Nghiên cứu các giải pháp nâng cao năng lực và hiệu quả vận chuyển khí hai pha

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT VŨ ĐÀO MINH NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO NĂNG LỰC VÀ HIỆU QUẢ VẬN CHUYỂN KHÍ HAI PHA Chuyên ngành: Kỹ thuật khoan, khai thác cơng nghệ dầu khí LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà Nội, - 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT VŨ ĐÀO MINH NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO NĂNG LỰC VÀ HIỆU QUẢ VẬN CHUYỂN KHÍ HAI PHA Chuyên ngành: Kỹ thuật khoan, khai thác công nghệ dầu khí Mã số: 60.53.50 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS : Lê Xuân Lân Hà Nội, - 2010 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu, tổng hợp riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác tuơng tự Tác giả Vũ Đào Minh                                   TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương Tổng quan ngành cơng nghiệp khí đốt 1.1 Lịch sủ phát triển ngành cơng nghiệp khí giới 1.2 Thực trạng công nghiệp khí Việt Nam 1.3 Thành phần tính chất khí tự nhiên 12 Chương Vận chuyển khí đường ống 33 2.1 Điều kiện làm việc 33 2.2 Cơ sở lựa chọn hệ thống đường ống thu gom phân phối khí thiên nhiên 34 2.3 Sơ đồ đường ống thu gom, vận chuyển khí thiên nhiên 34 2.4 Hệ thống đường ống phân phối khí 37 2.5 Phân loại thông số ống vận chuyển 39 2.6 Nhiệm vụ tính tốn cơng nghệ 48 Chương Các khó khăn phức tạp q trình vận chuyển khí đường ống 73 3.1 Các nguyên nhân làm giảm khả vận chuyển khí 73 3.2 Muối hòa tan, muối kết tủa giải pháp ngăn ngừa 73 3.3 Sự tạo thành nút chất lỏng, rắn cách phòng chống 77 3.4 Những trở ngại vận chuyển khí pha 79 Chương Các giải pháp nâng cao lực vận chuyển đường ống NCSP 82 4.1 Sự cần thiết phải nâng công suất đường ống NCSP 82 4.2 Các thơng số hệ thống đường ống dẫn khí Nam Cơn Sơn (NCSP) 83 4.3 Tính chất, thành phần đặc tính vật lý khí vận chuyển đường ống Nam Côn Sơn 87 4.4 Các nhóm giải pháp nâng cao khả vận chuyển đường ống NCSP 90 4.5 Phương pháp thực nghiên cứu 91 4.6 Kết 98 4.7 Nhận xét 107 Kết luận 109 Tài liệu tham khảo 110                                       DANH MỤC BẢNG BIỂU   Bảng 0.1 Tổng sản lượng khí khai thác từ bể trầm tích Bảng 1.1 Thành phần (mol %) trung bình khí đồng hành số mỏ 16 Bảng 1.2 Thành phần khí mỏ khí Lan Tây – Lan Đỏ 17 Bảng 1.3 Các giá trị tới hạn khí hiđrocacbon N2, CO2 H20 28 Bảng 1.4 Các tính chất vật lý khí hiđrocacbon N2, CO2 H20 31 Bảng 2.1 Đường kính chiều dài số đường ống dẫn khí tiêu biểu đặt biển 41 Bảng 2.2 Một số giá trị độ nhám tiêu biểu số vật