Phân tích kỹ thuật xử lý axit và đánh giá hiệu quả tại giếng X mỏ Y bồn trũng Nam Côn Sơn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ BỘ MƠN KHOAN VÀ KHAI THÁC DẦU KHÍ - - - - -o0o- - - - - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP PHÂN TÍCH KĨ THUẬT XỬ LÝ AXIT VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ TẠI GIẾNG X, MỎ Y, BỒN TRŨNG NAM CÔN SƠN SVTH: LÂM HỮU PHI MSSV: 31102522 CBHD: TS ĐỖ QUANG KHÁNH KS LÊ XN ĐƠNG Tp.Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Số: …… /ĐHBK-ĐT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHOA : KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ BỘ MƠN : KHOAN – KHAI THÁC DẦU KHÍ HỌ VÀ TÊN : LÂM HỮU PHI NGÀNH : KHOAN- KHAI THÁC DẦU KHÍ MSSV : 31102522 LỚP : DC11KK Đầu đề luận văn: “PHÂN TÍCH KĨ THUẬT XỬ LÝ AXIT VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ TẠI GIẾNG X, MỎ Y, BỒN TRŨNG NAM CÔN SƠN” Nhiệm vụ luận văn tốt nghiệp:  Giới thiệu phương pháp xử lý axit vùng cận giếng Khảo sát ưu, nhược điểm công nghệ coiled tubing xử lý axit Tổng hợp lý thuyết tính tốn thiết kế chương trình bơm axit, đánh giá trình xử lý axit  Lập qui trình lựa chọn axit, tính tốn áp suất, lưu lượng bơm, thực chương trình bơm axit Phân tích chương trình xử lý axit cụ thể giếng từ liệu có sẵn vỉa, giếng, thiết bị… Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 31/08/2015 Ngày hoàn thành luận văn: 14/12/2015 Họ tên người hướng dẫn: - TS ĐỖ QUANG KHÁNH - KS LÊ XUÂN ĐÔNG Nội dung yêu cầu LVTN thông qua Bộ môn Khoan – Khai Thác Dầu Khí thuộc Khoa Kỹ Thuật Địa Chất & Dầu Khí Ngày…… tháng …… năm 2015 CHỦ NHIỆM BỘ MƠN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHÍNH PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vị: Ngày bảo vệ: Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ luận văn: SVTH: Lâm Hữu Phi i LỜI CẢM ƠN LỜI CẢM ƠN Luận văn kết năm tháng học tập rèn luyện Trường Đại học Bách khoa Tp.HCM Tơi xin thành kính tri ân Cha Mẹ tôi, người nâng niu, nuôi nấng, dạy dỗ hun đúc ước mơ, hoài bão cho Tôi xin chân thành cảm ơn tất thầy cô giáo công tác Khoa Kĩ thuật Địa Chất Dầu Khí chắp cho tơi đơi cánh tri thức suốt năm tháng qua Đặc biệt, xin gởi đến thầy Đỗ Quang Khánh anh Lê Xuân Đông lời cảm ơn với biết ơn sâu sắc tận tình hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn đến em trai tôi, người hỗ trợ động viên suốt năm tháng qua Và cuối cùng, xin cảm ơn bạn sinh viên đồng khóa, người tơi học tập, rèn luyện, trau dồi kiến thức giúp đỡ lẫn suốt thời gian học tập Trường Tp.HCM, tháng 12 năm 2015 LÂM HỮU PHI SVTH: Lâm Hữu Phi i MỤC LỤC MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP i LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH ẢNH i DANH MỤC B ẢNG BIỂU i DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT i MỞ ĐẦU i CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MỎ Y 1.1 Những thông tin chung mỏ Y [2] .1 1.1.1 Vị trí địa lý đặc trưng 1.1.2 Cấu trúc vỉa đặc tính vỉa .2 1.1.3 Đặc điểm địa chất .4 1.2 Áp suất lỗ rỗng áp suất vỡ vỉa 1.3 Nhiệt độ .8 1.4 Đặc tính chất lưu thành hệ 1.5 Nguyên nhân nhiễm bẩn mỏ Y 1.5.1 Quá trình khoan 1.5.2 Quá trình chống ống trám xi măng .9 1.5.3 Quá trình khai thác 10 1.5.4 Q trình sửa chữa xử lí giếng 10 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT XỬ LÝ AXIT 11 2.1 Các loại axit thường dùng [15], [4] 11 2.1.1 Axit clohydric (HCl) 11 2.1.2 Axit Flohydric (HF) 11 2.1.3 Axit Glinơ (hỗn hợp HCl + HF) 12 2.1.4 Axit acetic (CH3COOH) 12 2.1.5 Axit formic (HCOOH) 13 2.1.6 Hỗn hợp axit 13 2.2 Khả hòa tan c axit (dissolving power) [13] , [5] 14 2.2.1 Định nghĩa 15 2.2.2 Phân loại 15 SVTH: Lâm Hữu Phi i MỤC LỤC 2.3 Cơ chế phản ứng sản phẩm trình xử lý axit 16 2.3.1 Cơ chế phản ứng axit khoáng vật [14] 16 2.3.2 Cơ chế wormhole xử lý vỉa carbonate [20] 17 2.4 Lựa chọn axit thích hợp, nồng độ thể tích axit [15], [14], [20] 19 2.4.1 Lựa chọn axit 19 2.4.2 Tính tốn thể tích axit cần dùng [15], [14], [20] 22 2.5 Vai trò chất phụ gia [10] 25 2.6 Tính tốn xử lý axit 26 2.6.1 Tính tốn lưu lượng, áp suất bơm ép [14] , [13] 26 2.6.2 Thành lập biểu đồ Pacalony theo dõi trình bơm ép axit [20] , [16] 27 2.6.3 Tính toán hệ số skin [11] 30 CHƯƠNG 3: BỘ THIẾT BỊ COILED TUBING DÙNG TRONG XỬ LÝ AXIT 32 3.1 Giới thiệu [7] 32 3.2 Cấu tạo thiết bị coiled tubing [1], [2], [12] 32 3.2.1 Đầu đẩy ống (Injector Head) 33 3.2.2 Cụm BOP đầu giếng (Wellhead BOP stack) 37 3.2.3 Tang quấn ống (Tubing Reel) 40 3.2.4 Bộ phận cấp lượng thủy lực (Power Pack) 42 3.2.5 Bộ phận điều khiển 45 CHƯƠNG 4: CHƯƠNG TRÌNH XỬ LÝ AXIT VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ XỬ LÝ TẠI GIẾNG X 46 4.1 Dữ liệu đầu vào [2] 46 4.2 Lựa chọn axit 50 4.2.1 4.3 Các thí nghiệm phòng thí nghiệm [16] 50 Tính tốn thể tích axit 55 4.3.1 Tính tốn theo mơ hình c Daccord 56 4.3.2 Mơ hình thể tích riêng (Volumetric model) 57 4.4 Tính tốn áp suất bơm ép 60 4.5 Làm giếng gọi dòng 68 4.6 Đánh giá trình xử lý 69 4.7 Khảo sát skin giếng X [2] 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 KẾT LUẬN 79 SVTH: Lâm Hữu Phi ii MỤC LỤC KIẾN NGHỊ 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHỤ LỤC 83 SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CÁC THIẾT BỊ PHỤC VỤ PHA TRỘN, BƠM AXIT 83 SƠ ĐỒ LẮP ĐẶT VÀ CÁC THIẾT BỊ CẦN THIẾT CỦA BỘ THIẾT BỊ COILED TUBING TRONG XỬ LÝ AXIT 84 BỘ DỤNG CỤ ĐÁY DÙNG TRONG BƠM ÉP AXIT 85 SVTH: Lâm Hữu Phi iii DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Vị trí lơ 12W bồn trũng Nam Côn Sơn [2] Hình 1.2 Mỏ Y lô 12W [2] Hình 1.3 Bản đồ đứt gãy mỏ Y [2] Hình 1.4 Các địa tầng mỏ Y [2] Hình 1.5 Biểu đồ áp suất lỗ rỗng áp suất vỡ vỉa theo độ sâu [2] Hình 1.6 Gradient nhiệt độ số giếng [2] Hình 2.1 Hình ảnh minh họa hình thành mở rộng wormholes [13] 18 Hình 2.2 Qui trình tính tốn áp suất bơm ép theo Pacalony 29 Hình 2.3 Tính tốn hệ số skin theo Hill Zhu 31 Hình 3.1 Bản đồ khu vực sử dụng coiled tubing (2005) [1] 32 Hình 3.2 Vị trí phận thiết bị coiled tubing lắp ráp [12] 33 Hình 3.3 Cấu tạo đầu đẩy ống (Injector Head) [1] 34 Hình 3.4 Các phận xích đầu đẩy ống [1] 35 Hình 3.5 Các khối tạo rãnh cho nhiều đường kính CT [12] 35 Hình 3.6 Cấu tạo phận làm căng xích [1] 36 Hình 3.7 Các lo ại đối áp thiết bị coiled tubing [12] 37 Hình 3.8 Các phận thiết bị kiểm soát giếng sau lắp đặt [1] 38 Hình 3.9 Đối áp tích hợp nhiều loại [1] 39 Hình 3.10 Tang quấn ống [12] 40 Hình 3.11 Mặt cắt tang quấn ống [1] 40 Hình 3.12 Mặt cắt Reel Drum (trống tang quấn) [1] 41 Hình 3.13 Mặt trước hệ thống tang quấn [12] 42 Hình 3.14 Bộ phận cung cấp lượng thủy lực [12] 43 Hình 3.15 Các phận hệ thống thủy lực [1] 44 Hình 3.16 Bộ phận điều khiển [15] 45 Hình 4.1 Hình 4.2 Hình 4.3 Hình 4.4 Hình 4.5 Hình 4.6 Hình 4.7 Hình 4.8 Hình 4.9 Sơ đồ hồn thiện giếng giếng X [2] 48 Biểu đồ thành phần khoáng vật thí nghiệm XRD mẫu lõi giếng X [2] 49 Đồ thị quan hệ áp suất bơm ép qua CT lưu lượng 61 Biểu đồ Pacalony thể áp suất bơm ép ứng với skin khác 63 Áp suất đáy giếng áp suất vỡ vỉa 66 Thể tích bơm ép giai đoạn theo thời gian 67 Tổng thể tích bơm độ sâu CT theo thời gian 67 Tổng thể tích bơm theo độ sâu CT 68 Lưu lượng khai thác theo lưu lượng bơm ép gaslift trước xử lý 69 SVTH: Lâm Hữu Phi i DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 4.10 Áp suất giếng X [2] 70 Hình 4.11 Nhiệt độ giếng X [2] 70 Hình 4.12 Đường đặc tính dòng vào/ giếng X trước sau xử lý (sau gọi dòng) 73 Hình 4.13 Sự thay đổi hệ số skin theo thời gian bơm axit 73 Hình 4.15 Áp suất lưu lượng thử vỉa tích áp giếng X [2] 75 Hình 4.16 Kết phân tích từ biểu đồ log-log áp suất đạo hàm áp suất [2] 76 Hình 4.14 Đồ thị log- log áp suất đạo hàm áp suất [2] 76 Hình 4.17 Đồ thị semi-log (p-t) thử vỉa tích áp [2] 77 Hình 4.18 Kết phân tích từ đồ thị semi- log [2] 77 Hình 4.19 Kết thử vỉa tích áp kết hợp giếng X [2] 78 SVTH: Lâm Hữu Phi ii DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các loại thành hệ MDS (Middle Dua Sandstone) mỏ Y [2] Bảng 1.2 Áp suất lỗ rỗng áp suất đóng giếng Bảng 1.3 Các thông số PVT dầu giếng X [2] .9 Bảng 2.1 Nồng độ axit acetic theo hàm lượng sắt [14] 13 Bảng 2.2 Độ hòa tan thể tích số axit [20] 15 Bảng 2.3 Độ hòa tan axit HF [20] 16 Bảng 2.4 Các phản ứng trình xử lý axit vỉa cát kết [5] 17 Bảng 2.5 Lựa chọn axit cho vỉa cát kết theo McLeod (1984) [20] 19 Bảng 2.6 Loại axit độ mạnh axit dùng cho vỉa carbonate [20] 20 Bảng 2.7 Hiệu chỉnh bảng lựa chọn axit McLeod [15] 20 Bảng 2.8 Lựa chọn axit nhiệt độ đáy