Nâng cao hiệu quả xử lý vùng cận đáy giếng khoan ngang tại mỏ bạch hổ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐỒNG HỮU TIẾN NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ VÙNG CẬN ĐÁY GIẾNG KHOAN NGANG TẠI MỎ BẠCH HỔ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐỒNG HỮU TIẾN NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ VÙNG CẬN ĐÁY GIẾNG KHOAN NGANG TẠI MỎ BẠCH HỔ Ngành: Kỹ thuật dầu khí Mã số: 60520604 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Cao Ngọc Lâm TS Nguyễn Trần Tuân HÀ NỘI - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu, tổng hợp riêng Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác tương tự Vũng Tàu, Ngày tháng Tác giả Đồng Hữu Tiến năm 2017 MỤC LỤC MỞ ĐẦU ··············································································· CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VÙNG MỎ BẠCH HỔ ···················· 1.1 Đặc điểm địa lý, địa chất vùng mỏ····································· 1.1.1 Vị trí địa lý ································································· 1.1.2 Đặc điểm địa chất vật lý mỏ Bạch Hổ ······························ 1.1.3 Đặc tính chất lưu vỉa chứa mỏ Bạch Hổ ····················· 15 1.1.4 Tính chất PVT dầu ················································· 16 1.1.5 Gradien địa nhiệt gradient áp suất vỉa sản phẩm······· 16 1.2 Nhận xét ······································································ 19 CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT VỀ XỬ LÝ VÙNG CẬN ĐÁY GIẾNG ···· 21 2.1 Lý thuyết dòng chảy chất lỏng khí từ vỉa vào giếng ············· 21 2.2 Các nguyên nhân làm giảm độ thẩm thấu VCĐG ·············· 28 2.2.1 Ảnh hưởng trình khoan ······································· 28 2.2.2 Ảnh hưởng trình chống ống trám xi măng ············· 29 2.2.3 Ảnh hưởng cơng nghệ hồn thiện giếng mức độ mở vỉa ·· 29 2.2.4 Ảnh hưởng trình khai thác ··································· 30 2.2.5 Ảnh hưởng trình sửa chữa xử lý giếng ················· 30 2.2.6 Hiệu ứng Skin ··························································· 31 2.3 Các phương pháp xử lý vùng cận đáy giếng ························· 34 2.3.1 Phương pháp hóa học ··················································· 35 2.3.2 Phương pháp học ···················································· 46 2.3.3 Phương pháp vật lý ····················································· 50 2.3.4 Phương pháp nhiệt ······················································ 53 CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ VÙNG CẬN ĐÁY GIẾNG CHO MỎ BẠCH HỔ ··························· 61 3.1 Tình hình thực xử lý VCĐG mỏ Bạch Hổ ··················· 61 3.1.1 Xử lý axit ·························································· 63 3.1.2 Xử lý nứt vỉa thủy lực (NVTL) ································· 69 3.2 Một số giải pháp nâng cao hiệu xử lý VCĐG mỏ Bạch Hổ ··· 72 3.2.1 Tháo rửa nhanh sản phẩm phản ứng xử lý axit nhờ hỗn hợp hóa phẩm bị phân giải “DMC” ··············································· 72 3.2.2 Xử lý việc bơm hợp chất khơng có tính axit để tạo axit đáy giếng·············································································· 74 3.2.3 Xử lý axit có lựa chọn cho giếng có độ ngập nước cao ······· 78 3.2.4 Xử lý axit áp suất cao ············································ 