Nghiên cứu phương pháp xử lý thuỷ ngân trong khí khai thác tại cụm mỏ bắc lô pm3caa

Ạ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT - V T CƯỜNG Ạ LUẬN VĂN T ẠC SĨ NGHIÊN CỨU T V T CƯỜNG Ư NG NG N TRONG TẠ CỤ Ỏ C T Ỹ THUẬT M58, QUYEN LUẬN VĂN T ẠC SĨ HÀ NỘI – 2013 HÀ NỘI – 2013 Ỹ THUẬT C BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT - Ạ V T CƯỜNG NGHIÊN CỨU Ư NG T NG N TRONG TẠ CỤ Ỏ C T C CAA Ngành: Kỹ thuật dầu khí Mã số : 60520604 LUẬN VĂN T ẠC SĨ NGƯỜ Ỹ THUẬT ƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS TS C O NGỌC HÀ NỘI - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các tài liệu số liệu luận văn trung thực Các kết quả, luận điểm luận văn chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2013 Tác giả luận văn C CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA IỆT NAM Độc lập - Tự - H p úc BÁO CÁO Ề IỆC BỔ SUNG, SỬA CHỮA LUẬN ĂN THEO BIÊN BẢN CỦA HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ LUẬN ĂN THẠC SĨ Kí ử: - Trường Đại học Mỏ - Địa chất - Phòng Đào tạo Sau đại học Họ tên học viên: Phạm Việt Cường Tên đề tài luận văn: "Nghiên cứu phương pháp xử lý thủy ngân khí khai thác cụm mỏ bắc lô PM3" Chuyên ngành: Kỹ thuật dầu khí Mã số: 60520604 Người hướng dẫn: PGS.TS Cao Ngọc Lâm Sau bảo vệ luận văn thạc sĩ, học viên sửa chữa bổ sung luận văn theo Biên Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ Cụ thể sửa chữa bổ sung nội dung sau đây: Sửa hình 3.3 thành 3.5 2, Sửa hinh 4.8 4.9 Phần tài liệu tham khảo Hà Nội, ngày tháng năm 20 NGƯỜI HƯỚNG DẪN HỌC IÊN CAO HỌC CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ LUẬN ĂN THẠC SĨ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ IẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH Ẽ À ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH KHAI THÁC À SỬ DỤNG KHÍ THIÊN NHIÊN TRÊN THẾ GIỚI À IỆT NAM 13 1.1 Tình hình khai thác sử dụng khí giới 13 1.1.1 Tình hình cung cầu khí giới 13 1.1.2 Tình hình cung cầu khí khu vực Châu Á 15 1.2 Tình hình khai thác sử dụng khí thiên nhiên Việt Nam .17 1.2.1 Tình hình khai thác trữ lượng 18 1.2.2 Tình hình sử dụng khí thiên nhiên Việt Nam 21 CHƯƠNG II HIỆN TƯỢNG NHIỄM THỦY NGÂN TRONG NGHÀNH CƠNG NGHIỆ DẦU KHÍ 27 2.1 Hiện tượng nhiễm thủy ngân ngành cơng nghiệp Dầu khí 27 2.1.1 Khái niệm thủy ngân 27 2.1.2 Thuộc tính thủy ngân 28 2.1.3 Nguyên nhân hình thành thủy ngân 33 2.1.4 Các thành phần thủy ngân dầu khí 36 2.1.5 Q trình xâm nhập thủy ngân vào giếng khai thác 37 2.1.6 Phạm vi mức độ nhiễm thủy ngân dầu khí 38 2.2 Tiêu chuẩn hàm lượng thủy ngân nghành cơng nghiệp Dầu Khí 40 2.2.1 Tiêu chuẩn quốc tế .40 2.2.2 Tiêu chuẩn Việt Nam 40 2.3 Tác hại thủy ngân ngành cơng nghiệp dầu khí 41 2.3.1 Ảnh hưởng đến môi trường sức khỏe người 42 2.3.2 Ảnh hưởng đến