Ứng dụng mô hình điện dung - điện trở mở rộng vào vỉa bơm ép nước

Bài viết nghiên cứu nhằm phát triển mô hình điện dung - điện trở mở rộng (CRMe, Extended capacitance - resistance models) cho vỉa dầu ở bể Cửu Long, nơi nguồn năng lượng tự nhiên tác động gây nhiễu đến cơ chế năng lượng bơm ép nước, ảnh hưởng đáng kể đến độ tin cậy của kết quả dự báo. Từ đó xây dựng và kết hợp mô hình CRMe và Gentil mở rộng, dự báo tổng sản lượng khai thác cộng dồn sát với số liệu thực tế, từ đó dự báo nhanh tổng sản lượng thu được từ vỉa trong 805 ngày tiếp theo là gần 3,14 triệu thùng dầu.

THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ TẠP CHÍ DẦU KHÍ Số - 2020, trang 20 - 29 ISSN 2615-9902 ỨNG DỤNG MƠ HÌNH ĐIỆN DUNG - ĐIỆN TRỞ MỞ RỘNG VÀO VỈA BƠM ÉP NƯỚC Tạ Quốc Dũng1, Huỳnh Văn Thuận1, Phùng Văn Hải2, Lê Thế Hà3 Trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh Tổng cơng ty Thăm dị Khai thác Dầu khí Tập đồn Dầu khí Việt Nam Email: tqdung@hcmut.edu.vn Tóm tắt Nghiên cứu phát triển mơ hình điện dung - điện trở mở rộng (CRMe, Extended capacitance - resistance models) cho vỉa dầu bể Cửu Long, nơi nguồn lượng tự nhiên tác động gây nhiễu đến chế lượng bơm ép nước, ảnh hưởng đáng kể đến độ tin cậy kết dự báo Nhóm tác giả xây dựng kết hợp mơ hình CRMe Gentil mở rộng, dự báo tổng sản lượng khai thác cộng dồn sát với số liệu thực tế, từ dự báo nhanh tổng sản lượng thu từ vỉa 805 ngày gần 3,14 triệu thùng dầu Từ khóa: Bơm ép nước, mơ hình điện dung - điện trở mở rộng, sản lượng khai thác cộng dồn, bể Cửu Long Giới thiệu Mơ hình dòng chảy vỉa dòng điện mạch điện RC nghiên cứu Bruce (1943) [1] Tác giả xây dựng mạng lưới đơn vị điện để thể mạng lưới ô khối mô hình vỉa Các đơn vị điện kết nối với để mô trực tiếp lại ứng xử vỉa dựa tương tự dòng điện mơi trường dẫn (dây dẫn) dịng chất lưu mơi trường lỗ rỗng Sau Wiess (1951) cải tiến tốc độ xử lý đồng thời cải thiện độ xác dự báo cho ứng xử dịng chảy khơng ổn định vỉa dầu [2] Wahl (1962) áp dụng thành công mạng điện dung - điện trở, bao gồm 2501 tụ điện liên kết với 4900 điện trở, để phân tích cho bốn vỉa Saudi Arabia [3] giếng lại với cách sử dụng phương pháp hồi quy khơng tuyến tính đa biến, để dự báo tổng lưu lượng thu được, từ số liệu lịch sử khai thác bơm ép [4] Gentil (2005) tiếp tục cơng trình Albertoni (2003) giải thích ý nghĩa vật lý phương trình hàm truyền vỉa [5] Yousef (2006) cải thiện mơ hình cách thay biến động số liệu số thời gian τ [6] Vào năm 2007, Liang Sayarpour lần áp dụng CRM cơng cụ tối ưu hóa dự báo thu hồi dầu giai đoạn dựa lưu lượng bơm ép [7] Sau nhiều lần chỉnh sửa bổ sung thơng số, mơ hình đưa Sayarpour (2008) xem lần cải tiến mang lại nhiều hiệu [8] Mơ hình điện dung - điện trở bắt đầu nghiên cứu ứng dụng cho mỏ Việt Nam [9] Nhằm bổ sung hồn thiện mơ hình để dự báo tổng sản lượng dầu khai thác cộng dồn trường hợp đặc biệt có tác động gây nhiễu từ nguồn lượng tự nhiên vỉa bơm ép nước, nhóm tác giả đề xuất phát triển mở rộng mơ hình CRM truyền thống mơ hình Gentil để vừa đánh Kết cho thấy, nghiên cứu trước tập trung vào tổ chức, thiết kế, thí nghiệm dựa mối liên hệ dòng điện dịng chất lưu vỉa Một hệ thống tốn học dựa khái niệm tương tự Larry Lake (2002) Albertoni (2003) đề