Nghiên cứu lựa chọn dung dịch bơm ép polime để nâng cao hệ số thu hồi dầu tầng móng bể cửu long

Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học mỏ - địa chất Phan đình hùng Nghiên cứu lựa chọn dung dịch bơm ép polime để nâng cao hệ số thu hồi dầu tầng móng bể cửu long Chuyên ngành: Kỹ thuật khoan, khai thác công nghệ Dầu khí MÃ số: 60.53.50 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Ngời hớng dẫn khoa học Pgs.Ts Trần Đình Kiên Hà nội - 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình Tác giả luận văn Phan Đình Hùng MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LỰA CHỌN BƠM ÉP POLIME ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ THU HỒI DẦU 1.1 Các phương pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu 1.1.1 Nhóm phương pháp nhiệt 1.1.2 Phương pháp khí 1.1.3 Phương pháp hóa học 13 1.2 Polime dùng công nghệ thu hồi dầu khí 15 1.3 Nghiên cứu polime công nghệ nâng cao hệ số thu hồi dầu khí 19 1.3.1 Điều chỉnh độ linh động 20 1.3.2 Dịng polime qua mơi trường rỗng 21 1.3.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến trình bơm ép polime 25 1.4 Những vấn đề tồn với bơm ép polime 26 1.4.1 Sự phân hủy polime 26 1.4.2 Sự hấp thụ polime 29 1.5 Tình hình áp dụng cơng nghệ bơm ép polime giới 35 1.5.1 Các kết chung 35 1.5.2 Một số thí dụ điển hình bơm ép polime giới 35 CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN VÀ THỬ NGHIỆM TÍNH CHẤT POLIME TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM 44 1.1 Lựa chọn Polime cho bơm ép 44 1.1.1Polime tổng hợp 44 1.1.2 Polime vi sinh 45 1.2 Thử nghiệm polime phịng thí nghiệm 46 2.2.1 Thử nghiệm chịu nhiệt polime 46 2.2.2 Thử nghiệm hệ số chắn 46 CHƯƠNG 3:TẦNG MÓNG VỚI KHẢ NĂNG BƠM ÉP POLIME ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ THU HỒI DẦU KHÍ 51 3.1 Móng Bạch Hổ - đối tượng nâng cao hệ số thu hồi dầu khí 51 3.2 Đặc tính vỉa (collector) móng Bạch Hổ 53 3.2.1 Sự hình thành tính chất chứa móng Bạch Hổ 54 3.2.2 Thành phần thạch học đá móng Bạch Hổ 56 3.2.3 Cấu trúc khơng gian rỗng móng Bạch Hổ 62 3.2.4 Tính chất collector móng Bạch Hổ 64 3.2.5 Mơ hình đá chứa móng Bạch Hổ 72 3.2.6 Tính chất lưu thể móng Bạch Hổ 75 3.3 Tình hình khai thác dầu từ móng Bạch Hổ 77 3.3.1 Lịch sử khai thác móng Bạch Hổ 77 3.3.2 Kế hoạch phát triển móng Bạch Hổ 83 3.4 Khả bơm ép polime cho móng Bạch Hổ 84 CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MƠ HÌNH THỬ NGHIỆM BƠM ÉP POLIME VÀO MẪU ĐÁ THUỘC TẦNG MÓNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ THU HỒI DẦU 86 4.1 Các tiêu tương đồng cho thí nghiệm 87 4.2 Thử nghiệm khả bơm ép polime mẫu lõi 90 4.2.1 Chuẩn bị mơ hình vỉa dung dịch polime 90 4.2.2 Tiến hành thí nghiệm 91 4.2.3 Kết 94 4.3 Thí nghiệm nâng cao hệ số thu hồi dầu khí móng Bạch Hổ bơm ép polime mẫu lõi 97 4.3.1 Chuẩn bị mơ hình vỉa chất lưu 98 4.3.2 Kết thí nghiệm 99 4.4 Đánh giá hiệu bơm ép polime mỏ Bạch Hổ 101 KẾT LUẬN 104 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG LUẬN VĂN Bảng 1-1: Giảm độ thấm sau bơm ép polime mẫu 21 Bảng 1-2 : Giá trị A1 b cho mẫu khác 24 Bảng 1-3: Sự hấp thụ động polime môi trường rỗng 31 Bảng 1-4 