Ảnh hưởng của nước vỉa lên hiệu quả khai thác thân dầu móng mỏ sư tử đen

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA   NGUYỄN VĂN TUÂN ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC VỈA LÊN HIỆU QUẢ KHAI THÁC THÂN DẦU MÓNG MỎ SƯ TỬ ĐEN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH NĂM 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN TUÂN ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC VỈA LÊN HIỆU QUẢ KHAI THÁC THÂN DẦU MÓNG MỎ SƯ TỬ ĐEN Chuyên ngành: Mã số chuyên ngành: Kỹ thuật dầu khí 62.52.06.04 Phản biện độc lập 1: PGS TS Lê Hải An Phản biện độc lập 2: PGS TS Nguyễn Trọng Tín Phản biện 1: PGS TS Đoàn Văn Cánh Phản biện 2: TSKH Trần Lê Đơng Phản biện 3: PGS TSKH Hồng Đình Tiến NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS Trần Văn Xuân PGS TS Phan Ngọc Cừ LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan công trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận án trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận án Chữ ký Nguyễn Văn Tuân i LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình nghiên cứu thực làm luận án từ năm 2013 tới nay, tác giả Bộ mơn Địa Chất Dầu khí, Khoa Kỹ Thuật Địa Chất Dầu Khí Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh thầy giáo tạo điều kiện mặt chuyên môn, sở vật chất tận tình hướng dẫn trợ giúp thủ tục liên quan Được công ty Cửu Long JOC tạo điều kiện làm việc, tiếp xúc với tài liệu liên quan tạo điều kiện để trao đổi thảo luận thực ý tưởng khoa học Ngoài để hoàn thành nội dung đề tài nghiên cứu tác giả tham khảo sử dụng nhiều tài liệu, kết công bố đồng nghiệp nhà khoa học khác Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới tiểu ban hướng dẫn, nhà khoa học, nhà địa chất hướng dẫn tạo điều kiện cho phép tác giả sử dụng kế thừa kết nghiên cứu mình, đồng thời tác giả mong nhận nhiều ý kiến góp ý quý báu, nhà khoa học bạn bè đồng nghiệp Tác giả xin trân trọng cảm ơn bạn đồng nghiệp công ty góp ý kiến giúp đỡ tơi suốt q trình làm nghiên cứu sinh Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Văn Xuân PGS.TS Phan Ngọc Cừ tận tình hướng dẫn, động viên giúp đỡ tơi hồn thành luận án Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình người thân, bạn đồng nghiệp động viên khích lệ tạo điều kiện cho tơi hoàn thành luận án Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý báu dành cho ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH ẢNH vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT, CÁC THUẬT NGỮ .xi MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục đích nhiệm vụ luận án 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Nhiệm vụ 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu .3 1.4 Cơ sở tài liệu Phương pháp nghiên cứu 1.4.1 Cơ sở tài liệu 1.4.2 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 1.5.1 Ý nghĩa khoa học: 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn: 1.6 Những điểm luận án 1.7 Các luận điểm bảo vệ 1.7.1 Luận điểm 1.7.2 Luận điểm 1.8 Bố cục khối lượng luận án .6 ĐẶC ĐIỂM THÂN DẦU MÓNG MỎ SƯ TỬ ĐEN 1.1 Điều kiện tự nhiên mỏ Sư Tử Đen 1.1.1 Lịch sử tìm kiếm thăm dò mỏ Sư Tử Đen 1.1.2 Đặc điểm địa chất, lịch sử phát triển mỏ Sư Tử Đen 10 1.1.3 Đặc điểm thạch học đá móng granite nứt nẻ mỏ Sư Tử Đen .13 1.1.4 Đặc điểm địa chất thủy văn bồn trũng Cửu long 17 1.2 Sự hình thành tích tụ dầu khí móng nứt nẻ mỏ Sư Tử Đen .19 iii 1.3 Đặc điểm thấm chứa, đặc tính chất lưu 21 1.3.1 Đặc điểm đá chứa 21 1.3.2 Hệ thống đứt gãy khe nứt 23 1.3.3 Phân bố rỗng thấm 24 1.3.4 Tính chất dầu 26 1.3.1 Tính chất nước vỉa 28 1.4 Đặc điểm thủy động lực vỉa 29 1.4.1 Các kết thử vỉa, đo kiểm tra khai thác 29 1.4.2 Mức độ liên thông 31 1.5 Động thái khai thác 34 1.5.1 Lịch sử khai