xuất mơ hình kết nối Điện dung Điện trở Giếng khai thác, Pwf Vỉa khai thác Pavg Ngày nhận bài: 5/5/2020 Ngày phản biện đánh giá sửa chữa: - 26/5/2020 Ngày báo duyệt đăng: 13/8/2020 20 DẦU KHÍ - SỐ 9/2020 Hình Mạng lưới điện dung - điện trở [3] Hình Mơ hình thủy lực vỉa [10] PETROVIETNAM Bảng Mối liên hệ thông số mạch điện RC mơ hình CRM [10] Mạch điện RC Chênh lệch điện thế, ∆U Nguồn lượng Phương trình dịng Định luật Ohm, I = Phương trình giải phóng lượng ∆U Định luật Darcy, q = R Phương trình Faraday R = f1 (đặc tính vật liệu dẫn, tiết diện dây, chiều dài L) dt C=I dU Điện trở R Điện dung C R Mơ hình CRM Chênh lệch áp suất, ∆P C Tụ điện thiết bị dùng để tích trữ lượng, đại lượng đặc trưng cho tụ điện 63% t = RC Hình Sơ đồ mạch điện RC đơn giản [11] Giây Hình Biến đổi điện áp tụ theo thời gian Lưu lượng bơm ép 5000 Lưu lượng khai thác Lưu lượng (thùng/ngày) 4000 dung C (farad) Tụ giải phóng lượng dU theo phương trình Faraday, I = C [10]" Cnén = [2] V dt Tương tự, vỉa dầu, tụ C khả Ct Vp ) [11 cung cấp lượng vỉa τdạng ij = ( Jt ij áp suất Tụ vỉa giải phóng lượng theo dv (psidp -1) phương trình hệ số nén Cnén = V dp dt = ( ) − ( ) Các thông số mô hình CRM: - Hằng số thời gian - Time constant (τ) 63,2% 3000 Hằng số thời gian thông số đặc trưng phản hồi khoảng thời gian biến động tuyến tính giai đoạn đầu hệ thống 2000 1000 R Phương trình hệ số nén R = f2 (đặc tính đá chất lưu vỉa, tiết diện mặt cắt ngang dòng qua, chiều dài xem xét) dt C = -q dP tích) chiều dài vùng xem xét L (đơn vị chiều dài) V Vo ∆P 10 13 16 19 Tháng 22 25 28 31 Hình Lưu lượng bơm ép biến đổi lưu lượng khai thác phản hồi [11] giá mức độ ảnh hưởng gây nhiễu lượng tự nhiên dự báo nhanh tổng sản lượng dầu khai thác cộng dồn với độ tin cậy cao Mô hình điện dung - điện trở Sự tương tự mạch điện RC CRM: Dòng diện I (ampere) chạy dây dẫn kết chênh lệch điện ∆U (volt) mạch điện [10] dòng điện tuân theo định luật Ohm, I = ∆U/R với R (ohm) tổng điện trở mạch [10] Tương tự, lĩnh vực dầu khí, dịng chảy vỉa kết chênh lệch áp suất tuân theo định luật Darcy, q = ∆P/R [10], với ∆P = Pavg - Pwf (psi), chênh lệch áp suất áp suất trung bình vỉa (Pavg) áp suất đáy giếng (Pwf ) Trở R vỉa hàm đặc tính đá vỉa với diện tích mặt cắt xem xét Ac (đơn vị diện Để xác định số thời gian mạch RC, đặt vào mạch hiệu điện Vo, đóng khóa k dòng điện nạp điện cho tụ C Kết điện áp tụ tăng dần theo đồ thị Hình Khi đó, số thời gian định nghĩa thời gian từ bắt đầu nạp điện đến điện áp tụ 63,2% giá trị điện áp cuối trạng thái ổn định, với τ = RC [11] Trong hệ thống vỉa tương tự mạch điện RC Vì thế, dựa vào định nghĩa để xác định số thời gian τ vỉa Hình cho thấy lưu lượng bơm ép tăng nhảy vọt từ tháng thứ đến tháng thứ 22 thu tín hiệu phản hồi lưu lượng khai thác biến đổi giống biến đổi điện áp tụ mạch điện RC Tương tự cách xác định số thời gian mạch RC, dòng chất lưu khai thác DẦU KHÍ - SỐ 9/2020 21 THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ tháng (từ tháng thứ đến tháng thứ 10) để đạt lưu lượng 63,2% lưu lượng khai thác đạt trạng thái ổn định Vì thế, số thời gian cho giếng khai thác số thời dU ví dụ 41tháng dv I = C xác[2] Cnéncông = - thức: (Psi-1) gian định theo V dp dt τij = ( Ct V p ) [11] Jt