trang thiết bị .45 2.3.3 Ảnh hưởng đến giá bán Dầu, Khí, Condensate 46 CHƯƠNG III CƠ SỞ LÝ THUYẾT XỬ LÝ THỦY NGÂN TRONG KHÍ .47 3.1 Các phương pháp xử lý Khí 47 3.1.1 Giảm áp Khí 47 3.1.2 Nén Khí 47 3.1.3 Làm lạnh Khí 48 3.1.4 Tách thành phần nặng khỏi khí thiên nhiên 48 3.2 Cơng nghệ khử nước Khí 51 3.2.1 Q trình sấy khí bằng Glycol .52 3.2.2 Q trình sấy khí phương pháp hấp phụ .54 3.3 Quá trình hấp phụ 59 3.3.1 Hiện tượng hấp phụ 59 3.3.2 Hấp phụ môi trường nước 60 3.3.3 Động học hấp phụ 61 3.3.4 Cân hấp phụ-Các phương trình đẳng nhiệt 62 3.4 Các phương pháp xử lý thủy ngân ngành công nghiệp xử lý khí 62 3.4.1 Kỹ thuật phân tích thủy ngân .62 3.4.2 Kỹ thuật xử lý thủy ngân 64 CHƯƠNG I CƠNG NGHỆ XỬ LÝ THỦY NGÂN TRONG KHÍ TẠI LƠ PM3 67 4.1 Tổng quan mỏ PM3 67 4.1.1 Cấu tao tạo địa chất .67 4.1.2 Lịch sử thăm dò thẩm lượng 71 4.1.3 Lịch sử Phát triển khai thác .79 4.1.4 Thành phần Khí dự án PM3 84 4.1.5 Hàm lượng thủy ngân ảnh hưởng đến dự án PM3 84 4.2 Công nghệ xử lý thủy ngân cho Khí lơ PM3 .87 4.2.1 Giới thiệu thiết bị công nghệ giàn xử lý trung tâm BOA cụm mỏ Bắc Lô PM3 87 4.2.2 Giới thiệu sơ đồ công nghệ thiết bị xử lý thủy ngân cụm mỏ Bắc PM3 93 4.2.3 Chất xúc tác hấp phụ thủy ngân 99 4.2.4 Tháp hấp phụ xử lý thủy ngân tính tốn .102 4.2.5 Đánh giá kết thực tế đạt lô PM3 107 4.3 Khả áp dụng cho mỏ khí Việt Nam 110 KẾT LUẬN À KIẾN NGHỊ 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO 113 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ IẾT TẮT Các c ữ v ế ắ PGS.TS – Phó Giáo sư, Tiến sĩ PVN – Tập đồn Dầu khí Quốc gia Việt Nam PVEP – Tổng Cơng ty Thăm dị Khai thác Dầu khí PV Gas – Tổng Cơng ty Khí Việt Nam VPI – Viện Dầu khí Việt Nam TML – Cơng ty điều hành chung dự án PM3 CAA - Talisman Energy BP – Tập đồn Dầu khí Anh quốc N – Cụm mỏ Bắc PM3 S – Cụm mỏ Nam PM3 LNG – Khí thiên nhiên hóa lỏng CNG – Khí nén MRU – Xử lý thủy ngân DST – Hệ thống thử vỉa cần khoan FDP – Kế hoạch phát triển mỏ STOIIP – Trữ lượng dầu chỗ ban đầu CIIP – Trữ lượng condensate chỗ ban đầu GIIP – Trữ lượng khí chỗ ban đầu MMstb – Triệu thùng chuẩn Bscf – Tỉ khối khí chuẩn CPP – Giàn cơng nghệ xử lý Dầu khí trung tâm FSO – Kho chứa xuất WHP – Giàn đầu giếng RISC/PGS – Công ty tư vấn tài ngun cơng nghiệp/ dịch vụ địa chất dầu khí EPMI – Tập đoàn khai thác Esso Malaysia CGR – Tỷ số condensate khí PPM – Một phần triệu PPB – Một phần tỷ DANH MỤC CÁC BẢNG Tê bả b ểu Trang Bảng 1.1 Cân nhu cầu khí khu vực giới năm 2009 14 Bảng 1.2 Sản lượng khai thác khí trữ lượng 15 Bảng 1.3 Nhu cầu tiêu thụ khí khu vực Châu Á Thái Bình Dương 16 Bảng 1.4 Thành phần khí mỏ khí thuộc khu vực bể Sơng Hồng 19 Bảng 1.5 Thành phần khí mỏ thuộc bể Nam Cơn Sơn 20 Bảng 1.6 Thành phần khí mỏ thuộc khu vực bể Malay-Thổ Chu 21 Bảng 1.7 Nhu cầu khí tính tốn theo