộ có độ thấm tốt, ở những giếng khai thác có lưu lượng lớn và nằm gần các giếng bơm ép ■ Những khu vực có độ thấm xấu, không quan sát thấy hiện tượng lưỡi nước xuất hiện 27 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG Hệ thống bơm ép nước ■ Việc bơm ép nước vào thân dầu Móng mỏ Bạch Hổ được bắt đầu thực hiện từ 6.1993... tính từ 2003 đến 2020 với chu kỳ 1, 3, 6 tháng 35 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG Phương án 4 ■ Các giếng bơm ép được chia thành 2 nhóm: + nhóm 1 gồm các giếng 424, 433, 436, 437, 448, 464, 465, 484; + nhóm 2 gồm các giếng 100, 414, 425, 443, 458, 460, 477, 485, 911, 921 ■ Phương pháp thử nghiệm tăng áp suất vỉa của Móng lên 10at Thời gian tính từ 2003 đến... 21 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA Tính toán định mức khối lượng nước bơm ép ■ Khối lượng nước bơm ép trong môi trường đá chứa nứt nẻ được xác định theo công thức sau: ở đây: Q - nước bơm ép; k0 - độ thấm; Pc, Pk – áp suất đáy giếng và áp suất vỉa; h - khoảng làm việc; Rc, Rk – bán kính giếng và bán kính tác động; α - hệ số biến đổi của độ thấm theo áp suất Công thức (3.6) có thể đưa về dạng: 22 VẤN ĐỀ... thứ IV có 4 giếng; b Ở các khối phía Bắc có 2 giếng 88 và 100 (số liệu đến 3.2005) 28 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA Sử dụng giếng khoan ngang để bơm ép nước ■ Lần đầu tiên trên thế giới, Vietsovpetro đã sử dụng giếng khoan ngang để bơm ép nước duy trì áp suất vỉa ■ Việc sử dụng giếng khoan ngang để bơm ép, với số lượng giếng không nhiều, vẫn đảm bảo bù khai thác Giếng bơm ép khoan ngang có độ tiếp... nguyên áp suất vỉa, thời gian của một chu kỳ đóng vai trò thứ yếu trong khai thác dầu 11 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA Các tiêu chuẩn bơm ép chu kỳ: ■ Thân dầu bất đồng nhất, phân lớp hay có các collector nứt nẻ và matric ■ Phải có độ bão hoà dầu tàn dư cao: áp dụng bơm ép chu kỳ ở giai đoạn đầu khai thác sẽ làm tăng sản lượng dầu 5÷6% hoặc hơn, ở các giai đoạn sau chỉ 1÷1,5% ■ Phải có khả năng về kỹ thuật ... VỈA BẰNG 41 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG 42 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG 43 VẤN ĐỀ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG... VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG 39 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG 40 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG... suất vỉa Thời gian tính từ 2003 đến 2020 47 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA BẰNG 48 VẤN ĐỀTRÌ DUY TRÌ NĂNG LƯỢNG VỈA BƠM ÉP NƯỚC VẤN ĐỀ DUY NĂNG LƯỢNG VỈA