liệu chế tạo ống 42 Bảng 2.3 43 Bảng 2.4 Phân loại ống 45 Bảng 2.5 Các đặc tính ống công nghệ Nga 46 Bảng 2.6 Thông số kỹ thuật đường ống dẫn khí 47 Bảng 4.1 Công suất thiết bị nhà máy xử lý khí Dinh Cố 86 Bảng 4.2 Thành phần khí mỏ Lan Tây trước xử lý 88 Bảng 4.3 Thành phần khí mỏ Rồng Đơi 88 Bảng 4.4 Thành phần khí mỏ Hải Thạch – Mộc Tinh cho phương án khai thác khác 89 Bảng 4.5 Thành phần khí lơ 06.1 sau hạ điểm sương 93 Bảng 4.6 Thành phần khí Lơ 11.2 95 Bảng 4.7 Thành phần khí lơ 05.2 & 05.3 sau hạ điểm sương 96 Bảng 4.8 Lưu lượng khối nhiệt độ đường ống suất mỏ 98 Bảng 4.9 Ảnh hưởng giới hạn biên lượng khí vận chuyển 104 Bảng 4.10 Sự thay đổi công suất đường ống giải pháp nhóm 106 Bảng 4.11 Khả gia tăng cơng suất với nhóm giải pháp 108 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 0.1 Biểu đồ sản lượng mỏ khí đến năm 2008 Hình 1.1 Giản đồ Katz 20 Hình 1.2 Đường ranh giới đồ thị pha hệ đơn chất 26 Hình 1.3 Đồ thị pha nhiều cấu tử 26 Hình 1.4 Đồ thị pha khí thiên nhiên 27 Hình 2.1 Hệ thống gom dọc tuyến 35 Hình 2.2 Hệ thống gom hướng tâm 35 Hình 2.3 Hệ thống thu gom song song 35 Hình 2.4 Hệ thống thu gom trục 36 Hình 2.5 Hệ thống thu gom mạch vòng 36 Hình 2.6 Hệ thống thu gom trung tâm 37 Hình 2.7 Hệ thống thu gom kết hợp 37 Hình 2.8 Sơ đồ đường ống dẫn khí 38 Hình 2.9 Chiều cao mô đường ống dài 42 Hình 2.10 Sự thay đổi nhiệt độ, độ nhớt theo chiều dài 52 Hình 2.11 54 Hình 2.12 Sơ đồ đường ống đơn 58 Hình 2.13 Sơ đồ ống dẫn thu (hoặc gom) khí 59 Hình 2.14 Sơ đồ ống nối tiếp 61 Hình 2.15 Hệ thống song song 62 Hình 2.16 Sơ đồ ống có tuyến phân dịng 63 Hình 2.17 Biểu đồ phân chia cấu trúc hỗn hợp 67 Hình 3.1 Sơ đồ xác định vùng có hyđrat 77 Hình 4.1 Sơ đồ đường ống dẫn khí Nam Cơn Sơn (NCSP) 83 Hình 4.2 Sơ đồ trạm xử lý khí Dinh Cố 85 Hình 4.3 Giản đồ pha lưu chất mỏ Lan Tây trước xử lý 92 Hình 4.4 Giản đồ pha lưu chất mỏ Lan Tây sau hạ điểm sương 94 Hình 4.5 Giản đồ pha sản phẩm lô 05.2 & 05.3 trước sau xử lý 97 Hình 4.6 Lưu lượng thay đổi theo ngày (hệ số swing) 98 Hình 4.7 Sự thay đổi lưu lượng, áp suất theo ngày 99 Hình 4.8 Ảnh hưởng áp suất Dinh Cố với khả vận chuyển (với áp suất Lan Tây 157 barg) 101 Hình 4.9 Ảnh hưởng áp suất Lan Tây tới khả vận chuyển (với áp suất Dinh Cố tối thiểu 70 barg) 101 Hình 4.10 Sự biến đổi áp suất Dinh Cố với lưu lượng Hải Thạch – Mộc Tinh Mscmd (áp suất đầu vào Lan Tây = 157 barg) 102 Hình 4.11 Sự thay đổi công suất đường ống theo áp suất Lan Tây 103 Hình 4.12 Sự thay đổi lượng chất lỏng đường ống áp suất Dinh Cố áp suất Dinh Cố giảm đến 57 barg 105 Hình 4.13 Profile áp suất đoạn đường ống trường