Khai thac dau bang gaslift

BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Khai thác dầu GASLIFT PGS.TS.Lê Phước Hảo BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Nội dung Giới thiệu chung Chức thiết bò khai thác gaslift Các hệ thống khai thác gaslift Tính toán độ sâu đặt van gaslift Chế độ gaslift liên tục & gaslift đònh kỳ BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Giới thiệu chung BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Giới thiệu chung ¾ Là phương pháp khai thác học ¾ Là phương pháp dùng khí cao áp bơm vào giếng để giảm tỷ trọng, tạo chênh áp đưa dầu lên bề mặt ¾ Nguyên tắc chung: Bơm khí nén cao áp đến áp suất đáy giảm dần đến giá trò mà độ chênh lệch áp suất vỉa áp suất đáy đủ lớn để kích thích dòng sản phẩm chảy từ vỉa vào đáy giếng BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Giới thiệu chung ¾ Ưu điểm chính: o Có thể khai thác sản phẩm có chứa cát, tỉ số khí dầu lớn, dầu chứa parafin o Khai thác với lưu lượng lớn với điều kiện giếng sâu có độ nghiêng lớn o Không đòi hỏi thêm nguồn lượng bổ sung trình khai thác o Có thể chuyển đổi linh hoạt chế độ khai thác o Chi phí vận hành giếng thấp BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Giới thiệu chung ¾ Nhược điểm chính: o Chi phí đầu tư ban đầu cho việc lắp đặt thiết bò gaslift lớn so với phương pháp khai thác học khác o Hiện tượng áp suất ngược nên giảm lưu lượng khai thác độ sâu giếng lớn áp suất vỉa giảm mạnh o Hiệu suất phương pháp thấp o Chỉ dùng nguồn khí cung cấp đủ cho toàn đời mỏ o Mức độ nguy hiểm cao sử dụng khí nén cao áp BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Chức thiết bò 1.Thiết bò bề mặt 1- Máy nén khí 2- Ống dẫn khí cao áp 3- Đường ống 4- Bình tách hai hay ba pha 5- Giếng khai thác khí cao áp 6- Van điều khiển 7- Bình tách condensate 8- Van đo lưu lượng khí 9- Giếng khai thác 10- Ống thu gom sản phẩm 11- Bình chứa chất lỏng khai thác 12- Ống dẫn khí thấp áp 13- Đường dẫn 14- Bình tách sấy khô khí BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Chức thiết bò 2.Thiết bò lòng giếng Phễu đònh hướng - Lắp đáy cột ống khai thác Nhiệm vụ hướng thiết bò tời chuyên dụng qua qua đáy cột ống khai thác Thiết bò đònh vò (Nipple) - Nhiệm vụ:đònh vò cách ly thiết chuyên dụng (van cắt, van tuần hoàn, ……), điều khiển dòng theo yêu cầu kỹ thuật khác BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Chức thiết bò Ống đục lỗ - Cho phép dòng sản thẩm chảy liên tục vào OKT tiến hành qui trình công nghệ khảo sát giếng Độ dài ống đục lỗ khoảng 300 mm, ống có tất 68 lỗ với đường kính 10mm Thông thường ống đục lỗ nối trực tiếp phía khớp nối không thông Van cắt - Van cắt đóng vai trò nút chặn tạm thời có chức tạo vùng kín tạm thời để tăng áp suất OKT nhằm mục đích mở packer thiết bò bù trừ, đưa chúng vào trạng thái làm việc - Hầu hết van cắt nối trực tiếp packer BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Chức thiết bò 5.Packer - Là thiết bò cách ly vùng không gian vành xuyến cột ống khai thác ống chống khai thác - Mục đích sử dụng o Bảo vệ ống chống khai thác, kiểm soát áp suất điều khiển dòng sản phẩm o Tiết kiệm trì lượng khai thác BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Các