Nghiên cứu nâng cao khả năng vận chuyển dầu nội mỏ rồng và bạch hổ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT  - LÊ NGỌC AN NGHIÊN CỨU NÂNG CAO KHẢ NĂNG VẬN CHUYỂN DẦU NỘI MỎ RỒNG VÀ BẠCH HỔ Chuyên ngành : Kỹ thuật khoan, khai thác cơng nghệ dầu khí Mã số : 60.53.50 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 04/2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu thực cá nhân, thực sở nghiên cứu lý thuyết thực tiễn sản xuất hướng dẫn khoa học PGS.TS Hoàng Dung Các số liệu, mơ hình tính tốn kết luận văn trung thực, giải pháp nghiên cứu xuất phát từ thực tiễn kinh nghiệm, 25 năm làm việc ngành khoan khai thác dầu khí chưa cơng bố hình thức trước trình, bảo vệ cơng nhận “ Hội đồng đánh giá luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ kỹ thuật ” Một lần nữa, xin khẳng định trung thực lời cam kết Tác giả Lê Ngọc An LỜI CÁM ƠN Trong suốt trình học tập thời gian thực luận văn tốt nghiệp, người viết nhận quan tâm giúp đỡ quý thầy cô, đồng nghiệp bạn đồng nghiệp Đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy PGS.TS Hồng Dung (ĐHM-ĐC); q thầy, phịng Đào tạo Sau đại học khoa Dầu khí, mơn Khoan - Khai thác dầu khí đặc biệt thầy PGS.TS Lê Xuân Lân (ĐHM-ĐC) giúp đỡ người viết hoàn thành luận văn Người viết xin chân thành cảm ơn: - Ban giám hiệu trường ĐHM-ĐC - Thầy PGS.TS Hồng Dung (ĐHM-ĐC) - Q thầy khoa dầu khí mơn Khoan- khai thác dầu khí trường ĐH Mỏ- Địa Chất - Q Thầy, phòng quản lý tạo sau đại học trường Đại học MỏĐịa Chất - Gia đình, bạn bè, đồng nghiệp Hà Nội, tháng năm 2012 Lê Ngọc An MỤC LỤC Lời mở đầu 1 Tính cấp thiết luận văn - Mục tiêu luận văn - Nhiệm vụ luận văn Ý nghĩa khoa học vào thực tiễn Giới hạn vùng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn - Chương 1: Các tính chất dầu Bạch Hổ Rồng 1.1 Vị trí địa lý – Kinh tế mỏ Bạch Hổ Rồng - 1.2 Đặc điểm tính chất dầu mỏ Rồng Bạch Hổ 1.2.1 Đặc điểm tính chất hóa học - 1.2.2 Đặc tính vật lý 1.2.3 Tính lưu biến dầu thô mỏ Rồng Bạch Hổ 13 1.2.3.1 Dạng chất lỏng newton dầu thô - 14 1.3.2.2 Dạng chất lỏng phi newton dầu thô - 14 1.2.3.3 Các thơng số ảnh hưởng đến tính lưu biến dầu thô - 17 1.2.3 Nghiên cứu tượng lắng đọng parafin 21 1.2.5 Các tiêu đặc tính hóa lý dầu mỏ Rồng Bạch Hổ - 25 1.2.5.1 Khái quát dầu mỏ Rồng Bạch Hổ - 25 1.2.5.2 Chỉ tiêu hóa – lý dầu mỏ Rồng Bạch Hổ 26 1.2.6 Tính lưu biến dầu mỏ Rồng Bạch Hổ hướng cải thiện 28 1.2.6.1 Tính lưu biến dầu mỏ Rồng Bạch Hổ 28 1.2.6.2 Phương hướng cải thiện tính lưu biến dầu mỏ Rồng Bạch Hổ - 29 Chương 2: Các phương pháp xác định tiêu dầu thô mỏ Rồng Bạch Hổ 33 2.1 Phương pháp xác định hàm lượng nước - 33 2.1.1 Mục đích - 33 2.1.2 Ý nghĩa 33 2.1.3 Nguyên tắc 34 2.1.4 Dụng cụ hóa chất - 34 2.1.5 Chuẩn bị thí nghiệm - 34 2.1.6 Tiến hành thí nghiệm 36 2.1.7 Thực hành phương pháp xác định nước - 36 2.1.8 Chú ý thực phương pháp chưng cất nước 37 2.2 Phương pháp xác định nhiệt độ đông đặc dầu mỏ 37 2.2.1 Mục đích - 37 2.2.2 Ý nghĩa 38 2.2.3 Nguyên tắc 38 2.2.4 Dụng cụ hóa chất - 38 2.2.5 Chuẩn bị thí nghiệm - 38 2.2.6 Tiến hành thí nghiệm 40 2.2.7 Thực hành xác định nhiệt độ đông đặc dầu mỏ - 41 2.3 Phương pháp xác định độ nhớt dầu - 42 2.3.1 Mục đích - 42 2.3.2 Ý nghĩa 42 2.3.3 Nguyên tắc 42 2.3.4 Dụng cụ hóa chất - 42 2.3.5 Chuẩn bị thí nghiệm - 43 2.3.6 Tiến hành thí nghiệm 43 2.3.7 Thực hành phương pháp xác định độ nhớt dầu mỏ - 45 2.3.8 Chú ý với phương pháp xác định độ nhớt - 46 2.4 Phương pháp xác định hàm lượng nhựa parafin dầu mỏ - 46 2.4.1 Lý thuyết phương pháp - 46 2.4.1.1 Mục đích 46 2.4.1.2 Ý nghĩa 46 2.4.1.3 Bản chất - 47 2.4.1.4 Dụng cụ hóa chất - 47 2.4.1.5 Chuẩn bị thí nghiệm - 47 2.4.1.6 Thao tác thí nghiệm 50 2.4.2 Thực hành phương pháp - 51 2.5 Nhận xét qua kết thí nghiệm - 55 Chương 3: Các kỷ thuật xử lý dầu thô mỏ Rồng-Bạch Hổ để vận chuyển nội mỏ - 57 3.1 Những khó khăn phức tạp vận chuyển nhiều parafin - 57 3.2 Các giải pháp xử lý dầu nhiều parafin - 60 3.2.1 Xử lý hóa phẩm hạn nhiệt độ đơng kết hợp với gia nhiệt 61 3.2.1.1 Các chất hạn điểm đông đặc 61 3.2.1.2 Cơ chế hạ điểm đơng hóa phẩm 65 3.2.2 Xử lý dung môi 71 3.2.3 Xử lý nhiệt 73 3.2.4 Xử lý từ - Nhiệt 75 Chương 4: Các giải pháp nâng cao khả vận chuyển dầu thô nội mỏ Rồng Bạch Hổ 77 4.1 Hoạt động đường ống vận chuyển dầu nhiều parafin điều kiện phức tạp- 77 4.1.1 Những điều kiện phức tạp trình vận chuyển 77 4.1.2 Hoạt động đường ống điều kiện phức tạp - 77 4.2 Các phương pháp nghiên cứu để bơm – vận chuyển dầu mỏ Rồng Bạch Hổ - 81 4.2.1 Vận chuyển dầu xử lý nhiệt kết hợp với hóa phẩm hạ nhiệt độ đông 81 4.2.2 Vận chuyển hỗn hợp dầu – nước - 83 4.2.3 Vận chuyển dầu tách khí - 84 4.2.4 Vận chuyển hỗn hợp dầu – Khí 84 4.2.5 Vận chuyển dầu nóng 85 4.3 Các giải pháp sử dụng gặp cố 86 4.3.1 Đảm bảo lưu lượng bơm chuyển 86 4.3.2 Những xung động gây bơm chuyển 87 Kết luận kiến nghị - 91 Tài liệu tham khảo 93 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Một số hydrocacbon diện chất lắng đọng - Bảng 1.2 Đặc điểm khối lượng riêng dầu mỏ Rồng Bạch Hổ - Bảng 1.3 Độ nhớt dầu mỏ Rồng Bạch Hổ Bảng 1.4 Nhiệt độ kết tinh số hydrocacbon - 13 Bảng 1.5 Các đặc tính lưu biến nhũ tương dầu – nước - 19 Bảng 1.6 Kết ảnh hưởng mức độ ngậm nước khí đến tính lưu biến dầu thô mỏ Rồng Bạch Hổ - 20 Bảng 1.7 Một số tiêu trung bình cở dầu mỏ Rồng Bạch Hổ 27 Bảng 1.8 Các thông số đặc trưng dầu thô mỏ Rồng Bạch Hổ - 28 Bảng 1.10 Một số hóa phẩm giảm điểm đông đặc dầu thô nhiệt độ khác - 31 Bảng 3.1 Kết hạ nhiệt đông đặc dầu 500C xử lý nhiệt phụ gia 62 Bảng 3.2 Kết hạ nhiệt đông đặc dầu 800C xử lý nhiệt phụ gia - 63 Bảng 3.3 Xử lý dầu với phụ gia riêng lẻ - 64 Bảng 3.4 Xử lý dầu với hỗn hợp hóa phẩm - 64 Bảng 3.5 Kết xử lý dầu với hàm lượng hóa phẩm khác 66 Bảng 3.6 Ảnh hưởng nhiệt độ xử lý dầu hóa phẩm đến độ hạ điểm đông dầu mỏ Rồng Bạch Hổ - 68 Bảng 3.7 Ảnh hưởng hóa phẩm hạ điểm đơng dầu thô mỏ Rồng Bạch Hổ 70 Bảng 4.1 Kết nghiên cứu chế làm bền vững ứng suất trượt tĩnh ban đầu nhiệt độ 220C 71 Mở đầu Tính cấp thiết luận văn Cơng nghiệp dầu khí Việt Nam cơng nghiệp lượng quan trọng góp phần thúc đẩy ngành công nghiệp khác phát triển tạo tảng vững đưa đất nước Việt Nam vững bước đường CNH - HDH đất nước Tuy ngành cơng nghiệp cịn non trẻ có vai trò to lớn việc thúc đẩy kinh tế phát triển, tăng thu nhập quốc dân (GDP) giải công ăn việc làm cho hàng ngàn công nhân kĩ sư, cải thiện sống nhân dân nước Hầu hết dầu thô khai thác thềm lục địa Việt Nam nói chung chứa hàm lượng parafin, asphalten nhựa cao đặc biệt mỏ Rồng Bạch Hổ có độ nhớt nhiệt độ đông đặc lớn Vận chuyển dầu