thác 34 1.5.2 Tốc độ ngập nước trình khai thác .35 CHƯƠNG MỎ DẦU TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NƯỚC VỈA 2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước vỉa 39 2.1.1 Tình hình nghiên cứu giới 39 2.1.2 Tình hình nghiên cứu nước 41 2.2 Phương pháp mơ hình hóa tầng nước vỉa 44 2.2.1 Phương trình cân vật chất .44 2.2.2 Mơ hình thủy động lực 45 2.3 Phương pháp phân tích thành phần Ion hòa tan 51 2.3.1 Các phương pháp lấy mẫu .51 2.3.2 Phân tích thành phần Ion, khống vật vơ điển hình 52 2.4 Sự biến đổi thành phần tương tác với đá điều kiện vỉa 54 2.4.1 Sự tương tác nước tinh khiết với đá móng 54 2.4.2 Phản ứng nước vỉa, nước bơm ép với đá móng .55 2.4.3 Xác định tỷ phần nước vỉa nước khai thác theo thời gian 58 2.4.4 Phân loại nước mỏ dầu 58 2.5 Các phương pháp nghiên cứu chất đồng vị .60 2.5.1 Phương pháp nghiên cứu đồng vị phóng xạ Radium-226 60 2.5.2 Phương pháp nghiên cứu đồng vị bền Hydro Oxy .61 iv 2.5.3 Phương pháp phân tích tỷ số đồng vị tự nhiên 87Sr/86Sr 62 2.6 Phương pháp đo kiểm tra giếng định kỳ 63 2.6.1 Phương pháp đo khảo sát giếng 63 2.6.2 Phương pháp dùng chất thị .64 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC DẤU HIỆU NHẬN DIỆN SỰ TỒN TẠI TẦNG NƯỚC VỈA THÂN DẦU MÓNG MỎ SƯ TỬ ĐEN 66 3.1 Khái quát đặc trưng phân bố độ bão hòa nước ban đầu 66 3.2 Giai đoạn thăm dò thẩm lượng 67 3.2.1 Đặc điểm giếng thăm dò thẩm lượng 67 3.2.2 Kết đo địa vật lý giếng khoan thử vỉa .67 3.2.3 Đặc điểm nước khai thác giai đoạn thăm dò thẩm lượng 71 3.3 Giai đoạn khai thác 73 3.3.1 Động thái khai thác bơp ép 73 3.3.2 Các dấu hiệu tồn tầng nước vỉa .76 3.4 Vị trí phân bố độ lớn tầng nước vỉa 84 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC VỈA LÊN HIỆU QUẢ KHAI THÁC VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KHAI THÁC THÂN DẦU MÓNG CÓ TẦNG NƯỚC VỈA TỰ NHIÊN 88 4.1 Đánh giá ảnh hưởng nước vỉa lên hiệu khai thác .88 4.1.1 Mơ hình thủy động lực mơ thân dầu móng .88 4.1.2 Đánh giá ảnh hưởng số lượng giếng khai thác lên trữ lượng thu hồi 93 4.1.3 Đánh giá ảnh hưởng trữ lượng tầng nước vỉa lên hiệu khai thác 94 4.1.4 Đánh giá ảnh hưởng nước vỉa lên chế độ bơm ép nước 96 4.2 Các giải pháp khai thác thân dầu móng có tầng nước vỉa tự nhiên .100 4.2.1 Đặc trưng khai thác mỏ có tầng nước vỉa tự nhiên 100 4.2.2 Phương án thiết kế khai thác cho thân dầu móng có tầng nước vỉa .102 4.2.3 Các giải pháp trì lượng vỉa 104 4.2.4 Khoan đan dày bổ sung 106 4.2.5 Đặc điểm quỹ đạo giếng thiết bị lòng giếng .108 4.2.6 Một số giải pháp tác động vào vùng cận đáy giếng 114 4.2.7 Giải pháp tối ưu chế độ khai thác bơm ép 118 v KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .123 Kết Luận 123 Kiến nghị .124 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 126 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Vị trí địa lý mỏ Sử Tử Đen .9 Hình 1.2 Cột địa tầng Mỏ Sư Tử Đen [7] 15 Hình 1.3 Mặt cắt địa chất bồn trũng Cửu Long 17 Hình 1.4 Các tầng chứa nước Mỏ Sư Tử Đen 18 Hình 1.5 Quá trình hình thành thân dầu móng nứt nẻ [9] 20 Hình 1.6 Mơ hình chế hình thành tích tụ dầu khí móng 21 Hình 1.7 Mơ hình đá móng granit nứt nẻ [13] 22 Hình 1.8 Hệ thống khe nứt, đứt gãy mặt cắt ngang độ sâu 3500 m 24 Hình 1.9 Bản đồ phân bố độ rỗng dọc cấu tạo 25 Hình 1.10 Bản đồ phân bố độ thấm dọc cấu tạo 26 Hình 1.11 Động thái thử hồi áp giếng thăm dò thẩm lượng 30 Hình 1.12 Kết đo kiểm tra khai thác giếng 6P 31 Hình 1.13 Kết thử giao thoa trước khai thác 32 Hình 1.14 Phân chia khu vực dựa mức độ tương tác giếng .32 Hình 1.15 Liên thơng giếng bơm ép nước giếng khai thác 34 Hình 1.16 Sản lượng khai thác mỏ suy giảm nhanh có nước xâm nhập 35 Hình 1.17 Hàm lượng nước khai thác giếng theo thời gian 36 Hình 1.18 Biến đổi ranh giới