Trong quá trình phát triển mỏ dầu khí, công việc phân tích lưu lượng lỏng khai thác trên số liệu đo đạc rất quan trọng. Trên cơ sở các mô hình mô phỏng truyền thống đang được áp dụng rộng rãi của Arps (mô hình hàm mũ, hàm Hyperbolic và hàm điều hòa), nhóm tác giả đề xuất mô hình mô phỏng cải tiến (có xét tới ảnh hưởng của các thông số vận hành chưa được xem xét trong mô hình Arps) và đưa ra cơ sở lựa chọn mô hình mô phỏng phù hợp nhất.
THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ TẠP CHÍ DẦU KHÍ Số - 2019, trang 14 - 20 ISSN-0866-854X PHÁT TRIỂN MƠ HÌNH DỰ BÁO KHAI THÁC CHO CÁC GIẾNG DẦU KHÍ Nguyễn Văn Hùng, Lê Phúc Nguyên Trường Đại học Dầu khí Việt Nam Email: hungnv@pvu.edu.vn Tóm tắt Trong q trình phát triển mỏ dầu khí, cơng việc phân tích lưu lượng lỏng khai thác số liệu đo đạc quan trọng Trên sở mô hình mơ truyền thống áp dụng rộng rãi Arps (mơ hình hàm mũ, hàm Hyperbolic hàm điều hịa), nhóm tác giả đề xuất mơ hình mơ cải tiến (có xét tới ảnh hưởng thông số vận hành chưa xem xét mơ hình Arps) đưa sở lựa chọn mơ hình mơ phù hợp Kết mơ phương pháp sử dụng phương trình hàm mũ phản ánh kết khớp lịch sử tốt so với phương trình điều hịa Hyperbolic Mơ hình cải tiến nhóm tác giả đề xuất cho kết với tính xác khớp lịch sử cao với R2 = 0,93, kết tốt phương pháp Arps hàm mũ cho R2 = 0,85 Từ khóa: Khớp lịch sử, dự báo khai thác, mơ hình Arps, mơ hình cải tiến Giới thiệu Phân tích liệu khai thác giúp việc dự báo lưu lượng khai thác tương lai xác đảm bảo kế hoạch khai thác an tồn hiệu Hiện nay, cơng việc thực dựa phương pháp truyền thống, có mơ hình Arps (1945), Fetkovich (1980), Palacio Blasingame (1993), Agarwal cộng (1993), FMB (1998) [1] Cơ sở phương pháp dựa số liệu lưu lượng khai thác biểu diễn tương quan theo thời gian để xây dựng đường cong thực nghiệm hay đường cong suy giảm sát thực tế Q trình xác định phương trình tốn học gọi phương pháp phân tích đường cong suy giảm hay trình khớp lịch sử Nhược điểm phương pháp cần có giả thiết áp suất đáy giếng không thay đổi, điều kiện biên vỉa giai đoạn xem xét số không xét tới điều kiện vận hành giếng Điều có nghĩa là, giếng khai thác giai đoạn giả ổn định hay giai đoạn trung gian không thỏa mãn điều kiện dẫn tới việc dự báo lưu lượng khai thác thiếu xác Một số nghiên cứu gần dự báo khai thác thực vỉa dầu đá nứt nẻ H.Pratikno cộng [2], L.Mattar [3] sử dụng phương trình cân vật chất để mơ kết đo thực tế Kết Ngày nhận bài: 24/6/2019 Ngày phản biện đánh giá sửa chữa: 24/6 - 15/7/2019 Ngày báo duyệt đăng: 12/8/2019 14 DẦU KHÍ - SỐ 8/2019 nghiên cứu đưa kết luận khơng có mơ hình áp dụng cho tất giếng khai thác giới Tùy vào đặc điểm mỏ dầu khí mà cần thiết kết hợp liệu khai thác khu vực để tiến hành chạy thử lựa chọn mơ thơng số kèm để giảm sai số dự báo Như thấy mơ hình dự báo truyền thống có nhiều nhược điểm q trình khai thác nhiệt độ áp suất thay đổi sau thời gian định Ngồi ra, q trình vận hành giếng kích thước hay độ mở van (choke) yếu tố quan trọng việc xác định lưu lượng khai thác Nghiên cứu gần Sina Bairamzadeh cộng [4] sử dụng liệu khai thác 120 giếng để đề xuất mô hình dự báo khai thác có tính tới kích thước mở choke Kết hợp phương pháp dự báo khai thác mơ hình truyền thống mơ hình mới, báo giới thiệu sở lý thuyết phương pháp kết mô thơng qua phần mềm lập trình nhóm tác giả phát triển Việc nhập liệu khai thác thông số đầu vào thông qua phần mềm lập trình để so sánh kết phương pháp, từ lựa chọn phương pháp phù hợp Cơ sở lý thuyết Nhóm tác giả giới thiệu mơ hình truyền thống thực nghiệm Arps (dạng hàm mũ, hàm Hyperbolic hàm điều hòa - Harmonic) phương pháp Đây sở PETROVIETNAM Lưu lượng suy giảm thay đổi theo hàm số không tuyến tính đồ thị logarit xác định theo q =bán qi e -Dt phương trình 2: cho lập trình phần mềm để có kết giới thiệu phần kết thảo luận Trên sở kết mơ hình, báo giới thiệu ngun lý lựa chọn mơ hình phù hợp q= 2.1 Đường cong suy giảm Arps (1 + bDi t) Các mô hình Arps thể suy giảm lưu lượng khai thác không xem xét thông số vỉa hay giếng, điều kiện vận hành khai thác giếng qi q -1 qi: Lưu lượng thời Di =điểm t = 0; -Dt q = qdt ie b: Hằng số nằm khoảng - (Bảng 1), b = tương ứng đường cong suy qqgiảm hàm mũ, b = tương =q = theo ₁ điều hòa ứng trường hợp suyqgiảm + bDhàm it q = qi1e -Dt b (1 + bDi t) Hệ số Di thay đổi theo thời gian theo mối tương quan: q q= qi ₁ q t) -b1 (1 + bD Di = i dt - Suy giảm theo hàm qi điều hòa -q1 q =q Đây trường D hợp i = đặc +biệt bDi t suy giảm theo hàm dt Hyperbolic hệ số b = (phương trình 3): q q= (3) + bDi t Lưu lượng khai thác suy giảm thể phương trình 1, phương pháp thường sử dụng cho vỉa khai thác khí hịa tan q = qi e -Dt (1) q q =thời điểm t =₁0; qi: Lưu lượng (1 + bD t) b D: Tỷ lệ suy giảm hay hệ i số kinh nghiệm, xác định thông qua liệu lịch sử khai thác biết lưu lượng khai qi thác thời điểm q(D =- ln(q 1/q2)/(t2 - t1)) Di = - Suy giảm theo hàm dt Hyperbolic Giá trị b 0,1 - 0,4 0,4 - 0,5 0,5 0,5 - 1,0 q= (2) ₁ b Trong đó: - Suy giảm theo hàm mũ Trong đó: q Bảng Giá trị số b q Đặc điểm vỉa áp dụng + bDi t Dòng chảy đơn pha chất lỏng (ở chế độ chịu ảnh hưởng biên) dịng khí đơn pha áp suất cao Mỏ khí khơ Mỏ khí đơn pha Mỏ dầu nhẹ, chịu ảnh hưởng nước rìa Vỉa sản phẩm nhiều tầng Bảng Phân biệt dạng đường suy giảm lưu lượng thực nghiệm Arps Các dạng đường cong Các hệ số đặc trưng Hàm lưu lượng theo thời gian q(t) Hàm sản lượng tích lũy cộng dồn theo lưu lượng q(t) Ứng dụng đường cong tính theo tốc độ suy giảm Lượng hydrocarbon thu hồi (EUR) Lượng hydrocarbon chỗ N Dạng hàm mũ Dạng hàm Hyperbolic D số b=0 D phụ thuộc b < b