nhiều parafin có độ nhớt cao nhiệt độ đơng đặc lớn gây nhiều khó khăn, phức tạp Những phức tạp bắt nguồn từ tính chất phi Newton dầu nhiều parafin Vận chuyển dầu từ mỏ Rồng đến giàn CNTT - (công nghệ trung tâm số-3) ngược lại với quãng đường dài 28 km công việc khó khăn việc xử lý vận chuyển nhằm giảm nguy lắng đọng parafin dọc đường ống Với đường ống bọc cách nhiệt từ giàn CNTT - đến FSO - (tàu chứa dầu không bến số - 3) phần giải tải khu vực Nam mỏ Bạch Hổ, đồng thời tạo linh động hai khu vực mỏ Bạch Hổ mỏ Rồng Tuy nhiên bọc cách nhiệt cho toàn hệ thống đường thu gom, vận chuyển nội mỏ Bạch Hổ Rồng lý kinh tế - kỹ thuật nên không thực Ngay việc chôn vùi đường ống đất đá đáy biển Xử lý vận chuyển dầu nhiều parafin lĩnh vực rộng, cơng nghệ ngày hồn thiện Do đó, đề tài luận văn “Nghiên cứu nâng cao khả vận chuyển dầu nội mỏ Rồng Bạch Hổ” Xuất phát thực tế thực tế cần thiết, địi hỏi cấp bách nên mang tính cấp thiết thời 2.Mục đích luận văn Dựa tiêu cụ thể thành phần dầu mỏ Rồng Bạch Hổ, tìm biện pháp tối ưu cho việc xử lý phục vụ công tác thu gom vận chuyển dầu khu vực nội mỏ 3.Nhiệm vụ luận văn - Khảo sát tình hình thu gom, vận chuyển dầu nội mỏ Rồng Bạch Hổ để xác định nhân tố gây khó khăn - Nghiên cứu lý thuyết kết hợp kinh nghiệm thực tế để đề xuất giải pháp nâng cao khả thu gom vận chuyển - Thực số thí nghiệm để xác định nhiệt độ đông đặc dầu mỏ Bạch Hổ Rồng đồng thời thí nghiệm giải pháp hạ nhiệt độ đơng đặc cho dầu hóa phẩm 4.Ý nghĩa khoa học vào thực tiễn a/ Ý nghĩa khoa học: Kết nghiên cứu khoa học đề tài phục vụ việc nâng cao khả thu gom nội mỏ Bạch Hổ Rồng mà sở để áp dụng cho mỏ khác có điều kiện tương đương b/ Ý nghĩa thực tiễn: Nâng cao hiệu thu gom,vận chuyển dầu mỏ yêu cầu thực tế cấp thiết đề tài xuất phát từ thực tế sản xuất có ý nghĩa trực tiếp với thực tiễn Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu thành phần dầu mỏ Bạch Hổ mỏ Rồng, qui trình công nghệ vận chuyển dầu Phạm vi áp dụng nghiên cứu thuộc mỏ Rồng Bạch Hổ - Liên doanh Việt - Nga Vietsovpetro Phương pháp nghiên cứu Thu thập tài liệu phân tích, đánh giá thành phần dầu Mỏ Rồng Bạch Hổ, tài liệu thống kê - dự báo thành phần dầu mỏ qua năm Phân tích phương pháp số liệu nghiên cứu cụ thể áp dụng Đánh giá tính khả thi hiệu phương pháp áp dụng việc xử lý vận chuyển dầu Phương pháp phân tích, tổng hợp tài liệu: Thu thập tài liệu liên quan đến thành phần dầu mỏ mỏ Rồng Bạch Hổ, sau phân tích, xử lý, tổng hợp, đánh giá tiêu tương ứng với phương pháp mỏ Phương pháp chuyên gia: Xin ý kiến góp ý giáo viên hướng hẫn, nhà khoa học, đồng nghiệp vấn đề nội dung luận văn Cấu trúc luận văn Luân văn gồm phần mở đầu chương nội dung là: Chương 1:Tổng quan mỏ dầu Bạch Hổ Rồng Chương 2: Một số thi nghiệm xác định tiêu dầu thô phục vụ nghiên cứu nâng cao khả vận chuyển dầu nội mỏ Rồng Bạch Hổ Chương 3: Công nghệ thu gom vận chuyển dầu thô nội mỏ Rồng Bạch Hổ thực tế Chương 4: Công nghệ nâng cao khả vận chuyển dầu thơ nội mỏ Rồng Bạch Hổ Ngồi cịn phần kết luận, kiến nghị, danh mục tài liệu tham khảo danh mục biểu bảng Hà Nội tháng 04 Năm 2012 81 Với điều kiện gây khó khăn, phức tạp nhiều cần phải có giải pháp khắc phục Song trường hợp cụ thể để chọn giải pháp phù hợp đem lại hiệu tốt 4.2 Các phương pháp nghiên cứu để bơm - vận chuyển dầu mỏ Rồng Bạch Hổ 4.2.1 Vận chuyển dầu xử lý nhiệt kết hợp với hố phẩm hạ nhiệt độ đơng Hình 4.2 Đặc trưng quan hệ P – Q đường ống dẫn dầu nhiều parafin dầu dầu + ppm chất phụ gia dầu + 100 ppm chất phụ Phương pháp vận chuyển dầu xử lý gia nhiệt kết hợp hoá phẩm hạ nhiệt độ đơng đặc (nhiệt - hóa) có ưu điểm áp suất khởi động bé tổn hao áp lực thấp - lần so với công nghệ vận chuyển dầu không xử lý hố phẩm Tuy nhiên cơng nghệ vận chuyển có chi phí sản xuất lớn giá thành loại hoá phẩm cao 82 Đây phương pháp áp dụng vận chuyển dầu từ CNTT - tàu FSO - Đồng thời phương pháp sử dụng dừng đường ống với thời gian dài vượt mức an toàn Nhờ ổn đỉnh ứng suất trượt tỉnh Qua xử lí nhiệt - hóa (ứng suất trượt tỉnh có tăng khơng đáng kể bảng 4.1) tuyến vận chuyển dầu thương phẩm để xuất cần bảo đảm chất lượng dầu áp dụng phương pháp hợp lí Bảng 4.1 Kết nghiên cứu chế bền vững ứng suất trượt tĩnh ban đầu nhiệt độ 22oC Thời gian dừng bơm (giờ) 56 16 18 24 42 66 8,6 210 278 285 300 315 340 360 500 6,8 12,5 13,5 17,5 16,5 17,8 21,1 24,6 1000 6,3 11,0 11,5 12,5 13,0 13,6 14,0 15,6 1500 4,3 10,2 11,0 11,5 12,0 11,8 14,2 13,5 2000 4,3 10,5 11,7 12,5 13,0 13,1 12,5 15,0 Định lượng hóa phẩm Một số cơng trình nghiên cứu thấy, dầu thơ khơng xử lý hố phẩm sau vài giờ, giá trị ứng suất trượt tĩnh đạt tới hàng trăm Pa Tổn hao áp suất trường hợp lên tới hàng chục at/km Nhưng sử dụng hố phẩm giảm nhiệt độ đơng đặc cách hợp lý ứng suất trượt tĩnh ban đầu áp suất cần thiết để khởi động lại đường ống giảm xuống lần xác định điều kiện mà ứng suất trượt tĩnh ban đầu giảm đến mức cần thiết Tuy nhiên phương pháp khơng có loại hố phẩm chung cho tất loại dầu nhiều parafin mỏ Rồng Bạch Hổ Do việc lựa chọn hố phẩm hạ nhiệt độ đơng phải kết thử nghiệm cho dầu thô mỏ 83 Đối với dầu mỏ Rồng Bạch Hổ thí nghiệm Viện NCKH TK (NIPI) lựa chọn hố phẩm hạ nhiệt độ đơng phù hợp hố phẩm Sepaflux Cơng nghệ nhiệt hóa vận chuyển dầu mỏ Rồng sang Bạch Hổ theo đường ống RP-1  CNTT-2 dài 34 km thiết lập thử nghiệm Vì tuyến đường ống dài cần giảm nhiệt độ đông đặc ổn định ứng suất trượt tĩnh Khi tuyến vận chuyển dài, dầu đường ống tỏa nhiệt cần có nhiệt độ đông đặc thấp, khởi động lại sau dừng ứng suất trượt tĩnh nhỏ tốn lượng bơm ép Quá trình khởi động đường ống tiến hành thành công vào cuối năm 1994, công nghệ xử lý dầu cho trình vận chuyển thực sau: - Dầu nung nóng đến nhiệt độ 70 - 80oC thiết bị gia nhiệt dùng nước - Hố phẩm giảm nhiệt độ đơng đặc số 17 (bảng 1.10) bơm vào dầu nóng với liều lượng 1300g/T dầu Kết nhiệt độ đông đặc dầu giảm khoảng10 - 15oC Điều đảm bảo cho trình vận hành đường ống an tồn khơng có cố Những nghiên cứu cho phép kiến nghị đưa vào sử dụng hoá phẩm số 18 (bảng 1.10), hoá phẩm tỏ có hiệu xử lý dầu nhiệt độ 50 - 60oC với liều lượng 800 1000g/T dầu Công nghệ xử lý nhiệt - hoá áp dụng đưa vào sản xuất Công nghệ cho phép vận hành ổn định an toàn hệ thống thu gom, xử lý vận chuyển sản phẩm khai thác Mỏ Rồng Bạch Hổ theo số tuyến ống cần thiết góp phần hồn thành vượt mức kế hoạch sản xuất XNLD Vietsovpetro 4.2.2 Vận chuyển hỗn hợp dầu - nước Đây phương pháp tổn hao áp lực nhỏ áp suất khởi động lại lớn Bên cạnh chi phí sản xuất tăng việc dùng hoá phẩm để xử lý nước giải pháp phòng chống ăn mòn bề mặt bên đường ống Ngoài nút nước đường ống dễ hình thành vị trí thấp, ảnh hưởng nâng suất vận chuyển dầu 84 Do hạn chế trên, phương pháp vận chuyển áp dụng rộng rãi Tuy nhiên phương pháp sử dụng gặp cố lưu lượng dầu thô bơm chuyển không đảm bảo Chỉ tiêu cần thiết tuyến vận chuyển ngắn Với tuyến ngắn hạn chế nhược điểm nêu 4.2.3 Vận chuyển dầu tách khí Vận chuyển dầu tách khí có tổn hao áp lực lớn (trừ phương pháp vận chuyển hỗn hợp dầu - khí) áp suất khởi động lớn Tuy nhiên phương pháp sử dụng để vận chuyển dầu nội mỏ (từ giàn giàn cố định tàu chứa FSO - 3), nơi trang bị thiết bị tách dầu - nước - khí có hệ thống máy bơm để bơm chuyển dầu Sản phẩm khai thác giàn cố định thu gom tách khí bình tách cao áp (NGS) thấp áp bình 100m ( buffer), sau bơm tàu chứa (FSO) Ưu phương án bao gồm điểm sau:  Nó thực giàn vận hành cách thục  Nó cho phép xử lý cách độc lập tình cơng nghệ phức tạp xảy dễ dàng hiệu chỉnh thơng số kỹ thuật cho phù hợp với tình hình giàn hay toàn mỏ Trong trường hợp dịng dầu phải ln đảm bảo trạng thái động dừng đường ống phải thay dầu đường ống nước 4.2.4 Vận chuyển hỗn hợp dầu - khí Đây phương pháp có đặc điểm tổn hao áp lực vận chuyển cao, áp suất khởi động lại thấp Vận chuyển hỗn hợp dầu - khí khơng địi hỏi thiết bị đặc biệt Công nghệ cho phép vận chuyển dầu nhiều parafin kể điều kiện nhiệt độ vận chuyển cuối đường ống nhiệt độ đông đặc dầu thơ mà khơng cần sử dụng tới hố phẩm để xử lý Đây phương pháp có ưu điểm sau  Áp suất khởi động thấp  Kéo dài thời gian dừng an tồn 85  Khơng cần thiết bị đặc biệt  Công nghệ vận chuyển đơn giản Do phương pháp sử dụng phần lớn khu vực nội mỏ sản phẩm dầu thơ khai thác tầng có áp suất lớn đủ để vận chuyển hỗn hợp đến nơi cần thiết 4.2.5 Vận chuyển dầu nóng Đây phương pháp tốn tiện lợi Phương pháp áp dụng cho giếng dầu khai thác có trường địa nhiệt lớn Lợi dụng ưu người ta trộn lẫn dầu thô khai thác tầng lại với để đạt nhiệt độ yêu cầu trước vận chuyển Ngay giàn có dầu giếng nhiệt độ cao, giếng nhiệt độ thấp nên xem xét áp dụng trộn lẫn nhằm mang lại hiệu cao Giải pháp tác giả vận dụng giàn BK-8 giàn công nghệ trung tâm số Ở có giếng 449 dầu có nhiệt độ 850C, lưu lượng 550m3/ ngày đêm giếng 441 có nhiệt độ dầu 580C, lưu lượng 410m 3/ ngày đêm, + giếng 8003 dầu có nhiệt độ 400C, lưu lượng 80m 3/ ngày đêm, sau trộn lẫn giếng đạt nhiệt độ 720C Nhiệt độ phù hợp để gia cơng hóa phẩm giảm nhiệt độ đông đặc để tạo khả vận chuyển.Tuy nhiên phương pháp áp dụng khu vực nội mỏ  Cơng thức tính để trộn cho giếng sau: Giếng 449 có T0C = 850C - Lưu lượng 550m 3/ngày đêm Giếng 441 có T0C = 580C - Lưu lượng 410m 3/ngày đêm Giếng 8003 có T0C = 400C - Lưu lượng 80m3/ngày đêm  Tổng giếng đưa vào bình trộn là: Q 449  Q 441  Q 8003 = 1040 m3/ngày đêm  T - Nhiệt độ trung bình  - Tổng lưu lượng, nhiệt độ từ 1-3 giếng trộn lẫn Q - Lưu lượng m3cho giếng khoan K 86 Q T 449 449 Q T  441  Q T 8003 8003 mà Q T  Q T  Q T 1 2 3 =   441  Q T k  Q k T k k 1  T Q Giải phương trình ta có:  550.85  410.58  80.40 550  410  80  46750  23780  3200 1040  73730  71 C 1040 =>  T = 71 0C Tóm lại: Phương pháp trộn đạt 710C nhiệt độ lý tưởng để bơm hóa phẩm Hiện XNLD Vietsovpetro đưa vào hoạt đông hệ thống đường ống bọc cách nhiệt từ mỏ Rồng giàn CNTT-3 Do đó, để sử dụng phương pháp này, trước