Các phương pháp EOR được các nước như: Canada, USA, Venezuela,... áp dụng rộng rãi từ những năm 60, 70 và đầu những năm 80 của thế kỷ XX do trữ lượng dầu năng lớn và giá dầu tăng cao, cần nâng cao sản lượng và hiệu quả khai thác mỏ. Việc áp dụng EOR sẽ làm gia tăng tổng sản lượng dầu khai thác được từ một vỉa, góp phần tăng doanh thu và lợi nhuận cho nhà thầu dầu khí và nước chủ nhà. Việt Nam đã bắt đầu nghiên cứu, triển khai thử nghiệm EOR trong hơn một thập kỷ qua. Tuy nhiên các dự án EOR ở Việt Nam còn khá khiêm tốn. Hai công ty có thể ứng dụng EOR vào thưc tế hiện nay là: Lam Sơn Joint Operating Company và Japan Vietnam Petroleum Corporation. Trên thực tế mới có đối tượng Miocene mỏ Rạng Đông vừa kết thúc triển khai ứng dụng phương pháp bơm ép hydrocarbon thử nghiệm và đã có kế hoạch triển khai bơm ép hydrocarbon trên toàn mỏ từ giữa tháng 9/2014 với lượng dầu khai thác tăng thêm dự kiến khoảng 10 triệu thùng dầu. Tại mỏ Bạch Hổ, thử nghiệm bơm ép chất hoạt động bề mặt vi sinh hóa lý được thực hiện khá thành công ở một số khu vực thuộc đối tượng Miocene và bắt đầu mở rộng thử nghiệm ở đối tượng Oligocene, dự kiến cho phép thu hồi thêm một lượng dầu đáng kể. Đáng lưu ý, phương pháp bơm ép hòa tan CO2 đã được thử nghiệm tại đối tượng Miocene mỏ Rạng Đông và cho kết quả khả quan về mặt kỹ thuật. Phương pháp này sẽ mang lại lợi ích lớn khi được áp dụng kết hợp với nhiều mỏ/đối tượng khác nhằm giảm chi phí. Ước tính nếu áp dụng thành công phương pháp này tại các mỏ thuộc bể Cửu Long sẽ thu hồi thêm gần 200 triệu thùng dầu. Điều này cho thấy tiềm năng lớn của việc áp dụng EOR ở Việt Nam, không chỉ ở bể Cửu Long mà còn tại các bể khác, nơi có các mỏ dầu đang được khai thác. Đã có nhiều giếng khoan thăm dò và thẩm lượng, nhiều giếng đã khai thác vào khối móng nứt nẻ mỏ X12. Tài liệu và các công trình nghiên cứu về địa chất, địa chấn, địa vật lý giếng khoan, sơ đồ công nghệ, tài liệu khai thác, mô hình địa chất và mô hình mô phỏng … trong khu vực nghiên cứu khá phong phú. Tính chất vỉa và động thái khai thác của các khu vực có biểu hiện khác nhau, hệ số thu hồi dầu phụ thuộc nhiều vào bản chất địa chất của vỉa sản phẩm. Tuy nhiên cho đến hiện nay chưa có công trình nghiên cứu quy mô và tổng hợp nhằm xác định các yếu tố địa chất của đá móng nứt nẻ mỏ X12 có ảnh hưởng đến khả năng thu hồi dầu. Nhà điều hành đã áp dụng nhiều giải pháp nhằm gia tăng hệ số thu hồi, kết quả cho thấy có những giải pháp cho kết quả khả quan, nhưng có giải pháp chưa cho kết quả như mong đợi. Cho đến nay, dầu được khai thác ở mỏ X12 chủ yếu từ móng nứt nẻ trước Kainozoi bằng các giếng khai thác với chiều dài và góc nghiêng lớn, nhưng động thái khai thác và trữ lượng thu hồi của các giếng rất khác nhau. Đặc biệt tỷ số khí dầu hay độ ngập nước của giếng khai thác tăng rất mạnh trong thời gian ngắn làm cho lưu lượng khai thác giảm nhanh và đáng kể, dẫn đến sản lượng khai thác thực tế thấp hơn nhiều so với dự báo trong sơ đồ công nghệ. Các nguyên nhân là: (i) ảnh hưởng của việc khai thác với lưu lượng cao, (ii) mạng lưới giếng khai thác và bơm ép, (iii) lưu lượng bơm ép chưa hợp lý, (iv) đặc điểm các yếu tố địa chất của mỏ đã ảnh hưởng tới hệ số thu hồi dầu. Ba lý do đầu là chủ quan, riêng lý do cuối cùng cần phải được nghiên cứu một cách kỹ lưỡng nhằm đưa ra các giải pháp khai thác hợp lý và hiệu quả. Vì vậy, việc nghiên cứu xác định những yếu tố địa chất ảnh hưởng tới hệ số thu hồi dầu, đồng thời nghiên cứu đề xuất các giải pháp nâng cao hệ số thu hồi đối với thân dầu trong đá móng nứt nẻ mỏ X12 là nhiệm vụ cần thiết và rất cấp thiết. Tóm lại mặc dù công nghệ EOR đã được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm, đầu tư và đã đạt được một số kết quả khả quan nhưng với đặc thù đã nêu nhóm các sinh viên chuyên ngành ĐCDK đã tiến hành nghiên cứu chuyên đề: “Các phương pháp thu hồi dầu tăng cường EOR để nâng cao hệ số thu hồi dầu cho thân dầu trong đá móng trước Đệ Tam mỏ X12 bằng quá trình phân dị trọng lực với trợ giúp bởi bơm ép khí GAGD (Gas-Assisted Gravity Drainage)”. Đây là một công trình nghiên cứu thực tiễn, có tính cấp thiết cao, sẽ đóng góp nhất định trong sản xuất và nghiên cứu và góp phần đảm bảo sản lượng dầu khí trong những năm tới. Để thực hiện đề tài nghiên cứu, học viên tập trung phân tích, đánh giá các công trình nghiên cứu hiện có, nêu ra các vấn đề còn tồn tại trong công tác nghiên cứu đặc điểm mỏ X12 nhằm định hướng cho các công việc sẽ giải quyết của đề tài: lựa chọn các phương pháp hiện đại nghiên cứu thu hồi dầu tăng cường và xây dựng mô hình thu hồi dầu tăng cường cho mỏ X12.