tốc độ tăng trưởng 12% năm 22 Bảng 1.8 Nhu cầu khí nhà máy Điện hữu 23 Bảng 1.9 Nhu cầu khí nhà máy đạm hóa chất khu vực Đông Nam Bộ 10 Bảng 1.10 Nhu cầu khí hộ tiêu thụ cơng nghiệp giao thông vận tải khu vực Đông Nam Bộ 11 Bảng 1.11 Nhu cầu khí theo lĩnh vực giai đoạn 2010-2025, tỷ m3 24 12 Bảng 1.12 Nguồn cung khí giai đoạn 2010 – 2035 25 13 Bảng 2.1 Một số thơng tin chung tính chất thủy ngân 28 14 Bảng 2.2 Các tính chất vật lý thủy ngân 29 15 Bảng 2.3 Các đồng vị thủy ngân ổn định 30 16 Bảng 2.4 Các dạng hợp chất sun ua thủa ngân tự nhiên 34 17 Bảng 2.5 Các dạng tồn thủy ngân Dầu thô 36 18 Bảng 2.6 Hàm lượng thủy ngân Khí tự nhiên Condensate 39 24 25 khu vực giới 19 Bảng 2.7 Giới hạn nồng độ số loại thủy ngân môi trường 41 20 Bảng 2.8 Độc tố thủy ngân 43 21 Bảng 3.1 Một số tính chất hóa lý quan trọng glycol 53 22 Bảng 3.2 Các đại lượng đ c trưng chất hấp phụ 55 23 Bảng 3.3 Bảng tổng hợp phương pháp xử lý thủy ngân 65 24 Bảng 4.1 Tóm tắt giếng khoan Lô PM3 76 25 Bảng 4.2 Thống kê số giếng khai thác Lô PM3 78 26 Bảng 4.3 Khối lượng hydrocacbon P 80 P chỗ ban đầu Lô PM3 27 Bảng 4.4 Thành phần khí Lơ PM3 84 28 Bảng 4.5 Chế độ làm việc tháp hấp phụ thủy ngân lô PM3 107 29 Bảng 4.6 Thơng số khí đầu vào bình hấp phụ 108 30 Bảng 4.7 Thơng số hóa chất dùng 108 31 Bảng 4.8 Kết tính tốn so với thực tế 109 DANH MỤC CÁC HÌNH Ẽ À ĐỒ THỊ Tê ì vẽ, đồ ị Trang Hình 1.1 Cân cung cầu khí số quốc gia giới năm 2009 14 Hình 1.2 Cân cung cầu khí Châu Á Thái Bình Dương năm 2009 16 Hình 1.3 Bản đồ vị trí Bể chứa dầu khí Việt Nam 18 Hình1.4 Cân cung cầu khí Việt Nam giai đoạn 2008-2025 26 Hình 2.1 Thủy ngân kim loại trạng trái lỏng 29 Hình 2.2 Qu ng thủy ngân tự nhiên 33 Hình 2.3 Phân bổ thủy ngân khu vực Châu Á 39 Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống thiết bị làm lạnh Khí 48 Hình 3.2 Hệ thống hấp phụ lựa chọn Hydrocacbon tháp chu trình mở 49 10 Hình 3.3 Hệ thống hấp phụ lựa chọn chu trình đóng 51 11 Hình 3.4 Sơ đồ ngun lý cơng nghệ sấy khí Glycol 53 12 Hình 3.5 Sơ đồ ngun lý cơng nghệ sấy khí phương pháp hấp phụ 58 13 Hình 4.1 Các giai đoạn kiến tạo địa tầng lắng đọng 69 14 Hình 4.2 Địa tầng phía Bắc bể Malay 70 15 Hình 4.3 Vị trí phát 71 16 Hình 4.4 Cấu trúc chung móng bể Malay 73 17 Hình 4.5 PM-3 CAA – Bản đồ vị trí 74 18 Hình 4.6 Vùng thỏa thuận chung PM3 CAA 75 19 Hình 4.7 Bản đồ mạng lưới khoan thăm dò 77 20 Hình 4.8 Sơ đồ bố trí giếng hình mạng nhện Bunga Kekwa 78 99 Hình 4.30: Chất xúc tác sau sử dụng 4.2.3 Chất xúc tác hấp phụ thủy ngân Thủy ngân có khả đ c biệt kết hợp với kim loại dẫn điện cao Au, Ag, Al, Cu, Fe… Kim loại bị khử tạo thành hợp chất kim loại kim loại có số oxi hóa dương Phản ứng có kim loại tham gia phản ứng oxi hóa khử kim loại ln ln đóng vai trị chất khử Kim loại khử phi kim, axit