Bài viết trình bày các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý lắng đọng muối trong ống khai thác và hệ thống thiết bị bề mặt, dựa trên việc phân tích các tài liệu và quá trình xử lý lắng đọng muối tại các mỏ của Vietsovpetro.
Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất Tập 60, Kỳ (2019) 91 - 99 91 Nghiên cứu giải pháp xử lý lắng đọng muối CaCO3 CaSO42H2O ống khai thác hệ thống thiết bị bề mặt lô PM3 - CAA Nguyễn Văn Thịnh 1,*, Đặng Đình Tuấn 2, Lê Đăng Thanh Khoa Dầu khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam Tổng Cơng ty Thăm dò Khai thác Dầu khí (PVEP), Việt Nam THƠNG TIN BÀI BÁO TĨM TẮT Quá trình: Nhận 17/12/2018 Chấp nhận 26/01/2019 Đăng online 28/02/2019 Cùng với tượng lắng đọng paraffin, lắng đọng muối ống khai thác thiết bị bề mặt ảnh hưởng lớn đến hiệu khai thác tuổi thọ thiết bị Tại lô PM3 - CAA, tượng lắng đọng muối phát từ sớm (năm 2006) đặc biệt van gaslift Từ năm 2008 lô PM3 - CAA thực hàng loạt biện pháp xử lý để loại bỏ tích tụ cặn sa lắng muối cho giếng Tuy nhiên, phần lớn giếng xử lý sau thời gian lại bị lắng đọng muối trở lại, chí số giếng khơng cho dòng sau xử lý Điều dẫn đến việc tăng chi phí cho q trình khai thác dầu Để xử lý loại trừ lắng đọng muối vô cơ, người ta sử dụng hai nhóm giải pháp học hóa học Trong nhóm giải pháp hóa học áp dụng phổ biến chi phí thấp, dễ sử dụng đáp ứng yêu cầu thực tế sản xuất Bài báo trình bày giải pháp nhằm nâng cao hiệu xử lý lắng đọng muối ống khai thác hệ thống thiết bị bề mặt, dựa việc phân tích tài liệu trình xử lý lắng đọng muối mỏ Vietsovpetro Kết nghiên cứu đưa hệ hóa phẩm Disolvine E - 39 dùng để xử lý tích tụ sa lắng muối vơ sở muối CaCO3, CaSO42H2O Lô PM3 - CAA phù hợp Từ khóa: Lắng đọng muối, Hệ thống thiết bị bề mặt, Ống khai thác, Lô PM3 - CAA © 2019 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tất quyền bảo đảm Mở đầu 1.1 Tổng quan tượng lắng đọng muối lô PM3 - CAA Lô PM3 - CAA Cơng ty Dầu khí Repsol điều hanh thuọ c khu vực chồng lấn khơi Malaysia Việt Nam, cách mũi Cà Mau _ *Tác giả liên hệ E - mail: nguyenvanthinh@humg edu (Việt Nam) khoảng 215km phía Tây Nam cách Malaysia khoảng 175km, phía Bắc giáp mỏ Sông Đốc (Lô 46/13), mỏ Cái Nước (Lô 46 - CN) Diện tích Lơ PM3 - CAA khoảng 1.407 km2 với đọ sau nước biển khoảng 55m (Hình 1) Hiện Lơ PM3 - CAA giai đoạn khai thác hai cụm mỏ phía Bắc (mỏ Bunga Orkid) phía Nam (gồm mỏ Bunga Kekwa Tây Đông, Bunga Raya, Bunga Seroja, Bunga Tulip) Lơ PM3 - CAA có dòng dầu khí khai thác 92 Nguyễn Văn Thịnh nnk /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (5), 91 - 99 Hình Vị trí Lơ PM3 - CAA (Tổng Cơng ty Thăm dò Khai thác Dầu khí - PVEP, 2011) thương mại từ tháng năm1997 giếng BKA - thuọ c mỏ Đông Bunga Kekwa với lưu lượng ban đầu 4.000 thùng/ngày (Tổng Công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí - PVEP, 2011) Trong q trình phát triển mỏ, với dầu khai thác lên lượng lớn nước vỉa kèm, điều gây nên nhiều vấn đề phức tạp, tượng lắng đọng muối hệ thống khai thác (Moghadasi et al., 2007) Theo thời gian, áp suất vỉa sụt giảm, để trì áp suất lượng nước qua xử lý bơm xuống vỉa