80 3.3 Đánh giá vấn đề tồn giải pháp đề xuất ······ 80 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ···················································· 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO ························································ 85 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT o API : Đơn vị đo tỷ trọng dầu theo tiêu chuẩn Viện dầu khí Mỹ o : Đơn vị đo nhiệt độ - Độ Fahrenheit (oF = 1,8oC +32) cSt : Đơn vị đo độ nhớt (một độ cSt = 1cP = 10-3Pa.s) mD : Đơn vị đo độ thấm (1mD = 10-3D = 9,869233.10-16 m2) Mpa : đơn vị đo áp suất Bbl : Đơn vị đo thể tích (1bbl = 0,15899m3) Ppm : Nồng độ (phần triệu) T/ngđ : Tấn/ ngày đêm OKT : Ống khai thác OCKT : Ống chống khai thác GK : Giếng khoan HTBM : Chất hoạt tính bề mặt NVTL : Nứt vỉa thủy lực VCĐG : Vùng cận đáy giếng XNLD : Xí nghiệp Liên doanh F DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thành phần khoáng vật đá Móng mỏ Bạch Hổ 10 Bảng 1.2: Các đặc điểm địa chất vật lý đá Móng mỏ Bạch Hổ 12 Bảng 1.3: Thành phần chất lưu tầng Móng 15 Bảng 1.4: Tính chất dầu vỉa đá Móng qua phân tích PVT 16 Bảng 2: Các thơng số thiết bị tạo sóng siêu âm 51 Bảng 3.1: Sự phân bố khối lượng công việc thực xử lý VCĐG theo đối tượng khai thác mỏ Bạch Hổ (tính đến thời điểm 01/01/2016) 62 Bảng 3.2: Mức độ thành công công nghệ xử lý axit (1988-2015) 63 Bảng 3.3: Các số hiệu xử lý axit theo đối tượng khai thác (19882015) 64 Bảng 3.4: Tỷ lệ xử lý thành cơng cơng tác NVTL có hạt chèn NVTL axit theo đối tượng khai thác (1994-2015) 67 Bảng 3.5: Thành phần hỗn hợp hóa phẩm DMC 71 Bảng 3.6: Thành phần hệ dung dịch axit muối bơm trước dung dịch xử lý 74 Bảng 3.7: Thành phần hệ dung dịch axit xử lý 74 Bảng 3.8: Hệ dung dịch muối NH4Cl dùng bơm đẩy 74 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Bản đồ chủ quyền thềm lục địa Việt Nam 12 Hình 1.2: Sơ đồ phân bố gradient địa nhiệt bể Cửu Long 17 Hình 2.1: Sơ đồ hình thành phễu áp suất vùng lân cận đáy giếng 21 Hình 2.2: Đồ thị quan hệ C đường kính lỗ đục để xác định C1 24 Hình 2.3: Đồ thị quan hệ phụ thuộc δ C2 25 Hình 2.4: Đồ thị xác định bán kính quy đổi 26 Hình 2.5: Ảnh hưởng hệ số Skin tới suy giảm áp suất vùng vỉa chứa xung quanh giếng 33 Hình 2.6: Bản chất trình NVTL 47 Hình 2.7: Bản chất trình NVTL 47 Hình 2.8: Sự tạo thành khe nứt đặc trưng giảm áp suất cường độ bơm ép không đổi 48 Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý hoạt động phương pháp tác động sóng siêu âm 52 Hình 2.11: Thiết bị dạng bút chì thả vào lịng giếng 56 Hình 3.1: Các số xử lý VCĐG giai đoạn 1991-2015 61 Hình 3.2: Sơ đồ cơng nghệ xử lý axít kết hợp khơi thơng giếng nhờ hỗn hợp hóa phẩm "DMC" Vietsovpetro 72 Hình 3.3: Sơ đồ thiết bị xử lý VCĐG cơng nghệ non-axit (khơng có tính axit) 75 Hình 3.4: Sơ đồ cơng nghệ xử lý axit có lựa chọn 77 MỞ ĐẦU Cơ sở khoa học thực tiễn đề tài Khai thác dầu khí nước ta ngành công nghiệp mũi nhọn mang lại hiệu kinh tế cao so với ngành khác Tuy nhiên trình vận hành mỏ đặt nhiều thách thức, vấn đề nhiễm bẩn VCĐG q trình khoan, hồn thiện giếng, khai thác sửa chữa giếng làm giảm lưu lượng khai thác, ảnh hưởng tới hiệu kinh tế Hiện nay, phần lớn mỏ dầu bước vào giai đoạn cuối trình khai thác, sản lượng sụt giảm nghiêm trọng Chính song song với việc tìm kiếm thăm dị lơ dầu khí