thơng thường, nước, axit có tính oxi hóa mạnh, muối kim loại yếu hơn, oxit kim loại yếu hơn, dung dịch kiềm,… Muối sulphur kim loại có hóa trị thay đổi vàng, bạc, Sắt, Đồng, Nhơm …) Hg + MxSy => MxSa + HgS Chính kim loại xem phương pháp hấp phụ thủy ngân hiệu Hiện dự án MRU cụm mỏ Bắc PM3CAA sử dụng loại chất xúc tác PURASPEC 1157 cho xử lý thủy ngân khí chất PURASPEC 5158 cho xử lý thủy ngân condensate Hệ thống hấp phụ có khả giảm hàm lượng thủy ngân khí từ 500 µg/m3 xuống 40 µg/m3 condensate từ 1000ppb xuống 10 ppb Đ c điểm của hai chất xúc tác sau: 100 Loại PURASPEC 1157: - Hình dạng: Hạt nhỏ hình cầu ceramic) - Kích thước: Đường kính từ 2.8 – 4.75 mm - Màu sắc: Xanh sáng) - Mật độ: 0.9 – 1.5 kg/l (56 – 72 lbs/ft3) - Hóa chất: Muối sun ua kim loại hỗn hợp - Thành phần: Alumina, Fe, Cu, sunfua Hình 4.31: Chất xúc tác Metal Sulfide( PURASPEC 1157) Loại PURASPEC 5158: - Hình dạng: Hạt nhỏ hình cầu - Kích thước: Đường kính từ 2.0 – 3.35 mm - Màu sắc: Đen - Mật độ: 1000kg/m3 - Hóa chất: Muối sun ua kim loại hỗn hợp - Thành phần: Cu, Zn, sun ua 101 Hình 4.32: Chất xúc tác Metal Sulfide (PURASPEC 5158) Ưu nhược điểm việc hấp phụ thủy ngân muối sulfur: Ưu điểm: - Muối sun ua kim loại có tuổi thọ lâu - Phí đầu tư thấp hơn, bình chứa nhỏ - Có thể làm việc áp suất cao - Có thể thiết kế làm việc áp suất thấp - Có thể dùng cho khí khơ khí ướt - Khơng có rủi ro thất lưu huỳnh - Có thể thiết kế tương tự cho dụng hydrocarbon lỏng - Có thể tận dụng nguyên liệu tái chế nấu chảy kim loại Nhược điểm: - Chi phí sản xuất muối sun ua kim loại cao - Sự xuất nước H2 ) làm giảm hiệu xử lý thủy ngân nước chất xúc tác tốt cho phản ứng hóa học muối sul ur thủy ngân 102 Hình 4.33: Thao tác cho chất xúc tác vào tháp hấp phụ dọc trục 4.2.4 Tháp hấp phụ xử lý thủy ngân tính tốn Dự án xử lý thủy ngân PM3 CAA sử dụng tháp hấp phụ thủy ngân theo nguyên tắc hấp phụ dọc trục Dịng khí dẫn vào tháp qua khoảng khơng lớp bi cầu ceramic để ổn định dòng trước tham gia phản ứng hóa học bên tháp theo phương thẳng đứng dọc trục tháp Sau tham gia phản ứng với muối sun ua kim loại bên dịng khí theo ống dẫn khí ngồi Ưu nhược điểm tháp hấp phụ dọc trục: Ưu điểm: khơi - Thiết kế đơn giản - Khơng có thiết bị lắp lịng tháp - Hoạt động hiệu áp suất thấp vừa - Nhiệt độ hoạt động lên tới 950C - Diện tích cho hệ thống nhỏ, phù hợp với việc lắp đ t giàn 103 Nhược điểm: - Hoạt động không hiệu áp suất cao ho c cao 10000 - Hoạt động lưu lượng khoảng vài trăm MMSC - Chi phí giá thành cao kPa) Hình 4.34: Tháp hấp phụ thủy ngân dọc trục giàn khai thác ngồi khơi Tính tốn tháp hấp phụ thủy ngân Lượng khí khai thác t năm: Vgas = q x t x 365 (m3) (1) Trong đó: q: lưu lượng khai thác triệu m3/ngày) t: tuổi thọ cần thiết chất hấp phụ năm) Lượng thủy ngân khí cần loại bỏ năm: mhg = (CHg1 – CHg2) x Vgas x 109 (kg) (2) Trong đó: CHg1, CHg2: hàm lượng thủy ngân khí đầu vào, đầu μg/m3) 104 Sau đó, dựa vào phương trình phản ứng thủy ngân với muối sul ur (Hg + MxSy = MxSy-1 HgS) tính khối lượng chất hấp phụ cần thiết mMxSy để hấp phụ thủy ngân thời gian t năm Thể tích cần thiết lượng chất hấp phụ để đủ hấp phụ thủy ngân thời gian t năm: (3) Trong đó: ρ : khối lượng riêng chất hấp phụ kg/m3) : khối lượng chất hấp phụ cần dùng kg) Như vậy, thể tích tầng hấp phụ Vbed m3) cần thiết để xử lý thủy ngân thời gian t năm tính theo cơng thức sau: (4) Trong đó: K: hệ số an tồn lấy 1,5 R: tỷ lệ thể tích hạt chất hấp phụ hiệu dụng có khả hấp phụ thủy ngân) Ước lượng R = 10% qua quan sát thực tế Chiều cao hbed - m) tầng hấp phụ đường kính tháp hấp phụ (din - m) thể tích tầng hấp phụ Vbed tính tốn từ cơng thức: (5) Đường kính thiết bị hấp phụ giới hạn điều kiện giàn Chiều cao tầng hấp phụ bị giới hạn độ giảm áp tối đa cho phép Độ giảm áp khí qua tầng hấp phụ tính tốn sau: Từ thành phần khí đầu vào 105 đề tài tiến hành lập bảng để tính tốn khối lượng riêng hỗn hợp khí g) với đơn vị kg/m3: (6) (7) Trong đó: P: áp suất làm việc KPa) Ma: khối lượng mole hỗn hợp khí kg/kmole) R: số 8,3145 T: nhiệt độ làm việc 0K) Mj: khối lượng mole thành phần kg/kmole) yj: phần trăm mole thành phần z: hệ số lệch khí (Hệ số lệch khí z hồn tồn tính cách dùng phương pháp tra đồ thị Standing-Katz ho c dùng quan hệ Dranchuk & Abou – Kassem ho c Hall-Yaborough để tính trực tiếp) Hệ số nhớt µg1 hỗn hợp khí điều kiện áp suất khí cách tra đồ thị hệ số nhớt khí áp suất khí dùng cơng thức sau: (8) Trong đó: Mj: khối lượng mol thành phần khí : độ nhớt thành phần khí cp) xác định cách tra đồ thị 106 Nhưng thành phần khí nghiên cứu xét điều kiện nhiệt độ áp suất làm việc nghiên cứu cần tìm tỷ số cách tra đồ thị xác định tỷ số nhớt theo tỷ trọng khí Vận tốc khí bề m t vg m/phút) xác định theo cơng thức: (9) Vì hạt hóa chất mà dùng để xử l thủy ngân có đường kính trung bình khoảng 4mm nên nghiên cứu m c định giá trị A = 67 Dựa vào độ giảm áp tối đa cho phép nghiên cứu tính toán ước lượng chiều cao tối đa tầng hấp phụ để đảm bảo yêu cầu độ giảm áp tối đa cho phép theo công thức sau: (10) Trong đó: ΔP độ giảm áp (KPa) Vì hạt hóa chất có đường kính trung bình khoảng 4mm có dạng hình cầu nên B = 5,36 C = 0,00189 Dựa công thức trên, tác giả lập nhiều giá trị din hbeg tương ứng để nhà sản xuất lựa chọn giá trị phù hợp với vật liệu sẵn có điều kiện cụ thể giàn khai thác Sau xác định chiều cao tầng hấp phụ đường kính tháp hấp phụ, nhóm tác giả ước tính chiều cao tháp hấp phụ bao gồm chiều cao tầng hấp phụ, chiều dày lớp phân phối ổn định dịng khí khoảng khơng cần thiết để dịng khí di chuyển đảm bảo độ giảm áp dọc theo trục tháp tối thiểu Như