Trong quá trình khai thác mỏ dầu thông thường, lượng dầu sót lại sau giai đoạn khai thác sơ cấp và thứ cấp là rất lớn. Một phần đáng kể lượng dầu dư này có thể được thu hồi đạt được lợi ích kinh tế bằng phương pháp bơm ép khí (Shahverdi, Sohrabi, và Fatemi, 2013). Theo thống kê của Oil Gas Journal (Guntis Moritis, 14 May 2001 ) cho thấy rằng bơm ép khí CO2 đã và đang được áp dụng thành công tại Hoa Kỳ. Các dự án bơm ép khí CO2 ngày càng được mở rộng về cả quy mô lẫn số lượng dự án với 80 dự án đang được vận hành trên tổng số 160 dự án EOR (Oil and Gas Journal, 42002). Tính đến năm 2002, sản lượng khai thác dầu bằng bơm ép khí CO2 chiếm 28% tổng sản lượng thu hồi bằng các phương pháp EOR, khoảng 3.3% tổng sản lượng dầu thu hồi của Hoa Kỳ. CO2 được xem như là một dung môi tuyệt vời cho bơm ép CO2 trộn lẫn. Nhưng nó cũng tồn tại những ưu và nhược điểm cần được lưu ý khi sử dụng chúng trong một dự án EOR.
BẢO VỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT BƠM ÉP CO2 BẰNG PHƯƠNG PHÁP BƠM ÉP KHÍ NƯỚC LUÂN PHIÊN ĐỂ TĂNG CƯỜNG THU HỒI DẦU MỎ SR, BỂ CỬU LONG SVTH: LÊ QUỐC NAM GVHD: TSKH NGUYỄN XUÂN HUY KS NGUYỄN LÂM QUỐC CƯỜNG Nội dung Đặt vấn đề Cơ chế bơm ép WAG Quy trình kết thí nghiệm Kết luận kiến nghị Nội dung Đặt vấn đề Cơ chế bơm ép WAG Quy trình kết thí nghiệm Kết luận kiến nghị Đa số mỏ lớn Việt Nam: Bạch Hổ, Ruby, Rạng Đông bước vào giai đoạn khai thác thứ cấp Đặt vấn đề Bơm ép nước không hiệu quả, dẫn đến ngập nước cao (50-90%) Duy trì sản lượng hàng năm Giá dầu cao Nghiên cứu thu hồi dầu tăng cường Lựa chọn phương pháp thu hồi dầu tăng cường Mỏ SR MEOR STT Tính chất vỉa Mỏ SR Tỷ trọng dầu (0API) 35-37.9 Điều kiện áp dụng bơm ép khí theo Talber (1983) > 31 3100 > 1030 91 > 32 2250-2400 > 650 Độ nhớt (cP) điều kiện vỉa 0.833 cP > 0.1 Độ bão hòa dầu (%) 40-45 > 25 Độ thấm (mD) Bơm ép Áp suất vỉa (psig) khí Nhiệt độ vỉa (0C) Điều kiện vỉa thực trạng mỏ SR hoàn (CO2, HC, Độ sâu (m) toàn phù hợp với bơm ép khí N2) EOR Hóa học Đã tiến hành bơm ép nước Sản lượng cộng dồn đến năm 2010 82 MMBbls Hệ số thu hồi dầu 26.7% Độ ngập nước trung bình 55% Phương >10 Đá thành hệ pháp Cát kết Dính ướtnhiệt Nước >5 Bơm ép khí Khí bơm ép làm dầu trương nở, giảm độ nhớt để cải thiện hiệu suất đẩy (Displacement Efficiency) Khí trộn lẫn (Miscible gas) WAG Bơm ép khí Khí không trộn lẫn (Immiscible gas) Do độ linh động khí cao nên hiệu suất quét Luân phiên Đồng thời Giải pháp khắc phục WAG (Water Alternating Gas) Bơm ép khí Cải thiện hiệu suất đẩy () WAG? Là kỹ thuật bơm ép khí luân phiên với nước - Dùng nước để khống chế độ linh động khí (Giảm tỷ số linh động) Bơm ép nước Cải thiện hiệu suất quét () - Tiết kiệm chi phí Lựa chọn loại khí để bơm ép WAG Đặc tính lưu chất điều kiện vỉa (910C, 3100 psig) Tính chất