ij (1) dp = ( ) − ( ) [12] dt τij: Hằng số thời gian cặp giếng bơm ép i khai thác j (ngày); phụ thuộc chủ yếu vào thành phần là: - Nguồn lượng kế thừa thời điểm trước, q( ) ( ) q( ) ( ) ( ) - Nguồn bổ sung q( ) dầu đẩy từ nguồn nước bơm ép I(t)(1- ( ) ) ( ) giai đoạn tiếp theo, I(t)(1) P , P , I(t)(1- ( ) ) ( )( )(1 − t - t vỉa, P ảnh P , , - Lượng( thể tích hưởng co giãn vật chất )( )(1 − ) t-t P , P , ( )( )(1 − ) t-t Trong đó: 3.2 Các mơ hình điện dung - điện trở mở rộng Vp: Thể tích lỗ rỗng vùng kiểm sốt (thùng); - Kiểm soát cho giếng khai thác nhiều giếng bơm ép xung quanh (CRMPe: Mơ hình điện dung - điện trở cho giếng khai thác mở rộng) Jt: Hệ số suất khai thác (productivity index) (thùng/ngày/psi); - Kiểm soát nhanh tổng lượng chất lưu khai thác cộng dồn (ICRMe: Mơ hình điện dung - điện trở kết hợp mở rộng) Ct: Hệ số nén tổng (psi-1) 3.2.1 CRMPe - Kiểm soát cho giếng khai thác nhiều giếng bơm ép xung quanh - Hệ số kết nối - Connectivity (f ) Hệ số kết nối thông số quan trọng bắt buộc phải xác định CRM Hệ số kết nối fij biểu thị phần lượng nước từ giếng bơm ép i đóng góp vào tổng lưu lượng khai thác giếng j Mô tả mối quan hệ tương tác giếng bơm ép thực tế, giả định với giếng khai thác Tổng lưu lượng giếng khai thác thời điểm t: ni qj (t)= Các mơ hình điện dung - điện trở 3.1 Cơ sở lý thuyết dU dv -1) I = C CRM[2] C = - xây (Psi Mô hình V dp dựng dựa dt chủ yếunén phương trình sau: Ct Vp τij = ( ) [11] Phương trình liên tục: Jt ij dp = ( )− dt (2) ( ) [12] Phương trình lưu lượng khai thác: q(t) = J( ̅ ( q(t) = q( ) )( P 0) P t-t , (3) ) [12] + I(t)(1, ( ) (4) i=1 fij Ii (t) + ( )-τj dqj (t) dt (j) -Jj τj q(t) = J( ̅ (t), - pwf)(t): [12] Áp suất trung bình vỉa áp suất đáy giếng (psi); thời điểm t t) = q( ) ( ) + I(t)(1- ( ) I(t): Lưu lượng bơm ép (hằng số) giếng bơm P , P , )( ép khoảng thời)gian ∆t (thùng/ngày) t-t Trong đó: ∆ ∆ qj(t): Lưu lượng = ( khai ) thác giếng j thời điểm t (thùng/ ngày); ( ) ( ) − bơm ép i, bơm ép giả định a fij, faj: Hệ số kết nối giếng ) + − giếng khai thác j; ∆ Ii(t), Ia(t): Lưu lượng bơm ép giếng bơm ép i giếng bơm ép giả định thời điểm t (thùng/ngày); ni: Tổng số giếng bơm ép Dựa giả thuyết SVIR (step variation of injection rate), lưu lượng bơm ép khơng đổi áp suất đáy giếng tuyến tính l6(t) I5(t) l1(t) f1j I4(t) qLj(t) f6j l2(t) f2j τj f5j Pwf j(t) f3j q(t), i(t): Lưu lượng khai thác bơm ép thời điểm t (thùng/ngày) Từ phương trình (4) ta thấy lưu lượng khai thác DẦU KHÍ - SỐ 9/2020 (5) dt ) Trong đó: 22 dpwf (t) Hình Mơ hình minh họa vỉa CRMPe [13] l3(t) f4j PETROVIETNAM ni (j) dqj (t) dpwf (t) qj (t)= fij Ii (t) + ( )-τj -Jj τj bước ∆t (ngày) từ I(k-1) đến I(k) [8].dtLưu lượngdtgiếng j i=1 thời điểm k tính bằng: = ∆ ( : Lượng nước bơm ép cộng dồn giếng bơm ép giả định a tính đến thời điểm t (thùng) Phương pháp hồi quy khơng tuyến tính đa biến: ∆ ) ( + ( ) − − ∆ (6) ) , ) − Hệ) số kết nối, hằng+ số thời gian,( các, −thông, )số giếng bơm ép giả định a xác định thông qua hàm sau: ( Phương pháp hồi quy khơng tuyến tính đa biến: Hệ số kết nối số thời gian ước tính theo phương pháp hồi quy khơng tuyến tính: Min z = nt np k=1 j=1 thực tế (qjk - qjk ) [ 11] (7) Trong đó: ∑ ≤1 qjk: Tổng lưu lượng chất