Tìm hiểu phương pháp khai thác dầu bằng phương pháp gaslift chuyên đề tính toán lựa chọn cột ống nâng và độ sâu đặt van cho giếng khai thác 709RC7

MỤC LỤC MỞ ĐẦU………………………………………………………………………… CHƯƠNG 1-CÁC PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC DẦU PHỔ THÔNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GASLIFT CHO GIẾNG KHAI THÁC………………………… 1.1.Tổng quan……………………………………………………………………… 1.2.Các phương pháp khai thác dầu khí…………………………………………… 1.2.1 Khai thác dầu phương pháp gaslift…………………………………… 1.2.1.1.Bản chất phương pháp………………………………………………… 1.2.1.2.Ưu điểm…………………………………………………………………… 1.2.1.3.Nhược điểm………………………………………………………………… 1.2.1.4.Phạm vi ứng dụng…………………………………………………… 1.2.2.Phương pháp khai thác dầu máy bơm piston cần……………………… 1.2.2.1.Bản chất phương pháp ……………………………………………… 1.2.2.2.Ưu điểm…………………………………………………………………… 1.2.2.3 Nhược điểm……………………………………………………………… 1.2.2.4.Phạm vi áp dụng…………………………………………………………… 1.2.3.Phương pháp khai thác dầu máy bơm thủy lực ngầm …………… … 1.2.3.1 Bản chất phương pháp ………………………………………………… 1.2.3.2.Ưu điểm…………………………………………………………………… 1.2.3.3 Nhược điểm……………………………………………………………… 1.2.3.4.Phạm vi áp dụng…………………………………………………………… 1.2.4.Phương pháp khai thác dầu máy bơm ly tâm điện chìm………… ……6 1.2.4.1 Bản chất phương pháp ………………………………………………… 1.2.4.2.Ưu điểm…………………………………………………………………… 1.2.4.3 Nhược điểm…………………………………………………………………7 1.2.4.4.Phạm vi áp dụng…………………………………………………………… 1.3.Cơ sở để lựa chọn phương pháp gaslift………………………………………… CHƯƠNG 2-LÝ THUYẾT CƠ SỞ KHAI THÁC DẦU BẰNG GASLIFT…… 10 2.1.Nguyên lý hoạt động………………………………………………………… 10 2.1.1.Bản chất phương pháp………………………………………………… 10 2.1.2.Nguyên lý làm việc……………………………………………………… 11 2.2.Các thiết bị sử dụng gaslift…………………………………………… 12 2.2.1.Thiết bị miệng giếng……………………………………………………… 12 2.2.1.2.Các thành phần thiết bị miệng giếng chức chúng 12 2.2.2.Thiết bị lòng giếng………………………………………………………… 16 2.2.2.1.Phếu định hướng………………………………………………………… 17 2.2.2.2 Nhippen ……………………………………………………………… 17 2.2.2.3 Ống đục lỗ…………………………………………………………… 17 2.2.2.4 Van cắt …………………………………………………………… 18 2.2.2.5 Paker………………………………………………………………… 19 2.2.2.6.Thiết bị bù trừ nhiệt…………………………………………………… 21 2.2.2.7.Van tuần hoàn……………………………………………………… 21 2.2.2.8 Mandrel…………………………………………………………… 22 2.2.2.9 Van an toàn sâu …………………………………………………… 23 2.2.2.10 Các loại ống khai thác …………………………………………… 24 2.2.2.11 Van gaslift ………………………………………………………… 27 2.3 Sơ đồ nguyên lý cấu trúc hệ thống ống khai thác phương pháp gaslift 29 2.3.1 Cấu trúc hệ vành xuyến ……………………………………………… 30 2.3.2 Cấu trúc hệ trung tâm ……………………………………………… 30 2.4 Tính tốn cột ống nâng ……………………………………………… 31 2.4.1.Tính tốn cột ống nâng khống chế lưu lượng khai thác………… 32 2.4.1.1 Xác định chiều dài cột ống nâng L …………………………… 32 2.4.1.2 Xác định đường kính cột ống nâng ……………………………… 33 2.4.2.Tính tốn cột ống nâng không khống chế lưu lượng khai thác… 33 2.4.2.1 Xác định chiều dài cột ống nâng………………………………… 33 2.4.2.2.Xác định đường kính cột ống nâng………………………………… 33 2.5.Tính toán độ sâu đặt van……………………………………………… 34 2.5.1 Phương pháp giải tích …………………………………………… 34 2.5.2 Phương pháp đồ thị Camco ………………………………………… 36 2.6 Nghiên cứu giếng khai thác gaslift ……………………………… 38 2.6.1.Phương pháp thay đổi chế độ khai thác ổn định …………………… 41 2.6.2.Phương pháp thay đổi áp suất miệng giếng theo chế độ …… 42 CHƯƠNG 3-TÍNH TỐN LỰA CHỌN CỘT ỐNG NÂNG VÀ ĐỘ SÂU ĐẶT VAN CHO GIẾNG KHAI THÁC GASLIFT……………………………… 44 3.1.Thông số vỉa giếng ……………………………………………… 44 3.2 Lựa chọn ống nâng……………………………………………………… 45 3.2.1 Tính tốn cột ống nâng cho giếng …………………………………… 45 3.2.2Xây dựng biểu đồ Camco xác định chiều sâu đặt van ……………… 47 3.2.3 Xác định độ sâu thơng số ,đặc tính van chiều sâu ………… 51 CHƯƠNG 4-SỰ CỐ,PHỨC TẠP VÀ CƠNG TÁC AN TỒN TRONG PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC DẦU BẰNG GASLIFT……………………………… 60 4.1 Sự cố,phức tạp ………………………………………………………… 