Ứng dụng mô hình tích hợp dung trở kháng (CCRM) trong đánh giá và dự báo hiệu quả bơm ép cho đối tượng mioxen thuộc mỏ x

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ CƠNG NHẬT MINH ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TÍCH HỢP DUNG-TRỞ KHÁNG (CCRM) TRONG ĐÁNH GIÁ VÀ DỰ BÁO HIỆU QUẢ BƠM ÉP CHO ĐỐI TƯỢNG MIOXEN THUỘC MỎ X Chuyên ngành: Kỹ thuật dầu khí Mã số: 60520604 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2018 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học 1: TS Trần Đức Lân Cán hướng dẫn khoa học 2: TS Đỗ Quang Khánh Cán chấm nhận xét 1: TS Tạ Quốc Dũng Cán chấm nhận xét 2: TS Hoàng Quốc Khánh Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 19 tháng 01 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1.TS Mai Cao Lân – Chủ tịch Hội đồng 2.TS Tạ Quốc Dũng – Cán phản biện 3.TS Hoàng Quốc Khánh – Cán phản biện 4.TS Phùng Văn Hải - Ủy viên hội đồng 5.TS Nguyễn Hữu Chinh – Thư ký hội đồng Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SỸ Họ tên học viên: Lê Công Nhật Minh MSHV: 1670267 Ngày, tháng, năm sinh: 30/04/1992 Nơi sinh: Vũng Tàu Chuyên ngành: Kỹ thuật dầu khí Mã số: 60520604 I TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TÍCH HỢP DUNG-TRỜ KHÁNG (CCRM) TRONG ĐÁNH GIÁ VÀ DỰ BÁO HIỆU QUẢ BƠM ÉP CHO ĐỐI TƯỢNG MIOXEN MỎ X NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: ₋ Khái quát khu vực nghiên cứu tổng quan đặc điểm địa chất khai thác đối tượng Mioxen mỏ X ₋ Nền tảng lý thuyết phương pháp sử dụng để đánh giá dự báo hiệu bơm ép ₋ Nền tảng lý thuyết mơ hình dung-trở kháng ₋ Ứng dụng mơ hình tích hợp dung trở-kháng đánh giá dự báo hiệu bơm ép nước đối tượng Mioxen mỏ X II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/07/2017 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/12/2017 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Mai Cao Lân, TS Trần Đức Lân Tp HCM, ngày CÁN BỘ HƯỚNG DẪN tháng năm 2018 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM hướng dẫn khoa học thầy TS Trần Đức Lân – Giáo viên thỉnh giảng TS Đỗ Quang Khánh Giáo viên Bộ môn Khoan Khai thác Dầu khí, khoa Kỹ thuật Địa chất Dầu khí, trường Đại học Bách Khoa TP.HCM Em xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy, Thầy truyền đạt cho em kiến thức quý báu, giúp đỡ em nguồn tài liệu tham khảo quan trọng, hướng dẫn phương pháp nghiên cứu cách học tập hiệu tận tình theo sát nâng đỡ em suốt trình thực luận văn Em muốn bày tỏ lịng biết ơn đến thầy Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM, đặc biệt thầy cô khoa Kỹ thuật Địa chất Dầu khí, thầy Bộ mơn Khoan Khai thác Dầu khí tận tình giảng dạy, bảo giúp đỡ em suốt khóa học cao học Và luận văn khơng thể hồn thành thiếu động viên, khích lệ gia đình, anh chị, bạn học viên cao học khóa 2016 chuyên ngành Kỹ thuật Khoan Khai thác Cơng nghệ Dầu khí Tơi xin chân thành cám ơn anh chị, bạn lớp góp ý nhiệt tình cho tơi hồn thiện luận văn Cuối cùng, cố gắng nhiều, song chắn luận văn cịn nhiều thiếu sót, tơi mong nhận góp ý người để luận văn hồn chỉnh có hiệu thực tiễn tốt Xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, ngày 01 tháng 01 năm 2018 Lê Cơng Nhật Minh TĨM TẮT LUẬN VĂN Hiệu kinh tế việc thu hồi dầu/khí từ vỉa dầu khí phụ thuộc vào lưu lượng hydrocacbon khai thác Do đó, việc đánh dự báo động thái vỉa giếng vô quan trọng Trong ngành khai thác dầu khí sử dụng nhiều lý thuyết địa chất, địa lý, hóa học tốn học… để đặc trưng hóa nắm bắt động thái khai thác Những phương pháp công nghệ phức tạp dần đời phương pháp thể tích, phương pháp thực nghiệm, phương pháp số, phương pháp mô số Tuy nhiên, phương pháp nêu có ưu nhược điểm riêng Mơ hình tích hợp dung-trở kháng (Coupling capitance-resistance model-CCRM) xây dựng có khả hạn chế nhược điểm phương pháp Mơ hình hướng tiếp cận việc đánh giá dự báo hiệu bơm ép Phương pháp cân việc sử dụng số liệu khai thác để dự báo tính chất vật lý đất đá chất lưu vỉa, nên đưa kết thời gian ngắn với tin cậy cao Phương pháp kết cải tiến mơ hình dung trở - kháng (capacitance -resistance model-CRM) có tính tốn đến ảnh hưởng dịng chảy hai pha vỉa thông qua lý thuyết mô hình Buckley Leverett Mục tiêu luận văn áp dụng mơ hình tích hợp dung-trở kháng (CCRM) vào việc đánh giá dự báo hiệu bơm ép cho giếng đối tượng Mioxen mỏ X Mỏ X bắt đầu khai thác từ tháng 08.2012 Hiện nay, mỏ X khai thác 12 giếng có giếng bơm ép Các số liên thông cặp giếng bơm épkhai thác thơng số vỉa tính tốn, sau lưu lượng chất lưu dầu tương ứng với lưu lượng bơm ép giả định dự báo Công việc tính tốn lập trình phần mềm Mathlab cơng ty The MathWorks Ngồi ra, luận văn cịn trình bày quy trình tổng thể chi tiêt cho việc áp dụng phương pháp vào thực tế ABSTRACT The economic effective of oil/gas recovery strongly depends on the hydrocacbon production rate Therefore, reservoir characterisation and production forcast are highly important In reservoir engineering, there are many methods, which are applied geology, chemistry, and mathematics, etc , for characterising and monitoring production dynamics These methods and technology are included volumetric methods, empirical methods, analytical methods, numerical simulation methods However, there are disadvantages in each method Coupling capitanceresistance model (CCRM) are built, in order to minimize the limitation of other methods This method is a new approach in reservoir characterisation and water injection forecast The method balances in applying production observed data and reservoir physics, hence, it is capable of reduce analysis time with high reliability CCRM are developed base on Capacitance -resistance model (CRM), in which include the two-phase flow behaviour through Buckley and Leverett model The purpose of this thesis is applying CCRM in reservoir characterisation and water injection forcast in Miocene object of X field X field are brought into production in 08.2012 In 01.2018, there are 12 production wells and water injection wells in this field The inter-well connectivity for each pair of production- water injection wells and production forcaste are implement According to these results, water injection optimization