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN PHẦN A: ĐỀ CƢƠNG ĐỒ ÁN 1/ Tổng quan tình hình tình hình nghiên cứu thu hồi dầu tăng cƣờng EOR tính cấp thiết đề tài 1.1/ Tình hình nghiên cứu thu hồi dầu tăng cƣờng EOR 1.2/ Một số nghiên cứu tiêu biểu liên quan đến hƣớng nghiên cứu EOR giới Việt Nam 1.3/ Tính cấp thiết đề tài 2/ Các giai đoạn khai thác mỏ dầu khí 10 3/ Mục tiêu nhiệm vụ 13 4/ Ý nghĩa khoa học thực tiễn 13 5/ Cơ sở tài liệu 14 6/ Cách tiếp cận 14 7/ Phƣơng pháp giải 14 8/ Kết dự kiến 15 9/ Tài liệu tham khảo 15 10/ Cấu trúc đồ án 15 PHẦN B: NỘI DUNG ĐỒ ÁN 16 1/ TỔNG QUAN VỀ CÁC GIAI ĐOẠN KHAI THÁC VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP EOR 16 1.1/ Giai đoạn khai thác sơ cấp 16 1.2/ Giai đoạn khai thác thứ cấp 16 1.3/ Giai đoạn khai thác tam cấp (EOR) 17 2/ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CẤU TẠO X12 19 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân 2.1/ Các thành tạo địa chất 19 2.2/ Đặc điểm kiến trúc 25 2.3/ Kết luận 36 3/ CÁC YẾU TỐ ĐỊA CHẤT ẢNH HƢỞNG TỚI KHẢ NĂNG THU HỒI DẦU MỎ X12 37 3.1/ Cơ sở xác định yếu tố địa chất, ảnh hƣởng yếu tố địa chất 37 3.2/ Ảnh hƣởng yếu tố địa chất đến khả thu hồi dầu 39 4/ ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP GAGD CHO THÂN DẦU TRONG ĐÁ MÓNG NỨT NẺ MỎ X12 43 4.1/ Giới thiệu phƣơng pháp GAGD 43 4.2/ Ứng dụng phƣơng pháp GAGD cho mỏ X12 44 5/ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 5.1/ Kết luận 50 5.2/ Kiến nghị 50 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân LỜI CẢM ƠN Đồ án môn học dịp tốt để chúng em định hƣớng đề tài nghiên cứu, định hƣớng luận văn sau Trong trình thực đồ án này, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Trần Văn Xuân hƣớng dẫn tận tình để chúng em hoàn thành tốt đồ án Bằng chăm thân tận tình giúp đỡ thầy hƣớng dẫn, cuối đồ án chúng em đƣợc hoàn thành Mặc dù có nhiều cố gắng nhƣng thời gian ngắn, kiến thức chuyên môn hạn hẹp nên đồ án nhiều thiếu sót Kính mong thầy cô xem đóng góp ý kiến để đồ án chúng em đƣợc hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn TP Hồ Chí Minh, 01/2016 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân PHẦN A: ĐỀ CƢƠNG ĐỒ ÁN 1/ Tổng quan tình hình tình hình nghiên cứu thu hồi dầu tăng cƣờng EOR tính cấp thiết đề tài 1.1/ Tình hình nghiên cứu thu hồi dầu tăng cƣờng EOR Việc áp dụng EOR làm gia tăng tổng sản lƣợng dầu khai thác đƣợc từ vỉa, góp phần tăng doanh thu lợi nhuận cho nhà thầu dầu khí nƣớc chủ nhà Mỹ nƣớc có sản lƣợng dầu khai thác tăng thêm nhờ phƣơng pháp EOR đứng đầu giới Trong giai đoạn 1986 - 2012, Mỹ khai thác đƣợc khoảng 62,68 tỷ thùng dầu, sản lƣợng dầu khai thác đƣợc từ việc áp dụng biện pháp EOR chiếm gần 6% tổng sản lƣợng khai thác (3,51 tỷ thùng dầu) Các dự án EOR Mỹ sử dụng nhiệt, hóa chất, khí (CO2, hydrocarbon, nitơ, khí thải…) vi khuẩn để nâng cao hệ số thu hồi dầu Trong đó, Mỹ chủ yếu sử dụng nhiệt khí để gia tăng sản lƣợng khai thác, đặc biệt phƣơng pháp bơm ép nƣớc bơm ép CO2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân Canada đứng thứ sau Mỹ sản lƣợng dầu khai thác tăng thêm nhờ việc áp dụng phƣơng pháp EOR Theo khảo sát Oil & Gas Journal công bố năm 2012, Canada có 40 dự án EOR (70% dự án áp dụng phƣơng pháp bơm ép khí 25% dự án áp dụng phƣơng pháp nhiệt) Trong số 28 dự án bơm ép khí, có 71,43% dự án áp dụng phƣơng pháp bơm ép khí hydrocarbon trộn lẫn, dự án CO2 - EOR chiếm 21,43% Indonesia có dự án EOR song sản lƣợng dầu khai thác tăng thêm từ dự án EOR cao Mỏ Duri PT Caltex điều hành áp dụng phƣơng pháp nhiệt với sản lƣợng dầu khai thác tăng thêm năm 2012 190.000 thùng dầu/ngày Venezuela có khoảng 48 dự án EOR, chủ yếu áp dụng phƣơng pháp nhiệt để nâng cao thu hồi dầu Sản lƣợng khai thác tăng thêm từ việc áp dụng phƣơng pháp nhiệt Venezuela 209.483 thùng dầu/ngày ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân 1.2/ Một số nghiên cứu tiêu biểu liên quan đến hƣớng nghiên cứu EOR giới Việt Nam Trên giới A.Gene Collins (1997) Enhanced-Oil-Recovery Injection Waters, International Oilfield and Geothermal Chemistry Symposium, 27-29 June, San Diego, California R.Reksidler (Petrobras) | R.A.M.Vieira (Petrobras) | A.E.Orlando (Petrobra s)| B R S Costa (Petrobras) | L S Pereira (Petrobras) Topic is Offshore Chemical Enhanced Oil Recovery, Brasil, 27-29 October, Rio de Janeiro, Brazil, Publication Date 2015 M.R Ghadimi (Natl Iranian Oil Co.) | M Ardjmand (Islamic Azad U.) Topic is Simulation of Microbial Enhanced Oil Recovery, International Oil Conference and Exhibition in Mexico, 31 August-2 September, Cancun, Mexico Publication Date 2006 F.D Martin (New Mexico Petroleum Recovery Research Center) Topic is Enhanced Oil Recovery for Independent Producers, SPE/DOE Enhanced Oil Recovery Symposium, 22-24 April, Tulsa, Oklahoma Publication Date 1992 Norollah Kasiri (Iran U of Science & Technology) | Abolghasem Bashiri (Iran U of Science & Technology) Topic is Gas-Assisted Gravity Drainage (GAGD) Process For Improved Oil Recovery, nternational Petroleum Technology Conference, 7-9 December, Doha, Qatar Publication Date 2009 J.A.Boon (Oil Sands Research Department Alberta Research Council) Topic is Chemistry In Enhanced Oil Recovery- An Overview, Journal of Canadian