Một số thông số bơm ép polime vài mỏ giới 36 Bảng 1-5 37 Bảng 1-6 38 Bảng 2-1 : Kết thử nghiệm Polime 48 Bảng 3-1: Trữ lượng móng Bạch Hổ 52 Bảng 3-2 : Thông số dầu vỉa móng Bạch Hổ 75 Bảng 3-3 : Thành phần trung bình dầu vỉa 76 Bảng 3-4: Tình hình khai thác dầu từ móng Bạch Hổ (đến 9/1996) 78 Bảng 4-1: Các thơng số mơ hình vỉa 80 Bảng 4-2 : Độ nhớt ban đầu dung dịch polime XCD theo nhiệt độ 82 Bảng 4-4 : Thơng số mơ hình đá móng nứt nẻ Bạch Hổ cho thí nghiệm nâng cao hệ số thu hồi dầu 91 Bảng 4-5 : Thí nghiệm nâng cao thu hồi dầu bơm ép polime 91 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN Hình 1.1: Các giai đoạn thu hồi dầu Hình 1-2: Độ phân tán theo vận tốc bơm xan than 23 Hình 1-3: Độ phân tán theo vận tốc bơm xan than sử dụng dung dịch polime có độ nhớt thấp nồng độ polime thấp 24 Hình 1-4: Phần trăm khả giảm độ linh động phân hủy học dung dịch HPAM 600PPM 27 Hình 1-5: Sự ảnh hưởng nồng độ NaCI CaCl2 lên phân hủy học đá cát BEREA 28 Hình 1-6: Sự hấp thụ tĩnh cát Silca 30 Hình 1-7 Sự ảnh hưởng nồng độ polime bơm ép lên Nồng độ polime nước khai thác 32 Hình 1-8 Sự hấp phụ polime 32 Hình 1-9 Sự phân bố polime bị hấp thụ máu 34 Hình 1.10: Quá trình khai thác Elliasvill caddo unit 39 Hình 1.11 Thử nghiệm bơm ép polime Daqing, Trung Quốc po pilot 42 Hình 1.12 Thử nghiệm bơm ép polime Daqing, Trung Quốc po pilot 42 Hình 1.13 Thử nghiệm bơm ép polime Daqing, Trung Quốc po pilot 43 Hình 1.14 Thử nghiệm bơm ép polime Daqing, Trung Quốc po pilot 43 Hình 2-1 Cấu trúc phân tử polime 44 Hình 2.2 Dụng cụ thử nghiệm 47 Hình 2-3 Dụng cụ thử nghiệm hệ số chắn 50 Hình 3.1 Phân bổ trữ lượng móng Bạch Hổ 51 Hình - : Phân bố vùng nhóm đá móng Bạch Hổ 58 Hình - : Thành phần thạch học đặc trưng đá móng Bạch Hổ 59 Hình - : Cấu trúc khơng gian rỗng đá móng Bạch Hổ 63 Hình - : Phân bố độ rỗng độ thấm theo chiều sâu 65 Hình - : Phân bố độ thấm móng vịm bắc 66 Hình - : Phân bố độ thấm móng vịm trung tâm 66 Hình - : Phân bố mật độ hạt móng vịm Bắc 67 Hình - : Phân bố mật độ hạt móng vịm Trung tâm 67 Hình - 10 : Quan hệ khả chứa thấm móng vịm bắc mỏ Bạch Hổ 71 Hình - 11 : Quan hệ khả chứa thấm móng vịm Trung tâm mỏ Bạch Hổ 71 Hình 3.12: Sự phân bố dạng lỗ hổng theo chiều sâu móng vịm trung tâm mỏ Bạch Hổ 74 Hình 3.14: Sản lượng khai thác dầu từ đá mong Bạch Hổ 78 Hình 3.15: Mỏ Bạch Hổ móng khối trung tâm phụ thuộc áp suất vỉa vào tổng sản lượng cộng dồn 80 Hình 3.16: Phân vùng bơm ép bơm ép dung dịch Polime 81 Hình 4.1: Độ nhớt dung dịch Polime XCD theo nhiệt độ 92 Hình 4.2: Giảm độ linh động Polime XCD so với nước 93 Hình 4.3: Độ phân tán theo vận tốc bơm xanthan sử dụng dung dịch Polime có độ nhớt cao 96 Hình 4.4 : Độ phân tán theo vận tốc bơm 96 Hình 4.5 : Sơ đồ thí nghiệm bơm ép Polime 97 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trữ lượng tiềm dầu bể Cửu Long dự báo khoảng (800-900) triệu m3 dầu (21% tổng tiềm dầu khí Việt Nam) chủ yếu tập trung móng nứt nẻ, tài ngun dầu khí phát khoảng 500 triệu m3 dầu quy đổi (60% tổng tiềm dầu khí bể) Với 100 giếng khai thác dầu từ móng mỏ Bạch Hổ, Rồng, Rạng Đông Hồng Ngọc, Sư Tử đen cho lưu lượng giếng hàng trăm tấn/ ngày