is performed The calculation is coded in Mathlab software of MathWorks company Besides that, the dissertation presents a general and detail work-flow in applying this method LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả Lê Cơng Nhật Minh MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương I : TỔNG QUAN ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU I.1 Giới thiệu chung đối tượng nghiên cứu .5 I.1.1 Vị trí địa lý I.1.2 Đặc điểm địa tầng I.1.3 Đặc điểm kiến tạo 13 I.2 Đặc điểm trầm tích-thạch học tầng sản phẩm tầng chắn .17 I.3 Hiện trạng khai thác đối tượng Mioxen mỏ X .21 Chương II : Nền tảng lý thuyết phương pháp sử dụng để đánh giá đánh giá dự báo động hiệu bơm ép 24 II.1 Tổng quan phương pháp đánh giá dự báo động hiệu bơm ép 24 II.1.1 Phương pháp thể tích (Volumetric Methods) 24 II.1.2 Phương pháp thực nghiệm (empirical methods) .25 II.1.3 Phương giải tích (analytical methods) .26 II.1.4 Phương pháp mô số (Numerical Simulation Methods) .27 II.2 Lý thuyết mô hình tích hợp dung-trở kháng đánh giá dự báo hiệu bơm ép 27 II.2.1 Lý thuyết phương pháp mơ hình dung-trở kháng (CRM) 28 II.2.2 Lý thuyết mơ hình Buckley and Leverett 37 II.2.3 Lý thuyết phát triển mơ hình mơ hình tích hợp dung-trở kháng 39 Chương III Ứng dụng mơ hình tích hợp dung-trở kháng đánh giá dự báo hiệu bơm ép nước đối tượng Mioxen mỏ X 44 III.1 Quy trình thực .44 III.1.1 Thu thập xử lý số liệu .44 III.1.2 Đánh giá hiệu bơm ép 46 III.1.3 Dư báo hiệu bơm ép 48 III.2 Kết áp dụng mơ hình tích hợp dung-trở kháng .49 III.3.Phân tích kết 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC A: KẾT QUẢ LỌC NHIỄU LƯU LƯỢNG CHẤT LƯU CHO TỪNG GIẾNG 64 PHỤ LỤC B: KẾT QUẢ KHỚP NỐI LỊCH SỬ CHO TỪNG GIẾNG 69 PHỤ LỤC C: KẾT QUẢ DỰ BÁO CHO TỪNG GIẾNG 73 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình I-1 Sơ đồ vị trí mỏ X bồn trũng Cửu Long .6 Hình I-2 Cột địa tầng–thạch học tổng hợp mỏ X 12 Hình I-3 Mặt cắt địa chấn qua giếng mỏ X 16 Hình I-4 Biểu đồ sản lượng dầu khai thác hàng tháng cho giếng mỏ X .23 Hình I-5 Biểu đồ sản lượng dầu khai thác cộng dồn cho giếng mỏ X 23 Hình II-1 Thí nghiệm động thái khai thác mỏ Croes Schwarz 25 Hình II-2 Họ đường cong suy giảm Arps(1945) 26 Hình II-3 Ví dụ mơ hình địa chất 27 Hình II-4 Mô tả ứng xử vỉa thông qua thiết bị điện 28 Hình II-5 Bức ảnh mạng điện bao gồm điện dung-điện trờ Wahl et al .29 Hình II-6 Hình ảnh minh họa cho phương pháp CRMP (Weber, 2009) 33 Hình II-7 Ví dụ phân tích điểm nhạy thay đổi số liên thông cho giếng khai thác 36 Hình III-1 Giai đoạn việc áp dụng mơ hình tích hợp dung-trở kháng 44 Hình III-2 Ví dụ điểm dị biệt 45 Hình III-3 Quy trình việc đánh giá hiệu bơm ép 47 Hình III-4 Quy trình dự báo khai thác áp dụng mơ hình tích hợp dung-trở kháng 49 Hình III-5 Số liệu khai thác tầng Mioxen mỏ X chia để dự báo .51 Hình III-6 So sánh tổng lưu lượng chất lưu mơ hình thực tế tầng Mioxen mỏ X 53 Hình III-7 So sánh tổng lưu lượng dầu mơ hình thực tế tầng Mioxen mỏ X 54 Hình III-8 Phân bố theo số liên thông (f) giếng khải thác với giếng bơm ép 5P tầng Mioxen 