khai thác dầu khí tự phun

NỘI DUNG TRÌNH BÀY BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ ‰ LÝ THUYẾT VỀ SỰ TỰ PHUN ‰ THÀNH PHẦN THIẾT BỊ GIẾNG ‰ CÁC SỰ CỐ VÀ CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG NGỪA 3/19/2006 BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ CƠ SỞ LÝTHUYE THUYẾT 3/19/2006 KHÁI NIỆM BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Dòng chất lưu từ vỉa chảy vào giếng chênh áp áp suất vỉa áp suất đáy giếng, điều đòi hỏi cần lượng dạng chênh áp: WTN + WNT ≤ W + W + W + W Trong đó: WTN : Năng lượng tự nhiên WNT : Năng lượng nhân tạo W1 : Năng lượng tạo dòng chảy từ vỉa → giếng W2 : Năng lượng nâng chất lưu từ đáy → miệng giếng W3 : Năng lượng để chất lưu qua thiết bò miệng giếng W4 : Năng lượng để chất lưu từ miệng giếng hệ thống tích chứa Điều kiện để khai thác tự phun là: WNT = 3/19/2006 ĐẶC TÍNH HỖN HP TRONG GIẾNG NG TỰ PHUN BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Năng lượng khí hòa tan đóng vai trò quan trọng Năng lượng W hỗn hợp lỏng – khí cần thiết để nâng chất lỏng từ đáy giếng (Pđ) → miệng giếng (Pm): −P P W =10 ( + G Ln P + A ) γ P d m d o m đó: Go : Thể tích khí tự đáy giếng A1 : Năng lượng khí giãn nở áp suất thay đổi từ Pđ đến Pm 3/19/2006 TỔN HAO DO MA SÁT BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ H V γ G D P F R đó: = λ - λ : hệ số ma sát, phụ thuộc vào giá trò Reynold (Re) - V : vận tốc chất lưu ống khai thác (m/s) - D : đường kính ống khai thác (m) - H : chiều cao tuyệt đối (m) 3/19/2006 SỐ REYNOLD (Re) BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Re = v d η < 2300 R e > 2300 3/19/2006 D D λ = R e 1 λ = R e NHẬN XÉT BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ o Khi áp suất đáy Pđ tăng → lưu lượng khai thác tăng, tổn thất ma sát tăng → lưu lượng thực tế giảm o Hàm lượng nước sản phẩm khai thác tăng yếu tố khí giảm (với điều kiện áp suất đáy Pđ) → cần khống chế hàm lượng nước sản phẩm khai thác để trì trình tự phun 3/19/2006 NHẬN XÉT BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Sự thay đổi đường kính cột ống nâng điều kiện (độ dài, áp suât miệng giếng Pm) → thay đổi áp suất đáy giếng lưu lượng khai thác dầu (tăng đường kính cột ống nâng → áp suất đáy giếng Pđ giảm lưu lượng tăng lên) 3/19/2006 NHẬN XÉT BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Áp suất đáy giếng Pđ thay đổi biện pháp: - Thay đổi đường kính cột ống nâng - Tạo đối áp miệng giếng tạo độ chênh áp cách đặt côn tiết lưu cột ống nâng 3/19/2006 BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ CÁC THIẾT BỊ LÒNG NG GIẾNG NG 3/19/2006 10 Các cố BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ ¾ Tích tụ nước đáy ¾ Hiện tưng phun trào ¾ Hiện tượng cát chảy vào giếng ¾ Lắng đọng parafin ¾ Hiện tượng xung áp ¾ Các cố bề mặt 3/19/2006 48 Tích tụ nước đáy BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ - Để kéo dài thời gian khai thác tự phun phải khai thác với lưu lượng hợp lý - Vận tốc nâng chất lưu ống khai thác giảm làm xuất nguy tích nước đáy Kết làm tăng áp suất đáy làm giảm lưu lượng khai thác, chấm dứt sớm tự phun ¾ Biện pháp khắc phục - Tăng vận tốc nâng chất lưu từ giếng - Hạ ống nâng đến đáy 3/19/2006 49 Hiện tưng ng phun trào BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ ¾ Nguyên nhân Do thiết bị miệng giếng không bảo đảm ¾ Biện pháp khắc phục Phải thử đầu giếng van an toàn trước đưa vào hoạt động Nếu áp suất nhiệt độ thay đổi đột ngột vượt giá trò đònh mức van an toàn tự động đóng giếng 3/19/2006 50 Hiện tượng ng cát chảy vào giếng ng BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ ¾ Nguyên nhân ƒ Lưu lượng khai thác lớn ƒ Môi trường lân cận vùng cận đáy giếng có xói rửa nước không ổn định Độ ngập nước giếng tăng ƒ 3/19/2006 51 Hiện tượng ng cát chảy vào giếng ng BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ ¾ Hậu Tạo nút cát đáy giếng làm tăng áp suất đáy giếng, giảm lưu lượng khai thác ¾ Biện pháp khắc phục ƒ Khai thác với chế độ hợp lý cho vận tốc dòng thấm vùng cận đáy giếng không vượt giá trò tới hạn làm phá huỷ vỉa ƒ Lắp đặt phin lọc đặc biệt nhằm ngăn cát ƒ Bơm rửa thường xuyên 3/19/2006 52 Lắng ng đọng ng parafin BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ ¾ Điều kiện thành tạo Các hạt rắn parafin tách từ trạng thái hoà ƒ tan dầu nhiệt độ giảm ƒ Dòng chảy đường ống có lẫn khí tự ƒ Độ nhớt dầu thấp 3/19/2006 53 Lắng ng đọng ng parafin BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ ¾ Các biện pháp phòng ngừa lắng đọng parafin ƒ Duy trì nhiệt độ ổn định trình khai thác vận chuyển dầu khí, giảm thiểu nhiệt nhờ chế độ bơm tối ưu ƒ Duy trì áp suất vận chuyển toàn tuyến không thấp áp suất điểm bọt khí ƒ Tăng áp suất đầu vào làm vận tốc dòng chảy tăng lên đạt chế độ chảy rối, làm cho phần tử paraffin khó kết hợp lại với ƒ Làm giảm độ nhám bên đường ống cách đánh bóng, dùng chất lỏng, thuỷ tinh thể bọc bên đường ống sử dụng chất hoạt tính bề mặt, bôi trơn 3/19/2006 54 Lắng ng đọng ng parafin BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ ¾ Các biện pháp phòng ngừa lắng đọng parafin ƒ Tăng độ nhớt dầu nhờ chất phụ gia tăng độ nhớt (bơm định kỳ) ƒ Dùng chất phụ gia: có tác dụng làm ức chế tinh thể, biến đổi tinh thể số phần paraffin, tăng sức căng bề mặt dầu, tạo màng nước đường ống Kết làm giảm nhiệt độ kết tinh, giảm độ nhớt dầu, giảm độ nhám thành ống ƒ Dùng phương pháp bơm dầu xử lý nhiệt cho phép thu dầu có cấu trúc paraffin bền vững ƒ Xử lý dầu từ trường 3/19/2006 55 Lắng ng đọng ng parafin BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ ¾ Các biện pháp khử lắng động paraffin ƒ Nhiệt: dùng dầu nóng, khí mang nhiệt để phá vỡ lớp parafin kết tủa ƒ Cơ học: sử dụng thoi nạo định kỳ phóng vào đường ống để thông đường ống ƒ Hoá học: dùng dung môi hoà tan hợp chất paraffin, ngâm rửa đường ống 3/19/2006 56 Hiện tượng ng xung áp BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ ¾ Nguyên nhân Khi đế ống khai thác đặt độ sâu có áp suất thấp áp suất bão hoà, phần chất khí tích khoảng không vành xuyến giếng Do áp suất khí khoảng không tăng dần theo thời gian xảy dồn dầu ộc khí vào ống khai thác Sự ộc khí kèm với giảm áp suất đột ngột, làm cho giếng làm việc không ổn định, phá huỷ vùng cận đáy không bền vững, làm tăng khả tách khí từ dầu, làm nguội dòng dầu khí tạo nguy cho lắng đọng parafin mạnh 3/19/2006 57 Hiện tượng ng xung áp BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ ¾ Biện pháp khắc phục ƒ Thả ống khai thác sâu ƒ Thu