Dầu-Nước theo thời gian 37 Hình 1.19 Tốc độ ngập nước theo diện (6/2009) 37 Hình 1.20 Lưu lượng khai thác giếng có nước xâm nhập 38 Hình 2.1 PTCBVC áp dụng cho vỉa có áp suất lớn áp suất bão hịa 45 Hình 2.2 Hình ảnh mơ hình thực mơ hình số thủy động lực 47 Hình 2.3 Kết phân tích thành phần hóa học nguyên tố đặc trưng 54 Hình 2.4 Khả tan nước nguyên tố hóa học đá móng 55 Hình 2.5 Sự biến đổi Chloride Sulfate 56 Hình 2.6 Sự biến đổi Brơm Natri .56 Hình 2.7 Sự biến đổi thành phần nguyên tố khác .57 Hình 2.8 Biểu đồ mối quan hệ δD/δ18O 62 Hình 2.9 Tốc độ ngập nước theo thời gian theo phương thẳng đứng 64 vii Hình 3.1 Mơ hình độ bão hòa nước ban đầu 66 Hình 3.2 Đặc điểm quỹ đạo giếng khoan thăm dò 67 Hình 3.3 Vị trí giếng khoan thăm dò thẩm lượng 68 Hình 3.4 Mối quan hệ độ rỗng chiều sâu 69 Hình 3.5 Kết đo ĐVL Giếng khoan 2XST 70 Hình 3.6 Kết đo kiểm tra khai thác giếng khoan 2XST 71 Hình 3.7 Vị trí giếng khai thác bơm ép nước .73 Hình 3.8 Sản lượng khai thác dầu nước ban đầu 74 Hình 3.9 Ảnh hưởng bơm ép nước trì áp suất vỉa 75 Hình 3.10 Dấu hiệu diện tầng nước vỉa cung cấp lượng cho khai thác .76 Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ suy giảm áp suất chất lưu khai thác 77 Hình 3.12 Kết chạy mơ hình với hệ số nén thể tích khác 79 Hình 3.13 Kết chạy mơ hình có tầng nước vỉa 79 Hình 3.14 Tốc độ xâm nhập nước vỉa vào thân dầu móng theo thời gian 80 Hình 3.15 Tỷ phần tham gia chế độ lượng vỉa trình khai thác 80 Hình 3.16 Sự biến đổi hàm lượng TDS theo thời gian giếng 81 Hình 3.17 Biến đổi hàm lượng Chloride nước khai thác giếng theo thời gian 82 Hình 3.18 Kết phân tích 226Ra mẫu nước [32] .83 Hình 3.19 Kết phân tích đồng vị bền δH2/δO18 giếng STĐ 84 Hình 3.20 Vị trí tầng nước vỉa cung cấp lượng khai thác cho thân dầu móng STĐ .85 Hình 3.21 Biểu đồ dự báo suy giảm áp suất vỉa từ PTCBVC .86 Hình 3.22 Biểu đồ dự báo suy giảm áp suất vỉa, WCT từ mơ hình khai thác .86 Hình 4.1 Mơ hình độ rỗng Halo 89 Hình 4.2 Mối quan hệ rỗng-thấm [14] 90 Hình 4.3 Độ thấm tương đối đá móng nứt nẻ mỏ STĐ 90 Hình 4.4 Mơ hình thủy động lực thân dầu móng 91 Hình 4.5 Kết khớp hóa lịch sử khai thác giếng 7P 92 Hình 4.6 Kết khớp hóa lịch sử khai thác giếng 22P 92 viii 3000 20 Lưu lượng khai thác dầu OIL ( bbl /d ) P17:P17-BSM WC_100 Hàm lượngP17:P17-BSM khai thác nước 16 Lưu lượng tăng xử lý Acid 12 1200 600 WC_100 1800 Hàm lượng nước Lưu lượng dầu khai thác OIL (hàng bbl/dngày ) (Th.g/n) 2400 M AR APR M AY JUN JUL AUG SEP OCT NOV 2006 Hình 4.28 Hiệu xử lý axit giếng khai thác 4.2.6.3 Một số giải pháp khác Công nghệ xung Plasma Công nghệ dựa nguyên tắc vật lý Plasma Bằng cách thả thiết bị có khả tạo sóng xung kích lượng cao lòng giếng độ sâu khai thác cần tác động Các sóng xung kích làm vùng cận giếng khoan sau lan truyền chuyển thành sóng đàn hồi vào vỉa Những rung động đàn hồi cộng hưởng tần số tạo sóng Plasma từ làm tăng tính linh động tương đối dầu Với tác dụng làm vùng cận đáy giếng, tăng tính linh động tương đối dầu, giếng khai thác gia tăng sản lượng khai thác khoảng 12 tháng nhiều Đây giải pháp tiềm nhóm tác động vùng cận giếng khoan mà số công ty xem xét nghiên cứu áp dụng 4.2.6.4 Cô lập đới khai thác nước hóa chất: Cũng giống phương pháp đóng mở van ngầm SSD hay đặt nút cao su lịng giếng, phương pháp lập đới hay khe nứt ngập nước hóa chất thơng qua kết đo khảo sát kiểm tra khai thác Các chất polymer bền với nhiệt bơm 117 đẩy trực tiếp vào sâu bên khe nứt xác định có tác dụng bịt kênh dẫn nước tạo hội cho kênh dẫn dầu vào giếng nhằm làm giảm hàm lượng nước khai thác giếng 4.2.7 Giải pháp tối ưu chế độ khai thác bơm ép 4.2.7.1 Thu thập theo dõi số liệu khai thác đo kiểm tra định kỳ Để quản lý mỏ khai thác hiệu tình hình diễn biến giếng, diễn biến tổng thể