58 Hình III-9 Phân bố theo số liên thơng (f) giếng khải thác với giếng bơm ép 10P tầng Mioxen 58 Học viên: Lê Công Nhật Minh TÀI LIỆU THAM KHẢO Albertoni, A 2002 Inferring Interwell Connectivity Only From Well-Rate Fluctuations in Waterfloods M.S Thesis, The University of Texas at Austin, Austin, Texas Albertoni, A., and Lake, L W 2003 Inferring Connectivity Only From Well-Rate Fluctuations in Waterfloods SPEREE 6(1):6-16 Arps, J (1945) Analysis of Decline Curves Transactions of the AIME, 228247 Buckley, S E., & Leverett, M C (1942, December 1) Mechanism of Fluid Displacement in Sands Society of Petroleum Engineers doi:10.2118/942107-G Cao, F., Luo, H., and Lake, L W 2014 Development of a Fully Coupled Two -phase Flow Based Capacitance Resistance Model (CRM) Paper SPE 169486, presented at the SPE Improved Oil Recovery Symposium, Tulsa, OK, Apr., 12-16 Ling, K (2012, January 1) Fractional Flow in Radial Flow System - A Study for Peripheral Waterflood Society of Petroleum Engineers P H Gentil The Use of Multilinear Regression Models in Patterned Water floods: Physical Meaning of the Regression Coefficients Masters thesis, University of Texas, Austin, Texas, USA, 2005 Performance of Saudi Arabian Oil Fields With an Electrical Model JPT 14(11):1275-1282 Sayarpour, M 2008 Development and Application of Capacitance-Resistive Models to Water/CO2 Floods Ph.D Dissertation, The University of Texas at Austin, Austin, Texas 10 Sayarpour, M., Zuluaga, E., Kabir, C.S and Lake, L.W 2007 The Use of Capacitance-Resistive Models for Rapid Estimation of Waterflood Performance and Optimization Paper SPE 110081, presented at the SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Anaheim, CA, Nov., 11-14 Trang 62 Học viên: Lê Công Nhật Minh 11 Wahl, W L., Mullins, L D., Barham, R H., and Bartlett, W R 1962 Matching the 12 Yousef, A A 2005 Investigating Statistical Techniques to Infer Interwell Connectivity from Production and Injection Rate Fluctuations Ph.D Dissertation, The University of Texas at Austin, Austin, Texas 13 Yousef, A A., Gentil, P.H., Jensen, J L., and Lake, L W 2006 A Capacitance Model to Infer Interwell Connectivity from Production and Injection Rate Fluctuations SPEREE 9(5):630-646 14 Leverett, M., and Lewis, W B 1941 Steady Fow of Gas-Oil-Water Mixtures Through Unconsolidated Sands Trans AIME 142(01):107-116 15 Liang, X., Weber, D.B., Edgar, T.F., Lake, L.W., Sayarpour, M., and Yousef, A.A 2007 Optimization of Oil Production Based on a Capacitance Model of Production and Injection Rates Paper SPE 107713, presented at the SPE Hydrocarbon Economics and Evaluation Symposium, Dallas, TX, Apr., 1-3 16 Weber, D.B., Edgar, T.F., Lake, L.W., Lasdon, L.S., Kawas, S., and Sayarpour, M 2009 Improvements in Capacitance-Resistive Modeling and Optimization of Large Scale Reservoirs Paper SPE 121299, presented at the SPE Western Regional Meeting, San Jose, CA, Mar., 24-26 17 Nguyen A P 2012 Capacitance Resistance Modeling for Primary Recovery, Waterflood and Water-CO2 Flood Ph.D Dissertation The University of