Mục Lục Mục Lục Danh mục các hình vẽ trong đồ án Danh mục các bảng biểu trong đồ án Lời nói đầu 9 CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ ĐỊA CHẤT VÙNG MỎ. 10 1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên: 10 1.2. Đặc điểm địa chất : 11 1.3. Đặc điểm cơ bản của vỉa sản phẩm và các chất lưu. 14 1.3.1. Đặc điểm cơ bản của vỉa sản phẩm : 14 1.3.2. Đặc điểm cơ bản của các chất lưu. 17 1.3.3. Nhiệt độ và gradient địa nhiệt. 20 CHƯƠNG 2: SƠ LƯỢC VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁPCƠ HỌC KHAI THÁC DẦU 21 2.1. Các phương pháp khai thác cơ học phổ biến. 21 2.2. Phương pháp khai thác dầu bằng máy bơm piston cần và máy bơm guồng xoắn: 21 2.3. Khai thác dầu bằng máy bơm thuỷ lực ngầm : 22 2.4. Phương pháp khai thác dầu bằng máy bơm điện ly tâm điện ngầm: 24 2.5. Khai thác dầu bằng phương pháp Gaslift : 25 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHAI THÁC DẦU BẰNG GASLIFT 33 3.1. Sơ đồ nguyên lý cấu trúc hệ thống cột ống khai thác bằng gaslift. 33 3.2. Tính toán đường kính và chiều dài cột ống khai thác cho giếng thiết kế. 35 3.2.1. Tính toán cột ống nâng khi khống chế lưu lượng khai thác: 35 3.2.2. Tính toán cột ống nâng khi không khống chế lưu lượng khai thác: 36 3.3. Phương pháp tính toán chiều sâu đặt van gaslift. 37 3.4. Phương pháp tính áp suất khởi động. 39 4.5. Các phương pháp làm giảm áp suất khởi động. 42 3.6. Trình tự khởi động giếng khai thác bằng gaslift. 44 CHƯƠNG 4 : HỆ THỐNG THIẾT BỊ VÀ NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH KHAI THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT LIÊN TỤC. 46 4.1. Thiết bị lòng giếng. 46 4.1.1. Phễu định hướng. 46 4.1.2. Nhippen. 46 4.1.3. Ống đục lỗ. 46 4.1.4. Van cắt. 47 4.1.5. Paker. 47 4.1.6. Thiết bị bù trừ nhiệt. 49 4.1.7. Van tuần hoàn. 50 4.1.8. Mandrel. 51 4.1.9. Van an toàn sâu. 51 4.1.10. Van gaslift. 52 4.2. Thiết bị miệng giếng. 59 4.3. Hệ thống thu gom xử lý. 63 4.3.1. Chức năng nhiệm vụ. 63 4.3.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống thu gom và xử lý dầu………..…63 4.3.3. Các loại bình tách ………………………………………………....64 4.4. Quá trình khởi động giếng gaslift 66 4.5. Khảo sát giếng khai thác dầu bằng phương pháp Gaslift 71 4.5.1. Phương pháp thay đổi áp suất. 71 4.5.2. Phương pháp thay đổi lưu lượng khí. 72 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHAI THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT CHO GIẾNG BH22 Ở MỎ BẠCH HỔ 73 5.1. Các thông số của giếng thiết kế. 73 5.2. Tính toán cột ống nâng cho giếng thiết kế. 74 5.2.1. Xác định chiều dài cột ống nâng L. 74 5.2.2. Xác định đường kính cột ống nâng. 75 5.3. Xây dựng biểu đồ xác định độ sâu đặt van gaslift. 75 5.3.1. Xây dựng đường cong phân bố áp suất lỏng khí (GLR) trong cột ống nâng (đường số 1). 76 5.3.2. Xây dựng đường phân bố áp suất thuỷ tĩnh (đường số 2). 76 5.3.3. Xây dựng đường phân bố áp suất khí nén ngoài cần (đường số 3). 77 5.3.4. Xây dựng đường gradient nhiệt độ của khí nén ngoài cần (đường số 4). 78 5.3.5. Xây dựng đường gradient nhiệt độ chất lỏng trong cần (đường số 5). 78 5.3.6. Các thông số cần thiết cho việc thiết kế lắp đặt van: 78 5.4. Xác định độ sâu đặt van gaslift và các đặc tính của van. 78 5.4.1. Van số 1: 78 5.4.2. Van số 2. 81 5.4.3. Van số 3: 83 5.4.4. Van số 4. 84 5.4.5. Van số 5. 84 5.4.6. Van số 6 85 5.4.7. Van số 7 86 5.4.8. Van số 8 87 CHƯƠNG 6: SỰ CỐ VÀ PHỨC TẠP TRONG KHAI THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT. 99 6.1. Sự hình thành nút cát ở đáy giếng khai thác. 99 6.2. Sự lắng đọng parafin trong ống khai thác và đường ống. 100 6.3. Sự tạo thành những nút rỉ sắt trong khoảng không gian vành xuyến 101 6.4. Sự lắng tụ muối trong ống nâng. 102 6.5. Sự tạo thành nhũ tương trong giếng. 102 6.6. Sự cố về thiết bị. 103 6.7. Sự cố về công nghệ. 103 KẾT LUẬN 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT PHẠM ĐỨC NHUẬN LỚP: KHOAN – KHAI THÁC K57(VT) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ KHAI THÁC DẦU KHÍ BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT LIÊN TỤC CHO GIẾNG BH-22 MỎ BẠCH HỔ HÀ NỘI, 6-2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT PHẠM ĐỨC NHUẬN LỚP: KHOAN - KHAI THÁC K57 (VT) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ KHAI THÁC DẦU KHÍ BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT LIÊN TỤC CHO GIẾNG BH-22 MỎ BẠCH HỔ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Th.S DOÃN THỊ TRÂM HÀ NỘI, 6-2017 GIÁO VIÊN CHẤM Mục Lục STT 4 SỐ HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 2.1 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 10 Hình 3.7 11 12 13 14 15 16 Hình 4.1 Hình 4.2 Hình 4.3 Hình 4.4 a,b Hình 4.5 Hình 4.6 17 Hình 4.7 18 19 20 21 22 Hình 4.8 Hình 4.9 Hinh 4.10 Hình 4.11 Hình 4.12.a 23 Hình 4.12.b 24 Hình 4.12.c 25 Hình 4.12.d TÊN HÌNH VẼ TRANG Vị trí địa lý mỏ Bạch Hổ 10 Cột địa tầng mỏ Bạch Hổ 13 Sơ đồ khai thác dầu gaslift 27 Các dạng cấu trúc cột ống khai thác 33 gaslift Các dạng cấu trúc giếng khai thác 34 gaslift cột ống Đồ thị xác định Pđế theo L Rtối ưu 37 Sơ đồ nguyên tắc tính toán chiều sâu 38 đặt van Sơ đồ tính toán áp suất khởi động hệ 41 thống vành xuyến cột ống Sơ đồ phương pháp hoá khí vào chất 43 lỏng Sơ đồ biến thiên áp suất theo thời gian 44 khởi động Sơ đồ van cắt 47 Sơ đồ paker loại 49 Sơ đồ thiết bị bù trừ nhiệt 50 Sơ đồ van tuần hoàn 51 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo van gaslift 54 Sơ đồ nguyên lý trình đóng mở van 56 gaslift kiểu buồng khí áp suất khí nén đồ nguyên lý cấu tạo trạm nạp khí 57 thử van gaslift Sơ đồ mô tả thiết bị lòng giếng 58 Sơ đồ thiết bị miệng giếng 59 Sơ đồ thông kiểu chạc 62 Sơ đồ thông kiểu chạc 63 Quá trình khởi động giếng gaslift: trước 66 đưa khí nén vào giếng Quá trình khởi động giếng gaslift: bắt 67 đầu nén khí vào giếng Quá trình khởi động giếng gaslift: khí 67 nén vào van gaslift khởi động van Quá trình khởi động giếng gaslift: khí 68 26 27 28 Hình 4.12.e Hình 4.12.f Hình 4.12.g Hình 4.12.h 29 