4.1.1 Sự lắng đọng parafin………………………………………………… 4.1.2 Giếng không khởi động ………………………………………… 4.1.3 Các thiết bị hư hỏng ………………………………………………… 4.1.4.Sự cố cháy…………………………………………………………… 4.2.Cơng tác an tồn ……………………………………………………… 4.2.1.Những yêu cầu chung ……………………………………………… 4.2.2 Những yêu cầu an toàn khai thác giếng gaslift ………………… 4.2.3 An toàn vận hành thiết bị gaslift …………………………… 4.2.3.1 Những yêu cầu chung ……………………………………………… 4.2.3.2 Những yêu cầu an toàn vận hành thiết bị gaslift ……………… KẾT LUẬN 60 60 61 61 62 62 62 62 63 63 64 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN STT SỐ HÌNH VẼ Hình 2.1 10 11 12 13 14 15 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 16 17 18 19 20 21 22 Hình 2.16 Hình 2.17 Hình 2.18 Hình 2.19 Hình 2.20 Hình 3.1 Hình 3.2 TÊN HÌNH VẼ Sơ đồ nguyên lý làm việc phương pháp khai gaslift Sơ đồ thiết bị miệng giếng thông khai thác Sơ đồ thiết bị miệng giếng thông kiểu chạc Sơ đồ thiết bị miệng giếng với thông kiểu chạc tư Phễu hướng dòng(a)và thiết bị định vị (b,c) Ống đục lỗ Van cắt Sơ đồ packer Thiết bị bù trừ nhiệt Sơ đồ van tuần hoàn Mandrel Van an toàn sâu Sơ đồ cấu trúc thiết bị lòng giếng Sơ đồ nguyên lý cấu tạo van gaslift Sơ đồ nguyên lý cấu tạo van gaslift hoạt động theo áp suất khí nén cần áp suất cần Các dạng cấu trúc cột ống nâng Đồ thị xác định Pđể theo L R tư Sơ đồ nguyên tắc tính toán chiều sâu đặt van Xác định đồ sâu đặt van phương pháp biểu đồ Camco Đồ thị biểu thị mối quan hệ của…lưu lượng,sản lượng Các thông số vỉa giếng Xác định chiều sâu đặt van gaslift phương pháp Camco Trang 11 13 15 16 17 18 18 20 21 22 23 24 26 27 28 29 34 35 39 42 49 52 DANH MỤC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN STT SỐ HIỆU BẢNG Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5a Bảng 3.5b TÊN BẢNG Ống OKT sản xuất theo tiêu chuẩn API Ống OKT sản xuất theo tiêu chuẩn Gost 633-80 Các loại van gaslift thương dùng Các thông số vỉa giếng Bảng hệ số áp suất cột khí tỷ trọng 0,65 Thơng số van gaslift sau thiết kế Bảng hệ số hiệu chỉnh áp suất đường kính tối đa van Bảng hệ số hiệu chỉnh áp suất mở van Bảng hệ số hiệu chỉnh áp suất mở van TRANG 24 25 28 44 50 57 57 58 59 BẢNG QUY ĐỔI VÀ CÁC ĐƠN VỊ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG *Hệ quốc tế SI: Độ dài: m Khối lượng: kg Thời gian: s Lực: N; KG = 9,80665N Áp suất: N/m2 = Pa; 1KG/cm2 = 0,981 bar; Kpa = 1000 pa Độ nhớt: 1P = 10-6 bar.s; 1CP = 10-8 bar.s *Qui đổi hệ Anh sang hệ SI: inch = 2,540 cm m = 3,281 ft mile = 1,609 km bbl = 0,1589 m3 m3/m3 = 5,62 ft3/bbl bbl/SCF = 5,615 m3/m3 at = 14,7 psi psi = 0,07031 KG/cm2 at = 1,033 KG/cm2 psig = 1,176 psi 141,5  131,5  ( G / cm ) 0API = 0K = 273 + 0C 0R = 460 + 0F C F  32  MỞ ĐẦU Dầu khí nguồn lượng nguồn nguyên liệu chủ đạo kinh tế giới, mang tính chất chiến lược quốc gia Ngành dầu khí nước ta trẻ, có đóng góp quan trọng vào phát triển kinh tế nước nhà Từ nhiều năm dầu khí ln mặt hàng xuất chủ lực Việt Nam, chiếm tỷ lệ khoảng 30% tổng giá trị xuất nước Đến ngành dầu khí tự khẳng định ngành công nghiệp mũi nhọn công công nghiệp hóa đại hóa đất nước Trong năm qua có bước vững lĩnh vực cơng nghệ khoan, khai thác dầu khí xây dựng cơng trình dầu khí Tại mỏ Rồng XNLD Vietsovpetro gồm đối tượng khai thác như: Mioxen hạ, Oligoxen hạ Móng đưa vào khai thác Hầu hết thời gian đầu giếng khai thác chế độ tự phun nhờ lượng tự nhiên vỉa Theo thời gian lượng vỉa giảm dần áp dụng biện pháp trì áp suất vỉa như: Bơm ép nước vào vỉa; nhiều giếng ngừng tự phun bị ngập nước Vì việc lựa chọn phương pháp khai thác học cần thiết nhằm trì sản lượng khai thác mức cao nâng cao hệ số thu hồi dầu mỏ Phương pháp khai thác bơm điện ly tâm chìm đưa vào áp dụng, hiệu kinh tế mang lại khơng cao Do phương pháp khai thác gaslift đưa vào áp dụng mỏ Rồng với chi phí xây dựng ban đầu lớn, hiệu mang lại lớn nhiều so với phương pháp khai thác khác Được đồng ý Bộ mơn Thiết Bị Dầu Khí– Khoa dầu khí, em