lưu tính tốn từ giếng khai ∑ ≤1 thác bước thứ k (thùng/ngày) np: Tổng số giếng khai ,thác;, ≥ Min z = Min z = nt np thực tế nt n : Tổng np số bước xem xét ] ) 2[ 11 (q thực tế - qjk t [+11 ] q ) j=1 (qjk k=1 jk ∑ jk = ( − ) j=1 , k=1 + ( , − , )[14] Hàm xác định (7) bị ràng buộc bởi: ∑ ≤ nt np bơm ∑ ≤ cho giếng tế [12]; thực tếép thực - qjk ) [ 11] Min z = (qjk j=1 ∑ ≤ k=1 cho giếng bơm ép giả định; ∑ ≤1 p tất bơm ép i giếng khai thác j 2f , faj, τj ≥ cho ∑ thực tế ≤ giếng - qjk ) [ij 11 (qjk , ] , ≥0 =1 , , ≥0 3.2.2 ICRMe - Ước tính ∑ tổng ≤lượng chất lưu khai thác cộng dồn = n(t − np ) thực + ∑tế + ( , − , )[14] = ≤( − )(q + ∑ - q ) [ 11]+ ( , − , )[14] jk jk ICRM xây dựng để ước tính tổng lượng chất lưu khai j=1 k=1 , , ≥0 thác cộng dồn giếng khai thác với phương trình sở sau: ≤1 nt np thực tế ∑ ≤ 1= ( Min ] z = (qjk + - q(jk ) [ 11 ∑ − ) + k=1 (8) j=1 , , − , )[14] , ≥0 ∑ đó: ≤Trong ∑ ≤1 + ( : Áp suất đáy giếng thời điểm ban đầu , − , )[14] , , ≥0 ∑ thời điểm t (psi); ≤1 ) +∑ + ( − )[14]ép cộng dồn giếng bơm ép : Tổng lượng , nước ,bơm , , ≥0 i thời điểm t (thùng); ( −lượng ) chất + ∑ lưu khai thác + cộng ( dồn :=Tổng khai , − giếng , )[14] thác j thời điểm t (thùng) , Khi vỉa chịu tác động gây nhiễu lượng tự nhiên, giếng giả định a thêm vào: , − ) + ( , − , ự ế − , tính tốn ) [14] (10) 3.3 Mơ hình thực nghiệm Gentil mở rộng Trên sở mơ hình Gentil (2005) [5], nghiên cứu mở rộng để ước tính tổng sản lượng dầu khai thác cộng dồn dựa tổng lượng chất lưu khai thác cộng dồn xác định theo ICRMe Xuất phát từ phương trình phi tuyến: *= (11) *= Giả sử vỉa tồn = tại+2 pha dầu nước: *)= = + ( (12) ( ) *) = tự (nhiên) vế phương trình (11) ( Lấy logarit ( Với *) = * = ( ) Với Với (13) *= Với −1 *= = ( ) −1 = ( )+ ( (( )) −−11 == ++ ) Đặt − A == bln(a): ( )+ ( ( )+ (14) ) (15) Xét phương trình (15) cho giếng j thời điểm k: −−11 == (16) ++ Dựa vào liệu lịch sử khai thác, tính tốn thơng số thực nghiệm mơ hình Aj bj thơng qua phương pháp hồi quy tuyến tính dựa phương trình tổng bình phương sai số nhỏ =∑ ∗ ( ( )−( + )) (17) Tổng sản lượng dầu khai thác cộng dồn xác định theo phương trình: ) (9) = Trong đó: faj: Hệ số kết nối giếng bơm ép giả định a giếng ( − , , tính tốn ) [14] ự ế khai thác j; , (18) 1+ Trong đó: , xem xét đánh giá lưu koil: Thời điểm , DẦU KHÍ - SỐ 9/2020 23 THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ Lưu lượng nước bơm ép (thực tế) Chọn giá trị fij, tj, Ia ICRMe Tổng lượng chất lưu khai thác (tính tốn) Chọn giá trị thực nghiệm Aj,bj Mơ hình Gentil mở rộng Cập nhật Q ∑k-k oil Wi , thực tế - jk Q , tính toán Q Chưa Chưa Đạt Tổng lượng chất lưu khai thác thực tế Tổng lượng dầu khai thác thực tế WOR*, Wi Tối thiểu phương trình Tổng lượng chất lưu khai thác (thực tế) Tổng lượng nước bơm ép dự báo Cập nhật Tổng lượng nước bơm ép thực tế k Q , tính tốn Tối thiểu phương trình ∑k-k oil Giá trị cuối fij, tj, Ia , thực tế - jk - k Đạt Tổng lượng chất lưu khai thác (dự báo) Giá trị cuối Aj,bj Tổng lượng dầu khai thác (dự báo) Hình Quy trình tính toán = 1+ lượng dầu thu hồi nước bắt đầu xuất lưu lượng tổng; = +, : Tổng lượng nước bơm ép khai thác cộng dồn tất giếng , bắt đầu bơm ép đến giai đoạn k vỉa từ (thùng); , : Tổng lượng