hồi khí theo chu kỳ từ khoảng không hình xuyến ƒ Ngăn cách khoảng không hình xuyến đáy ống khai thác tạo điều kiện cho khí tự vào ống khai thác ƒ Đặt phễu đầu ống khai thác cho phép sử dụng lượng dãn nở khí tự để nâng hỗn hợp dầu- khí nước lên ƒ Lắp van hình cầu cách đế ống khai thác từ 30 – 40 (m), cho phép khí qua van vào ống khai thác nâng hỗn hợp 3/19/2006 dầu – khí - nước lên 58 Các cố bề mặt BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ ƒ Đường kính côn bị giảm: làm áp suất đường ống thu gom tăng lưu lượng khai thác giảm Nguyên nhân tiết diện côn giảm, đường ống thu gom, bình tách bị bẩn, lắng đọng parafin Trường hợp dùng ống dự phòng đóng giếng để tiến hành bơm rửa, xử lý parafin phương pháp gia nhiệt ƒ Đường kính côn tăng: làm áp suất giảm, lưu lượng tăng đường kính côn bị mài mòn, thay côn khai thác với lưu lượng phù hợp ƒ Chỗ nối mặt bích thiết bị đầu giếng bị rò rỉ: phải tiến hành đóng giếng thay thiết bị ƒ Rò rỉ đầu mặt bích cụm phân dòng: đóng đường làm việc chính, xả hết áp suất tiến hành sửa chữa 3/19/2006 59 CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Câu 1: Để tránh nguy tích tụ nước đáy, cần phải : a Tăng vận tốc nâng chất lưu b Giảm vận tốc nâng chất lưu c Hạ thấp cột ống nâng d Giảm độ nhúng chìm cột ống nâng e Giảm tổn thất thủy lực thiết bò khai thác 3/19/2006 60 CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Câu : Mức độ kết tủa parafin phụ thuộc vào: a Nhiệt độ đông đặc parafin b Độ nhám thành ống c Hàm lượng nước sản phẩm khai thác d Nhiệt độ đáy giếng khai thác e Áp suất vỉa 3/19/2006 61 CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Câu : Giải pháp không sử dụng để phòng ngừa lắng đọng parafin thiết bò lòng giếng khai thác: a Duy trì nhiệt độ ổn đònh b Dùng chất phụ gia c Sử dụng thoi nạo d Giảm hệ số ma sát đường ống e Tăng vận tốc dòng chảy 3/19/2006 62 [...]... THÀNH NH PHẦN THIẾT BỊ LÒNG NG GIẾNG NG BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ F PARKER Mục đích: + Tránh hiện tượng phun hoặc rò rỉ khí qua ống chống khai thác + Hướng dòng sản phẩm vào ống khai thác 3/19/2006 17 THÀNH NH PHẦN THIẾT BỊ LÒNG NG GIẾNG NG BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ G VAN TUẦN HOÀN ¾ Tạo tuần hoàn vùng không gian ngoài cần ống khai thác và bên trong cần ¾ Dùng để dập giếng hay sửa chữa giếng... THÔNG PHUN BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ ¾ Thiết bò miệng giếng chữ thập có ưu điểm là gọn và thấp hơn thiết bò miệng giếng hình chạc ba (hình chữ T) nên thuận tiện cho quá trình bảo dưỡng và thay côn tiết lưu 3/19/2006 33 BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ THIẾT KẾ CỘT ỐNG KHAI THÁC 3/19/2006 34 MỤC ĐÍCH VÀ CHỨC NĂNG BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ - Tổn hao áp suất phụ thuộc vào đường kính cột ống khai thác. .. TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Những điều kiện để thiết bò miệng giếng khai thác tự phun làm việc được xác đònh bởi: 1 Áp suất làm việc trong giếng 2 Vận tốc chuyển động của dòng chất lưu 3 Đặc tính phun 4 Môi trường làm việc (ăn mòn?) Điều kiện 1 ảnh hưởng chủ yếu tới sự lựa chọn loại thiết bò miệng giếng sử dụng 3/19/2006 26 PHÂN LOẠI BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Tùy