tiến hành thực Đồ án tốt nghiệp với đề tài:“ Tìm hiểu phương pháp khai thác dầu phương pháp gaslift-chun đề :Tính tốn lựa chọn cột ống nâng độ sâu đặt van cho giếng khai thác 709RC7” ” Nội dung là: -Tìm hiểu nội dung phương pháp khai thác dầu gaslift : +Các thiết bị khai thác dầu phương pháp gaslift +Nêu lên sở tính tốn thiết kế giếng khai thác dầu gaslift mỏ Rồng +Phương pháp xác định chiều sâu đặt van gaslift biểu đồ Camco +Các phức tạp thường xảy cách khắc phục +Vấn đề an toàn hoạt động khai thác dầu khí Với kiến thức học kết hợp với thực tế, trình thực tập với nỗ lực thân, cộng tác bạn bè đồng nghiệp, giúp đỡ XNLD Vietsovpetro đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy giáo ThS Nguyễn Thanh Tuấn thầy mơn Thiết Bị Dầu Khí & Cơng Trình, đồ án em hồn thành Mặc dù cố gắng, nỗ lực, song đồ án chắn không tránh khỏi sai sót, em mong nhận đóng góp ý kiến, phê bình thầy giáo bạn đồng nghiệp để đồ án hoàn thiện Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo Th.Nguyễn Thanh Tuấn - người trực tiếp hướng dẫn em suốt trình thực đồ án, thầy cô giáo môn, XNLD Vietsovpetro bạn đồng nghiệp giúp đỡ em hoàn thành đồ án này! Một lần em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 05 năm 2017 Sinh viên CHƯƠNG 1:CÁC PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC DẦU PHỔ THÔNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GASLIFT CHO GIẾNG KHAI THÁC 1.1 Tổng quan -Trong trình khai thác dầu khí tuỳ thuộc vào chế độ lượng vỉa mà giếng sau khoan xong chuyển sang khai thác theo phương pháp khai thác khác Nếu lượng vỉa đủ thắng tổn hao lượng suốt q trình dòng sản phẩm chảy (với lưu lượng khai thác định đó) từ vỉa vào đáy giếng, dọc theo cột ống khai thác nâng lên bề mặt theo đường ống vận chuyển đến hệ thống thu gom, xử lý giếng sẽ khai thác theo chế độ tự phun Một điều kiện khơng thảo mãn phải chuyển sang khai thác phương pháp học - Mục đích áp dụng phương pháp học nhằm bổ sung thêm lượng bên (nhân tạo) với lượng vỉa (tự nhiên) để đảm bảo giếng hoạt động Việc cung cấp lượng bổ sung thường để giảm chiều cao mực chất lỏng giếng để giảm mật độ dòng sản phẩm ống khai thác nhằm tăng chênh áp (P = Pv– Pđ) -Nhưng thực tế khai thác dầu giới, phương pháp tự phun thường áp dụng vào thời kỳ đầu mỏ Khi chế độ tự phun thực được, người ta phải nghiên cứu tìm giải pháp khai thác dầu phương pháp học Tuy nhiên dựa theo nguyên lý truyền lượng mà phương pháp khai thác học phân loại theo nhóm sau: truyền lực cần, truyền lực thuỷ lực, truyền lực điện truyền lực khí nén cao áp 1.2 Các phương pháp khai thác dầu khí 1.2.1 Khai thác dầu bằng phương pháp gaslift 1.2.1.1 Bản chất của phương pháp: -Khai thác dầu phương pháp gaslift dựa nguyên tắc bơm khí nén cao áp vào vùng không gian vành xuyến ống khai thác ống chống khai thác, nhằm đưa khí cao áp vào ống khai thác qua van gaslift với mục đích làm giảm trọng lượng riêng sản phẩm khai thác, dẫn đến giảm áp suất đáy tạo nên độ chênh áp cần thiết để sản phẩm chuyển động từ vỉa vào giếng Đồng thời thay đổi nhiệt độ áp suất ống khai thác làm cho khí giản nở góp phần đẩy dầu lên, nhờ mà dòng sản phẩm nâng lên mặt đất vận chuyển đến hệ thống thu gom, xử lý 1.2.1.2 Ưu điểm: +Có thể đưa giếng vào khai thác giai đoạn tự phun hiệu thấp +Phương pháp áp dụng với giếng có độ sâu độ nghiêng lớn +Khai thác với giếng có yếu tố khí lớn áp suất bão hoà cao +Khai thác lưu lượng lớn điều chỉnh lưu lượng khai thác dễ dàng +Có thể khai thác giếng có nhiệt độ cao hàm lượng parafin lớn, giếng có cát có tính ăn mòn cao +Khảo sát xử lý giếng thuận lợi, không cần kéo cột ống nâng lên đưa dụng cụ qua để khảo sát +Sử dụng triệt để khí đồng hành +Ít gây nhiểm mơi trường +Có thể khai thác đồng thời vỉa giếng +Giới hạn đường kính ống chống khai thác khơng ảnh hưởng đến sản lượng khai thác dùng phương pháp gaslift +Có thể sử dụng kỹ thuật tời dịch vụ sửa chữa thiết bị lòng giếng, điều khơng tiết kiệm thời gian mà làm giảm chi phí sửa chữa 1.2.1.3 Nhược điểm: +Đầu tư ban đầu cao so với phương pháp khác +Năng lượng sử dụng để khai thác sản phẩm cao so với phương pháp khác +Không tạo chênh áp lớn để hút cạn dòng dầu vỉa giai đoạn cuối trình khai thác +Nguồn cung cấp lượng khí phải lớn đủ cho tồn đời mỏ +Chi phí vận hành bảo dưỡng trạm khí nén cao Đòi hỏi đội ngũ cơng nhân vận hành cơng nhân khí lành nghề 1.2.1.4 Phạm vi ứng dụng: Hiện giải pháp khai thác dầu phương pháp gaslift áp dụng rộng rãi đất liền biển, đặc biệt vùng xa dân cư khó lại Giải pháp thích ứng với giếng có tỷ số khí dầu cao, khai thác giếng có độ sâu lớn độ nghiêng trung bình vỉa sản phẩm cao 3000m 1.2.2 Phương pháp khai thác dầu bằng máy bơm piston cần: 1.2.2.1 Bản chất của phương pháp: 62 -Áp suất nhỏ mà dòng chất lỏng ống khai thác đạt khí nén qua van 3: Pmin3= 1112 psi -Áp suất cực đại ống nâng vị trí van 3: Pmax3 = 1328 psi -Hệ số hiệu chỉnh tỷ trọng nhiệt độ khí nén vị trí van 3: Ctg3 = 1,1 -Tổn hao áp suất khí nén qua van 2: Pkn3 = (Pmax2 – Plcb2).fp2 = 13 psi -Tổng tổn hao áp suất khí nén qua van van 2: Pkn = 30 psi -Áp suất khí nén cân lực đóng mở van 3: Pkcb3= 1618- 30 = 1588 psi -Áp suất chất lỏng ống nâng dùng để cân lực đóng mở van 3: Plcb3= 1112 psi -Đường kính lỗ van 3: dv3= 3/16” -Hệ số hiệu chỉnh áp suất mở van 3: fp3 = 0,1036 -Áp suất mở van điều kiện độ sâu van: Pmv3 = 1543 psi = 105 at -Giá trị hiệu chỉnh: Ct3=0,822 -Áp suất mở van điều kiện chuẩn: Pmv3 = 1400 psi = 95,3 at Van số 4: Thông số van sau: -Độ sâu đặt van 4: L4 = 7538 ft -Nhiệt độ khí nén độ sâu đặt van 4: Tkn4 = 155,2oF = 68,4 °C -Nhiệt độ chất lỏng ống khai thác độ sâu đặt van 4: T14 = 163,1 0F = 72,8°C -Áp suất khí nén vị trí van 4: Pkn4 = 1644 psi -Áp suất nhỏ mà dòng chất lỏng ống khai thác đạt khí nén qua van 4: Pmin4 = 1267 psi -Áp suất cực đại ống nâng vị trí van 4: Pmax4 = 1427 psi -Hệ số hiệu chỉnh tỷ trọng nhiệt độ khí nén vị trí van 4: Ctg4 = 1,117 -Tổn hao áp suất khí nén qua van 3: Pkn3 = (Pmax3 – Plcb3).fp3 = 22 psi -Tổng tổn hao áp suất khí nén qua van 1, 3: Pkn = 52 psi -Áp suất khí nén cân lực đóng mở van 4: Pkcb4= 1592 psi -Áp suất chất lỏng ống nâng dùng để cân lực đóng mở van 4: Plcb4 = 1267 psi -Đường kính lỗ van 4: dv4 = 3/16” -Hệ số hiệu chỉnh áp suất mở van 4: fp4 = 0,1036 -Áp suất mở van điều kiện độ sâu van: Pmv4 = 1561 psi = 106,3 at -Giá trị hiệu chỉnh: Ct4 =0,829 -Áp suất mở van điều kiện chuẩn: Pmv4 = 1428 psi = 97,2 at Van số 5: Thông số van sau: -Độ sâu đặt van 5: L5 = 8398 ft 63 -Nhiệt độ khí nén độ sâu đặt van 5: Tkn5 = 166 oF = 74,4 °C -Nhiệt độ chất lỏng ống khai thác độ sâu đặt van 5: T15 = 169,8 0F = 76,6°C -Áp suất khí nén vị trí van 5: Pkn5 = 1660 psi -Áp suất nhỏ mà dòng chất lỏng ống khai thác đạt khí nén qua van 5: Pmin5 = 1381 psi -Áp suất cực đại ống nâng vị trí van 5: Pmax5 = 1499 psi -Hệ số hiệu chỉnh tỷ trọng nhiệt độ khí nén vị trí van 5: C tg5 = 1,127 -Tổn hao áp suất khí nén qua van 4: Pkn4 = (Pmax4 – Plcb4).fp4 = 17 psi -Tổng tổn hao áp suất khí nén qua van 1, 2,3 4: Pkn = 69 psi -Áp suất khí nén cân lực đóng mở van 5: Pkcb5= 1591 psi -Áp suất chất lỏng ống nâng dùng để cân lực đóng mở van 5: Plcb5 = 1381 psi -Đường kính lỗ van 5: dv5 = 3/16” -Hệ số hiệu chỉnh áp suất mở van 5: fp5 = 0,1036 -Áp suất mở van điều kiện độ sâu van: Pmv5 = 1571 psi = 106,9 at -Giá trị hiệu chỉnh: Ct5 =0,8 -Áp suất mở van điều kiện chuẩn: Pmv5 = 1387 psi = 94,4 at Van số 6: -Thông số van sau: -Độ sâu đặt van 6: L6 = 9024 ft -Nhiệt độ khí nén độ sâu đặt van 6: Tkn6 = 173,9 oF = 78,8 °C -Nhiệt độ chất lỏng ống khai thác độ sâu đặt van 6: T16 = 174,7 0F = 79,3°C -Áp suất khí nén vị trí van 6: Pkn6 = 1672 psi -Áp suất nhỏ mà dòng chất lỏng ống khai thác đạt khí nén qua van 6: Pmin6 = 1465 psi -Áp suất cực đại ống nâng vị trí van 6: Pmax6 = 1553 psi -Hệ số hiệu chỉnh tỷ trọng nhiệt độ khí nén vị trí van 6: C tg6 = 1,127 -Tổn hao áp suất