vậy, chiều cao tháp cần thêm vào khoảng từ - 1,5m để đạt chiều cao ổn định cho tháp 107 Bề dày vỏ tháp hấp phụ tính theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau, nhiên luận văn tác giả tính tốn bề dày vỏ bình hấp phụ thủy ngân theo tiêu chuẩn ASME (11) Trong đó: δ: bề dày vỏ bình hấp phụ mm) din : đường kính b.nh hấp phụ mm) σ : Ứng suất tối đa cho phép MPa) E : Hệ số hiệu dụng mối hàn nối Δ : định mức độ mài mòn (mm) 4.2.5 Đánh giá kết thực tế đạt lơ PM3 Nghiên cứu tính tốn thiết bị xử lý mỏ PM3 có thơng số dịng khí đầu vào tháp hấp phụ chế độ làm việc Bảng 4.5 4.6 Bảng 4.5: Chế độ làm việc tháp hấp phụ thủy ngân Lơ PM3 T số dị k í va đ ều k v c Hàm lượng thủy ngân đầu vào 500 Hàm lượng thủy ngân đầu ≤ 40 Hàm lượng H2S Lưu lượng dịng khí trung bình 440 Chiều cao tháp hấp phụ 12.24 Đường kính tháp hấp phụ 4.36 Chiều cao bed hấp phụ tối đa cho phép 4.31 Đường kính bed hấp phụ tối đa cho phép 4.20 Tuổi thọ trung bình bed 12 - 18 Khối lượng phân tử hỗn hợp khí 29.15 Mật độ 69.89 Độ nhớt 0.015 Áp suất thiết kế 6600 Nhiệt độ thiết kế 85 Độ giảm áp cho phép 0.4 µg/m3 µg/m3 ppm MMSCFD m m m m Tháng Kg/kmol Kg/m3 cP Kpa C bar 108 Hình 4.35: Kích thước tháp hấp phụ thủy ngân dọc trục Bảng 4.6: Thơng số khí đầu vào tháp hấp phụ C1 C2 C3 i-C4 n-C4 i-C5 n-C5 C6 N2 CO2 yi (%mol) 0.73910 0.10850 0.05310 0.00730 0.00970 0.00250 0.00150 0.00240 0.01000 0.06590 P (psi) 653.024 701.223 612.310 519.023 540.652 479.465 481.512 421.72 490.2 1023 Bảng 4.7: Thơng số hóa chất dùng Hóa c ấ ấp p ụ Khối lượng riêng hạt hấp phụ Đường kính hạt hấp phụ Fe2S3 (CuS) 65 lbs/ft3 mm 109 Bảng 4.8: Kết tính tốn so sánh với thực tế Hóa chất Thể tích bed hấp phụ m3) Đường kính tháp m) Chiều cao tầng hấp phụ m) Fe2S3 (CuS) 60 4.2 4.31 Sau áp dụng công thức tính tốn, nghiên cứu có kết Bảng 4.8 Kết thực tế bình hấp phụ thủy ngân sử dụng mỏ PM3 cho thấy, với thông số đầu vào, hóa chất hấp phụ, thơng số dịng khí, nghiên cứu kết tương ứng với kết thực tế thiết bị sử dụng mỏ PM3 Theo đó, mỏ PM3, với thơng số đầu vào chế độ làm việc, thể tích tầng hấp phụ 60 m3, đường kính tầng hấp phụ tháp 4.2 m chiều cao tầng hấp phụ 4.31 m, hóa chất bed hấp phụ có tuổi thọ khoảng 12 đến 18 tháng sử dụng Đối với phần tính tốn tác giả, sau áp dụng công thức phần nghiên cứu dùng số liệu mỏ PM3 để tính tốn kích thước tầng hấp phụ đạt kết tương đồng tháp sử dụng thực tế Việc thiết kế thiết bị xây dựng mơ hình xử lý phụ thuộc vào nhiều yếu tố khả áp dụng cho trường hợp cụ thể Với mục tiêu “Nghiên cứu phương pháp xử lý thủy ngân khí khai thác cụm mỏ Bắc - Lô PM3”, nghiên cứu giải vấn đề sau: - Tính tốn thiết kế bình hấp phụ thủy ngân theo phương pháp hấp phụ dọc trục muối sun ua kim loại, mà quan trọng tính tốn thể tích tầng hấp phụ, để từ đưa thơng số kích thước