mỏ hàng ngày cần theo dõi, quan trắc sát Vấn đề bao gồm việc tổng hợp liệu giám sát mỏ số liệu đo kiểm tra giếng theo định kỳ mỏ Việc tổng hợp liệu giám sát mỏ thu thập tất số liệu lưu lượng dầu khai thác áp suất giếng Số liệu đo kiểm tra giếng định kỳ bao gồm áp suất ban đầu thơng qua q trình thử giếng (DST), đo kiểm tra trạng thái tiếp nhận giếng (injection test), đo giếng theo định kỳ, thu thập phân tích mẫu, đo kiểm tra khai thác để biết lưu lượng dịng dầu, khí, nước giếng khai thác, đo áp suất, đo gradient áp suất, đo áp suất phục hồi, kiểm tra liên thơng, ảnh hưởng giếng với 4.2.7.2 Cắt giảm lưu lượng khai thác nước xuất Do dầu mỏ STĐ có độ linh động nhỏ nước điều kiện vỉa, nên giải pháp giảm lưu lượng khai thác có nước xâm nhập có hiệu tức thời làm giảm hàm lượng nước khai thác, mỏ STĐ nhiều giếng áp dụng biện pháp nhiều mang lại thành cơng việc hạn chế khai thác nước Cắt giảm lưu lượng khai thác (giảm cơn) thấy giếng bắt đầu có tượng khai thác nước, cắt giảm định kỳ hàm lượng nước vượt ngưỡng tới hạn Bằng biện pháp hàm lượng nước khai thác ln ln trì thấp hiệu suốt trình khai thác, việc áp dụng biện pháp giảm côn kéo dài thời gian khai thác cho giếng mang lại 8% tổng sản lượng dầu khai thác cộng dồn giếng Kết nghiên cứu mơ hình cho thấy áp dụng chế độ khai thác cắt giảm cho phép nâng hiệu thu hồi mỏ lên ~ 0,8% (Hình 4.29) 118 Khơng cắt giảm Có cắt giảm Hệ số thu hồi (%) Hệ số thu hồi (%) 36.1 36.9 Lưu lượng khai thác cộng dồn Lưu lượng khai thác Hàm lượng nước Không cắt giảm Có cắt giảm Hình 4.29 Cắt giảm lưu lượng khai thác định kỳ nhằm hạn chế tốc độ nước xâm nhập 4.2.7.3 Lựa chọn lưu lượng khai thác bơm ép hợp lý Giải pháp tốn nhiều thời gian đòi hỏi phải thử nghiệm với nhiều chế độ khai thác bơm ép khác nhằm điều chỉnh chế độ khai thác bơm ép hợp lý cho giếng, theo vùng nhằm chọn chế độ khai thác hiệu thời điểm Các giếng bơm ép chọn bơm chế độ lưu lượng mà hàm lượng nước khai thác giếng khai thác gần với khơng bị tăng đột ngột, giếng khai thác khai thác trải toàn vỉa nhằm cân sụt giảm áp suất, không gây ảnh hưởng xấu đến giếng bên cạnh… Ngoài mỏ phân chia thành vùng có mức độ liên thơng thủy động lực với để điều chỉnh chế độ bơm ép khai thác, trì hệ số bù trì áp suất vỉa Ví dụ Hình 4.30 miêu tả lợi ích bơm ép nước giếng 9I việc làm giảm WCT, tăng lưu lượng dầu, cho giếng đối diện, Hình 4.31 miêu tả ảnh hưởng việc khai thác lưu lượng cao giếng 6P làm giảm WCT giếng đối diện 4P 119 Ảnh hưởng bơm ép nước Lưu lượng khai thác dầu 390 130 126 350 122 310 Hình 4.30 Điều chỉnh bơm ép nước tối ưu hóa khai thác 114 BSW (%) WC (%) 4-Sep 14-Sep 24-Sep 4-Oct SV-6P LQ ratekhai Lưu lượng SV-4P WC BSW 4P 40 14-Oct 24-Oct thác 6P 15000 10000 8,000 10,000 20 5000 2,000 0 25-Aug (Th.g/ng) 25-Aug 60 Lưu lượng khai thác 6P LQ rate SV-6P (stb/d) 270 118 4-Sep Choke 6P SV-6P gaslift 14-Sep SV-6P chokesize Gaslift 6P 24-Sep 4-Oct 14-Oct 24-Oct 180 120 6P dừng khai thác 25-Aug 60 Choke size (/64") WHP (psig) SV-4P WHT WHT (oC) SV-4P WHP Bắt đầu bơm ép Lưu lượng bơm ép nước 430 Gaslift rate (mmscfd) Lưu lượng bơm ép nước (Ngin Th.g/ng), WC (%) Lưu lượng khai thác dầu (Thùng/Ng) Hàm lượng nước khai thác 4-Sep 14-Sep 24-Sep 4-Oct 14-Oct 24-Oct Hình 4.31 Q trình tối ưu hóa lưu lượng khai thác giếng Tuy nhiên giếng bị ngập nước, sản lượng khai thác giảm nhanh, khó tốn để trì sản lượng, theo kết theo dõi giếng ngập nước cho thấy giếng thường bị ngập nước điều chỉnh lưu lượng tăng đột ngột (Hình 4.32) hàm lượng nước không giảm cho dù lưu lượng chỉnh lại mức ban đầu Như vậy, để hạn chế, giảm thiểu tượng giếng bị ngập nước kéo dài thời gian khai thác dầu cần phải trì chế độ khai thác chế độ ổn định có thể, ví dụ giếng khai thác 25P sau gần năm khai thác chế độ không đổi (Choke, Gaslift) giếng khai thác 100% dầu tất giếng khác bị nước xâm nhập (Hình 4.33) 120 Lưu lượng chất lưu Daily.Liquid Lưu OIL (lượng bbl/d )dầu WC Water Cut (%) 20000 100 16000 80 12000 60 Giếng bị ngập nước 8000 40 4000 20 WATER CUT (%) Hàm lượng nước khai thác (%) LưuDAILY lượng khai DAILY thácLIQUID (Thùng/Ng) OIL (stbpd), (stbpd) Tăng khai thác đột ngột 09 10 11 12 13 14 Date Hình 4.32 Giếng bị ngập nước sau tăng lưu lượng đột ngột 5000 200 Axis P25:P25-BSM MLif tgas OIL ( bbl/d ) Axis P25:P25-BSM CHOKESIZE WC_100 4000 160 3000 120 2000 80 1000 40 0 2007 08 09 10 11 Date 12 13 14 15 Hình 4.28 Chế độ khai thác trì hỗn nước xâm nhập Tóm lại - Mơ hình thủy động lực (Mơ hình Halo) cịn số hạn chế nhiên công cụ cho phép đánh giá hiệu phương án thiết kế hay kịch khai thác khác 121 - Kết chạy mơ hình cho mỏ STĐ khẳng định vỉa khơng có tầng nước vỉa có trữ lượng nhỏ, việc bơm ép nước trí áp suất vỉa có ý nghĩa nâng cao đáng kể hiệu khai thác Tuy nhiên, mỏ có tầng nước vỉa với trữ lượng lớn việc bơm ép nước khơng khơng giúp gia tăng trữ lượng mà cịn gây tác động xấu đến hiệu suất thu hồi dầu - Việc tiến hành bơm ép nước, thời gian bắt đầu bơm, số lượng giếng, tốc độ bơm, độ sâu ép nước,… phụ thuộc vào nhiều yếu tố áp suất vỉa, tính chất chất lưu, đặc điểm thấm chứa vỉa,…trong vị trí tầng nước vỉa yếu tố khó xác định đồng thời yếu tố quan trọng định công tác thiết kế bơm ép nước - Yếu tố không chắn mô hình thủy động lực việc áp dụng mơ hình “Halo Model” xác định độ thấm cách gán giá trị theo hàm tương quan với độ rỗng - Để giảm rủi ro hạn chế tác động xấu khai thác triệt để ảnh hưởng có lợi tầng nước vỉa cần áp dụng giải pháp thiết kế phát triển phù hợp chế độ khai thác hợp lý - Trên sở kết nghiên cứu giải pháp khai thác cho thân dầu móng tác giả xác định số giải pháp nhằm tối ưu hóa hiệu suất thu hồi với mức độ ảnh hưởng theo thứ tự sau:  Cần có thời gian khai thác thử để đánh giá tồn tại, vị trí tầng nước vỉa áp dụng biện pháp trì lượng vỉa kịp thời khơng có tầng nước vỉa với qui mô lớn  Khoan đan dày bổ sung với quỹ đạo giếng cắt qua nhiều hệ thống khe nứt mở  Áp dụng biện pháp hồn thiện giếng tiên tiến có khả tách dầu vỉa hay khai thác linh hoạt đới khác  Khi giếng bị nước xâm nhập cần áp dụng giải pháp khí nâng, bơm điện chìm giải pháp tác động vào giếng vùng cận đáy giếng để kiểm soát nước xâm nhập đặc biệt phương pháp bơm hút pit tơng GAGD, Xử lý axit,  Tối ưu hóa chế độ khai thác, bơm ép nước 122 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết Luận Trên sở kết nghiên cứu ảnh hưởng nước vỉa đến hiệu khai thác thân dầu móng mỏ Sư Tử Đen rút số kết luận sau: Mỏ dầu Sư Tử Đen số mỏ dầu đá móng nứt nẻ có tính chất phức tạp có nguồn nước vỉa tập chung chủ yếu lớp trầm tích nằm gá áp cánh khối móng, đóng vai trị cung cấp lượng cho trình khai thác, nhiên nguyên nhân gây ngập nước cho giếng khai thác Khi mỏ khơng có tầng nước vỉa, tiến hành bơm ép nước nhằm trì áp suất vỉa gia tăng hệ số thu hồi dầu, nhiên mỏ có nguồn nước vỉa lớn việc bơm ép nước vào vỉa khơng khơng cải thiện mà cịn làm giảm hiệu thu hồi dầu tượng ngập nước sớm giếng khai thác Các giếng khai thác vùng rìa cấu tạo khoan sâu thường bị ngập nước sớm, kết quan sát thực tế cho thấy giếng bị ngập nước khó tốn để trì sản lượng khai thác Các dấu hiệu giúp sớm nhận diện tồn tham gia tầng nước vỉa vào trình khai thác bao gồm suy giảm áp suất vỉa theo thời gian, thành phần ngun tố hóa học hịa tan nước khai thác đồng hành (tổng lượng khống hóa, nồng độ Chloride, ion hòa tan hay nồng độ chất đồng vị 226 Ra, D, 18O, 87Sr/86Sr ) Kết phân tích cho thấy nước vỉa chiếm tỷ phần đáng kể lượng nước khai thác Nước vỉa mỏ Sư Tử Đen có độ khống hóa thấp (trung bình 12g/l), hàm