Petroleum Technology Publication Date January 1989 Kawahara Y,Nguyen Hai An, et al (2009), “Comprehensive CO2 EOR study–Study on Applicability of CO2 EOR to block 15-2, Offshore Vietnam, Rang Dong Field–part I Laboratory Study”, Petrovietnam Journal, Vol 6, pp 44-51 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân Trong nƣớc Đặng Ngọc Quý, Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố địa chất giải pháp nâng cao hệ số thu hồi thân dầu đá mòng nứt nẻ mỏ Sư Tử Đen Sư Tử Vàng, Bộ môn Khoan-Khai thác, Khoa Dầu khí, Trƣờng Đại học Mỏ-Địa chất Hà Nội 2014 Pham Duc Thang and Pham Huy Giao (2005), A study on Polymer injection as a possible EOR method for the fractured basement of the White Tiger field, southern offshore of Vietnam, Proceedings of the International Workshop Hanoi Geoengineering 2005, Vietnam National University Publishing House, Hanoi, Vietnam, pp 340-350 Phạm Đức Thắng, Nguyễn Hữu Trung (2008), Các giải pháp khai thác tận thu đối tượng cát kết Mioxen hạ, Oligoxen mỏ Bạch Hổ, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học-Công nghệ, Viện Dầu Khí Việt Nam 30 năm Phát triển Hội nhập, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, tr 634-642 Nguyễn Hải An, Nghiên cứu ứng dụng giải pháp thu hồi dầu tam cấp bơm ép CO2 cho tầng móng nứt nẻ mỏ Sư Tử Đen Bộ môn Khoan-Khai thác, Khoa Dầu khí, Trƣờng Đại học Mỏ-Địa chất Hà Nội 2012 Nguyễn Hữu Trung, Nguyễn Hải An nnk (2010), “ Bơm ép CO2 gia tăng thu hồi dầu khí cho bể Cửu Long”, Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học công nghệ quốc tế, Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam Phạm Đức Thắng, Nguyễn Văn Minh, Trần Đình Kiên, Cao Ngọc Lâm, Nguyễn Thế Vinh, Nguyễn Mạnh Hùng, Hoàng Linh Lan (2013), Nghiên cứu giải pháp gia tăng thu hồi dầu bơm ép khí nước luân phiên (WAG) cho Mioxen hạ, Bạch Hổ, Tạp chí khoa học Đại học Mỏ-Địa Chất, Hà Nội, số 42, tháng 4/2013, tr 14-21 Le Xuan Lan, Nguyen Hai An (2007), “Enhance oil recovery by cacbone dioxide flooding” Proceeding of the International symposium Hanoi Geoengineering Nguyễn Hải An, Lê Xuân Lân (2010), Mô khai thác dầu phương pháp bơm ép CO2 trộn lẫn, áp dụng cho khối SD-D đối tượng móng nứt nẻ mỏ Sư Tử Đen, Đề tài NCKH cấp trƣờng ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân Đặng Ngọc Quý, Hoàng Văn Quý, Thân dầu đá móng trƣớc Đệ Tam mỏ Sƣ Tử Đen, Sƣ Tử Vàng yếu tố địa chất ảnh hƣởng tới khả thu hồi dầu, tạp chí dầu khí số 2-2014 ThS Trƣơng Đức Trọng, TS Hoàng Thịnh Nhân, Giải pháp công nghệ nâng cao thu hồi dầu mỏ khơi, tạp chí dầu khí số 3-2013, Đại học Dầu khí Việt Nam ThS Đặng Ngọc Quý, PGS.TS Hoàng Văn Quý , Một số giải pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu cho thân dầu đá móng trƣớc đệ tam mỏ Sƣ Tử Đen, Sƣ Tử Vàng, tạp chí dầu khí số 2-2014, Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí 1.3/ Tính cấp thiết đề tài Các phƣơng pháp EOR đƣợc nƣớc nhƣ: Canada, USA, Venezuela, áp dụng rộng rãi từ năm 60, 70 đầu năm 80 kỷ XX trữ lƣợng dầu lớn giá dầu tăng cao, cần nâng cao sản lƣợng hiệu khai thác mỏ Việc áp dụng EOR làm gia tăng tổng sản lƣợng dầu khai thác đƣợc từ vỉa, góp phần tăng doanh thu lợi nhuận cho nhà thầu dầu khí nƣớc chủ nhà Việt Nam bắt đầu nghiên cứu, triển khai thử nghiệm EOR thập kỷ qua Tuy nhiên dự án EOR Việt Nam khiêm tốn Hai công ty ứng dụng EOR vào thƣc tế là: Lam Sơn Joint Operating Company Japan Vietnam Petroleum Corporation Trên thực tế có đối tƣợng Miocene mỏ Rạng Đông vừa kết thúc triển khai ứng dụng phƣơng pháp bơm ép hydrocarbon thử nghiệm có kế hoạch triển khai bơm ép hydrocarbon toàn mỏ từ tháng 9/2014 với lƣợng dầu khai thác tăng thêm dự kiến khoảng 10 triệu thùng dầu Tại mỏ Bạch Hổ, thử nghiệm bơm ép chất hoạt động bề mặt vi sinh hóa lý đƣợc thực thành công số khu vực thuộc đối tƣợng Miocene bắt đầu mở rộng thử nghiệm đối tƣợng Oligocene, dự kiến cho phép thu hồi thêm lƣợng dầu đáng kể Đáng lƣu ý, phƣơng pháp bơm ép hòa tan CO2 đƣợc thử nghiệm đối tƣợng Miocene mỏ Rạng Đông cho kết khả quan mặt kỹ thuật Phƣơng pháp mang lại lợi ích lớn đƣợc áp dụng kết hợp với nhiều mỏ/đối tƣợng khác nhằm giảm chi phí ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân Ƣớc tính áp dụng thành công phƣơng pháp mỏ thuộc bể Cửu Long thu hồi thêm gần 200 triệu thùng dầu Điều cho thấy tiềm lớn việc áp dụng EOR Việt Nam, không bể Cửu Long mà bể khác, nơi có mỏ dầu đƣợc khai thác Đã có nhiều giếng khoan thăm dò thẩm lƣợng, nhiều giếng khai thác vào khối móng nứt nẻ mỏ X12 Tài liệu công trình nghiên cứu địa chất, địa chấn, địa vật lý giếng khoan, sơ đồ công nghệ, tài liệu khai thác, mô hình địa chất mô hình mô … khu vực nghiên cứu phong phú Tính chất vỉa động thái khai thác khu vực có biểu khác nhau, hệ số thu hồi dầu phụ thuộc nhiều vào chất địa chất vỉa sản phẩm Tuy nhiên chƣa có công trình nghiên cứu quy mô tổng hợp nhằm xác định yếu tố địa chất đá móng nứt nẻ mỏ X12 có ảnh hƣởng đến