vận chuyển dầu cần phải gia nhiệt đến nhiệt độ định đủ lớn để tránh tượng kết tinh lắng đọng parafin đường ống trình vận chuyển xa Tuy nhiên để đảm bảo cho việc vận chuyển an toàn ta kết hợp gia nhiệt xử lý dầu với lượng hoá phẩm định 4.3 Các giải pháp sử dụng gặp cố 87 4.3.1 Đảm bảo lưu lượng bơm chuyển a/ Khó khăn - phức tạp Khi lưu lượng không đảm bảo cho vận chuyển, lúc áp suất bơm cần phải tăng lên khả đẩy dầu tượng trượt khí Đồng thời hình thành tinh thể parafin dễ xảy nhiệt độ giảm xuống Khi vận chuyển dầu thơ có hàm lượng nước cao với lưu lượng nhỏ xảy tượng phân lớp đường ống hệ thống thu gom Nhũ tương dầu - nước phân chia thành lớp dầu nước Nước tích tụ lại đường ống thấp gây nên tượng ăn mòn tạo thành nút nước đường ống gây tổn hao áp suất bơm đẩy b/ Giải pháp đảm bảo ổn định lưu lượng dòng dầu Trong trường hợp này, giải pháp vận chuyển dầu với nước phương pháp tỏ hiệu tối ưu dầu thô không đảm bảo lưu lượng để vận chuyển Mặt khác, lưu lượng nước dùng để xử lý đường ống không đảm bảo lưu lượng dồi có sẵn Yêu cầu phương pháp đưa thêm nước biển vào trước vận chuyển với dầu phải xử lý sơ 4.3.2 Những xung động gây bơm chuyển a/ Nguyên nhân Nguyên nhân gây nên xung động ngẫu nhiên dịng chảy tượng tách khí khỏi hỗn hợp khí - lỏng đường ống tạo nên nút khí mà kích thước nút khí tăng dần theo chiều dài chuyển động dòng Đây nguyên nhân tránh khỏi vận chuyển đồng thời đường ống có hỗn hợp dầu - khí Xung động áp suất xuất số chế độ dịng chảy chất lưu, mà liên quan đến tượng tạo nên nút khí dọc theo chiều dài ống dẫn Ap suất xác định biên độ A tần số  : A = Pmax - Pmin    (4.1) (4.2) 88 Trong P max : Giá trị cực đại áp suất P : Giá trị cực tiểu áp suất  : Chu kỳ dao động áp suất Áp suất hệ thống thu gom có ảnh hưởng tới xung động dịng chảy dầu - khí Áp suất lớn khí tách xung động xảy nhỏ Sóng xung động dịng dầu - khí - nước truyền theo đường ống với vận tốc âm Năng lượng xung động tác động lẫn dịng chảy ống dẫn, làm cho đường ống, thiết bị giá đỡ bị dao động mạnh Tại đoạn đường ống thẳng xung động dịng dầu - khí truyền theo chu vi ống Do vậy, nơi đường ống dao động không đáng kể Dao động đường ống xuất đáng kể có cộng hưởng, chí có lực nhỏ tạo gồ ghề tiết diện hình ơvan đường ống (do mảng bám, kết tinh parafin, muối, hay lắng đọng cát ) gây dao động nguy hiểm Những dao động xung động dịng hỗn hợp dầu - khí gây thể rõ rệt điểm mà hướng ống dẫn thay đổi đột ngột dao động gây phản lực đáng kể Sự phân nhánh đường ống thiết bị liên quan tạo điều kiện thuận lợi cho xuất dao động riêng đoạn ống riêng lẻ mà dao động gần với dao động cộng hưởng Thường tồn hai xung động  Xung động vi mơ cao tần (biên độ nhỏ)  Xung động vĩ mô tần số thấp (biên độ lớn) Xung động vi mô cao tần liên quan đến cấu trúc chuyển động dịng dầu khí phụ thuộc vào vận tốc, số nút qua tính chất vật lý dầu- khí Người ta xác định lực căng bề mặt ranh giới dầu - khí giảm biên độ xung động áp suất giảm đi, mật độ khí tăng lên làm giảm biên 89 độ xung động ngược lại tỷ trọng chất lỏng tăng lên biên độ dao động tăng lên Độ nhớt chất lỏng khơng có ảnh hưởng đến biên độ dao động Xung động vĩ mô tần số thấp xuất có tượng tích tụ chất lỏng đường ống dịng khí đẩy chất lỏng theo chu kỳ b/ Giải pháp khắc phục hạn chế Để giải vấn đề gia tăng tổn hao áp suất xung động dịng khí vận chuyển sản phẩm khai thác có hàm lượng nước gia tăng từ giàn nhẹ sử dụng phương pháp khai thác gaslift Kiến nghị nên dùng bình tách khí sơ (UPOG) Trong UPOG sản phẩm khai thác phân chia thành khí dầu bão hồ khí trước vận chuyển theo đường ống riêng biệt đến điểm thu gom Ngoài việc vận chuyển hỗn hợp dầu - khí có hàm lượng khí lớn thường gây nên tượng xung động áp suất lưu lượng cho hệ thống thu gom xử lý dầu giàn cố định Để giảm thiểu xung động, giàn nhẹ cần phải lắp đặt thiết bị tách khí sơ biện pháp giảm xung đề nghị :  Nâng cao áp suất vận chuyển đến giá trị tới hạn  Trong trường hợp nâng cao áp suất đến giá trị tới hạn mà chưa có kết u cầu nên áp dụng biện pháp làm thay đổi cấu trúc dòng chảy cách giảm hàm lượng khí dầu nhờ đặt thiết bị tách sơ đầu đường ống, đường vận chuyển lắp thiết bị khử xung trước bình tách Bên cạnh để giảm thiểu biên độ cực đại xung động vĩ mô xuất vùng cấu trúc nút phân tán dịng dầu - khí biện pháp kiến nghị sau:  Duy trì chế độ dịng chảy dịng dầu - khí mà ta loại trừ tạo thành cấu trúc nút phân tán dòng chảy, điều chỉnh áp suất làm việc hệ thống thu gom Áp suất hệ thống thu gom cao lượng khí tách mức độ xung động nhỏ  Duy trì khả vận chuyển đường ống mức độ cao cách tẩy, rửa chất lắng đọng parafin, muối, tạp chất học cách định kỳ  Sử dụng thiết bị khử xung đặt trước thiết bị tách  Giảm thiểu đoạn ống thiết bị phân nhánh c/ Đúc kết kinh nghiệm kiến nghị 90 Đối với đường ống cần tìm chế độ áp suất công suất vận chuyển phù hợp để giảm mức độ tần số xung động Khi nâng áp suất tăng công suất vận chuyển, xung động giảm nhiên lại ảnh hưởng đến sản lượng giếng khai thác Vì kiến nghị, áp suất vận chuyển phải nhỏ áp suất tới hạn hỗn hợp dầu - khí 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: 1- Việc nghiên cứu nâng cao khả vận chuyển dầu nội mỏ Rồng Bạch Hổ cần quan tâm đến hiệu kinh tế - kỹ thuật tùy điều kiện cụ thể tuyến vận chuyển mà áp dụng giải pháp thích ứng 2- Dầu mỏ Rồng Bạch Hổ loại dầu thô có hàm lượng parafin lớn, nhiệt độ đơng đặc cao ( tới 33.60C), để xử lý hóa phẩm thường dùng có kết tốt sepaflux dầu cần gia nhiệt ỏ nhiệt độ tốt 65  75 0C 3- Thường tăng hàm lượng hóa phẩm làm giảm nhiệt độ đơng đặc sepaflux gia nhiệt để xử lý nhiệt độ cao (1000 g hóa phẩm/1 dầu 800C) cho nhiệt độ đông đặc dầu thấp (15  170C) Tuy nhiên, xử lý phải xem xét để sử dụng hàm lượng hóa phẩm gia nhiệt phù hợp, đạt kết tốt phải tiết kiệm, hóa phẩm đắt tiền gia nhiệt cho dầu tốn 4- Không phải chạy máy gia nhiệt dầu giếng có nhiệt độ thấp 5- Khơng phải lắp đặt thêm thiết bị công nghệ số phương pháp khác - Nhiệt độ thực tế thị đồng hồ từ cảm biến đưa lên 710C Bởi nhiệt độ bơm hóa phẩm chống đông đặc bơm vào lý tưởng mà liên doanh viêt Nga áp dụng, trình bày - Tiết kiệm nguyên liệu, vật tư vẩn đạt hiệu cao việc khai thác vận chuyển dầu điều kiện thời tiết nước biển có nhiệt độ thấp 8- Bảo đảm tiến độ kế hoạch khai thác mỏ Kiến nghị: 1.Cần tranh thủ tận dụng dầu từ giếng có nhiệt độ cao để hịa trộn dầu giếng có nhiệt độ cao với dầu giếng có nhiệt độ thấp có lưu lượng tương thích nhằm tạo nhiệt độ tốt kết hợp với hóa phẩm giảm nhiệt độ đơng đặc nhằm tăng khả vận chuyển dầu nội mỏ Bởi phương pháp nhờ tận dụng dầu có nhiệt độ cao khai