hợp (A) 106 Hình 4.14 Profile áp suất đoạn đường ống trường hợp (B) 107 MỞ ĐẦU Xu phát triển kinh tế - lượng nước giới hướng tới giải hài hòa vấn đề Kinh tế - Năng lượng – Môi trường (3E Economic – Energy – Environment) Khí thiên nhiên với ưu điểm mơi trường, hiệu kinh tế ổn định nguồn cung cấp nhiều nước giới xem loại nhiên liệu thời đại cần tăng cường sử dụng cấu tiêu thụ lượng Ở Việt Nam hoạt động tìm kiếm thăm dị dầu khí nước ta bắt đầu đất liền từ cuối năm 1950 khơi từ năm 1973 Mặc dù mức độ thăm dò đến số vùng/bể trầm tích chưa chi tiết nhận định tất Bể trầm tích Đệ tam Việt Nam: Sơng Hồng (SH), Phú Khánh (PK), Cửu Long (CL), Nam Côn Sơn (NCS), Malay-Thổ Chu (MLTC), Tư Chính Vũng Mây, Trường Sa Hồng Sa có tiềm dầu khí định theo ý kiến đánh giá nhiều chuyên gia, triển vọng khí thiên nhiên (KTN) cao dầu Tính đến cuối năm 2008, tổng tiềm khí thiên nhiên thu hồi Việt Nam đánh giá vào khoảng 2700 tỷ m3 trữ lượng khí phát khoảng 683 tỷ m3, tập trung chủ yếu bể trầm tích NCS (23%), MLTC (27%), CL (12%), SH PK (39%) So với nước giới, Việt Nam có nguồn tài ngun dầu khí vào loại trung bình đứng hàng thứ khu vực (sau Indonesia Malaysia) Năng lực sản xuất khí Việt Nam Hoạt động khai thác KTN 7/1981 từ sau 1995 có qui mơ cơng nghiệp đáng kể với việc thu gom khí đồng hành từ mỏ dầu Bể trầm tích Cửu Long đưa vào khai thác khí Bể Nam Cơn Sơn (NCS), Malay- Thổ Chu (MLTC) khơi khu vực Nam Bộ Năm 2008, tổng sản lượng KTN thu gom đưa vào bờ 20 triệu m3/ngày đêm (hơn 7,3 tỷ m3/năm), với cấu cung cấp theo Bể sau: − Bể Nam Côn Sơn (mỏ Lan Tây, Rồng Đôi/Rồng Đôi Tây): 70,4% − Bể Cửu Long (mỏ Bạch Hổ, Rạng Đông): 18,4% − Bể Malay-Thổ chu (các mỏ lô PM3_CAA, Cái Nước): 11,1% − Bể Sông Hồng (mỏ Tiền Hải C, D14-STL & ĐQ-D): 0,1% Xét cho giai đoạn 1981-2008, bể NCS nơi cung cấp tổng sản lượng KTN nhiều (49,1%), tiếp đến bể CL 45,8%; bể MLTC 3,6% (việc thu gom KTN 4/2007) cuối bể Sông Hồng (SH) 1,5% KTN khai thác từ mỏ nhỏ khu vực ĐBSH Sản lượng thu gom KTN cộng dồn đến cuối năm 2008 đạt 42,53 tỷ m3 khoảng 10% sản lượng KTN khai thác sử dụng mỏ cho quy trình cơng nghệ bị đốt bỏ việc đầu tư hệ thống thu gom không hiệu (như mỏ Rồng, Hồng Ngọc, Đại Hùng ) Chi tiết sản lượng khai thác, thu gom KTN cộng dồn bể trầm tích Việt Nam tính đến cuối năm 2008 tổng hợp Bảng 0.1 Hình 0.1 Bảng 0.1 Tổng sản lượng khí khai thác từ bể trầm tích Hình 0.1 Biểu đồ sản lượng mỏ khí đến năm 2008 So với loại nhiên liệu sơ cấp khai thác nước dầu thơ, than đá, thủy điện, KTN có tốc độ tăng trưởng sản lượng cung cấp cao (trung bình 26,3%/năm giai đoạn 2002- 2008), tỉ lệ đóng góp KTN tổng