Lượng nước sau xuống vỉa tiếp tục hoà tan đá cacbonat trở lên bão hoà nhiệt độ áp suất cao Khi theo dầu khai thác lên, nhiệt độ áp suất giảm dẫn đến dung dịch trở lên bão hoà tượng kết tủa (sa lắng) xảy Hiện tượng kết tủa không xảy hệ thống khai thác mà vỉa dầu khí, điều ảnh hưởng đến tính thấm vỉa dẫn đến sản lượng khai thác bị sụt giảm, thiết bị làm việc khơng hiệu bị ăn mòn (Moghadasi et al., 2007).Tại Lô PM3 - CAA tượng tích tụ cạ n sa lá ng muối phát từ năm 2006 giếng BSA - 1L, BKC18, BKC cụm mỏ phía Nam Nghien cứu cho thá y, tích tụ muó i cá c gié ng thương nà m ở đọ sau tư 110m đến đáy giếng, đặc biệt van gaslift (Tổng Cơng ty Thăm dò Khai thác Dầu khí - PVEP, 2010) Hiẹ n tượng tích tụ muó i cung xảy thông khai thác, hệ thống thu gom, xử lý, vận chuyển dầu, cụm manifold, đường ống thu gom, bình tách cao áp, bình tách thấp áp, bình xử lý nước, máy bơm, phin lọc, van Ké t quả phân tích thành phần tích tụ sa lắng muối mỏ cho thấy khoá ng vạ t muó i sunphat CaSO4 ké m phỏ bié n hơn, ma chủ yếu tích tụ sa lắng muối Canxit (CaCO3) hầu hết giếng khai thác mỏ (Tổng Cơng ty Thăm dò Khai thác Dầu khí - PVEP, 2011) Như vậy, ta thấy muối hình thành vị trí từ vùng cận đáy giếng lên đến thiết bị bề mặt (Hình 2), thành phần sa lắng khơng thay đổi theo vị trí giếng khoan mà thay đổi theo thời gian (Nguyễn Văn Thịnh, Vũ Văn Mạnh, 2008) Thực tế cho thấy, thành phần khoáng vật cặn sa lắng muối vô phức tạp Thành phần thay đổi theo thời gian chế độ khai thác Ở thời kỳ đầu trình khai thác, thành phần chủ yếu cặn sa lắng muối vô: Canxit - CaCO3, Nguyễn Văn Thịnh nnk /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (5), 91 - 99 Thạch cao - CaSO4.2H2O, Anhydrit - CaSO4, Barit BaSO4, Asetin - SrSO4, Halit - NaCl Ở giai đoạn khai thác cuối, xuất thêm muối sunphit mà phổ biến sunphit sắt - FeS Ngồi khống vật phổ biến vừa nêu, cặn sa lắng muối vô chứa khống vật vơ khác như: MgCO3, MgSO4, Ca(OH)2, Mg(OH)2, Fe(OH)3, Thạch anh - SiO2, Biotit - MgCl2.6H2O, CaF2… số vật liệu hữu như: asphanten, nhựa, paraffin, số hợp chất thơm, hợp chất có trọng lượng phân tử cao,… Vật liệu sa lắng muối muối vơ có cấu trúc đa dạng (Viện dầu khí Việt Nam, 2004) Căn vào dạng cấu trúc, người ta chia cặn sa lắng muối vơ thành: sa lắng có cấu trúc tinh thể cỡ micro hạt nhỏ; sa lắng có cấu trúc lớp đặc với mức độ kết tinh khác nhau, có chứa lẫn vật chất hữu cơ; sa lắng có cấu trúc tinh thể lớn; sa lắng có cấu trúc xốp… Sa lắng có cấu trúc tinh thể cỡ micro thường tạo vị trí cánh bơm ly tâm, nắp van, đường ống dẫn, van điều chỉnh Nói chung, sa lắng khơng nhận cấu trúc lớp, chúng thể thống Hình hình ảnh mơ tả vật liệu tích tụ cặn sa lắng muối ống khai thác dầu thơ PCP Đường gaslift Tích tụ vị trí khai thác Đường ống Tại ống khai thác Tích tụ cặn bên đường ống 10 Tại van gaslift 11 12 13 93 14 Hình Các vị trí thường phát tích tụ sa lắng muối vơ (Talisman Energy, 2011) Hình Tích tụ sa lắng muối ống khai thác (Crabtree et al., 1999) 94 Nguyễn Văn Thịnh nnk /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (5), 91 - 99 1.2 Ngun nhân hình thành tích tụ cặn sa lắng muối vô hệ thống khai