đêm, có giếng đạt tới 1000 tấn/ngày đêm tổng sản lượng dầu khai thác từ móng đến đạt 100 triệu khẳng định móng nứt nẻ có tiềm dầu khí lớn (70% trữ lượng tiềm bể) Tất mỏ khai thác (Bạch Hổ, Rồng, Đại Hùng, Bunga, Kekwa, Rạng Đông, Ruby Sư tử đen) phát triển khai thác phần dầu đá chứa cát kết thuộc địa tầng Miocen Oligocen Trong đặc biệt, đối tượng móng khai thác mỏ: Bạch Hổ, Rồng, Rạng Đơng, Ruby, Sư tử đen Đó đối tượng khai thác Việt Nam nói chung bể Cửu Long nói riêng Các vỉa dầu đá trầm tích mỏ dầu khai thác có nguồn nước ni, nhiên chúng khơng mạnh tác động không tới vỉa Với đối tượng móng mỏ chưa xác định ranh giới dầu - nước nên chưa xác định sức tồn mức độ ảnh hưởng nguồn nước nuôi Hầu hết đối tượng khai thác mỏ thiết kế khai thác ban đầu chế độ đàn hồi dầu khí hịa tan cho giai đoạn đầu Sau thời gian khai thác áp suất vỉa đối tượng khai thác bị giảm, đặc biệt đối tượng móng Kết chạy mô mỏ thực tế thử nghiệm cho thấy nhu cầu cấp thiết phải tiến hành bơm ép nước để trì áp suất vỉa nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu Tuy nhiên vấn đề đặt nước cần bơm nào? Vào đâu? Lưu lượng khối lượng cho phù hợp Với đối tượng đá móng kết tinh nứt nẻ cịn chưa thật nắm bắt tình trạng nước mơi trường nên việc bơm ép nước triển khai thận trọng Cho đến công nghệ khai thác thứ cấp cho phép gia tăng đáng kể thu hồi dầu so với khai thác sơ cấp đơn sử dụng lượng tự nhiên vỉa Tuy nhiên cần lưu ý nhiều mỏ phải đảm bảo kế hoạch sản lượng theo yêu cầu nên công tác thu thập thơng số, nghiên cứu mỏ đơi cịn hạn chế, số giếng khai thác tầng móng có độ ngập nước lớn, có giếng đạt 100%, ảnh hưởng đáng kể đến việc tối ưu hóa chế độ làm việc đối tượng khai thác giếng Hoạt động khai thác thân dầu giai đoạn cuối Với có mặt nước rìa hầu hết cấu tạo thuộc bể, với liên thông thủy lực khối lượng nước bơm ép vào vỉa không đồng hệ số thu hồi dầu cấu tạo chênh lệch lớn Do việc “Nghiên cứu lựa chọn dung dịch bơm ép Polime để nâng cao hệ số thu hồi dầu tầng móng bể Cửu Long” cần thiết mang tính thiết thực Việc nâng cao hệ số thu hồi kéo dài tuổi thọ mỏ góp phần tăng lượng dầu khai thác tầng móng mỏ thuộc bể Cửu Long Mục đích nghiên cứu - Đánh giá trạng khai thác mỏ thuộc bể Cửu Long - Nghiên cứu phương pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu công nghệ bơm ép polime để đề xuất lựa chọn thử nghiệm cho tầng móng Đối tượng phạm vi nghiên cứu Dầu mỏ khai thác tầng đá móng (Basement) Tuy nhiên sau hai mươi năm khai thác (6/1986) sản lượng dầu khai thác từ mỏ tiếp tục giảm từ mức 11,5 triệu năm 1999 đến mức khoảng 7,4 triệu năm 2010 Trong phạm vi nhiệm vụ nghiên cứu lựa chọn giải pháp khai thác tận thu tầng móng Việc đánh giá khả khai thác nhằm đảm bảo trì sản lượng giếng khai thác việc khơng thể bỏ qua Tuy nhiên tính chất phức tạp mỏ cấu trúc địa chất, địa tầng đánh giá trữ lượng cấp mỏ có mức độ rủi ro khác Đối tượng mỏ xem xét khai thác giai đoạn thứ cấp, sử dụng bơm ép nước để trì áp suất vỉa, tức sử dụng phương pháp gia tăng thu hồi dầu thông dụng (Conventional EOR) Một loạt vấn đề cần đặt nghiên cứu lựa chọn giải pháp ứng dụng bơm ép dung dịch polime nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu phẩm, đặc trưng hóa vỉa cho mơ khai thác, cho đối tượng nêu tái lặp lịch sử khai thác dự báo khai thác đối tượng Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu phương pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu, dung dịch polime cơng nghệ thu hồi dầu khí, vấn đề tồn bơm ép dung dịch polime để thu hồi dầu khí, tình hình áp dụng cơng nghệ bơm ép polime giới Nghiên cứu lựa chọn thử nghiệm tính chất polime, đánh giá khả bơm ép polime Nghiên cứu xây dựng mơ hình thử nghiệm bơm ép polime vào mẫu đá thuộc tầng móng để nâng cao hệ thống thu hồi dầu Phương pháp nghiên cứu Tổng hợp tài liệu phân tích tình trạng khai thác với phương pháp thu hồi dầu áp dụng nghiên cứu công nghệ bơm ép Polime Nghiên cứu mơ hình nâng cao hệ số thu hồi dầu Polime công nghệ khai thác dầu khí Liên hệ thực tế phương pháp bơm ép Polime giới 92 Hình 4.1: Độ nhớt dung dịch Polime XCD theo nhiệt độ 93 Hình 4.2: Giảm độ linh động Polime XCD so với nước Thí nghiệm bơm ép polime tiến hành thiết bị thí nghiệm “WATERFLOODING” (H.V-2) theo bước sau: a/ Các mẫu đá bão hòa nươc biển chân khơng sau lấp vào buồng giữ mẫu Nhiệt độ vỉa T=130 độ C áp suất địa tĩnh hiệu dụng 20 atm thiết lập sau 24 xác định độ thấm ban đầu mơ hình nước biển 94 b/ Bơm ép dung dịch polime : Các dung dịch polime với nồng độ 600, 1200, 1800 ppm bơm qua mẫu với lưu lượng không đổi Q=13,38 ml/giờ tương đương 6ft/ngày mỏ Mỗi dung dịch polime bơm qua theo lượng thể tích 10 thể tích rỗng (PV) mơ hình Trong q trình chênh lệch áp suất - ∆Ρ ghi nhận tương ứng với lượng dung dịch bơm qua Tiếp theo sau nút dung dịch polime, nước biển bơm qua mẫu với lượng 3PV sau độ thấm nước biển xác định Cuối nước cất bơm qua mẫu tốc độ 6, 60 120 ft/ngày với lượng 12PV nhằm đẩy rửa polime khỏi mơ hình xác định độ thấm 4.2.3 Kết Các kết thí nghiệm đưa vào B.V-3 tương ứng cho trình bơm ép dung dịch polime có nồng độ 600, 1200, 1800 ppm Quá trình thử nghiệm cho thấy giai đoạn đầu bơm nước biển qua mơ hình mẫu lõi 24 với lượng nước hai lần PV, giá trị độ thấm (nước muối) mẫu ổn định khơng thấy có tắc nghẽn giảm độ thấm ba lần thí nghiệm Điều chứng tỏ khả trương nở di chuyển khoáng vật sét khơng đáng kể Mơ hình lựa chọn thích hợp cho thí nghiệm bơm ép dung dịch nước Bơm ép polime cho thấy lưu lượng bơm chênh áp cần thiết tăng lên đáng kể Mức tăng chênh áp tương đương với mức giảm độ tiếp nhận bơm hay giảm độ linh động dung dịch polime so với nước biển H.V-3 cho ta thấy kết giảm độ linh động dung dịch polime nồng độ khác theo thể tích bơm PV Nếu coi độ nhớt dung dịch không thay đổi q trình thí nghiệm động thái độ giảm linh động dung dịch diễn chủ yếu giảm độ thấm dung dịch polime, gây trình hấp thụ bẫy kẹt co học polime 95 môi trường rỗng Sự hấp thụ bẫy kẹt có hai mặt đối lập : Một mặt tiêu hao polime khiến cho dung dịch polime tác dụng giảm độ linh động pha đẩy, mặt khác có tác dụng tỏa bế vùng khe nứt, vùng có độ thấm lớn làm cho dung dịch đẩy tiến nâng cao hiệu bao quét Mức độ hấp thụ bẫy kẹt học polime đá móng Bạch Hổ thể rõ xác định lại độ thấm nước sau bơm polime Cả ba thí nghiệm cho thấy độ thấm nước