sản lượng nhiên liệu sơ cấp sản xuất nước tăng nhanh, từ 1,6% năm 1995 lên 8,1% năm 2000 khoảng 15% năm 2008 96 Bảng 4.7: Thành phần khí lô 05.2&05.3 sau hạ điểm sương Thành phần Mol% Mol% (dewpointed) Mol Weight Liquid density kg/m3 CO2 2.14 2.32 28.014 N2 0.13 0.12 44.01 C1 85.66 87.23 16.043 C2 5.48 5.37 30.07 C3 3.11 2.93 44.097 iC4 0.73 0.62 58.124 nC4 1.02 0.74 58.124 iC5 0.39 0.22 72.151 nC5 0.29 0.14 72.151 C6 0.27 0.17 86.178 0.664 C7plus(1) 0.68 0.15 106.81 747.4 C7plus(2) 0.1 0.0002 186.57 824.2 Hình 4.4 Giản đồ pha lưu chất mỏ Hải Thạch – Mộc Tinh chưa xử lý xử lý Giống mỏ Lan Tây áp suất Dinh Cố 57 bar 70 bar có lượng lớn chất lỏng hình thành 97 Chưa xử lý Đã hạ điểm sương Nhiệt độ áp suất Dinh Cố Hình4.5: giản đồ pha sản phẩm lô 05.2&05.3 trước sau xử lý 4.5.2 Lưu lượng trạng thái dòng chảy giải pháp: Đối với nghiên cứu này, lưu lượng tối đa cho block 06.1 11.2 giả định tương ứng 356 175 MMscfd (10 MMscmd) phần cơng suất cịn lại đường ống sử dụng để khai thác block 05.2&05.3 Do sản lượng block 05.2&05.3 phụ thuộc vào khả tăng công suất giải pháp mức độ gia tăng công suất đường ống đánh giá khả gia tăng vận chuyển khí Lơ 05.2&05.3 Trong mơ hình, lưu chất đưa vào đường ống với lưu lượng khối không đổi Nhiệt độ đầu vào giả định 70oC, 60oC 42 °C tương ứng cho block 06.1, 11.2, 05.2&05.3 Điều kiện dòng vào mỏ giả định bảng đính kèm: 98 Bảng 4.8: Lưu lượng khối nhiệt độ đường ống xuất mỏ Nguồn 4.5.3 Lưu lượng khối Nhiệt độ đường ống xuất (kg/s ) (°C) Block 6.1 27.31 70 Block 11.2 28.13 60 Block 5.2 29.15 42 Hệ số giao động (swing) theo ngày: Đường ống NCSP vận hành với mức ấn định khác theo ngày thể hệ số swing ngày Hệ số swing sản lượng hàng ngày cập nhật vào mơ hình thơng qua lượng khí hộ tiêu thụ lấy Dinh Cố Hệ số swing theo ngày biểu thị sơ đồ sau: Hình 4.6: Lưu lượng thay đổi theo ngày (hệ số swing) 4.6 4.5.1 Kết Phương án sở Hiện nay, đường ống NCSP hoạt động với áp suất đầu vào tối đa (ở Lan Tây) 157 bar slugcatcher tối thiểu 70 bar Đối với trường hợp ước tính lưu lượng đỉnh đường ống 20,5 MMscmd – gồm 10 MMscmd Lan Tây, MMscmd từ Rong Doi MMscmd 5,5 từ HT-MT Đối với trường hợp dòng chảy ổn định giới hạn lưu lượng 20 MMscmd Với biểu đồ áp suất lượng khí lấy theo swing ngày hình vẽ 4.6 99 P LT dòng vào ổn định P LT có swing 20.5 MMscmd 20 MMscmd Lấy khí ổn định Lấy khí có swing ngày đêm Áp suất Dinh Cố (dòng chủy ổn định) Áp suất Dinh Cố có swing Hình 4.7: Sự thay đổi lưu lượng, áp suất theo ngày 4.5.2 Nhóm biện pháp thứ nhất: Thay đổi điều kiện biên Bảng 4.8 tóm tắt thay đổi khả vận chuyển đường ống với giá trị áp suất đầu