mới, cần phải có giải pháp công nghệ tối ưu tác động lên vùng cận đáy giếng để giảm độ thấm nhằm gia tăng tốc khai thác hệ số thu hồi dầu mỏ khai thác Vì vậy, đề tài: “Nâng cao hiệu xử lý vùng cận đáy giếng khoan ngang mỏ Bạch Hổ” cần thiết, có ý nghĩa khoa học, tính thực tiễn cao quy trình cơng nghệ khai thác mỏ Bạch Hổ Mục đích đề tài Trong phạm vi luận văn, tác giả nghiên cứu đề tài: ‘‘Nâng cao hiệu xử lý vùng cận đáy giếng khoan ngang mỏ Bạch Hổ” nhằm góp phần hồn thiện mặt kỹ thuật, cơng nghệ, lựa chọn phương pháp phù hợp để ngày tối ưu hóa q trình làm vùng lân cận đáy giếng khoan tầng Móng mỏ Bạch Hổ góp phần nâng cao tốc độ hệ số thu hồi giếng Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài vùng cận đáy giếng tầng Móng, phạm vi ứng dụng mỏ Bạch Hổ, trọng tâm phương pháp xử lý vùng cận đáy giếng axit Nội dung đề tài, vấn đề cần giải - Nghiên cứu sở lý thuyết - Đánh giá hiệu phương pháp xử lý axit áp dụng Việt Nam giới - Đánh giá khả áp dụng phương pháp xử lý axit tầng đá Móng mỏ Bạch Hổ - Đề xuất giải pháp tối ưu để nâng cao hiệu xử lý VCĐG - Thử nghiệm công nghiệp đánh giá kết nghiên cứu Cơ sở tài liệu luận văn Luận văn xây dựng sở tài liệu địa chất, tài liệu khai thác, xử lý vùng cận đáy giếng mỏ thềm lục địa phía Nam Việt Nam Ngồi tác giả cịn tham khảo tài liệu, báo cáo chuyên ngành khai thác, giáo trình, sách báo chuyên ngành khai thác nước Cấu trúc luận văn Luận văn gồm có: Lời mở đầu, chương phần kết luận trình bày 83 trang khổ A4; lề trái 3.5cm, lề trên, lề lề phải cách 2.5cm; với 13 bảng biểu 17 hình vẽ minh họa Luận văn thực Bộ mơn Khoan – Khai thác, Khoa Dầu khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Trong trình làm luận văn, tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới hướng dẫn tận tình q báu thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Cao Ngọc Lâm TS Nguyễn Trần Tuân Trong trình thu thập tài liệu viết luận văn, gặp nhiều khó khăn điều kiện cơng tác tiếp xúc với thực tế sản xuất, giúp đỡ thầy cô giáo Bộ môn Khoan – Khai thác, chuyên gia, anh chị làm việc xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro giúp tơi hồn thành luận văn này, tơi xin chân thành cảm ơn! 71 cụ thể cho NVTL, trước cần phải tiến hành gọi dòng giếng, khảo sát thủy động lực học giếng dựa kết để đưa định hợp lý việc tiến hành NVTL NVTL tiến hành thử nghiệm giếng thuộc tầng Móng giếng thuộc tầng cát kết (Mioxen, Oligoxen) phương pháp NVTL có chèn cát nhân tạo xử lý dung dịch axit áp suất cao kết hợp với NVTL có chèn cát nhân tạo Do khối lượng cơng việc cịn (trung bình khoảng - lần xử lý) nên chưa đủ để kết luận hiệu kinh tế - kỹ thuật cơng nghệ NVTL tầng Móng thực giếng khai thác, số lượng hạt chèn thực tế bơm xuống giếng sau: tầng - 5,6 (theo thiết kế - 21,5 tấn), tầng - 6,2 (theo thiết kế - 7,4 tấn) Việc không thực theo thiết kế trình bom NVTL bị dung dịch lớn NVTL giếng coi thành công, nhiên số liệu thực tế khác nhiều so với thiết kế NVTL khu vực tầng Móng gặp nhiều khó khăn mặt cơng nghệ đặc trưng cấu trúc địa chất tầng sản phẩm cấu trúc giếng khoan (đoạn mở vỉa khoảng thân trần lớn) khơng thể đưa sở biện luận cho việc thực NVTL giếng thuộc tầng Móng Để tăng hiệu xử lý VCĐG giếng thuộc tầng Móng cần tiến hành hồn thiện cơng nghệ NVTL axit NVTL axit kết hợp chèn cát nhân tạo cho giếng khai thác tầng Móng đục lỗ ống chống khoảng vỉa cho sản phẩm Trong năm 2011, LD Vietsovpetro hợp đồng với công ty LD BJ-PVD tiến hành công tác NVTL Theo công nghệ NVTL BJ-PVD thời gian dừng để xử lý cho giếng giảm đáng kể nhờ hồn thiện cơng nghệ chuẩn bị chất lỏng nứt vỉa chất lỏng mang cát (gốc nước ngọt) Trong năm 2014, LD Vietsovpetro với công ty Schlumberger tiến hành công tác NVTL với khối lượng hạt chèn bơm lớn, theo thiết kế bơm đến 200 hạt chèn cho giếng Kết thu khả quan 72 3.2 Một số giải pháp nâng cao hiệu xử lý VCĐG mỏ Bạch Hổ Như nêu trên, mỏ Bạch Hổ tiến hành thử nghiệm ứng dụng nhiều phương pháp xử lý VCĐG khác Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm định mặt công nghệ Tùy thuộc vào điều kiện địa chất - kỹ thuật giếng mà lựa chọn phương pháp phù hợp để xử lý Khác với collector trầm tích lục nguyên, chế tác động hóa-lý, học thủy lực, loại đá chứa dầu gặp tầng Móng chưa nghiên cứu kỹ Vì vậy, phương pháp xử lý VCĐG nhằm gia tăng sản lượng khai thác dầu cho đối tượng tầng Móng mỏ Bạch Hổ cần nghiên cứu, lựa chọn, thử nghiệm ứng dụng để ngày thêm hoàn thiện Sau đây, tác giả xin đưa đặc điểm áp dụng đề xuất phương pháp hồn thiện cơng nghệ số phương pháp xử lý VCĐG sử dụng mỏ Bạch Hổ 3.2.1 Tháo rửa nhanh sản phẩm phản ứng xử lý axit nhờ hỗn hợp hóa phẩm bị phân giải “DMC” Khi tiến hành xử lý VCĐG số giếng thuộc collector lục nguyên (chủ yếu Oligoxen dưới) có độ tiếp nhận khơng mang lại hiệu Kết phân tích cho thấy, nguyên nhân xử lý không hiệu hỗn hợp dung dịch axit nằm cột OKT khoảng khơng ngồi cột OKT phần cột OCKT (đối với giếng khơng có packer) bị lưu giữ q lâu trình bơm ép dung dịch axit vào vỉa Trong cột OKT cột OCKT xảy tượng ăn mòn Với trung hòa dung dịch axit, ion Fe3+ tạo đáy giếng hydroxit sắt Fe(OH)3 lắng đọng dạng gel làm giảm độ thẩm thấu VCĐG a Mục đích phương pháp: Nhanh chóng tháo rửa lắng đọng từ sản phẩm phản ứng (sản phẩm dạng gel) để khơi thông vỉa sau xử lý axit 73 b Bản chất phương pháp: Giảm áp suất đáy giếng cách đột ngột để khơi thông vỉa, điều thể sau: Đưa xuống VCĐG lượng dung dịch pha chế, tính tốn theo tỷ lệ định, điều kiện nhiệt độ thời gian thích hợp tạo lượng khí lớn VCĐG Dưới tác động áp lực khí, phần chất lỏng VCĐG phần cột OKT đuợc khí hóa, áp suất đáy giếng tăng cao dẫn tới áp suất miệng giếng tăng lên Sau xả nhanh áp suất miệng giếng làm cho áp suất đáy giếng giảm đột ngột Sự chênh áp tạo dòng chất lỏng từ vỉa vào giếng mang theo chất bẩn, tạp chất học lắng đọng, đáy giếng Tất chất đưa lên bề mặt q trình gọi dịng c Phương trình phản ứng: ≥80°C NaNO2 + NH4Cl → NaCl + 2H2O + N2 ↑ (3.2) Quy trình cơng nghệ: - Trước bơm hỗn hợp axit cần chuẩn bị sẵn hỗn hợp chất lỏng hóa phẩm “DMC” theo thành phần liệt kê Bảng 3.5; Bảng 3.5 Thành phần hỗn hợp hóa phẩm DMC Hỗn hợp hóa Tên gọi Khối lượng, kg/m3 phẩm NaNO2 310 NH4 Cl 260 Nước Phần lại NaNO2 250 NH4 CI 210 Nước Phần lại - Bơm dung dịch axit xuống giếng theo khối lượng tính tốn; - Bơm nhau: nước đệm với khối lượng khoảng 1,0- 1,5 m3 hỗn hợp dung dịch “DMC” cuối chất lỏng ép đổ đầy toàn dung dịch axit nước đện vào vỉa; 74 - Đóng giếng khoảng 15-20 phút để chờ phản ứng theo dõi áp suất miệng giếng áp suất cột OKT; - Mở giếng nhanh dùng van miệng giếng để điều khiển dòng chất lỏng hóa khí lên; - Nếu giếng chưa tự làm việc, tiếp tục gọi dịng giếng hỗn hợp dầukhí