hệ thống khai thác gaslift Phân loại cấu trúc giếng gaslift Theo số lượng cột ống thả vào giếng: cấu trúc giếng cột ống cấu trúc giếng hai cột ống Theo hướng dòng khí nén dòng sản phẩm: hệ thống khai thác trung tâm hệ thống khai thác vành xuyến Cấu trúc hai dãy ống: cấu trúc thẳng cấu trúc phân bậc BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Các hệ thống khai thác gaslift ¾ Hệ thống khai thác vành xuyến Nguyên tắc: khí nén theo khoảng không vành xuyến ống ép khí (ống ngoài) sản phẩm khai thác theo ống nâng (ống trong) lên bề mặt Cấu trúc dãy ống - Có ưu điểm tiết kiệm ống, xung áp vùng đáy giếng gây ảnh hưởng xấu đến vùng cận đáy giếng độ bền cấu trúc ống nói chung - Cột ống thả vào giếng cột ống khai thác, cột ống chống khai thác cột ống bơm ép - Mực chất lỏng giếng làm việc nằm đáy ống sản phẩm Khí BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Các hệ thống khai thác gaslift - Cấu trúc hai dãy ống Hai cột ống khai thác thả lồng vào Khí nén ép vào vùng không gian vành xuyến hai cột ống, hỗn hợp sản phẩm khai thác lên theo ống nằm bên Cột ống gọi cột ống bơm ép, cột ống bên gọi cột ống khai thác ƒ Cấu trúc thẳng: - Ưu: sử dụng giếng có cát với ưu điểm dễ dàng thay đổi độ ngập ống bên tuỳ thuộc vào mực chất lỏng - Nhược: cần lượng ống lớn sử dụng khoảng không cần kín BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Các hệ thống khai thác gaslift ƒ Cấu trúc phân bậc - - Ưu: rẻ hơn, nhẹ sử dụng kim loại hơn, bảo đảm đưa cát từ đáy giếng lên miệng nhanh (trong trường hợp sản phẩm khai thác có cát) Nhược: tăng độ ngập sâu cột ống khai thác cách thả cột ống khai thác sâu thêm ¾ Hệ thống giếng khai thác theo chế độ trung tâm: Nguyên lý: Khí nén bơm ép vào cột ống khai thác, dòng hỗn hợp sản phẩm khai thác theo vùng vành xuyến lên bề mặt đến hệ thống thu gom xử lý Ưu điểm: Giảm áp suất khởi động Khí sản phẩm BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Tính toán độ sâu đặt van gaslift ¾ Các thông số cần biết để tính toán độ sâu đặt van gaslift : H (m) Đường kính ống : D (mm) Đường kính cột ống nâng : d (mm) Độ dài cột ống nâng : L (m) Mực thuỷ tónh : Htt (m) Tỷ trọng chất lỏng : γcl (m−3/T) Thể tích khí khởi động : Vo (m3) p suất đường ống khởi động miệng giếng: Pkhd (at) p suất đế cột ống nâng giếng làm việc bình thường: plv (at) Độ sâu giếng 10 Pkhd d − 20 γD BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Tính toán độ sâu đặt van gaslift ¾ Độ sâu đặt van khởi động thứ (L1) là: Độ sâu đặt van khởi động thứ hai tính theo công thức sau: ¾ BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Tính toán độ sâu đặt van gaslift Tính toán chiều dài cột ống nâng • pu: áp suất đáy cột ống nâng •: trọng lượng riêng trung bình hỗn hợp dầu khí • BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Tính toán độ sâu đặt van gaslift Xác đònh đường kính ống nâng: Hệ số nhúng chìm tính theo công thức BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Tính toán độ sâu đặt van gaslift Lưu lượng khí bơm ép: Trong đó: Lưu lượng riêng toàn phần BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Chế độ gaslift liên tục ¾ Nguyên lý hoạt động: - Khí nén đưa vào giếng cách liên tục dòng sản phẩm khai thác đưa