thác Sự kết tinh muối vô nước khai thác ngun chủ yếu dẫn tới hình thành tích tụ cặn sa lắng muối vô hệ thống khai thác, xử lý vận chuyển dầu (Yousuf et al., 2017) Các muối vô tan nước bị kết tinh tạo kết tủa điều kiện cân thiết lập trước Q trình bị ảnh hưởng trường hợp sau: Khi hai nguồn nước có thành phần không tương hợp trộn lẫn với nhau; Khi điều kiện nhiệt động học thay đổi; Khi một, vài muối, một vài dạng ion tan vào nước tạo muối với ion hồ tan sẵn nước trước đó, tác động tới ngưỡng bão hòa muối tan sẵn nước Cả trường hợp nêu có chung điểm cân nồng độ muối nước nguyên nhân sâu xa dẫn đến tích tụ sa lắng muối nguyên nhân kết tinh muối từ dung dịch nước điều kiện định Khoáng vật thứ sinh vỉa chứa thường chứa khoáng canxit, thạch cao, zeolit, halit … Chúng hình thành từ hoạt động kiến tạo, thuỷ nhiệt phong hoá Nước vỉa nội vỉa chứa thường bão hoà loại muối hoà tan Nước bơm ép vỉa nhằm mục đích trì áp suất đẩy dầu trở nên bão hồ muối có vỉa tiếp tục hồ tan vào Trong số trường hợp, tương tác muối tan có sẵn nước bơm ép với khống có vỉa làm nước trở nên q bão hồ một vài loại khống làm chúng kết tinh, gây lắng đọng (tích tụ) vỉa (để phòng ngừa tượng này, người ta thường bổ sung chất chống lắng cặn vào nước bơm ép) Như vậy, nằm vỉa, nước vỉa nước bơm ép vỉa chứa lượng muối hồ tan trí trở nên bão hoà số muối Khả hoà tan bão hoà muối nước vỉa nước bơm ép phụ thuộc vào nguồn cung cấp ion tạo muối điều kiện nhiệt động học (nhiệt độ, áp suất) vỉa chứa Trong trình khai thác, nước khai thác dầu (chính từ nguồn nước vỉa nước bơm ép đề cập đến trên) qua vùng cận đáy giếng vào lòng giếng, theo đường ống khai thác lên bề mặt vào thiết bị xử lý Tại hầu hết vị trí, nước khai thác qua, áp suất, nhiệt độ thay đổi, tức điều kiện nhiệt động học thay đổi, làm số muối trở nên bão hoà chúng kết tinh dòng chảy Ở vị trí mà có điều kiện nhiệt động học thay đổi mạnh khả cân lớn, mức độ kết tinh mạnh 1.3 Cơ chế hình thành tích tụ cặn sa lắng muối vơ Như phân tích, q bão hòa thay đổi điều kiện nhiệt động học nguyên nhân gây kết tinh muối Trên bình diện nghiên cứu tổng thể, chế gây kết tinh muối sa lắng liên quan tới q trình lý hóa sau: Sự q bão hòa muối nước khai thác trình khai thác; Sự tạo mầm kết tinh muối; Sự phát triển tinh thể; Sự tái kết tinh chuyển pha (Viện Dầu khí Việt Nam, 2004) Tất yếu tố tác động tới trình ảnh hưởng tới q trình hình thành sa lắng muối, cấu trúc thân cặn sa lắng muối Sự thay đổi điều kiện nhiệt động học (nhiệt độ, áp suất) nguyên nhân trực tiếp dẫn tới bão hòa muối tan nước tạo điều kiện cần đủ cho kết tinh muối từ nước Sự có mặt vật chất hữu (asphanten, nhựa, hợp chất thơm ) vô (các hạt vô mịn cát, sét ), bề mặt hấp phụ (bề mặt thiết bị, bề mặt cặn sa lắng ) bề mặt phân cách pha (khi khí tách từ pha lỏng) lại yếu tố ảnh hưởng mạnh tới kết tinh thông qua thúc đẩy trình tạo mầm kết tinh Thế nhưng, đặt vấn đề, có muối kết tinh có tích tụ sa cặn lắng muối Các tinh thể muối kết tinh tụ lại thành sa lắng muối gặp điều kiện thuận lợi Để tạo tích tụ cặn sa lắng tinh thể muối cần liên kết lại, liên kết lên vật liệu Để liên kết lại hạt hạt bề mặt cần