thuộc vào điều kiện phun, thiết bò miệng... HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH ‰ ĐẦU ỐNG CHỐNG ‰ ĐẦU ỐNG TREO ‰ PHẦN XẢ CÂY THÔNG KHAI THÁC 3/19/2006 28 ĐẦU ỐNG NG CHỐNG NG BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Mục đích: Neo tất cả các cột ống chống và bòt kín khoảng không giữa chúng ¾ Chúng được ohân biệt bởi kích thước của mặt bích nối 3/19/2006 29 ĐẦU ỐNG NG CHỐNG NG BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Sơ đồ liên kết ống chống khai thác với đầu ống... GIẾNG NG BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Hình1- Cấu trúc cột ống khai thác và thiết bò lòng giếng đối với các giếng thuộc Mioxen và Oligoxen hạ 3/19/2006 23 THÀNH NH PHẦN THIẾT BỊ LÒNG NG GIẾNG NG BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Hình 2– Cấu trúc cột ống khai thác và thiết bò lòng giếng đối với các giếng thuộc tầng móng 3/19/2006 24 THIẾT BỊ MIỆNG NG GIẾNG NG BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ Thiết bò miệng giếng được... CHẤT & DẦU KHÍ Đầu ống treo được dùng để treo các cột ống nâng, bòt kín khoảng không gian giữa cột ống nâng và cột ống khai thác, đồng thời cho phép dòng chất lưu đi qua khi thông giếng hay gọi dòng sản phẩm 3/19/2006 31 ƯU ĐIỂM KHI SỬ DỤNG NG CÂY THÔNG PHUN BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ ¾ Thiết bò miệng giếng hình chữ T được áp dụng cho các giếng chứa cát và các vật liệu cứng trong sản phẩm khai thác. .. giữ các cột ống khai thác trên miệng giếng, hướng dòng chất lỏng và khí theo cột ống nâng lên bề mặt - Hướng sản phẩm khai thác vào thiết bò đo và bình tách - Tạo đối áp trên miệng giếng (thay đổi chế độ làm việc của giếng) - Đo áp suất trong khoảng không vành xuyến giữa cột OKT và cột ống chống khai thác, đồng thời để đo áp suất tại các ống xả, thực hiện các thao tác khi gọi dòng, khai thác, khảo sát... CHẤT & DẦU KHÍ B KHỚP NỐI Có tác dụng khóa giữ các thiết bò, điều khiển dòng theo yêu cầu kỹ thuật 3/19/2006 13 THÀNH NH PHẦN THIẾT BỊ LÒNG NG GIẾNG NG BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ C ỐNG ĐỤC LỖ Cho phép dòng sản phẩm liên tục chảy vào ống khai thác trong khi tiến hành các thao tác đo bằng kỹ thuật tời ở bên dưới paker 3/19/2006 14 THÀNH NH PHẦN THIẾT BỊ LÒNG NG GIẾNG NG BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ D... từ một tầng sản phẩm khác … Ư Đối với giếng khai thác nhiều tầng, van tuần hoàn được lắp đặt ở vò trí thích hợp có tác dụng như ống đục lỗ khai thác các tầng sản phẩm một cách có chọn lọc 3/19/2006 18 THÀNH NH PHẦN THIẾT BỊ LÒNG NG GIẾNG NG BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ H THIẾT BỊ BÙ TRỪ GIÃN NỞ NHIỆT Dùng để cân bằng, bù trừ sự thay đổi chiều dài ống khai thác do tác dụng của áp suất và nhiệt độ cao... suất phụ thuộc vào đường kính cột ống khai thác - Điều chỉnh vận tốc chuyển động của hỗn hợp chất lỏng – khí và tạo đối áp lên vỉa - Phòng ngừa sự hình thành nút cát trên đáy giếng - Kéo dài thời gian tự phun của giếng 3/19/2006 35 CÁC PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN BK TP HCM ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ CỘT ỐNG KHAI THÁC 1 PHƯƠNG PHÁP BÁN THỰC NGHIỆM 2 PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ 3/19/2006 36