tương ứng cho nhà sản xuất lựa chọn thông số phù hợp để sản xuất - Loại bỏ thủy ngân Khí Condensate từ làm giảm hàm lượng thủy ngân Tank chứa Dầu thô Do Condensate bơm chung vào Tank chứa Dầu thô S - Đảm bảo chất lượng Khí bán theo thỏa thuận hợp đồng mua bán Khí (UGSA) với hàm lượng thủy ngân 40 µg/m3 - Để giảm hàm lượng thủy ngân Khí để giảm gây ảnh hướng đến thiết bị xử lý CO2 giàn BRE thiết bị công nghệ khác mỏ PM3 110 - Để đảm bảo an toàn cho sức khỏe người môi trường - Tăng khả thu hồi Hydrocarbon từ vỉa sâu có hàm lượng thủy ngân cao - Đưa thiết kế bình xử lý thủy ngân có khả áp dụng cho mỏ khác Việt Nam 4.3 K ả ă áp dụ c o ỏk í Na Từ nhiệm vụ việc xử lý khí áp dụng cơng nghệ xử lý thủy ngân cho khai thác Dầu khí từ lơ PM3, cơng nghệ sử dụng chất xúc tác hấp phụ tháp hấp phụ dọc trục thích hợp với mỏ khai thác Dầu khí Viêt Nam dự án Dầu khí có trữ lượng lớn Việt Nam nước ngồi có hàm lượng thủy ngân Việc xem xét khả áp dụng cho mỏ khí chua cần xem xét khía cạnh như: - Cơng nghệ hợp lý bao gồm tiêu chí: Cơng nghệ có khoản vận hành đáp ứng đ c tính dịng ngun liệu + Cơng nghệ có khả áp dụng Việt Nam - Tính khả thi m t kinh tế: Công nghệ áp dụng phải đảm bảo dự án có lãi Tổng chi phí cho việc áp dụng công nghệ chọn thấp 111 KẾT LUẬN À KIẾN NGHỊ Kế luậ Về vận hành khai thác mỏ PM3 CAA: - Trong giai đoạn chưa có dự án xử lý thủy ngân hay gọi tắt dự án MRU mỏ PM3CAA phải bán dầu thô với giá thấp giá trị bình thuờng khoảng USD/thùng việc đưa hệ thống xử lý thủy ngân vào hoạt động cần thiết để giảm thiểu ảnh hưởng thủy ngân gây tăng giá thành sản phẩm - Theo đánh giá kinh tế Nhà điều hành Talisman năm 2008 không giải vấn đề Thuỷ ngân nước chủ nhà tổ hợp nhà thầu khoảng 750 triệu USD tổng số 150 triệu thùng dầu trữ lượng lại thùng bán thấp USD) - Thiết bị xử lý thủy ngân dự án PM3 có trọng lượng hệ thống thiết bị tương đối nhỏ có lại có khả xử lý với lưu lượng lớn, dễ lắp đ t vận hành nên áp dụng rộng rãi cho giàn cơng nghệ khai thác ngồi khơi có diện tích nhỏ, mỏ phát triển bờ - Ngoài giảm hàm lượng thủy ngân làm giảm ăn mịn hệ thống thiết bị xử lý khí thiết bị xử lý C 2, giảm thời gian chi phí bảo trì bảo dưỡng hàng năm Đồng thời đảm bảo an toàn cho người vận hành môi trường làm việc Về công nghệ xử lý thủy ngân: - Công nghệ để xử lý thủy ngân khí gồm có cơng nghệ hấp phụ, cơng nghệ màng lọc, công nghệ ngưng tụ tách… Công nghệ hấp phụ ứng dụng xử lý thủy ngân rộng rãi giới với ưu điểm vượt trội khả xử lý thủy ngân cao Tuy nhiên cơng nghệ có nhược điểm chi phí đầu tư cho dự án tốn Vì phải tính tốn thật kỹ lưỡng đầu tư thiết bị công nghệ để dự án có hiệu kinh tế cao - Hiện giới có nhiều nhà cung cấp cơng nghệ thiết bị xử lý thủy ngân chất xúc tác hấp phụ thủy ngân Dialog, Puraspec, Peco, Katalco, Hg, Intertec… 112 