khí nitơ (trong trường hợp giàn chưa có hệ thống gaslift) Cơng nghệ tiến hành trình bày Hình 3.2 Hình 3.2 Sơ đồ cơng nghệ xử lý axít kết hợp khơi thơng giếng nhờ hỗn hợp hóa phẩm "DMC" Vietsovpetro 3.2.2 Xử lý việc bơm hợp chất khơng có tính axit để tạo axit đáy giếng a Bản chất phương pháp: Xử lý VCĐG hỗn hợp khơng có tính axit việc tạo axit trực tiếp đáy giếng giúp giảm tối đa tác động ăn mòn TBLG ống chống, đồng thời làm tăng chiều sâu xâm nhập vào vỉa axit dẫn tới làm tăng vùng ảnh hưởng axit ngăn chặn tạo thành tượng kết tủa thứ cấp vỉa Công nghệ gọi công nghệ xử lý non-axit 75 Axit tạo thành vỉa bơm hợp chất HBF4 nước vào VCĐG Phản ứng HBF4 H2O tạo axit HF sau: HBF4 + H2O = HBF3(OH) + HF (2.10) HBF3(OH) + H2O = HBF2(OH)2 + HF (2.11) Trong thời điểm định, có lượng giới hạn axit HF định tạo dung dịch Lượng axit tiêu hao phản ứng với khống vật vỉa, nhanh chóng bù lại từ phản ứng thủy phân HBF4 Do khả hòa tan HBF4 cao (8% HBF4 tương đương khoảng 2% HF) Ở điều kiện vỉa, hệ axit phản ứng hệ HF/HCl pha loãng (có hàm lượng HF thấp 1%) So với hệ HF/HCl thông thường, hệ axit tạo thành từ HBF4 H2O có ưu điểm vượt trội sau: -Hạn chế khả ăn mịn cột OKT, OCKT q trình bơm axit; -Có khả trì theo thời gian hàm lượng hạn chế HF, nên trì nồng độ axit ngăn ngừa tượng tạo kết tủa Nghiên cứu cho thấy, tạo kết tủa hexafluosilicat gel silic bị giảm cách đáng kể Khi xử lý vỉa chứa trường thạch kali, sét Mit hệ axit đề xuất K2SiF6 khơng tạo -Có khả ức chế tượng hình thành hạt mịn, vốn nguyên nhân sâu xa chuyển dịch, gây bít nhét hạt mịn tách từ sét Trong q trình hịa tan sét, ngun tử Bo hóa trị III (B3+) thay ngun tử nhơm hóa trị nhơm (Al3+) silic hóa trị IV (Si4+) mạng tinh thể khoáng sét Sản phẩm phụ phản ứng - silicatboric - xuất màng mỏng phủ bề mặt sét khơng gây bít nhét lỗ rỗng Tấm phủ gây tê liệt bề mặt khoáng sét, hàn gắn, liên kết chúng với hạt silic Với tác dụng này, sau xử lý non-axit, tượng dịch chuyển hạt mịn gây bít nhét hạn chế thời gian dài Thành phần hệ hóa phẩm xử lý bao gồm: -Dung dịch axit bơm trước dung dịch (Bảng 3.6); 76 -Dung dịch xử lý (Bảng 3.7); -Dung dịch bơm đẩy (Bảng 3.8) Bảng 3.6 Thành phần hệ dung dịch axit muối bơm trước dung dịch xử lý STT Tên hóa phẩm Axit clohydric (HC1) Axit axetic (CH3COOH) Chất ức chế ăn mòn AII-240 loại tương đương Chất ức chế ăn mòn AI-600 loại tương đương Chất HTBM Nước Bảng 3.7 Thành phần hệ dung dịch axit xử lý STT Tên hóa phẩm Hóa phẩm HEDP Hóa phẩm NH4HF2 Axit Axetic ((CH3COOH) Chất ức chế ăn mòn AII-240 loại tương đương Chất ức chế ăn mòn AI-600 loại tương đương Chất HTBM Nước Bảng 3.8 Hệ dung dịch muối NH4Cl dùng bơm đẩy STT Tên hóa phẩm NH4Cl dạng khơ Chất HTBM b Quy trình cơng nghệ: - Đóng khoảng khơng ngồi cột OKT, đóng van nối chạc máy bơm, dùng máy bơm, bơm vào OKT thể tích dung dịch đệm (dầu diezen); 77 - Dùng máy bơm, bơm vào OKT th thểể tích dung dịch đệm từ n nước biển + chất HTBM; - Dùng máy bơm, bơm lượng lượng dung dịch axit muối theo tính tốn từ bồn chứa vào giếng, ếng, để tĩnh 15 phút; - Dùng máy bơm số s bơm khoảng 50% lượng ợng dung dịch xử lý theo tính tốn từ bồn chứa vào v giếng, để tĩnh 15 phút; - Dùng máy bơm ssố 1, bơm lượng ợng dung dịch xử lý cịn c lại từ bồn chứa vào giếng, ếng, để tĩnh 15 phút; - Dùng máy bơm ssố 2, bơm khoảng 30% dung dịch nước ớc muối NH4CI theo tính toán