Texas at Austin, Austin, Texas Trang 63 Học viên: Lê Công Nhật Minh PHỤ LỤC A: KẾT QUẢ LỌC NHIỄU LƯU LƯỢNG CHẤT LƯU CHO TỪNG GIẾNG Hình A- Kết lọc nhiễu phương pháp Moving window-median cho giếng 1P Hình A- Kết lọc nhiễu phương pháp Moving window-median cho giếng 1X Trang 64 Học viên: Lê Cơng Nhật Minh Hình A- Kết lọc nhiễu phương pháp Moving window-median cho giếng 2X Hình A- Kết lọc nhiễu phương pháp Moving window-median cho giếng 4P Trang 65 Học viên: Lê Cơng Nhật Minh Hình A- Kết lọc nhiễu phương pháp Moving window-median cho giếng 6P Hình A- Kết lọc nhiễu phương pháp Moving window-median cho giếng 7P Trang 66 Học viên: Lê Cơng Nhật Minh Hình A- Kết lọc nhiễu phương pháp Moving window-median cho giếng 8P Hình A- Kết lọc nhiễu phương pháp Moving window-median cho giếng 9P Trang 67 Học viên: Lê Công Nhật Minh Hình A- Kết lọc nhiễu phương pháp Moving window-median cho giếng 11P Trang 68 Học viên: Lê Công Nhật Minh PHỤ LỤC B: KẾT QUẢ KHỚP NỐI LỊCH SỬ CHO TỪNG GIẾNG Hình B- Kết khớp nối lịch sử cho lưu lượng chất lưu dầu giếng 1P Hình B- Kết khớp nối lịch sử cho lưu lượng chất lưu dầu giếng 1X Trang 69 Học viên: Lê Công Nhật Minh Hình B- Kết khớp nối lịch sử cho lưu lượng chất lưu dầu giếng 2X Hình B- Kết khớp nối lịch sử cho lưu lượng chất lưu dầu giếng 4P Trang 70 Học viên: Lê Cơng Nhật Minh Hình B- Kết khớp nối lịch sử cho lưu lượng chất lưu dầu giếng 6P Hình B- Kết khớp nối lịch sử cho lưu lượng chất lưu dầu giếng 7P Trang 71 Học viên: Lê Cơng Nhật Minh Hình B- Kết khớp nối lịch sử cho lưu lượng chất lưu dầu giếng 9P Hình B- Kết khớp nối lịch sử cho lưu lượng chất lưu dầu giếng 11P Trang 72 Học viên: Lê Công Nhật Minh PHỤ LỤC C: KẾT QUẢ DỰ BÁO CHO TỪNG GIẾNG Hình C- Kết dự báo lưu lượng dầu chất lưu giếng 1P cho trường hợp bơm ép Hình C- Kết dự báo lưu lượng dầu chất lưu giếng 1X cho trường hợp bơm ép Trang 73 Học viên: Lê Công Nhật Minh Hình C- Kết dự báo lưu lượng dầu chất lưu giếng 2X cho trường hợp bơm ép Hình C- Kết dự báo lưu lượng dầu chất lưu giếng 6P cho trường hợp bơm ép Trang 74 Học viên: Lê Cơng Nhật Minh Hình C- Kết dự báo lưu lượng dầu chất lưu giếng 7P cho trường hợp bơm ép Hình C- Kết dự báo lưu lượng dầu chất lưu giếng 8P cho trường hợp bơm ép Trang 75 Học viên: Lê Cơng Nhật Minh Hình C- Kết dự báo lưu lượng dầu chất lưu giếng 9P cho trường hợp bơm ép Hình C- Kết dự báo lưu lượng dầu chất lưu giếng 11P cho trường hợp bơm ép Trang 76 ... đánh giá dự báo hiệu bơm ép cho giếng thuộc đối tượng Mioxen mỏ X mơ hình tích hợp dung- trở kháng (CCRM) Tình hình nghiên cứu Mơ hình tích hợp dung- trở kháng (CCRM) x? ?y dựng dựa tảng mơ hình. .. đối tượng Mioxen mỏ X ₋ Nền tảng lý thuyết phương pháp sử dụng để đánh giá dự báo hiệu bơm ép ₋ Nền tảng lý thuyết mơ hình dung- trở kháng ₋ Ứng dụng mơ hình tích hợp dung trở- kháng đánh giá dự. .. Mã số: 60520604 I TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TÍCH HỢP DUNG- TRỜ KHÁNG (CCRM) TRONG ĐÁNH GIÁ VÀ DỰ BÁO HIỆU QUẢ BƠM ÉP CHO ĐỐI TƯỢNG MIOXEN MỎ X NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: ₋ Khái quát khu vực nghiên