Độ hòa tan nước (kg/m3) Khí CO2 3.050 Khí hydrocarbon 0.65 Khí N2 0.055 CH4: 113.8 Tỷ trọng điều kiện nhiệt độ vỉa (kg/m3) 538 C2H6: 206 C3H8: 220 173 Chọn khí Tỷ trọng CO2 cao hơn, hạn chế tượng trượt trọng lực CO2 CO2 có độ nhớt cao, hạn chế tượng phân dạng tỏa ngón C4H10: 2549 Độ nhớt Áp suất MMP (psig) CO2 tan tốt trong nước, tạo thành axit cacbonit làm giảm sức căng bề mặt dầu-nước 0.04175 0.01814 0.01423 1450-4350 2900-6530 5800-10200 Áp suất MMP thấp, phù hợp với điều kiện áp suất mỏ SR Lựa chọn loại khí để bơm ép WAG Dùng CO2 để bơm ép giải pháp giảm hiệu ứng nhà kính Kết hợp CCS WAG vừa có lợi kinh tế vừa bảo vệ môi trường Phương pháp thu giữ trữ CO2 (CCS) Nội dung Đặt vấn đề Cơ chế bơm ép WAG Quy trình kết thí nghiệm Kết luận kiến nghị Kết thí nghiệm: Đồ thị thể tích trương nở với phần mol khí bơm ép Đồ thị độ nhớt áp suất bão hòa với phần mol khí bơm ép Thể tích trương nở Độ nhớt (cP) 8 2 Thể tích trương nở 1.5 lần so với ban đầu Độ nhớt giảm lần so với ban đầu 0.274 cp 0 Phần mol khí bơm ép 5 5 Phần mol khí bơm ép Công việc thí nghiệm Thí nghiệm hòa tan trương nở (Solubility-Swelling Experiment) Thí nghiệm tìm áp suất trộn lẫn tối thiểu (MMP) Thí nghiệm bơm ép WAG mẫu lõi Slimtube bão hòa dầu Bơm ép CO2 với thể tích cấp áp suất khác Phân tích mẫu dầu Kết thí nghiệm: Áp suất đẩy (psi) Nhiệt độ vỉa (0F) Thu hồi dầu cộng dồn(%) Với thể tích bơm ép PV 1.2 PV 2500 196 83.3 84.4 2650 196 87.8 88.2 2800 196 88.8 91.0 2950 196 93.1 95.0 3100 196 93.7 95.1 Điểm vọt khí Tại cấp áp suất 2950 psig Kết thí nghiệm: Hệ số thu hồi dầu cộng dồn cho trường hợp bơm ép 1.2 PV (%) với áp suất (psig) MMP? 12 Hệ số t hu t hôi t ích dồn (%) 10 Áp suất trộn lẫn tối thiểu 2950 psig 2950 psig 4 00 20 00 3800 3600 34 00 3200 3000 280 260 24 00 2200 Áp suất (Psig) Công việc thí nghiệm Thí nghiệm hòa tan trương nở (Solubility-Swelling Experiment) Thí nghiệm tìm áp suất trộn lẫn tối thiểu (MMP) Thí nghiệm bơm ép WAG mẫu lõi Thiết kế thí nghiệm WAG 3: Mẫu lõi Bơm ép nước Bơm ép WAG sau bơm ép nước Bơm ép WAG trước bơm ép nước Theo Hopkin 1986 Kích cỡ một nút khí 0.05 IHCPV (Thể tích dầu ban dầu) Tỷ số WAG 1:1 (1 thể tích khí bơm : thể tích nước) Tổng lượng khí bơm ép 0.4 IHCPV Tổng số nút khí Tổng số nút nước Theo Andew 1985 Tốc độ bơm ép 16.2 cc/giờ Áp suất trì mẫu tối thiểu 2950 psig Theo Leas Rappaport MMP Kết thí nghiệm WAG Đồ thị biểu diễn hệ số thu hồi tích dồn với thể tích lưu chất đượ Bơm ép nước 68.6 1.5 17.9 nước 1.5 Bơm ép WAG sau bơm ép 88.6 54.56% ép nước 1.5 PV -0.7 PV: RF đạt Bơm ép WAG trước bơm hồi (%) (PV) dầu thu Hệ số thu hồi dầu tích dồn (%) bơm Lượng 10 Thời điểm bơm ép thể tích 12 Tổng 35 Bơm ép nước 30 25 20 15 10 Thể tích lưu chất bơm ép (PV) 10 20 Bơm ép WAG sau bơm ép nước 90 18 60 12 10 50 