Hình 4.12.k 30 31 32 Hình 4.13 Hình 5.1 33 35 36 Hình 5.2 Hình 5.3 Hình 5.4 nén tiếp tục đẩy chất lỏng khoảng không vành xuyến xuống phía Quá trình khởi động giếng gaslift: van gaslift khởi động số lộ Quá trình khởi động giếng gaslift: van số lộ van số đóng lại Quá trình khởi động giếng gaslift: van số lộ van số đóng lại Quá trình khởi động giếng gaslift: van làm việc lộ van khởi động cuối đóng lại Động thái áp suất cần khai thác trình khởi động giếng gaslift Đồ thị biểu diễn mối quan hệ q= f(v) Đường cong phân bố áp suất hỗn hợp lỏng-khí Đồ thị xác định đường kính lỗ van Đồ thị Camco Biểu đồ xác định hệ số nén DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN 68 69 69 70 70 72 90 91 92 98 STT SỐ HIỆU BẢNG Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 1.4 Bảng 2.1 10 11 12 13 Bảng 5.1 Bảng 5.2 Bảng 5.3 Bảng 5.4 Bảng 5.5 Bảng 5.6a Bảng 5.6b Bảng 5.6c TÊN BẢNG Đặc trưng thân dầu đá trầm tích Đặc trưng dầu đá móng Các nhóm dầu mỏ Bạch Hổ Thành phần tính chất khí hòa tan dầu Tổng kết khả hiệu áp dụng phương pháp khai thác dầu học Các thông số vỉa giếng Kết tính toán cho van Gaslift Bảng hệ số áp suất cột khí – tỷ trọng 0.65 Hệ số hiệu chỉnh áp suất đường kính tối đa van Đặc tính số van gaslift liên tục Bảng hệ số hiệu chỉnh áp suất mở van Bảng hệ số hiệu chỉnh áp suất mở van Bảng hệ số hiệu chỉnh áp suất mở van PHỤ LỤC TRANG 15 15 18 19 32 73 89 93 94 94 95 96 97 HỆ THỐNG ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG 1.Hệ quốc tế SI: Độ dài: m Khối lượng: kg Thời gian: s 1kG = 9,90665N Lực: N 1kG/m2 = 0,981bar Áp suất: N/m2 = Pa KPa = 1000Pa Độ nhớt: P 1P = 10-6 bar.s 1Cp = 10-8 bar.s Qui đổi hệ Anh sang hệ SI: inch = 2,54 cm 1m = 3,281 ft mile = 1,609 km bbl = 0,1589 m3 1m3/m3 = 5,62 ft3/bbl psi = 0,07031 kG/cm2 at =14,7 psi at = 1,033 kG/ cm2 psig = 1,176 psi 141.5 − 131.5 γ ( G / cm ) = = 273 + 0C API K R C = 460 + 0F o = F − 32 Lời nói đầu Ngành dầu khí Việt Nam nói riêng ngành dầu khí giới nói chung đóng vai trò quan trọng ngành kinh tế,an ninh lượng số ngành liên quan khác.Với vai trò quan trọng ngành dầu khí Việt Nam nhanh chóng triển khai công tác thăm dò khảo sát khai thác dầu khí để góp phần vào mục tiêu chung phát triển kinh tế nước nhà.Mặc dù trình khai thác gặp nhiều khó khăn Hiện mỏ Bạch Hổ có nhiều giếng khai thác giảm áp suất (một số giếng ngưng chế độ tự phun phun không theo lưu lượng yêu cầu) Sản lượng khai thác giảm đáng kể, để hoàn thành kế hoạch khai thác hàng năm việc khai thác theo phương pháp tự phun không thực Vậy với giếng ngừng chế độ tự phun hay giếng hoạt động tự phun theo chu kì với sản lượng nhỏ, việc xử lý vùng cận đáy giếng phương pháp khác việc chuyển giếng sang khai thác phương pháp học cần thiết Hiện mỏ Bạch Hổ đưa hai giàn máy nén khí đồng hành với áp suất P = 125 at, lưu lượng Q = 51 triệu m3/ ngày đêm vào hoạt động với hệ thống đường ống dẫn đến tất giàn MSP việc khai thác phương pháp Gaslift thuận tiện hiệu quả, trở thành phương pháp khai thác học mỏ Đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế khai thác dầu khí phương pháp gaslift liên tục cho giếng BH-22 Mỏ Bạch Hổ ” em đề cập đến công đoạn thiết kế giếng khai thác phương pháp gaslift cho giếng khoan thuộc vùng mỏ Bạch Hổ Để lập kế hoạch khai thác phát triển mỏ tối ưu phương pháp khai thác gaslift mang lại hiệu cao việc thiết kế lựa chọn công nghệ gaslift quan trọng cần thiết Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn giúp đỡ tận tình Cô Doãn Thị Trâm thầy cô anh,các làm việc XNLD Vietsovpetro giúp em hoàn thành đồ án Sinh viên thực hiện: Phạm Đức Nhuận CHƯƠNG KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ- ĐỊA CHẤT VÙNG MỎ BẠCH HỔ 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên: Mỏ Bạch Hổ vùng mỏ dầu khí lớn nằm lô 09 thềm lục địa Việt Nam thuộc bồn trũng Cửu Long vùng biển Nam Trung Hoa cách bờ 100 km cách TP Vũng Tàu 130 km hướng Đông Nam, nơi có sản xuất VIETSOVPETRO Vị trí mỏ nằm khoảng từ 0,30’ đến 110,00’ vĩ tuyến Bắc từ 106o40’ đến 108o 40’ kinh độ Đông, phía Đông- Nam mỏ Đại Hùng, phía Tây- Nam cách Mỏ Rồng 35 km Vũng tàu nối với thành phố Hồ Chí Minh trung tâm công nghiệp, dịch vụ lớn Đường dài 125 km đường thủy dài 80 km Hình 1.1 Vị trí địa lí mỏ Bạch Hổ Chiều sâu mực nước biển mỏ 50 m, mức độ chấn động khu vực mỏ khu vực đất liền lân cận thềm lục địa không vượt độ Richter Khí hậu vùng mỏ khí hậu nhiệt đới gió mùa gồm: - Mùa đông khô ( từ tháng 11 đến tháng 3) có nhiệt độ ( 24 - 30 o C), chủ yếu gió mùa Đông- Bắc với trận gió lớn tới 20 km/h tạo nên sóng cao - m nhiều có bão với vận tốc gió tới 60km/ sóng cao tới 10m - Mùa hè (từ tháng đến tháng 9) có nhiệt độ (25 - 32 oC), chủ yếu gió Tây- Nam, hay có mưa to thời gian ngắn, có gió giật với tốc độ 25m/s Độ ẩm không khí 87 - 89% Thời tiết thuận lợi cho tiến hành công việc biển mùa gió Tây - Nam ( từ tháng đến tháng 9) với giai đoạn chuyển tiếp hai mùa (tháng 4, 5, 11) Vận tốc dòng chảy đo độ sâu 15-20 m đạt 80 cm/s lớp nước đáy thay đổi từ 20 -30 cm/s Nhiệt độ nước năm thay đổi từ 20 -30oC Độ mặn nước biển thay đổi từ 33- 35g/dm3 1.2 Đặc điểm địa chất: Mỏ Bạch Hổ nếp uốn gồm vòm nhỏ, kéo dài theo phương kinh tuyến bị phức tạp hệ thống đứt gãy, biên độ độ kéo dài giảm dần phía theo mặt cắt Cấu trúc tương phản thể mặt tầng móng trầm tích Oligoxen Đặc tính địa lũy thấy rõ phía mặt cắt Nếp lồi có cấu trúc bất đối xứng phần vòm Góc dốc vỉa tăng theo độ sâu từ đến 28˚ cánh Tây, từ đến 210˚ cánh Đông Trục nếp uốn phần kề vòm thấp dần phía Bắc với góc dốc 210 (đo giếng 604) tăng Hướng phá hủy kiến tạo chủ yếu theo hai hướng kinh tuyến đường chéo Đứt gãy kinh tuyến I, II có dạng hình phức tạp kéo dài phạm vi vòm trung tâm Độ nghiêng bề mặt đứt gãy không phản ảnh rõ tài liệu địa chấn nên tạm lấy 600 - Đứt gãy số I chạy dọc theo hướng kinh tuyến cánh Tây lớp uốn theo móng tầng địa chấn CG2 lên vòm Bắc chạy sang hướng Đông Bắc, độ dịch chuyển ngang phía lên đến - 9˚, mức nghiêng đá 70 400m/km Trục uốn phía Nam thụt xuống thoải (