chất lưu dầu , khai thác cộng dồn giếng j thời điểm k (thùng); Lưu lượng (thùng/ngày) Lưu lượng Lưu lượng (thùng/ngày) Lưu lượng (thùng/ngày) (thùng/ngày) Hình Mơ hình vỉa dầu bể Cửu Long Aj bj: Các thông số thực nghiệm giếng khai thác j 30000 30000 10 95 10 95 20000 q tổng q dầu q tổng q dầu Ngày 30 95 Ngày 30 95 Hình Lưu lượng khai thác vỉa 20000 3.4 Quy trình tính tốn Quy trình tính tốn thể Hình Ứng dụng mơ hình điện dung - điện trở cho vỉa dầu bể Cửu Long 950 950 Ngày 2950 Ngày 2950 Hình 10 Tổng lưu lượng bơm ép vỉa 24 Các thơng số thực nghiệm mơ hình xác định thơng qua hệ số góc phương trình tuyến tính (16), y = ax + b, với a bj b Aj DẦU KHÍ - SỐ 9/2020 Vỉa dầu bể Cửu Long, nằm ngang, không đồng Vỉa khai thác chế giãn nở tự nhiên 949 ngày đầu PETROVIETNAM 3000 8000 1095 q dầu q tổng Ngày q dầu q tổng 1095 Ngày Ngày 3095 8000 Giếng 20 Lưu lượng (thùng/ngày) Lưu lượng (thùng/ngày) Giếng 14 q dầu q tổng 1095 3095 9000 Giếng 11 Lưu lượng (thùng/ngày) Lưu lượng (thùng/ngày) Giếng 10 1095 3095 q dầu q tổng Ngày 3095 Hình 11 Lưu lượng khai thác giếng Bảng Thời gian hoạt động giếng Thời gian (ngày) P10 P11 P14 P20 I 15 I 25 - 82 83 - 374 3000 375 - 540 541 - 949 8000 Giếng 11 (R2 = 0,97) Lưu lượng (thùng/ngày) Giếng 10 (R2 = 0,97) q CRMPe q thực tế Lưu lượng (thùng/ngày) 9000 5000 1095 3095 Ngày Ngày 4000 1095 q CRMPe q thực tế q CRMPe 4000 3095 3095 Ngày 8000 Giếng 14 (R2 = 0,98) q thực tế 1.095 - 3.095 Giếng 20 (R2 = 0,98) Lưu lượng (thùng/ngày) Lưu lượng (thùng/ngày) 1095 950 - 1.094 q CRMPe q thực tế 1095 Ngày 3095 Hình 12 Lưu lượng tổng ước tính theo CRMPe DẦU KHÍ - SỐ 9/2020 25 THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ Bảng Hệ số kết nối giếng khai thác P10 0,16 0,01 0,00 214,00 f15,j f25,j fas,j τj 70 P11 0,27 0,30 0,45 295,08 100 Ngày 3095 Ngày 3095 1095 100 Giếng 20 Ngày 3095 % % 1095 70 Giếng 14 1095 1095 Ngày 3095 Hình 13 Tỷ lệ nước xuất giếng Lưu lượng (thùng/ngày) 8000 1095 3095 Ngày Hình 14 Lưu lượng bơm ép giếng giả định Bảng Hệ số kết nối theo ICRM mở rộng 25,j as,j j P11 0,30 0,29 0,42 197,65 QP thực tế QP ICRMe 3095 QP thực tế QP ICRMe Ngày 1095 Ngày Triệu 14 Giếng 20 (R2 = 0,99) 3095 1095 Ngày Hình 15 Tổng lượng chất lưu khai thác cộng dồn theo ICRMe 26 DẦU KHÍ - SỐ 9/2020 Tổng 1 QP thực tế QP ICRMe Qp (thùng) Qp (thùng) Qp (thùng) 1095 P20 0,22 0,34 0,32 84,16 Triệu 14 Giếng 11 (R2 = 0,99) Triệu Giếng 10 (R2 = 0,99) 1095 Ngày Triệu 16 Giếng 14 (R2 = 0,99) P14 0,31 0,35 0,26 291,32 Qp (thùng) 15,j P10 0,17 0,02 0,00 55,20 Tổng 1,00 0,98 1,00 Lưu lượng bơm ép khai thác xuất từ phần mềm thương mại xem liệu thực tế để xây dựng mơ hình CRM Thời gian giếng bắt đầu đưa vào hoạt động vỉa thu thập lại Bảng 2, với màu đậm biểu thị giếng hoạt động 4.1 Ứng dụng mơ hình điện dung - điện trở cho giếng khai thác mở rộng y = 2E + 09x - 1,856 R² = 0,8923 P20 0,26 0,33 0,33 246,47 tiến hành bơm ép vào ngày thứ 950 Thời điểm nghiên cứu áp dụng mô hình CRM cho vỉa ngày thứ 1.095 Đặc biệt, tiến hành bơm ép vỉa bị tác động lượng tự nhiên Giếng 11 % % Giếng 10 P14 0,31 0,34 0,22 531,60 3095 QP thực tế QP ICRMe 3095 CRMPe áp dụng nhằm đánh giá mức độ ảnh hưởng lượng tự nhiên đến giếng khai thác vỉa thông qua hệ số kết nối Các