đá móng khơng thể khơi phục lại giá trị ban đầu Mức độ giảm độ thấm nước phụ thuộc vào nồng độ dung dịch polime bơm ép Khi nồng độ polime cao hấp thụ, bẫy học polime đá móng Bạch Hổ lớn mức độ giảm độ thấm cao Ở nồng độ polime xanthan XCD cao khả điều khiển giảm độ linh động pha đẩy lớn nhiên yếu tố kinh tế hạn chế khả sử dụng polime nồng độ cao Do độ tiếp nhận polime giảm nên nồng độ polime lựa chọn cịn phải tính đến cơng suất bơm nước mỏ Thực tế tổng hợp tình hình áp dụng polime cho bơm ép nước giới cho thấy nồng độ polime xanthan thông dụng khoảng 600 ppm công suất bơm giếng phải đạt 5000/ngày 96 Hình 4.3: Độ phân tán theo vận tốc bơm xanthan sử dụng dung dịch Polime có độ nhớt cao Hình 4.4 : Độ phân tán theo vận tốc bơm 97 4.3 Thí nghiệm nâng cao hệ số thu hồi dầu khí móng Bạch Hổ bơm ép polime mẫu lõi Một loạt thí nghiệm tiến hành nhằm so sánh, đánh giá hiệu khai thác dầu bơm ép polime, qua đến kết luận rút kết luận hiệu bơm ép polime Hình 4.5 : Sơ đồ thí nghiệm bơm ép Polime 98 4.3.1 Chuẩn bị mơ hình vỉa chất lưu a/ Mơ hình vỉa: Mơ hình chế tạo tương tự mục V.2-1 từ đá móng nứt nẻ Bạch Hổ vịm trung tâm Các thơng số mơ hình trình bày B.V-4 Bảng 4-4 : Thơng số mơ hình đá móng nứt nẻ Bạch Hổ cho thí nghiệm nâng cao hệ số thu hồi dầu Chiều Chiều Độ rỗng sâu m dài cm % BH425 12-62//8 3843,00 6,84 7,69 20,97 BH425 12-62/ 3842,60 7,10 8,22 18,42 BH425 12-63//5 3843,00 6,95 8,08 16,88 BH425 12-62//5 3842,70 6,73 12,59 18,90 27,62 9,14 18,79 Mô Số hiệu mẫu hình N2 Mẫu tổng thể N3 Swi,% BH425 11-59//3 - 5,81 7,72 11,65 BH425 9-52//4 - 6,47 11,06 17,46 BH425 12-62//4 - 6,41 9,34 19,61 BH425 12-63//5 3843,00 6,68 9,93 16,93 25,37 9,51 18,18 Mẫu tổng thể Ko@ Swi,md 17,5 92,6 - Nước biển : lọc khỏi tạp chất học - Nước cất - Dung dịch polime ‘XCD’ 1200 ppm pha chế mô tả mục 4.2.1 - Mơ hình dầu vỉav : pha chế từ dầu thơ móng, tách khí, với 20% dầu hỏa nhằm đạt độ nhớt đầu vỉa ( µ = 0,64 cP T=130 độ C) - Thí nghiệm tiến hành sau loại mơ hình : 99 a/ Mơ hình N2 : Bơm ép polime sau bơm ép nước biển Nước biển bơm ép từ dầu vào mô hình nhằm đánh giá động thái thu hồi dầu từ mẫu theo lượng nước bơm ép PV Các thông số thu hồi dầu đánh giá giai đoạn thu hồi dầu khơng có nước giai đoạn có ngập nước sản phẩm Kết đẩy dầu nước biển làm sở để so sánh với phương án bơm polime khác Ở mức độ ngập nước định mẫu bơm ép polime để xác định phần thu hồi dầu thêm b/ Mơ hình N3: Bơm ép polime từ đầu Quá trình bơm ép polime diễn từ đầu Sau bơm 0,4 PV dung dịch polime bơm tiếp lớp dung dịch đệm nước 0,2 PV bơm dung dịch đẩy nước biển 4.3.2 Kết thí nghiệm Các kết thí nghiệm trình bày B.V-5 với số tương đồng tương ứng Thí nghiệm thứ thu hồi dầu từ mơ hình bơm nước biển sau đạt độ ngập nước sản phẩm 100%, mơ hình bơm nút polime 0,2 PV Kết cho thấy khơng có lượng dầu thêm thu hồi từ mẫu Điều khẳng định rõ ràng thêm tầm quan trọng chọn thời điểm cho bơm ép polime Khi độ ngập nước sản phẩm lớn bơm ép polime khơng có hiệu nâng cao hệ số thu hồi Như nói trước hạn chế quy mơ phịng thí nghiệm nên có đánh giá hiệu mẫu dung dịch đẩy Theo công thức I.1 chương quy mơ thí nghiệm hệ số bao quét mau chóng nên