vào đường ống NCS cao giá trị áp suất thấp Slugcatcher 100 Bảng 4.8: ảnh hưởng giới hạn biên lượng khí vận chuyển Phần khí HT-MT (a) P Dinh Cố (b) P Lan Tây barg vận chuyển (Áp suất Lan Tây tối (Áp suất Dinh Cố tối thiểu =70 bar) (MMscmd) đa 157 bar) 5.5 70 157 6.5 60 162 48 165 7.5 35 168 171 8.5 17 177 Hình 4.7 4.8 thể thay đổi áp lực đầu vào đường ông NCS áp lực Dinh Cố theo phương án 1(A) phương án 1(B) Qua sơ đồ ta thấy mức độ gia tăng khả vận chuyển đường ống giá trị giảm áp suất khác Dinh Cố giá trị tăng khác đầu vào đường ống NCSP Từ sơ đồ ta nhận xét: để khả vận chuyển tăng tương đương địi hỏi giá trị áp suất giảm đầu vào Slugcatcher lớn so với tăng áp suất đầu vào đường ống Điều cho khí giãn nở điều kiện áp làm việc thấp lớn dẫn đến áp suất giảm nhiều hệ thống đường ống 101 Áp suất Lan Tây Áp suất Dinh Cố lưu lượng 6.5 MMscmd Áp suất Dinh Cố lưu lượng MMscmd Áp suất Dinh Cố lưu lượng 75 MMscmd MMscmd Hình 4.8: Ảnh hưởng áp suất Dinh Cố với khả vận chuyển(với áp suất Lan Tây 157 barg) Áp suất đầu vào Lan Tay MMscmd MMscmd MMscmd MMscmd MMscmd MMscmd HT-MT=9 HT-MT=8.5 HT-MT=8 HT-MT=7.5 HT-MT=7 HT-MT=6.5 inlet pressure Áp suất Dinh Cố Hình 4.9: Ảnh hưởng áp suất Lan Tây tới khả vận chuyển (áp suất Dinh Cố tối thiểu 70 barg) Hình 4.9 so sánh chu kỳ áp suất với giá trị giả định lượng khí vận chuyển HT-MT MMscmd cho trường hợp dòng chảy ổn định dòng chảy thay đổi 102 theo swing ngày đêm.Trong hai trường hợp áp slugcatcher giữ mức thấp để Ở thấy áp suất khác biệt trường hợp dịng chảy ổn định dịng chảy có ảnh hưởng bới swing lớn ảnh hưởng tượng khí giãn nở đường ống Lưu lượng khí Dinh cố dòng chảy ổn định Lưu lượng khí Dinh cố có swing Áp suất Lan Tây có swing Áp suất Dinh cố có swing Áp suất Dinh cố dịng chảy ổn định Hình 4.10: Sự biến đổi áp suất Dinh Cố với lưu lượng Hải Thạch – Mộc Tinh Mscmd (áp suất đầu vào Lan Tây = 157 bar) Áp suất Lan Tây (bar) 103 Cơng suất tăng thêm (MMscfd) Hình4.11: Sự thay đổi công suất đường ống theo áp suất Lan Tây 4.5.3 Nhóm giải pháp thứ 2: thay đổi thành phần lưu chất Bảng 12 tóm tắt biến đổi công suất đường ống với phương án thay đổi thành phần chất lưu khác nhau: − Chất lỏng tự tách khỏi lưu chất mỏ Lan Tây − Hạ điểm sương khí Lan Tây HT-MT trước đưa vào vào NCSP − Hạ điểm sương HT-MT tách thành phần lỏng tự khỏi lưu chất Lan Tây trước đưa vào đường ống − Hạ điểm sương đảm bảo tất khí đưa vào đường ống đạt tiêu chuẩn thương mại − Vận chuyển pha giảm áp suất slugcatcher đến 60 bar Từ bảng cho thấy việc tách chất lỏng tự Lan Tây có lợi trường hợp áp suất tách giảm đến 100 bar Với việc tách chất lỏng