thác nên có nhiều điều lợi: Nên đưa vào áp dụng rộng cho nhiều mỏ tương tự đặt đường ống ngầm đáy biển 92 Đưa vào áp dung rộng rải cho giàn lớn BK mỏ Bạch Hổ Rồng Áp dụng rộng rải cho bên cạnh khác khai thác vận chuyển đường ống đặt ngầm đáy biển Không nên áp dụng phương pháp xử lí dầu giảm nhiệt độ đơng đặc hóa phẩm Bicromat Natri 10% mỏ Rồng Bạch Hổ, hiệu khơng cao, độc hại chiếm nhiều diện tích giàn khoan 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Đỗ Hồng Dương Hóa học dầu mỏ khí Vũ Tam Huề Phương pháp hóa nghiệm xăng dầu cục xăng dầu cục hậu cần QĐNDVN, xuất năm 1976 Thái Võ Trang Bài giảng thu gom vận chuyển dầu khí Trường đại học Bách Khoa Tp.HCM Thái Võ Trang Kỹ thuật an toàn vệ sinh lao động Nhà xuất đại học quốc gia Tp.HCM 2002 Tơ Vân Hóa học dầu mỏ khí, trường đại học bách khoa Hà Nội, xuất năm 1979 Hà Văn Bích, Vugovskoi V.P, Phùng Đình Thực, Tống Cảnh Sơn, Lê Đình Hoè Công nghệ xử lý dầu mỏ XNLD Vietsovpetro để vận chuyển Hà Văn Bích, Phạm Văn Ân, Vugovskoi V.P số người khác Thành phần tính chất chất lắng đọng đường ống dẫn dầu trình khai thác vận chuyển dầu nhiều parafin Hội nghị khoa học kỷ niệm 20 năm thành lập XNLD Vietsovpetro Trần Sĩ Phiệt, Nguyễn Văn Cảnh Nâng cao độ tin cậy trình khai thác dầu có hàm lượng parafin nhiệt độ đơng đặc cao mỏ dầu thềm lục địa Nam Việt Nam Tạp chí dầu - khí 1-1996, QĐNDVN, xuất năm 1976 Phùng Đình Thực Xử Lý Và Vận Chuyển Dầu -Khí Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Tp.HCM 2000 10 Phùng Đình Thực, Hà Văn Bích, Tống Cảnh Sơn Những phức tạp giải pháp công nghệ thu gom, xử lý vận chuyển dầu nhiều parafin mỏ Rồng Hội nghị khoa học 2000 11 Phùng Đình Thực, Dương Danh Lam, Lê Bá Tuấn, Nguyễn Văn Cảnh Công nghệ kỹ thuật khai thác dầu khí Nhà xuất giáo dục 1999 94 12 Nguyễn Phương Tùng, Nguyễn Phương Phong Nghiên cứu chế tác động hạ điểm đông ức chế lắng đọng Copolyme Vinyacetat lên dầu Bạch Hổ Rồng Tạp chí dầu khí số – 2001 13 Tài liệu phòng vận chuyển dầu, phịng thí nghiệm phân tích dầu viện nghiên cứu VIETSOVPETRO 14 A.A Shutov Hoạt động đường ống vận chuyển dầu parafin điều kiện phức tạp Hội nghị khoa học kỷ niệm 20 năm thành lập XNLD Vietsovpetro 11- 2001 15 H.Dale Beggs Production Optimization Using Nodal Anlysis Oil and gas consultans International Inc.Tulsa 1991 16 William D.McCain Jr The Properties of Petroleum Fluids Năm 1998 KÝ HIỆU CNH Cơng nghiệp hóa HĐH Hiện đại hóa CNTT - Cơng nghệ trung tâm FSO – Tàu chứa dầu số BK - Giàn khai thác nhỏ số NGS Bình thấp áp 100 m3 NGS Bình thấp áp 100 m3 Q449 Tổng lưu lượng giếng khai thác m3/ ngày đêm T Nhiệt độ nóng giếng dầu khai thác` T Nhiệt độ trung bình giếng trộn lại ... quan mỏ dầu Bạch Hổ Rồng Chương 2: Một số thi nghiệm xác định tiêu dầu thô phục vụ nghiên cứu nâng cao khả vận chuyển dầu nội mỏ Rồng Bạch Hổ Chương 3: Công nghệ thu gom vận chuyển dầu thô nội mỏ. .. lý dầu mỏ Rồng Bạch Hổ 1.2.5.1 Khái quát dầu mỏ Rồng Bạch Hổ Dầu thô mỏ Rồng Bạch Hổ loại dầu ngọt, nhiều parafin, tỷ trọng vào khoảng 38.6oAPI.( nhẹ > 4,7, nặng < 30 ) Dầu thô khai thác mỏ Rồng. .. với thực tiễn Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu thành phần dầu mỏ Bạch Hổ mỏ Rồng, qui trình cơng nghệ vận chuyển dầu Phạm vi áp dụng nghiên cứu thuộc mỏ Rồng Bạch Hổ - Liên doanh Việt -