khí nén qua van 5: Pkn5 = (Pmax5 – Plcb5).fp5 = 13 psi -Tổng tổn hao áp suất khí nén qua van 1, 2,3,4 5: Pkn = 82 psi -Áp suất khí nén cân lực đóng mở van 6: Pkcb6= 1590 psi -Áp suất chất lỏng ống nâng dùng để cân lực đóng mở van 6: Plcb6 = 1465 psi -Đường kính lỗ van 6: dv6 = 3/16” -Hệ số hiệu chỉnh áp suất mở van 6: fp6 = 0,1036 -Áp suất mở van điều kiện độ sâu van: Pmv6 = 1578 psi = 107,4 at -Giá trị hiệu chỉnh: Ct6 =0,787 -Áp suất mở van điều kiện chuẩn: Pmv6 = 1372 psi = 93,3 at 64 -Nếu kẻ tiếp chạm đến độ sâu đặt paker, van số van cuối van làm việc Bảng 3.3: Thông số van gaslift sau thiết kế STT Độ sâu Tkn Tl Pmax ΔPkn Pkn Pkncb Plcb D Pmv Đơn vị M °C °C Atm Atm Atm Atm Atm Inch Atm Van 835 34,8 51,9 68,9 1,16 103,2 103,2 42,8 1/8 91,2 Van 1467 49,3 60,9 81,2 0,88 107,2 106,1 61,6 1/8 91,4 Van 1942 60,3 67,8 90,4 1,5 110,1 108,1 75,7 3/16 95,3 Van 2297 68,4 72,8 97,1 1,16 111,9 108,3 86,2 3/16 97,2 Van 2560 74,4 76,6 102 0,88 113 108,3 94 3/16 94,4 Van 2750 78,8 79,3 105,7 113,8 108,2 99,7 3/16 93,3 Bảng 3.4 : Hệ số hiệu chỉnh áp suất đường kính tối đa van Hệ số hiệu chỉnh áp suất Kiểu van inch OD Square seat inch 1/8 0.0447 3/16 0.1036 7/32 0.1453 1/4 0.1972 9/32 0.2620 5/16 0.3034 11/32 0.4454 3/8 0.5769 7/16 1/2 Đường kính tối đa van Beveled seat 0.0716 0.1348 0.1769 0.2278 0.3646 0.4569 0.5716 0.7168 ½ inch OD Square seat 0.0170 0.0393 Beveled seat 0.0280 0.0502 0.0710 0.0807 0.1146 0.1445 0.1727 0.2496 0.3516 0.2021 0.3193 0.4262 65 IPO PPO 1” OD 5/16” 1/4” ½ OD 1/2” 5/16” 66 Bảng 3.5a: Bảng hệ số hiệu chỉnh áp suất mở van 67 Bảng 3.5b: Bảng hệ số hiệu chỉnh áp suất mở van 68 CHƯƠNG - SỰ CỐ ,PHỨC TẠP VÀ CƠNG TÁC AN TỒN TRONG PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT 4.1 Sự cố ,phức tạp phương pháp khai thác dầu gaslift 4.1.1 Sự lắng đọng parafin ống khai thác -Nguyên nhân phát sinh: Do hàm lượng parafin dầu mỏ Rồng tương đối cao, trung bình 12%, nên thường xuyên xảy tượng lắng đọng parafin ống khai thác đường ống vận chuyển Nguyên nhân chủ yếu tượng nhiệt độ dầu ống giảm xuống nhiệt độ kết tinh parafin Ngồi tượng tách khí khỏi dầu dẫn đến áp suất giảm, dẫn đến hàm lượng parafin dầu tăng, làm cho parafin lắng đọng Cát gây nên lắng đọng parafin, hạt cát thường tâm kết tinh parafin Tại cấp đường kính thay đổi, lắng đọng parafin ngày trầm trọng sẽ làm giảm lưu lượng khai thác -Biện pháp phòng ngừa: +Tăng áp lực đường ống (từ 1015at), làm cho khí khó tách khỏi dầu tạo điều kiện cho parafin hòa tan dầu +Giảm độ nhám đường ống hạn chế thay đổi đột ngột đường kính ống nâng đường ống vận chuyển +Dùng hóa phẩm chống đơng đặc parafin, với hóa phẩm khác nhau, cần dùng nồng độ khác nhau, thường từ 0,20,3% Các chất hóa phẩm thường dùng loại xăng nhẹ làm dung mơi hòa tan parafin chất chống đơng đặc chất hoạt tính bề mặt (hàm lượng từ 15%) -Biện pháp khắc phục: +Phương pháp nhiệt học: Người ta bơm dầu nóng nước nóng để làm tan tinh thể parafin bám thành ống khai thác +Phương pháp học: Dùng thiết bị cắt, nạo parafin thành ống khai thác Hệ thống thiết bị lắp đặt vào dụng cụ cáp tời, thả vào giếng để nạo parafin Dụng cụ nạo phải có đường kính tương ứng với đường kính ống khai thác, sau kéo thiết bị từ từ khỏi giếng để tránh trường hợp rơi lưỡi cắt 69 +Phương pháp hóa học: Người ta ép chất lưu H-C nhẹ chất hoạt tính bề mặt vào giếng khai thác qua khoảng khơng vành xuyến H-C nhẹ hòa tan parafin làm giảm kết tinh parafin Chất hoạt tính bề mặt đưa vào dòng chảy dầu giếng để hấp thụ thành phần nhỏ parafin làm giảm ngừng kết tinh parafin Các chất hóa học thường dùng tác nhân phân tán, tác nhân thấm ướt phổ biến công nghiệp khai thác dầu khí nước Tác nhân thấm ướt có khả phủ lên bề mặt ống lớp màng mỏng, điều ngăn ngừa tích tụ parafin giữ phân tử parafin phân tán không dính lại với di chuyển từ đáy giếng tới hệ thống xử lý dầu thơ Ngồi ta đưa vào ống chất polyme (sản phẩm Mỹ), chất sử dụng Nicromat natri –Na2Cr2O7.2H2O (10%) đưa vào buồng trộn với nhiệt độ 8090%, có có tác dụng phá dần nút parafin 4.1.2 Giếng không khởi động -Hiện tượng xảy khí nén vào cần đạt đến giá trị cực đại nguồn khí mà giếng khơng làm việc -Khí nén liên tục nâng áp suất cần lên đến giá trị Pmax (thông thường Pmax=Pkđ+15at) mà giếng không làm việc, nguyên nhân van khởi động bên không mở -Biện pháp khắc phục tiến hành cơng tác khảo sát giếng để biết xác van gaslift cần thay 4.1.3.Các thiết bị hư hỏng: -Van điều chỉnh mực chất lỏng không làm việc: Khi phát hiện tượng ta kịp thời xử lý cách điều chỉnh van tay Đóng đường điều chỉnh tự động, khắc phục sửa chữa thiết bị Sau đưa hệ thống làm việc trở lại -Hệ thống báo mức chất lỏng khơng xác: Trong trường hợp bình quan trọng người ta thường làm hai thiết bị để theo dõi mực chất lỏng, nhờ người ta sửa chữa hai thiết bị -Máy bơm vận chuyển dầu khí bị cố: Trong trường hợp người ta lắp đặt máy bơm dự phòng Khi máy bơm bị cố khơng bơm tắt máy bật máy dự phòng Sau sửa chữa hư hỏng máy bơm -Các thiết bị báo tín hiệu, hiệu chỉnh khơng tốt: Khi phát sai lệch thông tin phải tiến hành kiểm trahoặc thay thiết bị đảm bảo độ tin cậy cao -Thiết bị bảo vệ điều khiển khơng tốt: Cần phải có kế hoạch kiểm tra định kỳ.Trường hợp cố cần sửa chữa kịp thời 70 Nói chung hồn hảo thiết bị yêu cầu gắt gao q trình khai thác dầu khí Những người làm việc trực tiếp luôn theo dõi làm việc thiết bị, phát kịp thời có biện pháp sửa chữa, khắc phục…Sao cho đảm bảo dòng dầu liên tục khai thác lên vận chuyển đến tàu chứa 4.1.4 Sự cố cháy -Sự cố cháy cực kỳ nguy hiểm ảnh hưởng lớn đến an toàn tồn khu mỏ, người ta cần lắp đặt thiết bị tự động tay Khi có cố cháy thiết bị cảm nhận báo về, hệ thống xử lý sẽ lệnh cho van điều khiển ngắt nguồn khí tồn hệ thống (SDV) lượng khí lại bình chứa, đường ống xả vòi đốt -Các giếng khai thác dừng làm việc đồng thời đóng van tự động miệng giếng Trong trường hợp van tự động làm việc khơng tốt ta đóng van tay -Trong thực tế việc xảy cháy giàn cố định trình khai thác bất cẩn người Khi phát cháy người ta dập đám cháy thiết bị cứu hỏa trang bị giàn tàu cứu hộ… 4.2.Công tác an toàn 4.2.1 Những yêu cầu chung: -Miệng giếng gaslift cần phải lắp đặt thiết bị đầu giếng theo tiêu chuẩn, áp suất làm việc thiết bị phải tương ứng với áp suất tối đa dự kiến đạt miệng giếng -Sơ đồ thiết bị miệng giếng cần phê duyệt chánh kỹ sư XNKT đồng ý phận chống phun trung tâm an toàn -Sơ đồ miệng giếng cần phải dự tính đến: + Đưa khí cao áp vào cần + Sản phẩm vào hệ thống thu gom - xử lý dầu + Dập giếng xảy cố + Khả xả áp suất cần lên pha-ken -Các mối hàn đường dẫn khí cao áp cần phải kiểm tra siêu âm thử thủy lực 1,5 lần áp suất làm việc -Sơ đồ lắp ráp miệng giếng hệ thống cấp khí cho giếng gaslift cần phải phòng ngừa trường hợp vỡ đường ống cấp khí từ cụm phân phối khí đến giếng Khí ngồi cần giếng khơng bị xả ngồi 4.2.2 Những yêu cầu an toàn khai thác giếng gaslift : 71 -Trước lắp đặt thiết bị đầu giếng cần phải ép thử với áp lực làm việc (theo lý lịch) Sau lắp đặt xong miệng giếng cần ép thử lại với áp suất áp suất ép thử cột ống chống khai thác Kết thử cần phải lập biên -Không phụ thuộc vào áp suất dự kiến đạt giếng cần phải lắp đầy đủ ốc vít, đệm làm kín theo yêu cầu kỹ thuật -Phần chữ thập đầu giếng thơng với ngồi cần giếng cần phải lắp hai van: Van bên van kiểm tra, van bên ngồi van làm việc, van kiểm tra vị trí đóng kín vị trí mở hồn tồn để tránh việc mài mòn van -Cần phải lắp đồng hồ van ba chạc để đo áp suất miệng, cần ống chống, mặt đồng hồ phải đánh dấu đỏ để áp suất làm việc -Trước tiến hành sửa chữa đường ống dẫn khí cao áp đến giếng gaslift, cần phải chuyển chế độ điều khiển tự động giếng tay Đóng van cầu đầu cụm phân phối khí van đầu vào giếng, xả áp suất tồn đường ống -Khi dừng giếng gaslift để tiến hành số thao tác công nghệ mà không xả áp suất giếng Cần thiết phải đóng van đầu giếng, nghiêm cấm đóng van đường cụm phân dòng -Bơm rửa xả giếng thiết phải tiến hành qua blốc công nghệ -Đồng hồ áp lực thiết bị đo lường khác phải lắp đặt cho dễ nhìn thấy, cần chọn đồng hồ áp lực phù hợp với áp suất làm việc thị khoảng 2/3 thang đo -Khi thay đồng hồ áp lực phải kiểm tra tin ren tốt, tháo lắp đồng hồ cờ-lê chuyên dụng Kiểm tra khả làm việc van sâu lòng giếng van ngắt thông phải thực theo lịch, quy trình kiểm tra với đại diện TĐH – ĐL -Trước thả dụng cụ nạo parafin vào giếng cần phải: +Chuyển hệ thống tự động điều khiển sang chế độ tay +Đóng nguồn cấp khí +Xả áp suất cần xuống 15 – 20 at thấp áp suất làm việc giếng +Đóng van đầu giếng +Tất công việc liên quan đến hệ thống gaslift liệt kê vào danh mục cơng việc nguy hiểm khí thực vào ban ngày 4.2.3 An toan lao động vận hành các thiết bị gaslift 4.2.3.1 Những yêu cầu chung: 72 -Thiết bị gaslift cần phải lắp đặt vận hành yêu cầu kỹ thuật thiết kế, quy trình tổ chức thiết bị dẫn hãng chế tạo -Sau kết thúc việc lắp đặt thiết bị gaslift giàn, cần phải tiến hành thử thủy lực với áp lực thử 1,5 lần áp suất làm việc Tiến hành công việc lắp ráp thử điều kiện thực tế cách tạo tín hiệu điều khiển cố -Đưa vào vận hành thiết bị gaslift cho phép sau hoàn tất cơng việc lắp đặt, có biên nghiệm thu thiết bị đưa vào sử dụng hội đồng nghiệm thu nhà nước định xí nghiệp khai thác -Chỉ cho phép người vận hành, bảo dưỡng thiết bị gaslift có tuổi từ 18 trở lên, học chuyên môn, trải qua kỳ thi kiểm tra kiến thức an toàn bảo hành bảo dưỡng thiết bị gaslift -Thiết bị gaslift làm việc với áp suất cao, bảo dưỡng vận hành chúng cần phải có biện pháp an tồn cao -Tất công việc liên quan trực tiếp đến hệ thống gaslift cơng việc nguy hiểm khí, cần phải liệt vào danh sách công việc nguy hiểm thực theo giấy cho phép tiến hành công việc nguy hiểm khí -Cụm phân phối khí cần thiết phải có thiết bị điều khiển tự động lưu lượng khí, thông số công nghệ thiết bị cần đưa trạm điều khiển -Hệ thống điều khiển công nghệ gaslift cần phải thực chức đảm bảo an tồn thiết bị đạt thơng số công nghệ cao thấp giá trị giới hạn đặt trước -Việc xử lý khí cao áp cần phải tính đến việc sấy khí khỏi nước trước điểm sương -10oC tránh tạo hydrat ống 4.2.3.2 Những yêu cầu an toàn vận hành thiết bị gaslift: -Bình tách V-100 bình làm việc với áp suất cao Vì vận hành bảo dưỡng chúng phải tuân thủ theo “Quy phạm lắp đặt vận hành an tồn bình chịu áp lực” -Trước tiến hành khám nghiệm bên thử thủy lực bình tách V-100 Các van SDV-400, SDV-200 lệnh đóng lại, hệ thống điều khiển chuyển sang chế độ tay van dùng để xả con-den-sat vào cần giếng gaslift phải đóng lại Tiến hành xả áp suất hệ thống áp suất khí -Bình tách cần phải đặt mặt bịt ngăn cách, nhằm tránh khả khí xâm nhập vào từ phía hệ thống đường ống nối với bình V-an an toàn cố BDV-100 cần kiểm tra khả làm việc theo lịch, cách tạo tín hiệu tương tự tín hiệu điều khiển van lúc có cố -Van an toàn PSV-100 kiểm tra khả làm việc theo lịch bệ thử 73 Khi làm việc cao cụm SK-1, SK-2, SK-3 dụng cụ cần phải có dây buộc túi đựng để tránh khỏi bị rơi -Sau khám nghiệm định kỳ, sửa chữa bình đưa vào vận hành có giấy phép tra tình trạng kỹ thuật vận hành bình chịu áp lực -Để xả con-den-sat từ bình tách vào ngồi cần giếng áp suất ngồi cần giếng phải nhỏ áp suất bình V-100 -Nhằm ngăn chặn va đập thủy lực xả, chênh áp bình V-100 giếng nhận con-den-sat khơng vượt q 50 atm -Van SDV-200 phải mở tay, không dùng hệ thống đóng mở tự động chênh áp trước sau van lớn 30 at -Việc xả khí hệ thống công nghệ gaslift tiến hành qua blốc cơng nghệ có giàn -Nghiêm cấm việc điều tiết lưu lượng van cầu van đầu giếng giếng làm việc tay theo đường phụ (by-pass) -Khi thay lỗ đo lưu lượng SK-2 đường vào giếng cần phải xả áp suất xuống áp suất khí quyển, nghiêm cấm việc kéo lỗ mà khơng nới lỏng hộp đựng nó, dùng tay lắc để kéo lỗ -Khi vận hành bảo dưỡng bể chứa hóa phẩm SK-3, hệ thống đường ống máy bơm hóa phẩm SK-4 phải tuân thủ quy chế an