tự áp suất 157 bar nâng công suất vận chuyển lên 0.1 MMscmd lượng lỏng tách áp suất nhỏ 104 Bảng 4.9: Sự thay đổi công suất đường ống giải pháp nhóm Biện pháp Phần khí HT-MT vận chuyển (MMscmd) (a) Tách chất lỏng tự Lan Tay áp suất157 barg 5.6 Tách chất lỏng tự Lan Tây áp suất 100 barg 6.6 (b) Hạ điểm sương Lan Tây HT-MT áp suất Dinh Cố tối thiểu 70 barg Hạ điểm sương Lan Tay HT-MT áp suất tối thiểu Dinh Cố 57 barg (c) Hạ điểm sương HT-MT tách chất lỏng tự Lan Tây (áp suất tách 100 barg) áp suất Dinh Cố tối thiểu 70 barg d) Hạ điểm sương tất lưu chất đưa vào đường ống 7.6 8.3* 7.4 7.7 Khi hạ điểm sương lưu chất mỏ Lan Tây HT-MT, hiệu cao đáng kể so với tách chất lỏng tự Khi làm giảm áp lực Slugcatcher đến mức 57 barg, lượng khí HT-MT vận chuyển tăng lên đến MMscmd Tuy nhiên, giả định rằng, áp lực tối thiểu giảm đến 57 barg khơng thực tế số lượng chất lỏng tồn đường ống hoạt động áp suất thấp Hình 10 thể thay đổi lượng lỏng đường ống theo swing ngày Đối với trường hợp slugcatcher giữ tối thiểu mức 70 barg, việc hạ điểm sương Lan Tây HT-MT hiệu so với trường hợp tách lỏng tự Lan Tây Trong trường hợp lưu lượng HT-MT đạt tới 7.5 MMscd Trong thực tế, với mỏ hoạt động Lan Tây việc dừng sản xuất để nâng cấp thiết bị nhằm hạ điểm sương không thực tế khơng kinh tế Vì vậy, hạ điểm sương HT-MT loại bỏ chất lỏng tự Lan Tây xem xét cơng suất HT-MT tăng lên tới 7,4 MMscmd 105 Lượng chất lỏng tồn đường ống Áp suất Dinh Cố Hình 4.12: Sự thay đổi lượng chất lỏng đường ống áp suất Dinh Cố áp suất Dinh Cố giảm đến 57 barg 4.5.4 Nhóm giải pháp: Thay đổi hệ thống đường ống NCS Bảng 4.10 tóm tắt gia tăng công suất đường ống trường hợp: (a) Lắp đường thẳng song song thứ hai cài đặt cho 175 km cuối NCSP (b) Lắp máy nén biến vị trí cách slugcatcher 175 km phía thượng lưu Do hai phương án địi hỏi chi phí cao, tính khả thi khơng cao nghiên cứu dừng lại mức nghiên cứu sơ hai lựa chọn xem xét trường hợp sản lượng ổn định khơng có swing ngày 106 Bảng 4.10: Khả gia tăng cơng suất với nhóm giải pháp Biện pháp thực Phần khí HT-MT vận chuyển (MMscmd) (A) Lắp nhánh phụ 11 (B) Lắp thêm máy nén 11 Hình 4.12 cho thấy kết trường hợp (A), minh họa áp suất từ Lan Tây đến Wye, Rong Doi đến Wye, Wye đến điểm chia nhánh từ điểm chia đến Dinh Cố Ở đây, điểm chia nhánh hiểu điểm dịng chảy chia làm phần chạy song song với Hình cho thấy tác dụng đường ống thứ hai với gradient áp suất cho 175 KM cuối giảm đáng kể so với 125 km đầu Rồng Đôi đến Wye Lan Tây đến Wye Wye đến đoạn rẽ nhánh Đoạn rẽ nhánh đến Dinh Cố Hình4.13: Profile áp suất đoạn đường ống trường hợp (A) Nhìn chung, điều hành