giá trị hệ số đẩy dầu hệ số thu hồi dầu thí nghiệm 100 Bảng 4-5 : Thí nghiệm nâng cao thu hồi dầu bơm ép polime ST T Mơ hìn h N2 Chỉ số tương đồng cho thí nghiệm Nc Ng N RL Pv −6 −5 10 2,1 10 1,2 0,73 0,38 0,48 0,83 1,53 4,53 4,73 4,94 6,13 Thông số thu hồi dầu Thu Ngâp hồi,% nước 24,4 33,4 40,6 43,6 44,9 44,9 44,9 44,9 84,8 96,5 99,5 100 100 100 M Ghi Bắt đầu bơm nước biển 1,27 Điểm xuất nước 1,96 1,75 Bắt đầu bơm 0,2Pvdung dịch polime XCD Bắt đầu bơm dung dịch đệm 0,2Pv Bắt đầu bơm nước biển đẩy - Bắt đầu bơm - 0,4Pv dung dịch polime 0,35 23,4 - 0,55 XCD Điểm xuất N3 2,4 1,35 0,65 0,40 25,4 77,2 1,26 nước Bắt đầu bơm 0,6 0,81 1,44 2,39 3,36 6,63 29,4 32,3 36,3 39,5 40,9 43,7 82,5 90,1 95,0 97,8 98,8 100 1,1 1,3 1,56 1,76 1,56 1,26 0,2Pv dung dịch đệm Bắt đầu bơm nước biển đẩy 101 Như ta thấy bảng 4-5 giá trị hệ số đẩy dầu trường hợp bơm polime (43,7% thí nghiệm 2) không lớn so với trường hợp đẩy nước (44,9% thí nghiệm 1) Điều chứng tỏ bơm ép dầu polime không dẫn đến giá trị độ bão hịa dư dầu mơi trường đá móng Bạch Hổ hay nói cách khác hệ thống đẩy dầu không cải thiện Tuy nhiên tỷ suất linh động M cải thiện : từ giá trị trung bình 1,66 trường hợp bơm nước xuống cịn 1,33 trường hợp bơm polime Điều có nghĩa hệ số bao quét tăng lên rõ rệt mức độ vĩ mô 4.4 Đánh giá hiệu bơm ép polime mỏ Bạch Hổ Như ta thấy hệ số đẩy dầu trường hợp bơm dung dịch polime không lớn so với trường hợp bơm nước Tuy nhiên hiệu bơm ép thông qua hệ số thu hồi dầu khí cịn phụ thuộc vào hiệu bao quét (Công thức I-1) Như đề cập từ trước hạn chế kích thước mơ hình thí nghiệm nên khơng thể đánh giá trực tiếp hệ số bao quét thể tích Ev lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố : mạng lưới bơm, mức độ không đồng nhất, tỷ suất linh động M pha đẩy dầu, thời gian đẩy (hay độ ngập nước) Để đánh giá toàn diện hiệu bơm ép dung dịch gốc nước áp dụng phương pháp Dykstra- Parsons [13] Để so sánh hệ số thu hồi dầu quy mô trường hợp bơm nước bơm polime sử dụng số liệu giả thiết sau : Mạng lưới giếng bơm : Thực tế cho thấy bơm ép móng Bạch Hổ không theo mạng lưới rõ rệt Chúng tạm lấy dạng đường thẳng (line drive patterm) Mức độ không đồng mỏ: Được đánh giá hệ số khơng đồng Dykstra- Parsons trình bày chương Hệ số lấy đại diện cho móng trung tâm Vdp=0.67 102 Tỷ suất linh động M: pha đẩy (nước dung dịch polime) pha bị đẩy (dầu) lấy theo kết thí nghiệm (B.4-5) Trong trường hợp bơm nước 1,66 bơm polime 1,33 Thời điểm tính hệ số thu hồi: Tạm thời tính thời điểm tỷ số ngập nước WOR=1, 5, 25, 100 Với số liệu ta dễ dàng tính hệ số thu hồi dầu η mỏ Bạch Hổ cho hai trường hợp bơm nước polime theo đồ thị H.4-4 công bố [13] cho thời điểm giá trị WOR Các kết động thái thu hồi dầu theo mức độ ngập nước sản phẩm WOR trình bày H.4-5 Với điều kiện khai thác biển tạm thời ta lấy giá trị cutoff tỷ số nước dầu 80 Như hệ số thu hồi theo hình 4-5 35% với bơm ép nước khoảng 39% với bơm ép polime Như ta biết trữ lượng dầu chỗ mỏ Bạch Hổ vào khoảng 361 triệu (theo tính tốn năm 1996) Như thể tích rỗng (PV) móng Bạch Hổ: PV = OOIP *B 361 * 10 * 1.53 = = 778 * 10 ( M ) ρ (1 − S vw ) 0.835 * (1 − 0.15) Giá trị độ bão hoà