giếng khai thác chủ yếu chịu ảnh hưởng nguồn lượng tự nhiên (Bảng 3) Lớn giếng P11 với fas,11 = 0,45 giếng cạn kiệt nguồn lượng giếng P10 với fas,10 = Giếng bơm ép I25 bị phần nguồn lượng vào vỉa, với tổng f25,j = 0,98 Nhìn chung lưu lượng chất lưu ước tính theo mơ hình CRMPe sát với lưu lượng thực tế (Hình 12) Hệ số hồi quy liệu mơ hình thực tế 0,9 cho thấy độ tin cậy cao Nhìn chung, tỷ lệ lượng nước tăng nhanh giếng P11, P14, P20 (Hình 13), cho thấy giếng bơm ép ảnh hưởng lớn với giếng khai thác Hình 14 cho thấy lưu lượng giếng bơm ép giả định nguồn PETROVIETNAM Lưu lượng (thùng/ngày) 1095 Hình 16 Lưu lượng bơm ép giếng giả định Bảng Các thông số thực nghiệm Tổng lượng chất lưu khai thác theo ICRMe sát với số liệu thực tế, R2 0,9 (Hình 15) Kết cho thấy ICRMe giải pháp hiệu để dự báo nhanh tổng lượng chất lưu khai thác cộng dồn cho vỉa bơm ép nước ảnh hưởng nguồn lượng tự nhiên ICRMe đánh giá lượng tự nhiên vỉa giảm dần theo thời gian (Hình 16) P11 P14 P20 A -17,383 -6,0273 -6,6516 -7,6273 b 1,105 0,4294 0,4276 0,5333 Np (thùng) Np (thùng) Np thực tế Np Genntil mở rộng Ngày 3095 1095 Np thực tế Np Genntil mở rộng Ngày 3095 1095 Triệu thùng Hình 17 Tổng sản lượng dầu cộng dồn giếng 20 15 10 10 3095 Ngày Hình 18 Tổng sản lượng dầu cộng dồn vỉa Bảng Bảng so sánh hệ số kết nối ICRMe CRMPe I15 I25 Ia 6000 P10 1P01195 f τ I15 I25 Ia f τ P14 I15 I25 Ia f τ Ứng dụng mô hình Gentil mở rộng: Trên sở kết tổng lượng chất Triệu Giếng 11 (R2 = 0,99) Np thực tế Np thực tế Np Genntil mở rộng Np Genntil mở rộng 0 1095 3095 1095 Ngày 3095 Ngày Triệu Triệu Giếng 14 (R2 = 0,99) Giếng 20 (R2 = 0,99) Lưu lượng (thùng/ngày) Các giếng bơm ép tương tác với giếng khai thác vỉa Giếng P11 chịu ảnh hưởng lớn giếng P10 gần khơng cịn chịu tác động nguồn lượng tự nhiên P10 Triệu Giếng 10 (R2 = 0,99) 4.2 Ứng dụng mơ hình điện dung điện trở kết hợp mở rộng ICRMe áp dụng cho vỉa để đánh giá nhanh tổng lượng chất lưu khai thác cộng dồn phân tích mức độ ảnh hưởng lượng tự nhiên đến giếng khai thác, đồng thời sở cung cấp liệu đầu vào cho Gentil mở rộng để ước tính tổng sản lượng dầu khai thác cộng dồn 3095 Ngày Np (thùng) Sự biến đổi nguồn lượng tự nhiên vỉa biểu diễn theo phương trình hàm mũ y = 10464 × e9E - 4x Hệ số hồi quy phương trình với kết từ CRMPe cao, sở để tiếp tục sử dụng phương trình đưa ước tính lưu lượng bơm ép giai đoạn dự báo 4000 Np (thùng) tự nhiên vỉa sụt giảm nhanh giai đoạn khoảng 150 ngày suy giảm chậm giai đoạn sau Cụ thể, thời điểm sau 2.100 ngày khai thác, lượng tự nhiên tồn đọng lại vỉa tương ứng với lưu lượng bơm ép 3.500 thùng/ngày giảm xuống xấp xỉ 600 thùng/ngày sau 2.800 ngày khai thác P20 I15 I25 Ia f τ ICRMe 0,17 0,02 0,00 55,20 0,30 0,29 Ngày0,42 197,65 0,31 0,35 0,20 291,32 0,22 0,34 0,32 84,16 CRMPe 0,16 0,01 CRMPe 0,00ICRMe 214,00 0,27 0,30 09 0,45 295,08 0,31 0,34 0,22 531,60 0,26 0,33 0,33 246,47 DẦU KHÍ - SỐ 9/2020 27 THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ (thùng/ngày) Lưu lượng 6000 CRMPe 1095 Ngày ICRMe 3095 Hình 19 Lưu lượng giếng giả định Np (thùng) 1095 Triệu Giếng 14 1095 Thực tế Genntil mở rộng Dự báo Ngày 3900 Thực tế Genntil mở rộng Dự báo Ngày 3900 Np (thùng) Triệu Giếng 11 1095 Triệu Giếng 20 Np (thùng) Np (thùng) Triệu Giếng 10 1095 Kết luận Thực tế Genntil mở rộng Dự báo 3900 Ngày Thực tế Genntil mở rộng Dự báo Ngày 3900 Hình 20 Dự báo lượng dầu khai thác cộng dồn lưu cộng dồn vừa xác định theo ICRMe, mơ hình Gentil mở rộng lấy liệu làm liệu đầu vào đưa ước tính tổng sản lượng dầu cộng dồn Hình 17 cho thấy mơ hình Gentil mở rộng tốt để ước tính tổng sản lượng dầu khai thác cộng dồn biết tổng lượng chất lưu khai thác Các hệ số hồi quy cao Tổng sản lượng dầu khai thác cộng dồn vỉa sau 2.000 ngày bơm ép gần 15 triệu thùng 4.3 So sánh kết ICRMe CRMPe Nhìn chung, hệ số kết nối cặp giếng bơm ép khai thác mức độ ảnh hưởng nguồn lượng tự nhiên đánh giá từ mơ hình ICRMe CRMPe tương đối giống Cụ thể, giếng chịu ảnh hưởng lớn giếng P11 nhỏ giếng P10 - gần không chịu tác động nguồn lượng tự nhiên Tuy nhiên, ICRMe đánh giá thời gian tương tác (hằng số thời gian) giếng bơm ép đến giếng khai thác nhanh so với CRMPe Hình 19 cho thấy nguồn lượng vỉa ước tính theo ICRMe CRMPe tương đối giống Điều làm tăng mức độ tin cậy cho việc đánh giá giai đoạn sau 4.4 Dự báo nhanh tổng sản lượng dầu cộng dồn Sau xác định thông số biến thông số thực nghiệm mơ hình ICRMe, thơng số sử dụng để dự báo nhanh 28 DẦU KHÍ - SỐ 9/2020 Kết dự báo 805 ngày giếng cho thấy lượng dầu thu giai đoạn tăng ổn định Tổng sản lượng dầu khai thác giai đoạn giếng P14 cao, 1,5 triệu thùng tương đối thấp giếng P10 với khoảng 0,5 triệu thùng Kết tổng sản lượng dầu thu từ vỉa 805 ngày gần 3,14 triệu thùng Nhằm hoàn thiện bổ sung cho nghiên cứu trước việc ứng dụng mơ hình điện dung - điện trở cho vỉa Việt Nam, nhóm tác giả áp dụng quy chuẩn hệ số kết nối tổng để thuận tiện cho việc đánh giá ảnh hưởng giếng bơm ép đến giếng khai thác lựa chọn thực Microsoft Excel để đưa đánh giá nhanh hiệu Nghiên cứu áp dụng CRMPe ICRMe cho vỉa dầu bể Cửu Long, chịu tác động gây nhiễu lượng tự nhiên dự án bơm ép nước Kết thu từ mơ hình so sánh để đánh giá mức độ tương tác cặp giếng bơm ép - khai thác mức độ ảnh hưởng lượng tự nhiên đến giếng khai thác Nhóm tác giả xây dựng mơ hình Gentil mở rộng kết hợp với ICRMe đưa dự báo tổng sản lượng dầu khai thác cộng dồn có hệ số hồi quy tốt với số liệu thực tế Từ đó, dự báo nhanh tổng sản lượng dầu thu 805 ngày cho giếng vỉa vỉa dầu Cụ thể tổng sản lượng dầu dự báo thu từ vỉa giai đoạn gần 3,14 triệu thùng Tài liệu tham khảo [1] W.A.Bruce, "An electrical device for analyzing oil-reservoir behavior", Transactions of the AIME, 1943, Vol 151, No DOI: 10.2118/943112-G [2] Byron Wiess, O.L.Patterson, and PETROVIETNAM K.E.Montague, "High-speed electronic reservoir analyzer", Drilling and Production Practice, New York, January 1951 [3] W.L.Wahl, L.D.Mullins, R.H.Barham, and W.R.Bartlett, "Matching the performance of Saudi Arabian Oil Fields with an electrical model", Journal of Petroleum Technology, Vol 14, No 11, 1962 [4] Alejandro Albertoni and Larry W.Lake, "Inferring interwell connectivity only from well-rate fluctuations in waterfloods", SPE reservoir evaluation & engineering, Vol 6, No 1, 2003 DOI: 10.2118/83381-PA [5] Pablo Hugo Gentil, “The use of multilinear regression models in patterned waterfloods: Physical meaning of the regression coefficients”, University