có điều kiện tiến lại gần để lực hút phân tử Van Dec Val (Van der Waals’ forces) , loại lực hấp phụ phát huy tác dụng liên kết chúng Quá trình hình thành tích tụ cặn sa lắng muối vơ hiểu rõ qua ví dụ hình thành tinh thể muối BaSO4 Hình Đầu tiên chất lỏng bão hòa diễn hình thành nhóm ngun tử khơng ổn định gọi trình đồng hạt nhân Từ Nguyễn Văn Thịnh nnk /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (5), 91 - 99 95 nhóm nguyên tử tạo thành tinh thể gốc nhỏ, nồng độ Ion dung dịch bão hòa ln trì dao động cục nội dung tức đồng thời diễn hai tượng liên kết liên kết ion Sau tinh thể gốc phát triển lên cách hấp thụ ion lên chỗ khuyết thiếu bề mặt tinh thể làm mở rộng kích thước tinh thể Các tinh thể lớn tiếp tục tăng lên hạt tinh thể nhỏ bị hòa tan Như vậy, với mức độ bão hòa đủ lớn, hình thành tinh thể gốc kích thích gia tăng sa lắng muối, tinh thể gốc gọi chất xúc tác cho hình thành sa lắng muối Việc phát triển tinh thể có xu hướng hình thành bề mặt danh giới chất lỏng tồn từ trước, gọi nơi không đồng hạt nhân Các nơi không đồng hạt nhân bao gồm khuyết tật bề mặt độ nhám bề mặt ống (Hình 5), lỗ thủng ống khai thác lửng chí khớp nối, ống nối đường ống Dòng chảy rối xúc tác mạnh cho hình thành sa lắng muối, vậy, tích tụ sa lắng muối xảy vị trí áp suất tạo bọt hệ thống dòng chảy, điều giải thích việc lắng đọng sa lắng muối xảy nhanh thiết bị hoàn thiện lòng giếng 1.4 Ảnh hưởng sa lắng muối vơ tới q trình khai thác, xử lý, vận chuyển dầu Hình Quá trình hình thành tinh thể BaSO4 (Crabtree et al., 1999) Hình Sa lắng muối vơ bám dính bề mặt nhám ống (Crabtree et al., 1999) Sa lắng muối xảy vùng cận đáy giếng dẫn tới giảm độ thấm vùng cận đáy giếng, giảm hiệu khai thác Trong ống khai thác, sa lắng muối thường dẫn đến việc tăng sức cản dòng chảy Việc tăng trở lực diễn đường kính hiệu dụng cần thác nhỏ cặn sa lắng làm bề mặt ống mấp mô Các van, thiết bị bơm chìm lòng giếng bị tắc không hoạt động tác động sa lắng muối Sa lắng muối xảy thiết bị bề mặt, gây nên tượng giảm đường kính ống vận chuyển, dẫn tới hạn chế chặn dòng chảy dầu khí Phương pháp xử lý lắng đọng muối Để xử lý loại trừ tích tụ cặn sa lắng muối vơ lòng ống khai thác, hai nhóm giải pháp học hóa học thường áp dụng (Viện Dầu khí Việt Nam, 2004, Yousuf M Al Rawahi et al., 2017) 2.1 Nhóm giải pháp học Nhóm giải pháp học dùng tác động học để phá hủy cặn lắng đọng Tuy nhiên, giải pháp phải sử dụng thiết bị chuyên dụng, tiêu tốn nhiều thời gian tổng chi phí lớn, nhóm giải pháp áp dụng Nhóm giải pháp học phân loại thành nhóm chính: 96 Nguyễn Văn Thịnh nnk /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (5), 91 - 99 2.1.1 Sử dụng choòng dụng cụ kiểu dạng choòng Choòng chuyên dụng dụng cụ phá hủy tích tụ muối vơ đạt suất phá hủy cao Tuy nhiên, phương pháp phức tạp ln kèm với thiết bị, phương tiện chuyền động cho chng Ngồi chi phí cho xử lý theo phương pháp thường cao 2.1.2 Sử dụng tia nước áp suất cao Tia nước áp suất cao phun từ đầu súng bắn chuyên dụng phá hủy nhanh vật liệu tích tụ Để nâng cao suất phá hủy, dùng thêm vật liệu dạng hạt có khả mài mòn lớn Phương pháp tia nước có số nhược điểm