lượng Chloride thấp (trung bình 7g/l) Để khai thác hiệu thân dầu móng có tầng nước vỉa tự nhiên cần áp dụng giải pháp phù hợp tiến hành khai thác thử, khoan đan dày, tối ưu hóa thiết kế quỹ đạo giếng, lựa chọn cơng nghệ hồn thiện giếng linh hoạt, tác động trực tiếp lên giếng vùng cận đáy giếng 123 Kiến nghị 1- Do mỏ Sư Tử Đen có tính chất đặc thù nên tài liệu tham khảo cơng trình nghiên cứu khoa học cịn hạn chế, phương pháp thiết kế phát triển công tác quản lý khai thác mang nhiều đặc thù riêng địi hỏi có phương pháp tiếp cận, thu thập thơng tin phù hợp 2- Mơ hình thủy động lực xây dựng theo mơ hình “Halo” cịn có số hạn chế định, việc áp dụng mô hình “Halo” để tiến hành dự báo sản lượng đánh giá thời gian, tiến trình ngập nước cho tầng móng nứt nẻ Sư Tử Đen cịn có rủi ro, cần thiết phải tiếp tục nghiên cứu hiệu chỉnh cập nhật với số liệu khai thác thực tế để xác hóa mơ hình 3- Do khe nứt đứt gãy mơ hình nhận biết qua tài liệu địa chấn, bỏ qua phần lớn khe nứt nhỏ, khơng phân biệt khe nứt chặt sít chưa phản ánh thể mức độ chứa, thấm vỉa Để khắc phục cần phải tiến hành nghiên cứu độc lập khác để đo đạc hay mơ tính chất vật lý quan trọng này; ví dụ DFN, Fracperm, mơ hình độ rỗng độ thấm,… 4- Cần áp dụng thời gian khai thác thử thỏa đáng nhằm thu thập, củng cố thêm số liệu xác định, đánh giá quy mô (trữ lượng mức độ ảnh hưởng) tầng nước vỉa có áp (nếu có) trước thiết kế phát triển tổng thể cho toàn mỏ 5- Khi xác định mỏ có tầng nước vỉa có áp cần phải áp dụng giải pháp công nghệ kỹ thuật từ đầu nhằm hạn chế tác động tiêu cực gia tăng ảnh hưởng tích cực tầng ước vỉa như: - Các giếng khai thác phải khoan nông cắt qua hệ khe nứt, đứt gãy chủ đạo - Lắp đặt hệ thống khai thác Gaslift, bơm điện chìm áp dụng giải pháp ‘bơm đẩy pittơng’ giếng có độ ngập nước cao nhằm tận thu dầu có phần vỉa vi khe nứt - Bơm ép nước khí khu vực có mức độ liên thơng với tầng nước vỉa có áp nhằm trì áp suất vỉa cao áp suất bão hòa 124 - Khoan đan dày bổ sung khu vực có mức độ nước xâm nhập chậm, yếu 6- Các kết quan sát thực tế cho thấy giếng bị ngập nước khó tốn để trì sản lượng khai thác, cần áp dụng giải pháp từ thiết kế phát triển khai thác hay áp dụng chế độ vận hành khai thác tương thích cho phép làm chậm tiến trình ngập nước giếng trì chế độ khai thác ổn định hợp lý 125 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Tuan Nguyen Van et al “Study Of The Origin of Produced Water SDSW Basement Reservoir,” Hội nghị Khoa học Quốc tế dầu khí đá móng 2008 Trần Văn Xn, Nguyễn Văn Tuân, Nguyễn Phan Phúc, Trương Tuấn Anh, Nguyễn Xuân Khá, Thái Bá Ngọc “Ảnh hưởng biến đối hàm lượng nước sản phẩm lên hiệu suất khai thác dầu khí mỏ Sư Tử Đen,” Đề tài nghiên cứu khoa học cấp ĐHQG, 2013 Huy Tran Nhu, San Ngo Thuong, Binh Kieu Nguyen, Huy Nguyen Xuan, Ngo Dau Van, Xuan Tran Van, Dong Nguyen Duc, Tuan Nguyen Van “Tiến hóa kiến tạo tiềm dầu khí rìa thềm lục địa việt nam,” Tạp chí Phát Triển Khoa Học & Công Nghệ Vol 17, 2014 Tuan Nguyen Van “Gas-Assisted Gravity Drainage Process for Improved Oil Recovery In Bao Den Fractured Basement Reservoir”, Hội nghị Khoa học Trường Đại Học Bách Khoa lần thứ 14, 2015 Nguyễn Văn Tuân NNK “Ứng dụng bơm điện chìm cho giếng khai thác dầu ngập nước mỏ Sư Tử Vàng” Tạp Chí Dầu Khí, số 5, 2016 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hồng Đình Tiến, Nguyễn Th Quỳnh, "Nguồn gốc dầu khí đá granit mican bị nứt nẻ phát triển hang hốc mỏ Bạch Hổ trũng Cửu Long," Tạp chí dầu khí, vol 8, no 1, pp 1-12, 2000 [2] Nguyễn Tiến Long, Sung Jin Chang, "Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học cơng nghiệp dầu khí bên thềm kỷ 21," in Địa chất khu vực lịch sử phát triển địa chất bể Cửu Long, Hà Nội, 2000 [3] Schnidt W.J., nnk,, "Kiến tạo bể Cửu Long, Việt Nam," in Tuyển tập báo cáo khoa học nhân kỷ niệm Viện dầu khí: 25 năm phát triển thành tựu, Hà Nội, VPI, 2003 [4] Trần Lê Đơng, Hồng Đình Tiến, Nguyễn Th Quỳnh , "Trần Lê Đơng, Hồng Đình Tiến, Nguyễn Thuý Quỳnh (2002), “Quá trình hình thành thân dầu móng mỏ Bạch Hổ, Trũng Cửu Long”, Tạp chí dầu khí, số (1-2002), tr 12-25," Tạp chí dầu khí, vol 1, no 1, pp 12-25, 2002 [5] Nguyễn Hiệp nnk, Bể trầm tích Cửu Long tài nguyên dầu khí, Hà Nội: Nxb Khoa học Kỹ thuật, 2007 [6] T V Long, "Diagenesis and Lithologies Clasification of Basement Reservoir in Block 15-1," Subsurface Department – Cuu Long Joint Operating Company, HCM, 2012 [7] CLJOC, "Thử vỉa, đo kiểm tra khai thác, bơm ép nước kế hoach phát triển mỏ," Các Báo Cáo Của CLJOC, HCM, 2007 [8] T X Cường, "Nghiên cứu đặc trưng đá chứa móng nứt nẻ mỏ Bạch Hổ”, luận án tiến sĩ," Luận án tiến sỹ, ĐH MĐC, hà Nội, 2007 [9] V Duignan, "Cuu Long Regional Montage," presentation file, HCM, 2002 [10] Trần Văn Xuân, "Đặc điểm địa chất thủy văn bồn trũng Cửu Long: Lấy ví dụ mỏ Bạch Hổ," Luận án Tiến Sỹ, Đại Học Mỏ Địa Chất, Hà Nội, 2004 [11] C&C Reservoirs, "Reservoir Evaluation Report, Far East, Bach Ho Field, Cuu Long Basin, Vietnam," in Offshore Vietnam-Fractured U.Jur-L.Cret Basement Reservoir, 1998 127 [12] Phan Trung Điền, nnk, "Đánh giá tiềm dầu khí bể Cửu Long Viện dầu khí Hà Nội 1992," VPI, Hà Nội, 1992 [13] A Gudmundsson et al, "Fracture networks and fluid transport in active fault zones," Journal of Structural Geology, vol 23, no 1, pp 343-353, 2001 [14] Frank O, Jones Jr, "A Laboratory Study of the Effects of Confining Pressure on Fracture Flow and Storage Capacity in Carbonate Rocks," SPE 4569 [15] P A Dickey, "The first oil well," J Pet Technol, pp 14-26, 1959 [16] P D Torrey, "The discovery of interstitial water," Prod Monthly, pp 8-12, 1966 [17] N K Ngọc, Thuỷ địa hoá, Hà Nội: Trường Đại học Mỏ - Địa chất, 1996 [18] N K Ngọc, "Sự hình thành thành phần hoá học nước đất," Luận án tiến sỹ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà nội, 1973 [19] A.C Lane, and W.C Gordon, "Mine waters and their field assay," Bull Geol SOC, 1908 [20] Hội Dầu Khí Việt Nam, "Địa Chất Tài Nguyên Dầu Khí Viêt Nam," ĐHGQ, Hà Nội, 2007 [21] Trương Công Tài Nguyễn Văn Út, "Một vài đặc điểm hệ thống khai thác thân dầu móng bể Cửu Long," in Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHCN Viện Dầu khí 25 năm xây dựng trưởng thành, Hà Nội, 2003 [22] V N Kỷ, "Các phương pháp nghiên cứu cổ địa chất thủy văn," Chuyên san thông tin địa chất, vol 6+7, no 1, 1982 [23] Hồng Đình Tiến Nguyễn Thuý Quỳnh, "Các đặc trưng điều kiện ĐCTV đặc điểm nước mỏ dầu Bạch hổ," in Tuyển tập báo cáo khoa học 15 năm XN LDDK Vietsovpetro, Vũng Tàu, 1996 [24] N V Kỳ, "Đặc điểm thủy địa hóa nước đất tầng Miocene mỏ dầu Bạch Hổ," Đề tài Nghiên cứu khoa học cấp Bộ, Bộ Giáo dục Đào tạo, Hà Nội, 2000 [25] H Đ Tiến, "Móng BH có nước hay khơng," Tạp Chí Dầu Khí, vol 3, no 1, 2001 128 [26] H V Quý, "Bàn nước đáy thân dầu móng trước Kainozoi mỏ Bạch Hổ ranh giới thân dầu," Tạp chí dầu khí, vol 7, no 1, pp 19-21, 2004 [27] Đ N Quý, "Ảnh Hưởng Của Các Yếu Tố Địa Chất Và Giải Pháp Nâng Cao Hệ Số Thu Hồi Đối Với Thân Dầu Trong Đá Móng Nứt Nẻ Mỏ Sư Tử Đen Và Sư Tử Vàng," Luận Án Tiến Sỹ, Đại Học Mỏ Địa Chất, Hà Nội, 2014 [28] Huỳnh Thanh Sơn Lê Phước Hảo, Công nghệ Mỏ Ứng Dụng, HCM: ĐHQGHCM, 2001 [29] Turgay Ertekin et al,, Basic applied reservoir simulation, Richardson, Taxas: SPE, 2001 [30] A G Collins, Geochemistry of Oil Field Water, Netherlands: Elsevier, 1975 [31] T V Xuân, "Một số kết nghiên cứu đặc điểm địa chất thủy văn mỏ Rồng," in HNKHVCN lần thứ 9, HCM, 2005 [32] N H Quang, "Xác định nguồn gốc nước," NRI Báo cáo