toàn lao động tiếp nhận, vận chuyển, sử dụng bảo quản hóa phẩm -Nghiêm cấm khắc phục rò rỉ đường ống có áp suất từ máy bơm đến hệ thống phân phối khí (URG) -Trước cho khí vào URG cần phải: -Kiểm tra tình trạng kỹ thuật thiết bị URG, thiết bị đo lường tự động hóa, thiết bị đầu giếng, đường ống cơng nghệ bình tách -Kiểm tra tình trạng van đường ống đưa vào sử dụng -Kiểm tra tình trạng đóng van đường xả con-den-sat từ bình tách đến giếng -Trước đưa giếng vào làm việc cần phải kiểm tra tình trạng hồn hảo thiết bị, dụng cụ đo lường đường đưa khí đến giếng, tin van chặn, van cầu, đồng hồ đo áp suất, điểm nối ống hồn hảo khơng có rò rỉ -Trong trường hợp rò rỉ cần dừng việc cấp khí để tiến hành khắc phục -Trong thời gian đưa khí vào giếng, áp suất tăng đường ống, cấm khơng cho người khơng có nhiệm vụ vào khu vực nguy hiểm 74 -Khi dừng giếng khai thác gaslift, cần thiết chuyển hệ thống điều khiển tự động giếng chế độ tay Đóng van cầu đường URG sau đóng van nhánh đường đầu giếng -Kế hoạch kiểm tra toàn hệ thống gaslift theo lịch bảo dưỡng chánh kỹ sư XNKT duyệt tuân thủ biện pháp an toàn chung KẾT LUẬN Sau thời gian thực tập tiếp xúc với thực tế nghiên cứu tài liệu em hoàn thành đồ án với đề tài: “Tìm hiểu phương pháp khai thác dầu phương pháp gaslift-chun đề :Tính tốn lựa chọn cột ống nâng độ sâu đặt van cho giếng khai thác 709RC7” Phương pháp khai thác dầu gaslift phương pháp khai thác nhân tạo áp dụng phổ biến tồn giới nói chung Việt Nam nói riêng, hầu hết mỏ dầu Việt Nam sử dụng phương pháp này, mà đặc biệt mỏ Rồng Các thiết kế giếng mỏ Rồng tính đến việc dùng khai thác gaslift sau thời gian khai thác tự phun Do việc phân tích thiết kế giếng gaslift có vai trò quan trọng ngành dầu khí Việt Nam Bản đồ án hoàn tất với hướng dẫn tận tình thầy giáo Th Nguyễn Thanh Tuấn trình bày số vấn đề sau: +Tìm hiểu nội dung phương pháp khai thác dầu gaslift +Khai thác dầu phương pháp Gaslift chứng minh tính ưu việt mặt cơng nghiệp, tính hiệu mặt kinh tế có nhiều ưu điểm so với phương pháp khai thác học khác +Các thiết bị khai thác dầu phương pháp gaslift +Nêu lên sở tính tốn thiết kế giếng khai thác dầu gaslift mỏ Rồng +Phương pháp xác định chiều sâu đặt van gaslift biểu đồ Camco +Vận hành thiết bị hệ thống công nghệ khai thác dầu phương pháp gaslift +Các phức tạp thường xảy cách khắc phục +Vấn đề an toàn hoạt động khai thác dầu khí Với hiểu biết thân với giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo Bộ mơn Thiết Bị Dầu Khí Và Cơng Trình, đặc biệt thầy giáo Th.Nguyễn Thanh Tuấn đồ án em hoàn thành Do thời gian tiếp xúc với thực tế hạn chế tài liệu tham khảo khan nên đồ án không tránh khỏi 75 sai sót, mong có đóng góp ý kiến thầy cô bạn bè đồng nghiệp để đồ án hoàn thiện hơn! 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lý thuyết dòng chảy (tạp chí dầu khí số – 1994) Tác giả: Nguyễn Văn Cảnh Bài giảng công nghệ khai thác dầu Tác giả: PGS.TS Cao Ngọc Lâm Công nghệ khai khai thác gaslift Tác giả: TS Vũ Trọng Nháp Các phương pháp khai thác dầu khí Tác giả: Lê Bá Tuấn Cơng nghệ kỹ thuật khai thác dầu khí Tác giả: TS Phùng Đình Thực, TS Dương Danh Lam, Lê Bá Tuấn, Nguyễn Văn Cảnh (nhà xuất giáo dục – năm 1999) Phương pháp phân tích hệ thống ứng dụng kỹ thuật khai thác dầu khí Tác giả: Lê Phước Hảo, Nguyễn Kiên Cường ... Bị Dầu Khí– Khoa dầu khí, em tiến hành thực Đồ án tốt nghiệp với đề tài:“ Tìm hiểu phương pháp khai thác dầu phương pháp gaslift- chun đề :Tính tốn lựa chọn cột ống nâng độ sâu đặt van cho giếng. .. giếng khai thác 709RC7 ” Nội dung là: -Tìm hiểu nội dung phương pháp khai thác dầu gaslift : +Các thiết bị khai thác dầu phương pháp gaslift +Nêu lên sở tính tốn thiết kế giếng khai thác dầu gaslift. .. 41 2.6.2 .Phương pháp thay đổi áp suất miệng giếng theo chế độ …… 42 CHƯƠNG 3-TÍNH TỐN LỰA CHỌN CỘT ỐNG NÂNG VÀ ĐỘ SÂU ĐẶT VAN CHO GIẾNG KHAI THÁC GASLIFT …………………………… 44 3.1.Thông số vỉa giếng ………………………………………………