như: khó sử dụng cho phần giếng có độ sâu lớn; khó điều khiển vòi phun để phun chỗ Tùy thuộc vào cấu trúc, độ rắn, độ dày sa lắng muối vô mà người ta bố trí đầu phun cho phù hợp lắp thêm thiết bị phụ trợ để tăng khả bắn phá thiết bị Hình minh họa tượng sử dụng vòi phun rửa khơng chỗ, kết sa lằng muối vô không phá hủy hồn tồn (Hình 6a) vị trí lớp muối sa lắng mỏng thời gian phun rửa lâu gây tượng mòn thành ống (Hình 6b) Chính vậy, việc đo đạc xác định xác vị trí tính chất sa lắng muối vơ lòng giếng trước tiến hành phương pháp xử lý sa lắng quan trọng, cần phải nghiên cứu, thực phân tích kết cách khoa học 2.1.3 Dùng sóng siêu âm Đây phương pháp tiến tiến thường kèm với thiết bị chuyên dụng Thiết bị siêu âm cho phép tẩy tích tụ sa lắng muối mà không làm ảnh hưởng xấu tới bề mặt thiết bị Tuy nhiên, phương pháp siêu âm có nhược điểm khó có độ tin cậy cao làm việc với giếng sâu, nơi có nhiệt độ cao Phương pháp không cho phép vận chuyển mảnh vụn tích tụ lên bề mặt Người ta dùng chất nổ tạo nên xung rung động để phá vỡ sa lắng muối vơ giòn, dễ vỡ Bằng cách thả chuỗi dây có bố trí chất nổ số vị trí định trước xuống, kích hoạt điểm chứa thuốc nổ, tạo nên độ rung động làm bong phá vỡ sa lắng muối vô thành ống khai thác Phương pháp có hiệu áp dụng vùng đục lỗ bắn vỉa khu vực có lớp lắng đọng mỏng, giòn (Crabtree et al., 1999) 2.2 Nhóm giải pháp hóa học Nhóm giải pháp hóa học dùng hóa phẩm để hòa tan sa lắng đưa sản phẩm hòa tan sản phẩm bị hòa tan khỏi vị trí ban đầu Nhóm giải pháp dễ sử dụng thường có chi phí nhỏ hơn, nên áp dụng phổ biến Mặc dù vậy, sử dụng phương pháp hóa học, khơng tính tốn kỹ gặp số trở ngại liên quan tới ăn mòn thiết bị sản phẩm hòa tan gây nhiễm bẩn vỉa sản phẩm Chẳng hạn, sa lắng muối tạo lớp phủ không mặt ống khai thác, nên dùng axit HCl để hòa tan cặn CaCO3 khả ăn mòn ống khai thác khơng tránh khỏi, Trường hợp tích tụ cặn sa lắng chứa Hình Sự tác động không chỗ phương pháp dùng tia nước (Crabtree et al., 1999) Nguyễn Văn Thịnh nnk /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (5), 91 - 99 cacbonat (CaCO3) dạng khác muối sunphat (CaSO42H2O), để xử lý loại trừ cặn sa lắng muối cần quan tâm tới hòa tan hai nhóm khống vật Trên thực tế, với nhóm khống vật người ta có cách tiếp cận riêng 2.2.1 Xử lý loại trừ tích tụ cặn sa lắng chứa muối cacbonat Tích tụ cặn sa lắng chứa khống canxit CaCO3, xử lý dung dịch axit chứa chủ yếu axit clohyđric (HCl) Phản ứng trung hoà xảy axit clohyđric với CaCO3 biểu diễn thơng qua phương trình phản ứng (1) CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2 (1) Sản phẩm phản ứng hợp chất tan mơi trường dung dịch axit Ngoài axit HCl, để xử lý đối tượng chứa vật chất cacbonat người ta dùng axit hữu như: axit axetic - CH3COOH axit focmic HCOOH hỗn hợp chúng Axit axetic axit focmic phản ứng với canxit theo phương trình sau: CaCO3+2CH3COOHCa(CH3COO)2+H2O+CO2 (2) CaCO3+2HCOOHCa(HCOO)2 + H2O + CO2 (3) 2.2.2 Xử lý loại trừ cặn sa lắng chứa muối sulphat Các hợp chất chelate thường sử dụng hệ axit với mục đích kiểm sốt tượng kết tủa pha rắn axit tương tác với sản phẩm cần loại trừ Các kết tủa pha