40 30 20 Hệ số t hu hồi dầu t ích dồn (%) 70 14 Chu kỳ khí 80 16 Hệ số thu hồi dầu tích dồn (%) Bơm ép WAG trước bơm ép nước 10 Chu kỳ nước theo sau 16 14 12 10 T hể t ích bơm ép Bơm ép WAG trước bơm ép nước Chu kỳ khí đầu tiên: lượng dầu thu hồi Chu kỳ nước theo sau: lượng dầu thu hồi nhiều 35 30 25 20 15 10 0 Thể tích chất lưu bơm ép (PV) 10 Đồ thị biểu diễn hệ số thu hồi tích dồn thể tích lưu chất bơm ép 90 TH1:88.6% 80 60 68.6% 50 Hệ số thu hồi WAG sau bơm ép nước thêm: 17.9% 40 Chỉ bơm ép WAG: 88.6% 30 Hệ số thu hồi tích dồn (%) 70 TH2: 86.5% 20 10 50 WAG sau bơm ép nước 45 40 35 30 25 20 15 10 Thể tích lưu chất bơm é p (PV) Bơm ép nước WAG t rước bơm ép nước Nội dung Giới thiệu tổng quan Cơ chế bơm ép WAG Quy trình kết thí nghiệm Kết luận kiến nghị Kết luận Dầu mỏ SR trương nở tốt trộn lẫn với khí CO2 áp suất cao (1 thùng dầu hòa tan 1183 scf khí CO2 làm độ nhớt giảm lần, thể tích tăng lên 1.5 lần) Áp suất trộn lẫn khí CO2 với dầu thấp khoảng 2950 psig (203.4 bar) phù hợp so với áp suất vỉa ban đầu (3100 psig) Hệ số thu hồi WAG trộn lẫn cao Bơm ép WAG trước bơm ép nước thứ cấp 88.6% Và lượng thu hồi bơm ép nước thứ cấp đạt 68.6%, sau bơm ép nước bơm ép WAG thu hồi thêm 17.9% Kiến nghị Kết cho thấy khả quan để nghiên cứu sâu tiến hành mô bơm ép mô hình mỏ Để phương pháp đạt hiệu nhất, cần phải thực từ lúc đầu, sau giai đoạn khai thác sơ cấp, vỉa chưa ngập nước Giải nguồn cung CO2 từ khí thải nhà máy nhiệt điện sản phẩm tách chiết từ cụm mỏ khí PM-3 CAA Xem xét lại hiệu phương pháp lưu chất vỉa có hàm lượng Ca2+ cao Tài liệu tham khảo Nguyễn Mạnh Hùng (2000) The Effect Of Some Controlling Paramaters On Gravity Segregation And Viscous Fingering In WAG Process In A first Contact Miscible Displacement Odd Magne Mathiassen (2003) CO2 as Injection Gas for Enhanced Oil Recovery And Estimation of the Potential on the Norwegian Continental Shelf Ram B Gupta (2007) Solubility of Supercritical Carbon Dioxine Http://www.peacesoftware.de/einigewerte/co2_e.html Larry W Lake (1998),Enhanced oil recovery Phạm Đức Thắng (2014) Nghiên cứu giải pháp hợp lý để tận thu dầu cát kết Miocen hạ, mỏ Bạch Hổ Cám ơn thầy cô bạn ý lắng nghe! ... vấn đề Bơm ép nước không hiệu quả, dẫn đến ngập nước cao (50-90%) Duy trì sản lượng hàng năm Giá dầu cao Nghiên cứu thu hồi dầu tăng cường Lựa chọn phương pháp thu hồi dầu tăng cường Mỏ SR MEOR... t hu hồi dầu t ích dồn (%) 70 14 Chu kỳ khí 80 16 Hệ số thu hồi dầu tích dồn (%) Bơm ép WAG trước bơm ép nước 10 Chu kỳ nước theo sau 16 14 12 10 T hể t ích bơm ép Bơm ép WAG trước bơm ép nước. .. đầu (3100 psig) Hệ số thu hồi WAG trộn lẫn cao Bơm ép WAG trước bơm ép nước thứ cấp 88.6% Và lượng thu hồi bơm ép nước thứ cấp đạt 68.6%, sau bơm ép nước bơm ép WAG thu hồi thêm 17.9% Kiến nghị