of Texas at Austin, 2005 [6] Ali Abdallah Al-Yousef, "Investigating statistical techniques to infer interwell connectivity from production and injection rate fluctuations", University of Texas at Austin, 2006 [7] Larry W.Lake, Ximing Liang, Thomas F.Edgar, Larry Lake, Ali Al-Yousef, Morteza Sayarpour, and Daniel Weber, "Optimization of oil production base on a capacitance model of production and injection rate", Hydrocarbon Economics and Evaluation Symposium, Dallas, Texas, U.S.A., - April 2007 DOI: 10.2118/107713-MS [8] Morteza Sayarpour, “Development and application of apacitance-resistive models to water/CO2 floods” University of Texas at Austin, 2008 [9] Nguyễn Văn Đô, Trần Văn Tiến, Trần Nguyên Long Lê Vũ Qn, “Áp dụng mơ hình điện dung đánh giá mức độ ảnh hưởng giếng bơm ép tới giếng khai thác”, Tạp chí Dầu khí, Số 7, tr 28 - 36, 2019 [10] Mohammad Sadeq Shahamat, “Production data analysis of tight and shale reservoirs”, University of Calgary, 2014 DOI: 10.11575/PRISM/27446 [11] Fei Cao, “Development of a two - phase flow coupled capacitance resistance model”, University of Texas at Austin, 2014 [12] Daniel Brent Weber, “The use of capacitanceresistance models to optimize injection allocation and well location in water floods”, University of Texas at Austin, 2009 [13] Rafael Wanderley De Holanda, “Capacitance resistance model in a control systems framework: A tool for describing and controlling waterflooding reservoirs”, Texas A&M University, 2015 [14] Nguyen Anh Phuong, “Capacitance resistance modelling for primary recovery, waterflood and water CO2 flood”, University of Texas at Austin, 2012 APPLICATION OF EXTENDED CAPACITANCE - RESISTANCE MODELS FOR WATERFLOODED RESERVOIR Ta Quoc Dung1, Huynh Van Thuan1, Phung Van Hai2, Le The Ha3 Ho Chi Minh City University of Technology Petrovietnam Exploration Production Corporation Vietnam Oil and Gas Group Email: tqdung@hcmut.edu.vn Summary This research develops extended capacitance-resistance models (CRMe) for a reservoir in Cuu Long basin, where natural energy sources interfere in the waterflooding energy mechanism, significantly affecting the reliability of forecasting results The authors have built and combined the CRMe with the extended Gentil model to evaluate cumulative oil production, which is quite close to the actual data From that, a quick forecast was made that the cumulative oil production of the reservoir in the next 805 days would be nearly 3.14 million barrels Key words: Water flooding, extended capacitance-resistance models, cumulative oil production, Cuu Long basin DẦU KHÍ - SỐ 9/2020 29 ... trình tính tốn thể Hình Ứng dụng mơ hình điện dung - điện trở cho vỉa dầu bể Cửu Long 950 950 Ngày 2950 Ngày 2950 Hình 10 Tổng lưu lượng bơm ép vỉa 24 Các thơng số thực nghiệm mơ hình xác định thơng... 4.1 Ứng dụng mơ hình điện dung - điện trở cho giếng khai thác mở rộng y = 2E + 09x - 1,856 R² = 0,8923 P20 0,26 0,33 0,33 246,47 tiến hành bơm ép vào ngày thứ 950 Thời điểm nghiên cứu áp dụng. .. ( ) ) ( )( )(1 − t - t vỉa, P ảnh P , , - Lượng( thể tích hưởng co giãn vật chất )( )(1 − ) t-t P , P , ( )( )(1 − ) t-t Trong đó: 3.2 Các mơ hình điện dung - điện trở mở rộng Vp: Thể tích lỗ