rắn thường liên quan chủ yếu tới ion sắt Fe3+ ion Ca2+ Thế nhưng, trường hợp cặn sa lắng vỉa loại chứa nhiều muối sunphat, hợp chất chelate loại dùng tốt cho mục đích (Viện Dầu khí Việt Nam, 2004) Hóa phẩm dạng có ưu điểm có tốc độ ăn mòn thiết bị thấp, nên khơng cần dùng thêm hóa phẩm ức chế ăn mòn Chúng ta biết rằng, cặn sa lắng muối loại sunphat chứa muối SrSO4, nên cần tìm loại hóa phẩm chelate để giải vấn đề đặt Về mặt động học ta thấy, loại muối khó hòa tan, đặc biệt nhiệt độ thấp (200C) Tuy nhiên, đưa nhiệt độ phản ứng lên cao tốc độ hòa tan tăng lên Mặc dù thấy tốc độ xử lý chậm trường hợp áp dụng cho vùng cận đáy giếng 97 Giải pháp xử lý lắng đọng muối Lô PM3 CAA Như trình bày trên, tượng sa lắng muối Lô PM3 - CAA phát từ sớm giếng BSA - 1L, BKC18, BKC thuộc cụm mỏ phía Nam Các phân tích quá trinh tích tụ muó i cá c gié ng thương nà m ở đọ sau tư 110m đến đáy giếng, đặc biệt van gaslift (Tổng Cơng ty Thăm dò Khai thác Dầu khí - PVEP, 2010, 2011) Ngoài tượng tích tụ muó i cung xảy thông khai thác thiết bị bề mặt Thành phần tích tụ sa lắng mỏ cho thấy khoá ng vạ t muó i sunphat CaSO4 ké m phỏ bié n hơn, ma chủ yếu tích tụ sa lắng muối Canxit (CaCO3) hầu hết giếng khai thác mỏ Từ năm 2008, PM3 - CAA tiến hành thực hàng loạt phương pháp xử lý tích cụ cặn Canxit (CaCO3) ống khai thác, đặc biệt giếng khai thác có sử dụng Gaslift Để xử lý tốt tích tụ cặn sa lắng tồn mỏ PM3 - CAA ta nên định hướng chọn hóa phẩm ngồi khả hòa tan muối CaCO3, có khả hòa tan thêm muối CaSO42H2O Nhằm loại trừ hiệu lắng đọng muối nêu trên, người ta thường dùng hai kiểu hệ hóa phẩm khác sở hỗn hợp axit Axetic, axit Focmic hệ sở muối EDTA (một dạng hợp chất chelate) Hóa phẩm sở hỗn hợp axit Axetic, axit Focmic có khả hòa tan muối CaCO3 nhanh rút ngắn thời gian xử lý, hồn tồn khơng có khả hòa tan cặn muối CaSO42H2O Trong đó, hóa phẩm sở muối EDTA, tùy thuộc vào pH dung dịch, vừa có khả hòa tan cặn muối CaCO3 lại vừa có khả hòa tan cặn muối CaSO42H2O Hóa phẩm sở muối EDTA hòa tan muối CaCO3 chậm hơn, có tính ăn mòn thấp nhiều so với hóa phẩm sở hỗn hợp axit Axetic, axit Focmic Việc kết hợp hai loại hóa phẩm cho phép tối ưu hóa q trình loại trừ cặn muối ống khai thác khía cạnh thời gian chờ phản ứng khía cạnh giảm tối đa xác suất ăn mòn ống khai thác khía cạnh đảm bảo khả bảo vệ vùng cận đáy giếng khỏi nhiễm bẩn dung dich xử lý bị đẩy xuống đáy giếng (Muối EDTA giữ cho ion Ca2+ trạng thái tan dung dịch không tạo kết tủa thứ cấp) Các kết nghiên cứu từ thực tế trình xử lý muối CaCO3 muối CaSO42H2O 98 Nguyễn Văn Thịnh nnk /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (5), 91 - 99 mỏ liên doanh Việt - Nga Vietsovpetro mỏ có điều kiện tương tự cho thấy, sa lắng muối CaCO3 tren sở hõ n hợp chất chelate (muối EDTA) tiến hành với dung dịch hóa phẩm Disolvine E - 39 hãng Akzo - Nobel, có khả loại trừ cặn sa lắng muối CaCO3 CaSO42H2O (Liên doanh Vietsovpetro, 2013) Tích tụ sa lắng PM3 - CAA có thành phần tương tự mỏ liên doanh Việt Nga, việc áp dụng phương pháp để xử lý cặn đây, có tính khả thi cao Trên Hình mơ tả đường cong tích lũy khả hòa tan CaCO3 dung dịch dung dịch