khả thu hồi dầu Nhà điều hành áp dụng nhiều giải pháp nhằm gia tăng hệ số thu hồi, kết cho thấy có giải pháp cho kết khả quan, nhƣng có giải pháp chƣa cho kết nhƣ mong đợi Cho đến nay, dầu đƣợc khai thác mỏ X12 chủ yếu từ móng nứt nẻ trƣớc Kainozoi giếng khai thác với chiều dài góc nghiêng lớn, nhƣng động thái khai thác trữ lƣợng thu hồi giếng khác Đặc biệt tỷ số khí dầu hay độ ngập nƣớc giếng khai thác tăng mạnh thời gian ngắn làm cho lƣu lƣợng khai thác giảm nhanh đáng kể, dẫn đến sản lƣợng khai thác thực tế thấp nhiều so với dự báo sơ đồ công nghệ Các nguyên nhân là: (i) ảnh hƣởng việc khai thác với lƣu lƣợng cao, (ii) mạng lƣới giếng khai thác bơm ép, (iii) lƣu lƣợng bơm ép chƣa hợp lý, (iv) đặc điểm yếu tố địa chất mỏ ảnh hƣởng tới hệ số thu hồi dầu Ba lý đầu chủ quan, riêng lý cuối cần phải đƣợc nghiên cứu cách kỹ lƣỡng nhằm đƣa giải pháp khai thác hợp lý hiệu Vì vậy, việc nghiên cứu xác định yếu tố địa chất ảnh hƣởng tới hệ số thu hồi dầu, đồng thời nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao hệ số thu hồi thân dầu đá móng nứt nẻ mỏ X12 nhiệm vụ cần thiết cấp thiết ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân Tóm lại công nghệ EOR đƣợc nhiều nhà nghiên cứu quan tâm, đầu tƣ đạt đƣợc số kết khả quan nhƣng với đặc thù nêu nhóm sinh viên chuyên ngành ĐCDK tiến hành nghiên cứu chuyên đề: “Các phương pháp thu hồi dầu tăng cường EOR để nâng cao hệ số thu hồi dầu cho thân dầu đá móng trước Đệ Tam mỏ X12 trình phân dị trọng lực với trợ giúp bơm ép khí GAGD (Gas-Assisted Gravity Drainage)” Đây công trình nghiên cứu thực tiễn, có tính cấp thiết cao, đóng góp định sản xuất nghiên cứu góp phần đảm bảo sản lƣợng dầu khí năm tới Để thực đề tài nghiên cứu, học viên tập trung phân tích, đánh giá công trình nghiên cứu có, nêu vấn đề tồn công tác nghiên cứu đặc điểm mỏ X12 nhằm định hƣớng cho công việc giải đề tài: lựa chọn phƣơng pháp đại nghiên cứu thu hồi dầu tăng cƣờng xây dựng mô hình thu hồi dầu tăng cƣờng cho mỏ X12 2/ Các giai đoạn khai thác mỏ dầu khí Giai đoạn khai thác sơ cấp Trong giai đoạn sản xuất ban đầu, áp suất vỉa cao, dầu đƣợc khai thác nhờ dịch chuyển vỉa chứa lƣợng nội vỉa Năng lƣợng tự nhiên mỏ dầu chủ yếu là: lƣợng đàn hồi chất lƣu thành hệ đá chứa, lƣợng khí hòa tan, lƣợng mũ khí, lƣợng nguồn nƣớc vỉa lƣợng tiềm lực mao dẫn lực hấp dẫn Trong nhiều trƣờng hợp để tăng cƣờng nhịp độ khai thác mỏ lƣợng vỉa yếu đi, ngƣời ta bổ sung lƣợng giếng khai thác (sử dụng gaslift, bơm ngầm, bơm piston…), cho phép khai thác sớm lƣợng dầu bề mặt Giai đoạn khai thác thứ cấp Giai đoạn khai thác thứ cấp thƣờng đƣợc bắt đầu áp suất vỉa chứa giai đoạn khai thác sơ cấp giảm 10 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân 2.3/ Kết luận Thân dầu đá móng trƣớc Đệ tam mỏ X12 có cấu trúc địa chất đặc biệt phức tạp, đƣợc thành tạo nhiều hệ đá magma xâm nhập, bị phá hủy nhiều hệ thống đứt gãy kiến tạo qua nhiều giai đoạn khác nhau, bị xuyên cắt hệ thống đai mạch dày đặc bị phân chia thành khối có chế độ thủy động lực độc lập tƣơng đối độc lập khiến khả thu hồi bị chi phối nhiều yếu tố địa chất Để đƣa giải pháp nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu, cần phải phân tích yếu tố địa chất có ảnh hƣởng đến khả thu hồi dầu nhƣ: mức độ bất đồng nhất, đặc trƣng hệ thống đứt gãy nứt nẻ sinh kèm, phân chia nhiều khối với chế độ thủy động lực tƣơng đối riêng biệt, nƣớc áp sƣờn từ thành hệ Oligocen xâm lấn trình khai thác Tính đến cuối năm 2012, khối đá móng trƣớc Đệ tam X12 đƣợc mở 15 giếng khoan Từ kết phân tích mẫu lát mỏng, đá móng nứt nẻ mỏ đƣợc chia thành nhóm đá chính: (1) đá magma xâm nhập chủ yếu granite tỷ phần nhỏ granodiorite; (2) đá đai mạch phát triển nhiều giai đoạn khác nhau, xuyên cắt khối đá nền, gồm đai mạch felsic mafic, với độ dày từ vài mét đến hàng chục mét Tuy nhiên, phạm vi phân bố đai mạch hạn chế nên khó có liên kết từ giếng khoan tới giếng khoan khác Sự có mặt đai mạch khối móng nâng mỏ X12 yếu tố địa chất quan trọng khiến mức độ bất đồng thành phần thạch học đặc trƣng thấm chứa khối nâng đá móng Trong thân móng mỏ X12 có 130 đứt gãy với 56 đứt gãy gặp giếng khoan Các đứt gãy này, cắt qua vùng nghiên cứu gây phá hủy móng, khống chế khối kiến trúc móng tạo thành đới nứt nẻ sinh kèm Trong đó, hệ thống đứt gãy phƣơng Tây Bắc – Đông Nam xuất với mật độ nhiều nhất, đứt gãy phân bố rộng khắp tập trung mật độ cao khối B, xung quanh giếng SV - 4X, SV - 9PI, SV - 1X, SV - 6PST mật độ thấp khối A2 xung quanh giếng SV - 3X (Hình 1) Cùng với hệ thống đứt gãy phƣơng Đông Bắc - Tây Nam, hệ thống đứt gãy phƣơng Tây Bắc Đông Nam đƣợc hình thành trƣờng ứng lực nén ép Tây Tây Bắc - Đông Đông Nam xảy vào cuối Oligocen Đây giai đoạn phá hủy kiến tạo quan trọng định hình thành hệ thống nứt nẻ, khối móng nâng mỏ- X12, mà khối móng nâng mỏ Bạch Hổ nhiều mỏ khác thuộc bể trầm tích Cửu Long Vì vậy, hệ thống đứt gãy Tây Bắc Đông Nam Đông Bắc - Tây Nam hệ thống nứt nẻ sinh kèm yếu tố địa chất quan trọng ảnh hƣởng tới khả thấm chứa khối móng nâng mỏ X12 36 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân Hình 2.20: Bản đồ phân bố hệ thống đứt gãy phân chia khối khu vực mỏ X12 độ sâu 3.250m Kết phân tích đặc điểm địa chất cấu tạo mỏ X12 cho thấy khối móng nâng bị bao bọc trầm tích xung quanh với đƣờng cong khép kín cuối vào khoảng 4.000m tính chất vỉa giảm theo chiều sâu Nhƣ vậy, loại trừ khả nƣớc móng dâng cao trình khai thác từ dƣới thân dầu Trƣờng hợp khối móng nâng mỏ Đông Nam Rồng, có ranh giới dầu nƣớc độ sâu 2.905m liên tục đƣợc nâng lên trình khai thác khối móng nâng lƣu thông với dãy nâng Côn Sơn Vì vậy, nƣớc xuất trình khai thác thân dầu đá móng mỏ X12 hoàn toàn có khả nƣớc có áp từ tầng trầm tích Oligocen kề áp 3/ CÁC YẾU TỐ ĐỊA CHẤT ẢNH HƢỞNG TỚI KHẢ NĂNG THU HỒI DẦU MỎ X12 3.1/ Cơ sở xác định yếu tố địa chất, ảnh hƣởng yếu tố địa chất Để nghiên cứu ảnh hƣởng yếu tố địa chất tới khả thu hồi hay hệ số thu hồi dầu, trƣớc tiên cần nghiên cứu sở lý thuyết ảnh hƣởng yếu tố địa chất tới hệ số đẩy dầu nƣớc hệ số quét nƣớc bơm ép nƣớc tự nhiên tràn vào RF Kđd * Squét * (1) Trong đó: 37 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân Hiện chƣa có kết phân tích hệ số đẩy dầu thân dầu đá móng mỏ X12 Tuy nhiên, đá móng mỏ Bạch Hổ có thành phần chủ yếu granite, hệ số đẩy dầu theo nứt nẻ macro nƣớc bơm ép xác định thay đổi theo hƣớng di chuyển đẩy nƣớc 0,67 - theo hƣớng đẩy từ xuống, 0,71 - theo hƣớng đẩy ngang 0,89 - theo hƣớng đẩy từ dƣới lên Riêng vi nứt nẻ hệ số đẩy dầu nƣớc không phụ thuộc vào hƣớng đẩy mà phụ thuộc vào độ rỗng vi lỗ hổng nƣớc thấm theo lực mao dẫn Nhƣ vậy, yếu tố nhƣ độ rỗng, độ thấm, tính chất dầu khí nƣớc, mức độ bất đồng đá… hệ số đẩy dầu nƣớc phụ thuộc vào tỷ phần lỗ hổng macro micro đá Trên thực tế đặc điểm phản ánh mức độ bất đồng nhất, định khả thấm chứa đá móng Hệ số đẩy dầu nƣớc đá móng nứt nẻ đƣợc xác định theo công thức sau: K đd K đdmacro * macro * K đdmicro * micro Trong đó: K đdmacro , K đdmicro : Hệ số đẩy dầu đới nứt nẻ macro micro tƣơng ứng; macro , micro : Tỷ phần nứt nẻ macro micro theo thể tích khối móng nâng Hệ số S quét tỷ phần thể tích đá chứa đƣợc quét nƣớc tổng thể tích đá chứa dầu Hệ số quét thân dầu phụ thuộc vào đặc trƣng thấm chứa mức độ bất đồng chúng theo không gian Ngoài ra, hệ số quét phụ thuộc vào hệ thống khai thác nghĩa phụ thuộc vào hệ thống giếng khai thác hệ thống giếng bơm ép Hệ số quét đƣợc tính theo công thức: Squét Squét ( s ) * Squét (h ) Trong đó: Squét ( s ) , Squét ( h ) : Hệ số quét theo diện tích theo chiều thẳng đứng tƣơng ứng Hệ số quét theo diện tích Squét(s) phụ thuộc vào khả bao trùm thu hồi khả bao trùm bơm ép nƣớc áp đáy hay nƣớc áp sƣờn Hệ số bao trùm thu hồi nghĩa khả bao trùm mạng lƣới giếng khai thác Không có giếng khai thác hệ số bao trùm thu hồi = Hệ số quét bơm ép khả bao trùm mạng lƣới giếng bơm ép nƣớc áp đáy hay áp sƣờn 38 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân Hệ số quét theo diện tích tỷ phần diện tích đƣợc bao trùm hệ thống giếng bơm ép khai thác tƣơng ứng Hệ số quét theo chiều thẳng đứng xác định đƣợc theo giếng khoan nhƣ tỷ phần chiều dày chứa dầu có khả bị nƣớc bơm ép xâm nhập tổng chiều dày hiệu dụng chứa dầu Nhƣ vậy, hệ số phụ thuộc vào yếu tố công nghệ yếu tố địa chất Yếu tố công nghệ khoảng chống ống, đới bơm ép; yếu tố địa chất đặc trƣng lƣu thông giếng Cuối cùng, hệ số thu hồi đƣợc tính theo công thức: RF ( K đdmacro * macro K đdmicro * micro ) * S quét * (4) 3.2/ Ảnh hƣởng yếu tố địa chất đến khả thu hồi dầu Trên sở công thức (4), nhóm tác giả tiến hành phân tích ảnh hƣởng yếu tố địa chất đến khả đẩy dầu khả bao trùm hay khả quét nƣớc bơm ép hay nƣớc áp sƣờn Hình 3.1: Động thái áp suất vỉa thể tích nguồn lƣợng cần thiết để trì áp suất vỉa ổn định 39 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân 3.2.1/ Hệ thống đứt gãy, nứt nẻ đặc trƣng thấm chứa Khả đẩy dầu nƣớc bơm ép nƣớc áp sƣờn hay áp đáy phụ thuộc vào đặc trƣng thấm chứa Nhƣ nêu khu vực mỏ X12 mật độ đứt gãy hệ thống đứt gãy Tây Bắc - Đông Nam hệ thống nứt nẻ sinh kèm có mật độ cao hơn, đặc trƣng thấm chứa cao hơn, trừ khối C, so với khu vực Đông Bắc mỏ Sƣ Tử Đen, đặc biệt khối E Cùng với mật độ đứt gãy nứt nẻ sinh kèm, tỷ phần lỗ hổng (nứt nẻ) macro khối Tây Nam mỏ X12 cao khối Đông Bắc mỏ Sƣ Tử Đen Nói cách khác, hệ số đẩy dầu nƣớc đá móng khối Tây Nam mỏ Sƣ Tử Đen X12 cao hệ số đẩy dầu nƣớc khối Đông Bắc mỏ Sƣ Tử Đen 3.2.2/ Mức độ bất đồng đá móng Đặc tính thấm chứa đá móng phụ thuộc vào mức độ đứt gãy nứt nẻ ảnh hƣởng trình kiến tạo, loại đá khác bị dập vỡ mức độ khác Do đó, mức độ bất đồng thành phần thạch học (Hình 3.2) tính thấm chứa đá móng mỏ X12 cao, ảnh hƣởng lớn tới khả quét hay bao trùm nƣớc bơm ép nƣớc áp sƣờn để đẩy dầu vào khu vực ảnh hƣởng trình khai thác Vì vậy, giải pháp nâng cao khả thu hồi trữ lƣợng thân dầu đá móng nứt nẻ mỏ X12 phải tăng hệ số quét đẩy dầu tới vùng ảnh hƣởng trình khai thác Hình 3.2: Sự phân bố loại đá magma xâm nhập đai mạch dọc theo giếng mỏ X12 40 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân 3.2.3/ Nƣớc áp sƣờn Nếu lấy tƣơng tự khối móng mỏ Bạch Hổ, hệ số đẩy dầu nƣớc áp đáy khu vực X12 đạt tới 0,71 Hình 3.3 cho thấy khối móng nâng mỏ X12 tồn nƣớc áp sƣờn từ thành tạo Oligocen Do nƣớc xâm lấn không so với nƣớc áp đáy nƣớc bơm ép dâng lên từ dƣới nên hệ số đẩy dầu không cao, chủ yếu theo hƣớng ngang Vì vậy, nƣớc áp sƣờn yếu tố địa chất đặc biệt quan trọng mỏ X12 có ảnh hƣởng tới khả thu hồi dầu, cần phải có chế độ khai thác phù hợp nhằm nâng cao hệ số thu hồi Riêng hệ số đẩy dầu nƣớc áp sƣờn (đẩy theo chiều ngang) nhỏ hệ số đẩy dầu nƣớc áp đáy Hình 3.3: Hƣớng cung cấp tầng nƣớc có áp nằm tập cát Oligocen Theo nghiên cứu, nhóm tác giả thấy hệ số quét dầu nƣớc phụ thuộc nhiều vào vị trí nƣớc tràn vào đẩy dầu tới đới khai thác Nếu nƣớc tràn vào nơi có độ ngập nƣớc hoàn toàn (SW = 100%) hệ số quét đạt tới 85 90%; nƣớc tràn vào nơi chứa dầu với độ bão hòa nƣớc dƣ, có nghĩa phần thân dầu chƣa có nƣớc xâm chiếm hệ số quét đạt tới 40 - 50% thấp Hiện chƣa có đủ số liệu để xác định vị trí kích thƣớc xác nƣớc áp sƣờn xâm nhập nên việc đƣa giải pháp nâng cao khả quét nƣớc áp sƣờn vấn đề đặc biệt khó khăn, cần có nghiên 41 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân cứu bổ sung Tuy nhiên, vị trí kích thƣớc nƣớc áp sƣờn đá móng mỏ X12 yếu tố địa chất đặc biệt quan trọng ảnh hƣởng tới hệ số thu hồi dầu 3.2.4/ Sự phân chia thân dầu thành nhiều khối với chế độ thủy động lực riêng biệt Khối đá móng mỏ X12 đƣợc chia thành khối, khối có đặc trƣng thấm chứa khác với chế độ thủy động lực riêng biệt Sự phân chia khối móng nâng mỏ X12 thành khối thủy động lực riêng biệt ảnh hƣởng lớn tới hệ số thu hồi dầu toàn mỏ Ngoài ra, hệ số thu hồi phụ thuộc vào kích thƣớc mỏ kích thƣớc khối Đây yếu tố quan trọng ảnh hƣởng đến khả thu hồi dầu Mỏ bị chia cắt nhiều khối nhỏ có chế độ thủy động lực riêng biệt khả thu hồi thấp Từ thực tế tham khảo thân dầu đá móng mỏ Bạch Hổ ta thấy yếu tố chia nhỏ thành khối thủy động lực riêng biệt mỏ X12 yếu tố địa chất ảnh hƣởng lớn, làm suy giảm khả thu hồi dầu 42 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân 4/ ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP GAGD CHO THÂN DẦU TRONG ĐÁ MÓNG NỨT NẺ MỎ X12 4.1/ Giới thiệu phƣơng pháp GAGD GAGD phƣơng pháp EOR đơn giản chất khí đƣợc bơm vào vỉa chứa trƣơng nở dầu chỗ đƣợc hoàn toàn bão hòa, mũ khí riêng biệt đƣợc tạo ra, OWC đƣợc đẩy xuống Phƣơng pháp bao gồm giai đoạn sau: Giảm khai thác giếng với giếng có hàm lƣợng watercut cao Bơm nút khí (cộng với khả đóng giếng giai đoạn để khí hòa tan di chuyển) Mở lại giếng để khai thác (khi hàm lƣợng watercut thấp) Current situation for high watercut well Inject slug of gas, gas dissolves in oil Oil swells due to dissolved gas, OWC lowered, lower watercut Figure 4.1: Scheme showing concept of GAGD in reservoir (Undersaturated reservoir, above Pb) Current situation for high watercut well Inject slug of gas, gas migrates to attic After gas migration, attic oil pushed down, OWC lowered, lower watercut Figure 4.2: Scheme showing concept of GAGD in reservoir (Saturated reservoir, below Pb) 43 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân Các tiêu chí để lựa chọn phƣơng pháp GAGD cho thân dầu đá móng nứt nẻ mỏ X12: hàm lƣợng nƣớc sản phẩm cao, cột HC thân giếng cao, áp suất vỉa thấp, giếng bị cô lập với giếng khác, lƣu lƣợng khai thác dầu thấp Mỏ X12 mỏ thích hợp ứng dụng phƣơng pháp GAGD gồm nhiều khối đứt gãy cô lập 4.2/ Ứng dụng phƣơng pháp GAGD cho mỏ X12 Bơm ép khí đƣợc sử dụng rộng rãi trình IOR/EOR Không nhƣ mô hình bơm ép khí điển hình, CGI (Continue Gas Injection) WAG (Water Alternating Gas), trình phân dị trọng lực với trợ giúp bơm ép khí (GAGD) có ƣu trình phân dị chất lƣu vỉa nhằm bổ sung lực trọng lực cách ổn định cho trình đẩy dầu Thực tiễn chứng minh trình đạt hiệu quét cao thay vi dầu cao vùng dầu sót vỉa chứa Do bơm ép khí đƣợc chọn để bơm ép cho thân dầu móng nứt nẻ mỏ X12 theo phƣơng pháp công nghệ GAGD Dự án bơm ép thử GAGD đƣợc thiết kế nhằm thử nghiệm miền biệt lập thân dầu móng nứt nẻ mỏ X12 có điều kiện thuận lợi cho thí nghiệm GAGD Cả mô hình mô vỉa thí nghiệm phòng đƣợc tiến hành khẳng định tính khả thi nhƣ lợi ích dự án GAGD khu vực thí nghiệm Khí đƣợc bơm định kỳ thông qua giếng khai thác có tỷ lệ ngập nƣớc cao khu vực nghiên cứu Khi khí bơm ép lan đến thân dầu hình thành mũ khí đẩy ranh giới Khí - Dầu dịch chuyển xuống sâu có khả đẩy ranh giới Dầu - Nƣớc xuống phần đáy khoảng khai thác giếng (thậm chí sâu đáy giếng) cho phép giảm hàm lƣợng ngập nƣớc giếng đƣợc đƣa trở lại khai thác Mô hình (khai thác) vỉa đƣợc khớp hóa với tính chất đá chứa chất lƣu vỉa nhằm phân tích độ nhạy thí nghiệm, kết thử nghiệm cho thấy tỷ lệ dầu tăng đáng kể đồng thời tỷ lệ nƣớc sản phẩm giảm đáng kể áp dụng GAGD Nhiều kịch khác đƣợc chạy để tìm giải pháp khai thác vỉa tối ƣu trình GAGD Trong kịch với đối tƣợng nghiên cứu, cần bơm ép với lƣu lƣợng khí lớn nhằm đạt sản lƣợng khai thác cộng dồn tối đa khí CO2 đƣợc chọn để đáp ứng nhu cầu Phƣơng pháp bơm ép khí CO2 đƣợc chứng minh hoàn toàn phù hợp với tất loại dầu: dầu nhẹ, condensat, dầu nặng Việc kết hợp EOR chôn vùi tàng trữ CO2 vào đối tƣợng móng granit nứt nẻ đƣợc đƣa giới thiệu 44 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân thời gian gần đây, mỏ khí tự nhiên Việt Nam dự định đƣa vào khai thác có hàm lƣợng CO2 từ 20% tới 80%, điều vô thuận lợi sử dụng CO2 làm khí bơm ép, giảm thiểu chi phí tối đa cho nhà đầu tƣ 4.2.1/ Đặc trƣng hóa-lý Dioxit cacbon (CO2) Trong điều kiện nhiệt độ áp suất thƣờng, dioxit cacbon thể khí Trạng thái vật lý dioxit cacbon biến đổi theo điều kiện nhiệt độ áp suất Tại điều kiện nhiệt độ thấp, CO2 thể rắn thăng hoa trực tiếp sang thể CO2 chuyển từ trạng thái sang trạng thái lỏng bị nén tới áp suất hóa lỏng tƣơng ứng với giảm nhiệt độ khoảng tới hạn Tại khoảng nhiệt độ 31,1oC (nếu áp suất lớn điểm tới hạn; 73,9 bar), CO2 có đặc tính nhƣ chất khí đƣợc cho trạng thái siêu tới hạn Điều kiện áp suất cao, tỷ trọng CO2 thay đổi khoảng rộng đạt tới xấp xỉ tỷ trọng dầu CO2 đƣợc đặc biệt quan tâm nâng cao hệ số thu hồi dầu có tính chất lƣu biến quan trọng mức độ hòa tan CO2 vào nƣớc 4.2.2/ Cơ chế trộn lẫn CO2 vào vỉa dầu Khi bơm ép CO2 vào vỉa, hỗn hợp đƣợc tạo pha hydrocarbon trạng thái hai pha dầu, khí riêng biệt Trong trƣờng hợp áp suất đủ lớn, hỗn hợp CO2 dầu có trạng thái pha, trình bơm ép khí đƣợc gọi bơm ép trộn lẫn Mối tƣơng quan trạng thái pha đƣợc biểu diễn biểu đồ tam giác đồng thời với thành phần hỗn hợp Trên sở biểu đồ tam giác xây dựng, nồng độ hợp phần dễ dàng đƣợc xác định cho điểm Sự trộn lẫn có đƣợc chuyển giao khối lƣợng thành phần hỗn hợp, sinh từ điểm tiếp xúc dầu CO2 bơm ép vào vỉa Cơ chế trộn lẫn CO2 vỉa dầu mang đặc điểm chế khí bay Bằng việc sử dụng CO2 phân tử có khối lƣợng mol cao đƣợc tách Cơ chế khí bay trƣờng hợp riêng chế trộn lẫn tiếp xúc nhiều lần dựa bay thành phần trung bình vỉa dầu Khi vùng chuyển tiếp trộn lẫn đƣợc tạo ra, thành phần C2 - C6 đƣợc CO2 tách áp suất bơm ép cao (CO2 chiết tách đƣợc đến thành phần C30) pha khí lúc trở nên giàu thành phần trung bình đồng thời tiếp tục di chuyển vào vỉa Quá trình trộn lẫn khí bay gần nhƣ thay toàn dầu vùng mà tiếp xúc Tuy nhiên hệ số tiếp xúc thấp tính bất đồng vỉa điều kiện chảy khác Những vấn đề tồn bơm ép CO2: Độ linh động cao CO2 Đặc 45 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân biệt thân dầu móng với chiều dày lớn đới nứt nẻ bất đồng độ thấm Ngoài vấn đề nguồn CO2 vấn đề đáng lƣu ý, kèm với đầu tƣ hệ thống sở hạ tầng lớn, làm tăng chi phí đầu tƣ dự án, dẫn đến giới hạn mặt kinh tế 4.2.3/ Ứng dụng phƣơng pháp GAGD Kết phân dị trọng lực tự nhiên bơm ép luân phiên khí với nƣớc (WAG) mang lại hiệu suất thu hồi dầu tăng cƣờng tốt so với dự án bơm ép khí liên tục (CGI) Tuy nhiên, WAG phƣơng pháp nhiều khuyết điểm nhƣ làm tăng tăng độ bão hòa nƣớc tầng chứa, khí bơm ép bị hao hụt nhiều WAG với tỉ lệ thu hồi dầu khoảng 5-10% dấu hiệu rõ ràng hạn chế Một thay hiệu cho WAG phƣơng pháp bơm ép khí với hỗ trợ phân dị trọng lực (GAGD) Không giống nhƣ WAG, trình GAGD lợi dụng phân dị tự nhiên khí bơm vào dầu vỉa chứa Phƣơng pháp nhằm mục đích phát triển hệ thống trình thu hồi đƣợc ứng dụng rộng rãi cho vỉa chứa khác hai chế độ khai thác thứ cấp tam cấp Quá trình GAGD bao gồm giếng khai thác ngang đặt gần đáy tầng sản phẩm bơm khí thông qua giếng thẳng đứng đƣợc sử dụng trƣớc giai đoạn ngập nƣớc Khí bơm tăng liên tục từ đầu để tạo thành mũ khí, dầu nƣớc bị đẩy xuống phía dƣới đến ranh giới Dầu - Nƣớc vƣợt qua giếng khai thác ngang Quá trình GAGD đƣợc phát triển theo ba hƣớng sau: Thiết kế xây dựng mô hình vật lý Quy trình tối ƣu hóa cách xác định áp lực trộn lẫn sử dụng kỹ thuật triệt tiêu sức căng bề mặt (VIT) Quá trình kiểm chứng điều kiện vỉa 46 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân Hình 4.3: Quá trình bơm ép theo WAG Hình 4.4: Hạn chế WAG phân dị trọng lực làm giảm khả quét Trong số 59 dự án WAG khắp giới, hiệu suất trình WAG gây thất vọng Hệ số thu hồi dầu tăng khoảng - 10%, trung bình 9,7% dự án WAG sử dụng khí trộn lẫn 6,4% dự án WAG sử dụng khí không trộn lẫn Trong đó, hệ số thu hồi dầu theo phƣơng pháp GAGD khoảng 15 - 40% OOIP mỏ đƣợc tiến hành Alberta Quá trình WAG thông thƣờng đƣợc mô tả hình 4.3 Nếu khí nƣớc đƣợc bơm nhƣ sơ đồ hình 4.3, hiệu quét tuyệt vời nhƣng thực tế Do trọng lực nên khí bơm lƣớt lên phía nƣớc chìm xuống phía dƣới, mô hình dòng chảy thực tế đƣợc mô tả nhƣ hình 4.4 Hậu phân dị trọng lực hiệu suất quét thấp dẫn đến thu hồi thấp dự án Khái niệm trình GAGD đƣợc thể sơ đồ hình 4.5 CO2 bơm vào giếng thẳng đứng đầu tầng sản phẩm Khi tiếp tục bơm, thể tích CO2 