Kế ị Công nghệ xử lý thủy ngân khí mỏ PM3 CAA coi lần đầu sử dụng Việt Nam phía Cơng ty Talisman Malaysia Limited điều hành, thực việc xử lý khí khai thác từ lơ PM3CAA Vì cần: - Nghiên cứu hồn thiện, đánh giá kỹ thuật cơng nghệ sử dụng chất hấp phụ bình hấp phụ dọc trục để triển khai tốt mỏ khác có hàm lượng thủy ngân cao nước dự án Việt Nam nước ngồi - Nghiên cứu tối ưu hóa giá thành đầu tư thiết bị, hóa chất, nhân lực, mua sắm… để đảm bảo hiệu kinh tế đầu tư triển khai dự án - Xây dựng quy chế an tồn mơi trường làm việc có tiếp xúc với hàm lượng thủy ngân cao - Phân tích vấn đề rủi ro thủy ngân gây hoạt động khai thác Dầu khí ảnh hưởng trực tiếp đến người lao động, thiết bị khai thác, môi trường hệ sinh thái Đồng thời huấn luyện nâng cao kỹ làm việc ý thức người lao động cho phù hợp với mơi trường làm việc có nguy nhiễm thủy ngân cao 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO Cao Ngọc Lâm 2002), Công nghệ khai thác dầu khí Lê Xuân Lân (2006), Nghiên cứu sơ đồ hợp lý cho dịng khí thiên nhiên (Khai thác – Xử lý – Phân phối) Lê Xuân Lân (2005), Thu gom – xử lý dầu – khí – nước PM3 CAA Northern Field Development Mercury Removal Project – Close out report 2011 Nguyễn Thị Minh Hiền 2004), Cơng nghệ chế biến khí thiên nhiên khí đồng hành Số liệu từ PVEP, TML, PV Gas, VPI PVN… Talisman (2002), PM3CAA Field Development Plan Wilhelm, S M., PhD Johnson Matthey, April 2009 The interaction of mercury with metal surfaces – engineering implications Mercury Technical Seminar - Ho Chi Minh City Johnson Matthey Catalysts, April 2009 Mercury removal technology The UK 10 Mercury Instruments - The experts in mercury analysis Mercury Instruments website [Online] http://www.mercury-instruments.com/EN/index-en.html 11 M Abu El Ela, I.S Mahgoub, M.H.Nabawi and M.Abdel Azim, March 2008 Mercury monitoring and removal at gas - processing facilities: Case study of Salam Gas plant SPE 106900 12 Peter J.H Carnell and Steve Willis, 2005 Mercury removal from liquid hydrocarbons The UK: Johnson Matthey Catalysts 13 SPE 106900: Mercury Monitoring and Removal at Gas Processing Facilities – M.Abu Al Ela, I.S.Mahgoub, M.H.Nabawi and M.Abdel Azim ... hành nghiên cứu, phát triển dự án xử lý thủy ngân MRU) Dự án bắt đầu thực từ tháng 11/2008 đưa vào vận hành vào tháng 4/2011 Với đề tài ? ?Nghiên cứu phương pháp xử lý thủy ngân khí khai thác Cụm mỏ. .. án xử lý thủy ngân bắt đầu tiến hành năm 2009 86 26 Hình 4.16 Hệ thống thiết bị khai thác cụm mỏ Bắc 87 27 Hình 4.17 Giàn cơng nghệ trung tâm B A Cụm mỏ Bắc) 88 28 Hình 4.18 Cụm xử lý thủy ngân. .. triển đưa mỏ có hàm lượng thủy ngân cao vào khai thác, đáp ứng chiến lược phát triển kinh tế xã hội Mục đíc ê cứu Nghiên cứu phương pháp xử lý thủy ngân, đ c biệt công nghệ xử lý thủy ngân dự án