Disolvine E - 39 với nồng độ khác Nhìn chung, khối lượng CaCO3 hòa tan tích lũy tỷ lệ thuận với thời gian ngâm mẫu Đường cong ảnh hưởng nồng độ Disolvine E - 39 tới khối lượng CaCO3 bị hòa tan cho thấy, tốc độ hòa tan cực đại nồng độ Disolvine E - 39 vào khoảng 10% (Hình 8) Các kết trình bày Hình Hình thực dựa kết nghiên cứu kết thử nghiệm liên doanh Việt - Nga Vietsovpetro (Liên doanh Vietsovpetro, 2013) Đây thông tin cần thiết, có giá trị xác định tốc độ hòa tan hợp lý hóa phẩm Kết luận Tích tụ cặn sa lắng muối vô tồn thiết bị lòng giếng khai thác thiết bị bề mặt thực tế phổ biến lô PM3 - CAA Nguyên nhân dẫn tới tượng thay đổi trình khai thác dẫn đến phá vỡ cân nồng độ ion nước vỉa Thêm vào thay đổi điều kiện nhiệt động Hình Đường cong tích lũy khả hòa tan CaCO3 dung dịch Disolvine E - 39 với nồng độ khác (Liên doanh Vietsovpetro, 2013) học (nhiệt độ, áp suất) nguyên nhân trực tiếp dẫn tới bão hòa muối tan nước tạo điều kiện cần đủ cho kết tinh muối từ nước Sự có mặt vật chất hữu (asphanten, nhựa, hợp chất thơm ) vô (các hạt vô mịn cát, sét ), bề mặt hấp phụ (bề mặt thiết bị, bề mặt cặn sa lắng ) bề mặt phân cách pha (khi khí tách từ pha lỏng) yếu tố ảnh hưởng mạnh tới kết tinh thơng qua thúc đẩy q trình tạo mầm kết tinh Mặt khác, trình khai thác, nước vỉa vào giếng lên bề mặt vào thiết bị xử lý Tại hầu hết vị trí, nước khai thác qua, áp suất, nhiệt độ thay đổi, tức điều kiện nhiệt động học thay đổi, làm số muối trở nên bão hoà chúng kết tinh dòng chảy Ở vị trí mà có điều kiện nhiệt động học thay đổi mạnh khả cân lớn, mức độ kết tinh mạnh Tại lơ PM3 - CAA, tích tụ sa lắng muối chứa chủ yé u la khoá ng canxit - CaCO3 hàm lượng nhỏ muối CaSO42H2O Để xử lý loại trừ tích tụ cặn sa lắng muối dạng này, người ta sử dụng hai nhóm giải pháp khí hóa học Thực tế cho thấy, nhóm giải pháp học sử dụng phải dùng thiết bị chuyên dụng tiêu tốn nhiều thời gian tổng chi phí Nhóm giải pháp hóa học sử dụng phổ biến chi phí nhỏ dễ áp dụng điều kiện thực tế mỏ Đối với giải pháp hóa học, việc sử dụng dung dịch hóa phẩm Disolvine E - 39 có khả loại trừ cặn sa lắng muối CaCO3 CaSO42H2O, giúp nâng cao hiệu loại trừ lắng đọng muối trình khai thác, xử lý vận chuyển sản phẩm Giải pháp áp dụng để xử lý tích tụ hình thành thiết bị Hình Ảnh hưởng nồng độ Disolvine E - 39 tới khối lượng CaCO3 bị hòa tan (Liên doanh Vietsovpetro, 2013) Nguyễn Văn Thịnh nnk /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (5), 91 - 99 lòng giếng khai thác thiết bị bề mặt 99 Địa chất 21 - Tài liệu tham khảo Talisman Energy, 2011 PM3 - CAA Southern Field Scale Workshop Crabtree M., Eslinger, D., Fletcher, P., Johnson, A., King, G., 1999 Fighting scale - Removal and Prevention Oilfield review 30 - 45 Tổng Cơng ty Thăm dò Khai thác Dầu khí - PVEP, 2010 PM3 Southern Field Partners Workshop on Scale & Approval for BSA Remedial plan Liên doanh Vietsovpetro, 2013 Các báo cáo thử nghiệm đề tài công nghệ Soạn thảo công nghệ phức hợp loại trừ lắng đọng muối cần ống khai thác xử lý vùng cận đáy vỉa Tổng Cơng ty Thăm dò Khai thác Dầu khí - PVEP, 2011 PM3 Southern Field Production Enhancement Workshop