CLJOC, Đà Lạt, 2007 [33] Nguyễn Minh Quý, nnk, "Xác định nguồn gốc nước," VPI Báo cáo CLJOC, Hà Nội, 2010 [34] V N Ky, Địa chất thủy văn đại cương, Ha Noi: Nhà Xuất Đại Học Trung học chuyên nghiệp, 1985 [35] I.D Clark, and Fritz, Peter, "Environmental isotopes in hydrogeology," Lewis Publishers, New York, 1997 [36] W Mook, "Environmental Isotopes in the Hydrological Cycle: Principles and Applications," in International Hydrological Programme (UNESCO-IHP) & International Atomic Energy Agency (IAEA), Paris, 2001 [37] Howarth, R.J & McArthur, J.M, " Statistics for Strontium Isotope Stratigraphy: A Robust LOWESS Fit to the Marine Sr-Isotope Curve for to 206 Ma, with Lookup Table for Derivation of Numeric Age," Journal of Geology, vol 105, no 1, pp 441-456, 1997 [38] D L.P, Fundamentals of reservoir engineering” Shell Learning and Development, Amsterdam: Elsevier Sience, 1978 129 [39] C FETTER, in Địa Chất Thủy Văn Ứng Dụng, Hà Nội, Nhà Xuất Bản Giáo Dục, 2000, p 93 [40] Avner Vengosh et al, "New Isotopic Evidence for the origin of groundwater from the Nubian Sanstone Aquifer in Negev, Israel," Applied Geochemistry, pp 10651067, 2007 [41] N Nagel, "Evaluation of SD compressibility," báo cáo CLJOC, HCM, 2004 [42] Michael C R et al, "Offshore ESP Selection Criteria: An Industry Study," in Deepwater Drilling and Completions Conference, Galveston, Texas, USA, 2012 [43] Vũ Ngọc An NKHK, "Tổng hợp, nghiên cứu xu biến thiên thông số đá chứa lưu thể vỉa phục vụ đánh giá trữ lượng dầu khí bể Cửu long Nam Côn sơn," in Hội nghị PVN, HCMC, 1999 [44] C Fettke, "Bradford oil field, Pennsylvania, and New York," Pa Geol Surv.,Fourth Ser., Bull, vol M21, pp l-454, 1938 [45] H N Đơng, "Hồng Ngọc Đơng (2011), “Lịch sử phát triển địa chất giai đoạn Eoxen – Oligoxen Đông Bắc Bồn trũng Cửu Long," Tạp chí Dầu Khí, vol 7, no 1, p 29 – 32, 2001 [46] Schmidt J., Nguyễn Văn Quế, Phạm Huy Long, "Báo cáo Hội nghị khoa học-cơng nghệ Viện Dầu khí 25 năm xây dựng trưởng thành," in Tiến hoá kiến tạo bể Cửu Long Việt Nam, Hà Nội, 2003 [47] D.E.White, "Magmatic, connate, and metamorphic water," Bull Geol SOC, vol Am.68, pp 1659-1682, 1957 [48] H Đ Tiến, "báo cáo khoa học 15 năm XNLDDK Vietsopetro," in Tuyển tập báo cáo khoa học 15 năm XNLDDK Vietsopetro, Vũng Tàu, 1996 [49] G.V Chilingar, L.A Buryakovsky, N.A Eremenko, & M.V Gorfunkel, Geology and Geochemistry of oil and gas, ELSEVIER [50] H Đ Tiến, "Đặc điểm thủy địa chất phần phía nam bể Cửu Long," in HNKHVCN lần thứ 9, HCM, 2005 [51] Hoàng Đình Tiến, Nguyễn Việt Kỳ, Địa Hóa Dầu Khí, HCM: Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2003 130 [52] R J Schilthuis, "Connate water in oil and gas sands," Petroleum Development and Technology, vol 11, pp 199-214, 1938 [53] L Q Nhụ, "Sơ lược đặc điểm cổ địa chất thủy văn trũng Cửu Long," Tạp chí dầu khí, vol 1, no 1, 1994 [54] H Đ Tiến, Địa chất dấu khí phương pháp tìm kiếm, thăm dị theo dõi mỏ, HCM: NXBĐHQGTPHCM, 2006 [55] R Mills, A.van, "Experimental studies of subsurface relationships in oil and gas fields," Econ Geol, 1920 [56] C Fitter, in Applied hydrogeology, Prentice Hall, Elsevier, 1993, p 92 131 ... nước vỉa thân dầu móng mỏ Sư Tử Đen đặc điểm phân bố vận động tầng nước  Đánh giá tác động tích cực ảnh hưởng tiêu cực tầng nước vỉa tự nhiên lên hiệu khai thác thân dầu móng mỏ Sư Tử Đen  Xác... Đánh giá ảnh hưởng trữ lượng tầng nước vỉa lên hiệu khai thác 94 4.1.4 Đánh giá ảnh hưởng nước vỉa lên chế độ bơm ép nước 96 4.2 Các giải pháp khai thác thân dầu móng có tầng nước vỉa tự nhiên... áp ảnh hưởng thân dầu móng Sư Tử Đen  Phát mức độ ảnh hưởng tầng nước vỉa lên hiệu khai thác, thơng qua mơ hình thủy động lực xác định phương án thiết kế, kịch khai thác hợp lý cho thân dầu