lên cách liên tục - Khí nén đưa vào giếng theo khoảng không vành xuyến Còn hỗn hợp sản phẩm lên theo ống khai thác - Lúc bắt đầu khí nén cao áp đẩy chất lỏng vào ống nâng qua van gaslift mở mực chất lỏng đạt đến độ sâu khí vào ống nâng làm giảm mật độ cột chất lỏng ống nâng BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Chế độ gaslift liên tục ¾ Chế độ khai thác liên tục áp dụng giếng có: - Lưu lượng khai thác lớn Sản phẩm khai thác có chứa cát - Tỷ suất khí lỏng cao, nhiệt độ vỉa cao ¾ Ưu điểm: - Năng lượng khí nén khí đồng hành tận dụng miệng giếng - Lưu lượng khai thác ổn đònh điều chỉnh lưu lượng khí nén ¾ Nhược điểm: - Không hiệu hệ số sản phẩm mực chất lưu giếng thấp Không áp dụng cho vỉa có áp suất vỉa thấp BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Chế độ gaslift đònh kỳ ¾ Gaslift định kỳ phương pháp khai thác thường sử dụng sau phương pháp gaslift liên tục ¾ Đây phương phương pháp đưa dầu lên bề mặt cách làm giảm tỷ trọng cột chất lỏng ¾ Thường áp dụng cho mỏ khai thác gaslift, độ nghiêng giếng lớn, có khả giảm lượng khí đồng hành,… BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Chế độ gaslift đònh kỳ ¾ Được áp dụng cho giếng có: ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ p suất đáy thấp Hệ số sản phẩm thấp p suất đáy thấp Mực chất lỏng giếng thấp Lưu lượng khai thác nhỏ điều kiện phức tạp ¾ Cơ chế: Nâng đònh kỳ nút chất lỏng lên bề mặt nhờ khí cao áp nén vào khoảng không vành xuyến qua van gaslift BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Chế độ gaslift đònh kỳ ¾ Ưu điểm: - - Mang lại hiệu kinh tế cao linh hoạt vận hành Chi phí vận hành, thiết bò ứng với độ sâu tương đối thấp ¾ Nhược điểm: - Không phù hợp với giếng sâu, có ống khai thác nhỏ p suất dao động mạnh vùng cận đáy giếng Lưu lượng khai thác cực đại bò giới hạn Hiệu suất khai thác tương đối thấp BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Chế độ gaslift đònh kỳ Nguyên lý hoạt động Giai đoạn tích lũy Giai đoạn nén khí Giai đoạn sản phẩm lên bề mặt Giai đoạn lặp lại [...]... dòng chảy ngược lại của chất lỏng từ ống khai thác đi qua van và vào ống nén khí BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Các hệ thống khai thác gaslift Phân loại cấu trúc giếng gaslift 9 Theo số lượng cột ống thả vào giếng: cấu trúc giếng một cột ống và cấu trúc giếng hai cột ống 9 Theo hướng của dòng khí nén và dòng sản phẩm: hệ thống khai thác trung tâm và hệ thống khai thác vành xuyến 9 Cấu trúc hai dãy ống:... thả vào giếng chính là cột ống khai thác, còn cột ống chống khai thác sẽ là cột ống bơm ép - Mực chất lỏng khi giếng làm việc sẽ nằm ngay tại đáy ống sản phẩm Khí BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Các hệ thống khai thác gaslift 9 - Cấu trúc hai dãy ống Hai cột ống khai thác thả lồng vào nhau Khí nén được ép vào vùng không gian vành xuyến giữa hai cột ống, còn hỗn hợp sản phẩm khai thác đi lên theo ống nằm... hơn, bảo đảm đưa cát từ đáy giếng lên miệng nhanh hơn (trong trường hợp sản phẩm khai thác có cát) Nhược: không thể tăng độ ngập sâu cột ống khai thác bằng cách thả cột ống khai thác sâu thêm ¾ Hệ thống giếng khai thác theo chế độ trung tâm: 9 Nguyên lý: Khí nén được bơm ép vào cột ống