Moghadasi, J., Mü ller, S., Jamialahmadi, H., Sharif, M., 2007 Scale Deposits In Porous Media And Their Removal By Edta Injection Proceedings of 7th International Conference on Heat Exchanger Fouling and Cleaning - Challenges and Opportunities, Portugal 57 - 70 Nguyễn Văn Thịnh, Vũ Văn Mạnh, 2008 Giải pháp xử lý lắng đọng muối hệ thống khai thác dầu khí Xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Viện Dầu khí Việt Nam, 2004 Cơ chế sa lắng muối, ảnh hưởng chế sa lắng muối lên tính chất thấm chứa móng Bạch Hổ, hệ thống bơm ép thiết bị công nghệ, biện pháp khắc phục Báo cáo tổng kết đề tài thuộc Hợp đồng kinh tế số 0229/03 - T03 - ISG Yousuf M Al Rawahi, Feroz Shaik and Lakkimsetty Nageswara Rao, 2017 Studies on Scale Deposition in Oil Industries & Their Control IJIRST - International Journal for Innovative Research in Science & Technology 152 - 167 ABSTRACT Solutions to improve the removal efficiency of Calcium Carbonat (CaCO3) and Calcium Sulfate (CaSO42H2O) scales deposition in the production tubing and surface equipment system at block PM3 - CAA Thinh Van Nguyen 1, Tuan Dinh Dang 2, Thanh Dang Le Faculty of Oil and Gas, Hanoi University of Minning and Geology, Vietnam PetroVietnam Exploration Production Corporation (PVEP), Vietnam Together with paraffin deposition, scale deposition in the production tubing and surface equipment system has a significant effect on the production efficiency and longevity of facilities This phenomenon was detected early in 2006 at block PM3 - CAA, especially in gaslift valves Since 2008, a series of possible solutions have been worked out to eliminate scale deposits for production wells at block PM3 CAA However, redepostion appeared at most of the treated wells after some time and some production wells have no productions after processing This leads to an increase in cost of the productions Scale treatment methods include both chemical and mechanical techniques Chemical scale treatment is more popular because of its lower cost, easier usage and its ability to adapt for requirements of production activities The paper presents some solutions to improve the efficiency of scale deposition treatment in the production tubing and surface equipment based on the analysis of documents and the process of scale deposition treatment at Vietsovpetro’s oil fields Results of the research recommend scale inhibitor Disolvine E - 39 to serve for the aim of eliminating scale deposition in the production system at the block PM3 - CAA ... thành tích tụ cặn sa lắng muối vô hệ thống khai thác Sự kết tinh muối vô nước khai thác ngun chủ yếu dẫn tới hình thành tích tụ cặn sa lắng muối vô hệ thống khai thác, xử lý vận chuyển dầu (Yousuf... thấy tốc độ xử lý chậm trường hợp áp dụng cho vùng cận đáy giếng 97 Giải pháp xử lý lắng đọng muối Lô PM3 CAA Như trình bày trên, tượng sa lắng muối Lô PM3 - CAA phát từ sớm giếng BSA - 1L, BKC18,... thác nhỏ cặn sa lắng làm bề mặt ống mấp mô Các van, thiết bị bơm chìm lòng giếng bị tắc không hoạt động tác động sa lắng muối Sa lắng muối xảy thiết bị bề mặt, gây nên tượng giảm đường kính ống