nước ban đầu lấy 0,15 Theo thí nghiệm bơm ép thực tế tài liệu liên quan đến bơm ép polime lưu trữ lại giới đến trí sử dụng nút polime 0,2PV có nồng độ 1200 ppm (1,2g/l) Như lượng polime cần dùng : m pol = 1,2 * 0,2 * PV = 1,2 * 0,2 * 778 * 10 = 187 * 10 kg = 187000 tan Theo giá polime thị trường giới khoảng 10$/kg chi phí để mua polime m pol * 10 = 1,87tyUSD 103 Như nói đến hệ số thu hồi dầu với trường hợp bơm ép nước 35% có nghĩa khoảng 126.35 triệu dầu với bơm ép polime 39% hay khoảng 140.79 triệu dầu Như sử dụng bơm ép polime khai thác thêm 14.44 triệu dầu hay 109 triệu thùng Nếu ta lấy giá dầu 22USD/ thùng số tiền thu từ khai thác dầu thêm 2,39 tỷ USD Hiệu bơm ép polime 14,44* 10 / 0,187 *10 =77,22 dầu/ polime Nếu ta lấy theo thiết kế bơm ép mỏ Bạch Hổ với công suất 20 triệu m /năm thời gian cần thiết bơm 0,2PV nút polime 1200 ppm t=PV*0,2/ 20 *10 = 778 *10 * 0,2 / 20 *10 = 7,78nam Số lãi bơm ép polime khoảng 520 triệu USD Tuy nhiên ước tính chưa tính đến chi phí phải đầu tư thêm cho bơm ép polime chi phí bảo hành chúng khoảng thời gian năm Ngoài phải tính đến gia tăng chi phí phải tăng thêm công suất bơm để đảm bảo bơm ép polime với lưu lượng bơm nước (do giảm độ linh động M) Một yếu tố cần lưu ý hiệu kinh tế khai thác dầu thêm mang lại bắt đầu sau vài năm bơm ép polime cộng thêm yếu tố trượt số lãi cịn thấp Các tính tốn cịn sơ tiềm để phương án bơm ép polime mang lại hiệu kinh tế nhiều Các phương án tiếp tục cần hồn thiện thêm là: - Nghiên cứu gia tăng tính chịu nhiệt polime sản xuất nước để giảm giá thành sản phẩm - Tối ưu hóa kích thước nút polime - Tối ưu hóa nồng độ polime 104 KẾT LUẬN Với kết sơ đạt phạm vi nghiên cứu đưa vài kết luận sau: Móng Bạch Hổ granit nứt nẻ - đối tượng đặc trưng nghiên cứu tầng móng bể Cửu long có tiềm gia tăng hệ số thu hồi dầu lớn Sau qua giai đoạn phát triển mỏ móng Bạch Hổ giai đoạn tìm kiếm biện pháp nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu (khai thác tam cấp) Đây việc cấp bách cần triển khai nghiên cứu kịp thời để đưa vào áp dụng mà sản lượng khai thác ngày giảm, theo tình trạng ngập nước gia tăng giếng Các kết sơ thẩm định loại polime sinh học santhan gum sẵn có thị trường Việt Nam (ADF,DMC) cho thấy hiệu giảm độ linh động chúng bị hạn chế điều kiện khắc nhiệt móng Bạch Hổ : nhiệt độ 150 độ C, hang hốc, bẫy học, hấp thụ polime khống vật thứ sinh Do khó khăn polime hữu bắt buộc phải sử dụng với nồng độ cao 1200 ppm Điều làm giảm hiệu kinh tế sử dụng polime cho bơm ép Các polime hữu thử nghiệm không cải thiện hiệu đẩy so với nước (không giảm hệ số bão hịa dư móng) Chính lẽ hiệu nâng cao hệ số thu hồi dầu khí cịn trơng chờ vào cải thiện hệ số bao quét giảm độ linh động Vì khả giảm độ linh động bị hạn chế, hiệu gia tăng hệ số thu hồi dầu không cao Tính tốn sơ cho thấy giá trị gia tăng thu hồi dầu móng Bạch Hổ áp dụng polime sinh học hữu đạt 4% lượng dầu chỗ lúc giá trị giới trung bình đạt 8% Mặc dù hiệu kinh tế theo tính tốn sơ cịn hạn chế xong tiềm sử dụng phương pháp polime để nâng cao hệ số thu hồi dầu lớn 105 Hiệu kinh tế bơm ép polime cải thiện tối ưu hóa nồng độ kích thước nút polime bơm ép Việc giảm