từ bồn chứa vào giếng, ếng, để tĩnh 15 phút Lặp lại trình tr bơm hết ết dung dịch muối; - Dùng máy bơm trám xi xi-măng giàn khai thác bơm lượng ợng n nước biển tính tốn vào giếng ếng Đóng giếng khoảng 15-30 15 phút chờ phản ứng vỉa; - Tiến hành gọi dòng òng giếng gi nhờ hệệ thống gaslift cho sản phẩm block gọi dòng bình ình tách dầu-khí d nhận dòng òng ch chất lỏng ổn định với ới sản phẩm phản ứng Hình 3.3 Sơ đồ thiết bị xử lý VCĐG công nghệ non-axit non axit (khơng có tính axit) 78 c Thử nghiệm công nghiệp: Trong năm 2011, LD Vietsovpetro công ty DMC tiến hành thử nghiệm công nghệ 03 giếng Kết xử lý 02 giếng tốt, giếng cịn lại khơng đạt u cầu Tỷ lệ xử lý thành công công nghệ 66,7% Lượng dầu khai thác tăng thêm 1891 3.2.3 Xử lý axit có lựa chọn cho giếng có độ ngập nước cao a Cơ sở lý thuyết: Xử lý VCĐG giếng có sản phẩm khai thác với độ ngập nước cao hỗn hợp axit thường tác động chủ yếu vào vùng nước có độ thẩm thấu lớn Kết sau xử lý, độ ngập nước sản phẩm khai thác tăng lên, lưu lượng dầu giảm tăng khơng đáng kể Vì vậy, cơng nghệ xử lý axit có lựa chọn giếng có độ ngập nước cao nhờ sử dụng hồn hợp gel ngăn cách tạm thời vùng nước cận đáy giếng nghiên cứu áp dụng với kết khả quan Công nghệ xử lý axit có lựa chọn áp dụng để xử lý VCĐG giếng có độ ngập nước cao nhằm làm tăng lưu lượng chất lỏng giếng cách tăng sản lượng dầu khai thác hạn chế lưu lượng nước sau xử lý b Bản chất phương pháp: Là bơm chất tạo gel đặc biệt để ngăn cách nước tạm thời, sau bơm thành phần khơng có tính axit để tạo thành hỗn hợp axit (nonaxit) hỗn hợp dung dịch axit sét (axit muối) thông thường vào vỉa Chất ngăn cách nước tạm thời tạo thành môi trường nước (khi vào vùng bão hịa nước có độ thâm thấu cao so với độ thẩm thấu vùng bão hịa dầu) khơng chịu phản ứng tiếp xúc với axit Chất không tạo gel tiếp xúc với dầu không làm ảnh hưởng đến độ thẩm thấu vùng bão hòa dầu c Quy trình cơng nghệ: Cơng nghệ xử lý axit có lựa chọn tiến hành theo sơ đồ Hình 3.2 79 Bơm vào giếng ếng dung dịch có tác dụng h hòa òa tan, làm sach d dầu vùng nước, làm ạch gi sắt tr OKT; Bơm chất ất để tạo gel ngăn cách nước n tạm thời vào giếng ếng Chất tạo gel ngăn cách nước vào đồng đ thời vùng chứa dầu vàà vùng ch chứa nước Ở vùng chứa dầu, chất ày tiếp ti xúc với dầu làm giảm độ nhớt cùa ùa dầu d Còn vùng chứa nước, ớc, chất n tạo thành gel để ngăn cách nước ớc tạm thời; Bơm chất ất (loại HBF4 tương ứng) để tạo hệ axit VCĐG Lúc này, axit vào vùng dầu, d vùng nước bịị gel ngăn cách; Bơm dung dịch ịch đẩy hệ axit vào v vỉa; Đóng giếng ếng chờ phản ứng; Gọi dịng đưa giếng gi vào khai thác Hình 3.4 Sơ đồ cơng nghệ xử lý axit có lựa ựa chọn 80 3.2.4 Xử lý axit áp suất cao a Bản chất phương pháp: Phân tích thơng số làm việc q trình NVTL axit giếng thuộc tầng Móng dễ nhận thấy rằng, áp suất ép axit cực đại đạt khoảng 435 at, với lưu lượng bơm ép 2,86 m3/phút, chưa tạo khe nứt Vì vậy, thay công nghệ NVTL axit công nghệ xử lý axit áp suất cao (< 350 at) Khi tiến hành xử lý VCĐG axit áp suất cao, khối lượng lớn dung dịch axit bơm ép trực tiếp vào giếng qua TBLG đặt sẵn van gaslift Các thiết bị dùng để xử lý lắp đặt sẵn dung dịch axit chuẩn bị sẵn tàu dịch vụ chuyên dụng b Ưu điểm: Công nghệ xử lý axit áp suất cao so với công nghệ xử lý NVTL axit trình xử lý đơn giản, giảm bớt nhiều công đoạn sửa chữa