tăng lên, di chuyển xuống ngang làm tối ƣu hiệu quét thể tích Trong vùng bơm ép CO2, phải giữ cho áp lực bơm ép lớn áp lực trộn lẫn tối thiểu (MMP), điều giúp giữ sức căng bề mặt thấp dầu CO2 Nhƣ trình GAGD không loại bỏ vấn đề hiệu suất quét trình WAG thông thƣờng mà thêm lợi làm tăng độ bão hòa dầu cải thiện tính thấm tƣơng đối dầu gần thân giếng khai thác Quá trình GAGD đƣợc sử dụng hiệu với giếng thẳng đứng dùng để bơm CO2 giếng ngang dài để khai thác dầu Các chi phí khoan giếng ngang đƣợc giảm đáng kể năm gần tiến công nghệ khoan Tóm lại, trình GAGD tiềm đáng kể để tăng số thu 47 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân hồi dầu cuối Hình 4.5: Quá trình bơm ép khí hỗ trợ phân dị trọng lực (GAGD) Kết nghiên cứu phòng thí nghiệm cho thấy cấu trúc lỗ rỗng mẫu lõi đá granit mỏ X12 phức tạp với dạng nứt nẻ vi khe nứt nứt nẻ lớn Theo kết minh giải địa vật lý giếng khoan, độ thấm đới nứt nẻ biến thiên khoảng rộng mối quan hệ rõ ràng với độ rỗng Các giếng khai thác từ móng mỏ X12 thƣờng có sản lƣợng dầu ban đầu cao nhƣng áp suất vỉa giảm nhanh hàm lƣợng nƣớc sản phẩm tăng cao trình khai thác, cần áp dụng phƣơng pháp GAGD để đẩy ranh giới dầu nƣớc xuống phía dƣới đáy giếng khai thác giảm hàm lƣợng nƣớc sản phẩm Đặc trƣng đá móng mỏ X12 độ thấm hệ thống nứt nẻ lớn chiếm ƣu nhiều so với hệ thống vi nứt nẻ, nơi chứa dầu chủ yếu đá móng Ngoài ra, dầu đƣợc đẩy khỏi đới vi nứt nẻ tác động lực mao dẫn, giãn nở dầu khí độ nén cấu trúc không gian rỗng 48 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân Do đặc thù thân dầu móng granit nứt nẻ mỏ X12 có nhiệt độ cao, chiều dày lớn môi trƣờng độ rỗng không hoàn toàn, nên phƣơng pháp GAGD dùng bơm ép CO2 trộn lẫn có ƣu Trên quan điểm đẩy dầu, CO2 chất lƣu lý tƣởng với chế sau: Dễ dàng áp dụng sơ đồ bơm ép từ thân dầu với chế vận động lực trọng trƣờng CO2 thể lỏng nhƣng nhẹ dầu nên chiếm chỗ đẩy dầu, nƣớc đới nứt nẻ Hòa trộn phần (trộn lẫn với chế tiếp xúc nhiều lần) tạo thành pha với dầu vỉa (cả phần vi nứt nứt nẻ lớn) Làm thay đổi tính chất vật lý dầu nhƣ: giảm sức căng bề mặt, giảm độ nhớt, làm trƣơng nở dầu; thay đổi tƣơng tác dầu với đá chứa nhƣ: thay đổi tính dính ƣớt, tăng bão hòa dầu thể tích rỗng, tăng độ thấm tƣơng đối pha dầu Giải pháp bơm ép CO2 trộn lẫn đƣợc đánh giá hoàn toàn phù hợp với đặc tính tự nhiên đối tƣợng móng nứt nẻ mỏ X12 CO2 vào thân dầu móng mỏ X12 điều kiện trộn lẫn tạo chế đẩy dầu: làm trƣơng nở dầu dẫn tới làm thay đổi giá trị bão hòa dầu hệ thống kênh rỗng, tăng độ thấm hiệu dụng; làm giảm độ nhớt làm giảm tỷ trọng dầu vỉa Kết thí nghiệm đẩy dầu đá móng nứt nẻ cho thấy bơm ép nƣớc có hệ số đẩy dầu không cao phụ thuộc vào tốc độ đẩy dầu nƣớc Việc áp dụng bơm ép CO2 trộn lẫn theo chiều từ xuống dƣới có hiệu đẩy dầu tốt Động thái đẩy dầu khỏi mẫu chứng tỏ dầu đƣợc đẩy khỏi hệ thống vi nứt trƣơng nở giảm sức căng bề mặt; dầu đƣợc dồn thành đới, di chuyển dần xuống phía dƣới với ảnh hƣởng hiệu ứng phân ly trọng lực hệ thống chất lƣu thân dầu 49 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: PGS.TS Trần Văn Xuân 5/ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1/ Kết luận Việc áp dụng biện pháp GAGD cho đối tƣợng móng nứt nẻ mỏ X12 đƣợc đặt cấp bách sản lƣợng khai thác dầu giảm tới ngƣỡng khai thác có hiệu kinh tế Đối tƣợng chứa dầu đá móng granit nứt nẻ có không gian rỗng phức tạp, bao gồm hai phần chính: đới vi nứt nẻ chứa dầu đới nứt nẻ lớn cho phép dòng chảy chất lƣu từ vỉa vào giếng khai thác Giải pháp bơm ép CO2 trộn lẫn đƣợc đánh giá hoàn toàn phù hợp với đặc tính tự nhiên đối tƣợng móng nứt nẻ mỏ X12 CO2 vào thân dầu móng mỏ X12 điều kiện trộn lẫn tạo chế đẩy dầu: làm trƣơng nở dầu dẫn tới làm thay đổi giá trị bão hòa dầu hệ thống kênh rỗng, tăng độ thấm hiệu dụng, làm giảm độ nhớt làm giảm tỷ trọng dầu vỉa 5.2/ Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu đánh giá khả áp dụng phƣơng pháp GAGD dùng bơm ép CO2 có tính đến hiệu kinh tế đầu tƣ Đánh giá xác trạng khai thác đối tƣợng móng nứt nẻ mỏ X12 Nghiên cứu đề xuất giải pháp xác định lƣợng dầu bẫy lại sau giai đoạn khai thác sơ cấp thứ cấp móng granit nứt nẻ mỏ X12 Hệ số thu hồi dầu móng mỏ X12 thấp nên yêu cầu tìm biện pháp gia tăng hệ số thu hồi Thiết kế chi tiết cho giai đoạn thử nghiệm công nghiệp quy mô nhỏ móng nứt nẻ mỏ X12 Trên sở kết thử nghiệm diện tích mỏ, tiếp tục hoàn thiện sơ đồ bơm ép CO2 trộn lẫn cho khai thác tam cấp đối tƣợng móng nứt nẻ mỏ bể Cửu Long Khảo sát nguồn CO2 phù hợp, tập trung vào: (i) khí thải nhà máy (khói) công nghiệp nhƣ nhà máy điện chạy khí, than; nhà máy xi măng; nhà máy luyện kim…; (ii) mỏ dầu khí có hàm lƣợng CO2 cao vùng mỏ lân cận Tiến tới xây dựng mô hình đánh giá hiệu kinh tế cho kịch phát triển dự án cụ thể bao gồm đối tƣợng mỏ kết hợp cụm mỏ với yêu cầu xây dựng sở hạ tầng cho vận chuyển CO2; thay đổi, hiệu chỉnh hệ thống khai thác - thu gom - vận chuyển dầu có CO2 dòng sản phẩm.v.v 50