khai thác, còn dòng hỗn hợp sản phẩm khai thác theo vùng vành xuyến đi lên bề mặt đến hệ thống thu gom và xử lý 9 Ưu... khởi động, … mà không ảnh hưởng đến tiết diện của ống khai thác Cho phép các thiết bò thả bằng cáp tời có thể thả qua một cách dễ dàng (do cấu tạo của mandrel không đồng tâm với cột ống khai thác) BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Chức năng của các thiết bò 11.Van gaslift - Van gaslift được đặt vào túi hông ở độ sâu thiết kế nhằm đưa khí vào dòng sản phẩm khai thác để khí hóa phần cột chất lỏng phía trên van... Lúc bắt đầu thì khí nén cao áp sẽ đẩy chất lỏng vào ống nâng qua van gaslift mở và khi mực chất lỏng đạt đến một độ sâu thì khí đi vào ống nâng làm giảm mật độ cột chất lỏng trong ống nâng BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Chế độ gaslift liên tục ¾ Chế độ khai thác liên tục được áp dụng trong giếng có: - Lưu lượng khai thác lớn Sản phẩm khai thác có chứa cát - Tỷ suất khí lỏng cao, nhiệt độ vỉa cao ¾ Ưu... được tận dụng tại miệng giếng - Lưu lượng khai thác ổn đònh và điều chỉnh được lưu lượng khí nén ¾ Nhược điểm: - Không hiệu quả khi hệ số sản phẩm và mực chất lưu trong giếng thấp Không áp dụng được cho vỉa có áp suất vỉa thấp BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Chế độ gaslift đònh kỳ ¾ Gaslift định kỳ là phương pháp khai thác thường được sử dụng sau phương pháp gaslift liên tục ¾ Đây là phương phương pháp... không vành xuyến qua van gaslift BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Chế độ gaslift đònh kỳ ¾ Ưu điểm: - - Mang lại hiệu quả kinh tế cao và linh hoạt trong vận hành Chi phí vận hành, thiết bò ứng với một độ sâu là tương đối thấp ¾ Nhược điểm: - Không phù hợp với giếng sâu, có ống khai thác nhỏ p suất dao động mạnh ở vùng cận đáy giếng Lưu lượng khai thác cực đại bò giới hạn Hiệu suất khai thác tương đối thấp... quá trình ngăn dòng sản phẩm khai thác phun trào lên khỏi bề mặt khi có sự cố trong hệ thống khai thác.Van này có thể làm việc ở chế độ tự động hay điều khiển từ bề mặt BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ - - Chức năng của các thiết bò 10 Mandrel (túi hông) Là một dạng đặc biệt của thiết bò đònh vò gắn phía ngoài cột ống khai thác Dùng để đặt van điều khiển, van tuần hoàn, van gaslift khởi động, … mà không... thống khai thác vành xuyến 9 Cấu trúc hai dãy ống: cấu trúc thẳng và cấu trúc phân bậc BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Các hệ thống khai thác gaslift ¾ Hệ thống khai thác vành xuyến Nguyên tắc: khí nén đi theo khoảng không vành xuyến giữa ống ép khí (ống ngoài) còn sản phẩm khai thác đi theo ống nâng (ống trong) lên bề mặt 9 Cấu trúc một dãy ống - Có ưu điểm là tiết kiệm ống, nhưng xung áp tại vùng đáy... cách làm giảm tỷ trọng cột chất lỏng ¾ Thường áp dụng cho mỏ đang khai thác bằng gaslift, độ nghiêng của giếng lớn, có khả năng giảm lượng khí đồng hành,… BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Chế độ gaslift đònh kỳ ¾ Được áp dụng cho giếng có: ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ p suất đáy thấp Hệ số sản phẩm thấp p suất đáy thấp Mực chất lỏng trong giếng thấp Lưu lượng khai thác nhỏ và ở những điều kiện phức tạp ¾ Cơ chế: Nâng đònh