giếng, có q trình dập giếng dễ gây nhiễm bẩn VCĐG, giảm thời gian chi phí cho chuẩn bị giếng trước tiến hành NVTL axit Khối lượng dung dịch axit bơm ép xử lý axit áp suất cao đạt tới 120 m3 (đối với xử lý axit thông thường, khối lượng axit trung bình 24 m3) áp suất bơm ép đạt tới 350 at (so với 250 at tiến hành xử lý axit thông thường) Để ngăn ngừa van gaslift mở, trình bơm axit cần phải bơm trì áp suất ngồi cột OCKT 50 at c Đánh giá phương pháp: Như vậy, việc xử lý axit áp suất cao cho phép nâng cao hiệu công nghệ, xử lý axit khoảng mở vỉa sản phẩm lớn tầng Móng Đối với cơng nghệ nên áp dụng giếng khoan xong giếng chưa xử lý axit thơng thường trước 3.3 Đánh giá vấn đề tồn giải pháp đề xuất Móng vỉa chứa có cấu trúc phức tạp Sự phức tạp xuất phát từ 81 yếu tố biến đổi địa chất xảy độ sâu chơn vùi lớn Các vỉa khơng có tính chất đá chứa (như độ rỗng, độ thấm) theo độ sâu theo khu vực so với vỉa trầm tích lục ngun - Ngun nhân khơng thành cơng q trình xử lý axit đá Móng liên quan đến số tính chất sau: + Thành phần khoáng vật học đá + Các đặc tính thấm lọc + Điều kiện thành hệ (nhiệt độ, áp suất), nguyên nhân làm cho trình xử lý khơng đạt hiệu cao phản ứng axit khoáng chất xảy nhanh điều kiện nhiệt độ cao (130-1480C) + Tính chất chất lưu vỉa chứa hàm lượng paraffin, asphaltene, nhựa dầu thơ tầng Móng khoảng 24% Trong hàm lượng nhựa asphaltene thay đổi từ 2-4% Hàm lượng nhựa asphaltene tăng làm tồn chất hữu điều kiện nhiệt động học 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Ngành cơng nghiệp dầu khí thực trở thành ngành công nghiệp quan trọng không Việt Nam mà hầu hết quốc gia giới Vấn đề cấp bách nhân loại quan tâm đến dầu khí nhiều trữ lượng đà cạn kiệt nguồn lượng khác chưa có khả thay - Phần lớn mỏ dầu thềm lục địa Nam Việt Nam bước vào giai đoạn cuối trình khai thác, sản lượng sụt giảm nghiêm trọng Độ ngập nước trung bình sản phẩm khai thác có chiều hướng gia tăng, đặc biệt giếng khai thác thuộc tầng Móng với gần 50% - Bên cạnh việc tìm kiếm thăm dị khai thác lơ dầu khí tốn việc tìm kiếm giải pháp để nâng cao sản lượng khai thác tăng hệ số thu hồi dầu từ việc xử lý VCĐG toán hiệu tiết kiệm - Tại mỏ Bạch Hổ tiến hành thử nghiệm ứng dụng nhiều phương pháp xử lý VCĐG khác Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm định mặt cơng nghệ Khác với collector trầm tích lục nguyên, chế tác động hóa – lý, học, thủy lực,… loại đá chứa dầu gặp tầng đá Móng mỏ Bạch Hổ cần phải nghiên cứu kỹ - Qua nghiên cứu tác giả nhận thấy việc xử lý VCĐG axit phương pháp phổ biến mỏ Bạch Hổ Tuy nhiên, công nghệ cần phải nghiên cứu đầy đủ yếu tố ảnh hưởng xử lý điều kiện nhiệt độ vỉa cao (tới 150oC), chế tác động hỗn hợp axit lên TBLG, thành phần khoáng vật đất đá, tầng Móng…sẽ bịt kín khe dẫn vỉa sản phẩm làm giảm độ thẩm thấu collector xử lý Chính phương pháp xử lý axit nhờ hỗn hợp hóa phẩm bị phân giải “DMC” giải nhanh lắng đọng từ sản phẩm phản ứng hóa học để khơi thông vỉa sau xử lý axit VCĐG 83 - Đối với phương pháp xử lý VCĐG hỗn hợp khơng có tính axit việc tạo axit trực tiếp đáy giếng giúp giảm tối đa tác động ăn mòn TBLG ống chống đồng thời làm tăng chiều sâu xâm nhập vào vỉa axit dẫn tới làm tăng vùng ảnh hưởng axit ngăn chặn tạo thành tượng kết tủa thứ cấp vỉa - Đối với cơng nghệ xử lý axit có lựa chọn nhằm để xử lý tầng sản phẩm bất đồng