hệ thống looped gây vấn đề ổn định dịng chảy đa pha Nó không phương án lựa chọn, thực tế Hiện tượng dòng chảy đa pha chia cho hai đường song song - tượng mà mơ hình khơng thể nắm lường trước Điều làm chất lỏng tích tụ nhiều nhánh ống so với nhánh dẫn đến điều kịch tồi tệ hơn, hiệu ứng khí áp kế, khí chảy theo đường ống, đường ống lại chứa đầy 107 chất lỏng để cân áp suất Nhánh ống đầy chất lỏng đến lúc đẩy toàn chất lỏng ống slugcatcher gây tải cho slugcatcher Khi chất lỏng nhánh đẩy khí lấp đầy vào nhánh nhánh cịn lại lại tiếp tục tích tụ lỏng dẫn đến chu kỳ tích tụ hệ thống làm việc không ổn định Lan Tay đến Wye Wye đến máy nén Máy nén đến Dinh Cố Nâng thêm 80 bar Hình 4.14 Profile áp suất đoạn đường ống trường hợp (B) Đối với trường hợp này, công suất HT-MT đạt đến 11 MMscmd với áp lực đầu vào máy nén 70 bar Biểu đồ cho thấy để tăng công suất HT-MT đến 11 MMscmd máy nén tắng áp cần tăng áp suất đường ống từ 70 lên 152 bar Nếu vị trí máy nén biến tối ưu hóa, khả vận chuyển đường ống tăng 4.7 Nhận xét − Công suất đỉnh điểm đường ống với thay đổi mức tiêu thụ ngày đêm tính 0.5 MMscmd cao so với trường hợp chảy ổn định có giãn nở khí đường ống (line pack) − Dịng chảy ổn định cho tổng cơng suất vận chuyển ngày cao nhất, swing theo ngày đêm cho khả vận chuyển thời điểm cao 108 Kết khả vận chuyển tối đa đường ống dẫn NCSP − với cấu (khơng thay đổi cấu hình) với lựa chọn nâng cơng suất khác Tổng khả vận chuyển Phần khí HT-MT vận chuyển (MMscmd) (MMscmd) 20 21.5 6.5 Đặt máy nén Dinh Cố với áp suất đến nhà máy 35 Barg 22 Nâng áp suất làm việc đường ống hệ thống thiết bị liên quan đến 166 Barg 22 Tách thành phần lỏng tự Lan Tây chuyển tàu chứa 21.6 6.6 22.6 7.6 22.7 7.7 21.5 6.5 Hạ nhiệt độ điểm sương mỏ HT-MT tách phần lỏng tự lưu chất mỏ Lan Tây 22.4 7.4 Đặt trạm tăng áp tuyến ống 26 11 Lắp thêm tuyến ống phụ 26 11 Giữ nguyên trạng Làm lạnh khí Dinh Cố với thiết bị làm lạnh, áp suất khí đến slug catcher 60 Barg Hạ nhiệt độ điểm sương lưu chất mỏ Lan Tây mỏ Hải Thạch – Mộc Tinh Hạ nhiệt độ điểm sương lưu chất mỏ Lan Tây, Rồng Đôi, Hải Thạch – Mộc Tinh Chỉ hạ nhiệt độ điểm sương mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh 109 KẾT LUẬN Việc vận chuyển khí đường ống hai pha từ mỏ vào bờ giúp giảm đáng kể chi phí đầu tư cho phát triển mỏ (không cần lắp thiết bị tách, tàng trữ xuất bán thành phần lỏng) Tuy nhiên, ưu điểm vận chuyển khí hai pha có phức tạp q trình vận hành (phải kiểm sốt mức độ tạo thành pha lỏng lượng chất lỏng tồn đường ống) chi phí đầu tư cho đường ống hai pha cao so với đường ống pha (cùng kích thước đường ống khả