nồng độ kích thước nút polime thực sở nghiên cứu gia tăng thêm tính chịu nhiệt polime sinh học hữu nhằm đảm bảo nồng độ 500-600 ppm polime đáp ứng điều kiện móng Bạch Hổ nói riêng mỏ có tính chất móng tương tự bể Cửu long Gia tăng hệ số thu hồi dầu móng thực tốt tăng hiệu đẩy dầu dung dịch đẩy Nhằm cải thiện tính chất polime dùng cho đẩy dầu gia chế thêm chất hoạt động bề mặt (surfactant) Lúc dung dịch hỗn hợp polime-surfactant có đồng thời hai tính chất tuyệt vời: vừa tăng hiệu đẩy (giảm độ bão hòa dầu dư) giảm sức căng bề mặt hai pha dầu/ nước (yếu tố hoạt động bề mặt) lại vừa tăng hiệu bao quét giảm bớt độ linh động pha đẩy (yếu tố polime) Trong phương án yếu tố kinh tế phải xem xét cụ thể Để giảm giá thành chi phí cần có nghiên cứu khả sử dụng polime sản xuất Việt Nam có khả đáp ứng điều kiện khắt khe mỏ Đồng thời cần phải sử dụng phần mềm tương thích cho bơm ép polime nhằm thiết kế tối ưu hóa thơng số khai thác mỏ để đánh giá cách toàn diện hiệu kinh tế bơm ép polime so với bơm nước đơn Với tính tốn sơ mang tính chủ quan tạm đánh giá việc áp dụng bơm ép dung dịch polime cho móng Bạch Hổ cho móng mỏ dầu có cấu trúc tương tự bể Cửu long có tính khả thi cao có khả áp dụng cao mỏ giai đoạn suy giảm sản lượng khai thác Hà Nội, ngày…tháng ….năm 2012 Học viên Phan ỡnh Hựng 106 tài liệu tham khảo Trơng Công Tài (2003), Độ thấm tầng móng mỏ Bạch Hổ vai trò biện luận giải pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu, Tạp chí nâng cao hệ số thu hồi dầu mỏ Bạch Hổ, tr.85 Nguyễn hữu Trung ( 2003), giải pháp công nghệ gia tăng hệ số thu hồi dầu mỏ Bạch H Tạp chí nâng cao hệ số thu hồi dầu mỏ Bạch Hổ,,tr.31-32-33 Phạm Anh Tuấn (2003), Các giải pháp công nghiệ gia tăng hệ số thu hồi dầu triển vọng cho thân dầu móng mỏ Bạch Hổ, Tạp chí nâng cao hệ số thu hồi dầu mỏ Bạch Hổ, tr.22-23 Vietsovpetro (1992), Chính xác hóa mô hình địa chất bẫy chứa sở nghiên cứu chất thạch học nguồn gốc đá móng Granite mỏ Bạch Hổ Rồng với mục đích làm sáng tỏ đặc trng phân bố không gian rỗng dung tích chứa ca đá móng thấm chứa Bruce.L.Knight (1973), Reservoir Stability oƒ Polymer Solution, JPT Howard.B.Bradley (1987) : Petroleum Engineering Handbook, Society oƒ Eric Delamai, Phillippe Corlay (1994), Polymer Flood increases Production In Giant Oil Field, World Oil D.L.Dauben, D.E.Menzie (1987), Flow oƒ Polymer Solution Through Porous Media, JPT Henry.L.Doherty (1985), The Reservoir Engineering Aspects Oƒ Waterƒlooding ... ? ?Nghiên cứu lựa chọn dung dịch bơm ép Polime để nâng cao hệ số thu hồi dầu tầng móng bể Cửu Long? ?? tác giả dựa vào tài liệu sau: - Kết nghiên cứu tầng móng chứa dầu khí bể Cửu Long - Các báo cáo nâng. .. thác đối tượng Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu phương pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu, dung dịch polime công nghệ thu hồi dầu khí, vấn đề tồn bơm ép dung dịch polime để thu hồi dầu khí, tình hình... tầng móng mỏ thu? ??c bể Cửu Long Mục đích nghiên cứu - Đánh giá trạng khai thác mỏ thu? ??c bể Cửu Long - Nghiên cứu phương pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu công nghệ bơm ép polime để đề xuất lựa chọn