cách tiến hành ngăn cách tạm thời dòng nước xuất phát từ khoảng vỉa có độ thẩm thấu cao, đồng thời xử lý axit khoảng vỉa chứa dầu có độ thẩm thấu thấp với mục đích làm giảm độ ngập nước sản phẩm tăng sản lượng giếng - Công nghệ xử lý axit áp suất cao q trình xử lý đơn giản, giảm bớt nhiều cơng đoạn sửa chữa giếng, có q trình dập giếng dễ gây nhiễm bẩn VCĐG, giảm thời gian chi phí cho chuẩn bị giếng trước tiến hành NVTL axit Kiến nghị Các nguyên nhân để vấn đề xử lý VCĐG không thành công là: - Lựa chọn giếng không phù hợp - Thiếu thông tin thành phần khoáng vật vùng xử lý - Sai lầm việc lựa chọn pha chế hỗn hợp axit (như độ mạnh, thể tích…) để phù hợp với điều kiện nhiệt độ cao - Sử dụng chất phụ gia axit không phù hợp - Thiếu kiểm soát ion sắt - Sử dụng chất lưu nhiễm bẩn dùng chúng để tẩy rửa cột ống khai thác - Việc di chuyển thay axit không phù hợp (như thiếu làm trệch hướng, gây bít nhét lỗ đục - Thời gian đóng dài mà không thu hồi chất lưu bơm Một vài lý nêu liên quan đến yếu tố thiếu thông 84 tin cách tiến hành không hợp lý, phần lớn liên quan đến vấn đề kỹ thuật thiết kế trình xử lý Vì vậy, bối cảnh mỏ Bạch Hổ khai thác giai đoạn cuối, tình trạng ngập nước tăng cao, sản lượng khai thác dầu khí sụt giảm nghiêm trọng, nhiệm vụ quan trọng tiếp tục nghiên cứu kỹ lưỡng hoàn thiện phương pháp áp dụng rộng rãi đạt kết khả quan mỏ 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Phước Hảo (2002), Cơ sở khoan khai thác dầu khí, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Dương Danh Lam, A.N Ivanov, A.C Kutovoy, Nguyễn Quốc Dũng, Nguyễn Văn Thiết, Nguyễn Duy Hoạt (2011), “Phân tích hiệu áp dụng phương pháp nâng cao sản lượng khai thác dầu mỏ thuộc Vietsovpetro”, Tuyển tập Hội thảo kỷ niệm 30 năm thành lập LD Vietsovpetro, Vũng Tàu Dương Danh Lam, Lê Bá Tuấn, Nguyễn Văn Cảnh người khác (1994), “Nghiên cứu, ứng dụng hỗn hợp hóa phẩm DMC q trình xử lý vùng cận đáy giếng khơi thông giếng mỏ Bạch Hổ”, Tạp chí Dầu khí số 03/1994 Cao Ngọc Lâm (2002), Cơng nghệ khai thác dầu khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Cao Ngọc Lâm, Cao Sơn Ngọc (2002), Tiến khoa học ngành dầu khí, Trường Đại học Mỏ Địa chất Lê Xuân Lân (1998), Lý thuyết khai thác tài nguyên lỏng khí, Trường Đại học Mỏ Địa chất Lê Xuân Lân (1998), Kỹ thuật mỏ Dầu-Khí, Trường Đại học Mỏ Địa chất Phùng Đình Thực, Dương Danh Lam, Lê Bá Tuấn, Nguyễn Văn Cảnh (2000), Công nghệ kỹ thuật khai thác dầu khí, Nhà xuất Giáo dục Phòng CNKT, Viện NCKH & TK, LD Vietsovpetro (2011), Các báo cáo thử nghiệm đề tài công nghệ - Công nghệ tăng sản lượng khai thác dầu nhờ bơm thành phần khơng có tính axit để tạo thành hỗn hợp axit đáy giếng tiến hành xử lý vũng cận đáy vỉa ... tác động lên vùng cận đáy giếng để giảm độ thấm nhằm gia tăng tốc khai thác hệ số thu hồi dầu mỏ khai thác Vì vậy, đề tài: ? ?Nâng cao hiệu xử lý vùng cận đáy giếng khoan ngang mỏ Bạch Hổ? ?? cần thiết,... thực tiễn cao quy trình cơng nghệ khai thác mỏ Bạch Hổ Mục đích đề tài Trong phạm vi luận văn, tác giả nghiên cứu đề tài: ‘? ?Nâng cao hiệu xử lý vùng cận đáy giếng khoan ngang mỏ Bạch Hổ? ?? nhằm...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐỒNG HỮU TIẾN NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ VÙNG CẬN ĐÁY GIẾNG KHOAN NGANG TẠI MỎ BẠCH HỔ Ngành: Kỹ thuật dầu khí Mã số: 60520604 LUẬN