vận chuyển đường ống pha cao khả vận chuyển đường ống pha) So với việc vận chuyển khí đường ống pha, việc vận chuyển đường ống pha phức tạp nhiều, có nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến khả vận chuyển đường ống (mức độ trênh áp suất điểm đầu điểm cuối, nhiệt độ đường ống đặc biệt quan trọng thành phần chất lưu vận chuyển) Với thành phần chất lưu vận chuyển khác thời điểm lượng chất lỏng tạo thành đường ống khác dẫn đến tổn thất thủy lực khác ảnh hưởng đến khả vận chuyển đường ống Nghiên cứu đường ống vận chuyển khí pha NCSP cho thấy có nhiều giải pháp khác để nâng cao lực hiệu vận chuyển khí đường ống Trong nhóm giải pháp thay đổi hệ thống đường ống NCSP (nhóm 3) làm tăng cơng suất đường ống nhiều tăng MMscmd Tuy nhiên, để thực nhóm giải pháp phức tạp với chi phí tốn phải dừng sản xuất toàn hệ thống đường ống giải pháp khó khả thi Tương tự nhóm giải pháp 3, giải pháp liên quan đến hạ nhiệt độ điểm sương lưu chất mỏ Lan Tây khó khả thi phải dừng sản xuất thời gian dài để lắp đặt thiết bị Vì nhóm giải pháp thay đổi điều kiện biên tách phần lỏng tự lưu chất mỏ Lan Tây có tính khả thi Với kết nghiên cứu kết luận cần nghiên cứu chi tiết để so sánh giải pháp nhóm nhóm (2(A) 2(C)) hiệu kinh tế kỹ thuật để lựa chọn giải pháp nâng cao lực vận chuyển đường ống NCSP phù hợp 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Lê Xuân Lân (2005), Giáo trình thu gom, xử lý Dầu –Khí – Nước, trường Đại Học Mỏ Địa Chất - Lê Xuân Lân (1998), Lý thuyết khai thác tài nguyên lỏng khí, Đại học Mỏ - Địa chất - Kế hoạch phát triển mỏ Lan Tây Lô 06-1 - Kế hoạch phát triển mỏ Hải Thạch – Mộc Tinh Lô 05-2, 05-3 (2010) - Michael J Economides (1994), Petroleum Production Systems PTR Prentice Hall - A.P SZILAS (1985), Production and Transport of Oil and Gas, Akademiai Kiado Budapest - Tarek Ahmed (1989), Hydrocacbon Phase Behavior - Alidanesh (1998), PVT and Phase behavior of petroleum reservoir fluids - BP (2007), NCSP debottlenecking study ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT VŨ ĐÀO MINH NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO NĂNG LỰC VÀ HIỆU QUẢ VẬN CHUYỂN KHÍ HAI PHA Chuyên ngành: Kỹ thuật khoan, khai thác cơng nghệ dầu khí. .. trình vận chuyển khí − Muối hồ tan, muối kết tủa giải pháp ngăn ngừa − Các nút chất lỏng, rắn giải pháp ngăn ngừa − Trở ngại vận chuyển khí hai pha Chương 4: Giải pháp nâng cao lực vận chuyển. .. giải pháp để nâng cao lực vận chuyển đường ống pha áp dụng cho đường ống cụ thể Đối tượng phạm vi nghiên cứu: − Đối tượng nghiên cứu:  Nghiên cứu hình thành pha lỏng q trình vận chuyển khí pha