Nghiên cứu các yếu tố ảnh hởng đến khả năng làm việc của các hệ thống máy bơm điện chìm ly tâm khai thác dầu ở mỏ rồng và đề xuất các biện pháp khắc phục

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT TRỊNH HOÀNG LINH NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CÁC HỆ THỐNG MÁY BƠM ĐIỆN CHÌM LY TÂM KHAI THÁC DẦU Ở MỎ RỒNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2007 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT TRỊNH HOÀNG LINH NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CÁC HỆ THỐNG MÁY BƠM ĐIỆN CHÌM LY TÂM KHAI THÁC DẦU Ở MỎ RỒNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị mỏ, dầu khí Mã số: 60.52.12 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS -TS Nguyễn Đức Sướng HÀ NỘI – 2007 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Trịnh Hồng Linh     MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan ………………………………………………………… Mục lục ……………………………………………………………… Danh mục bảng ………………………………………………… Danh mục hình vẽ, đồ thị ………………………………………… MỞ ĐẦU …………………………………………………………… Chương 1.TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BƠM ĐIÊN CHÌM LY TÂM KHAI THÁC DẦU VÀ THỰC TẾ SỬ DỤNG TẠI MỎ BẠCH HỔ VÀ MỎ RỒNG THUỘC 12 XNLD“VIETSOVPETRO” 1.1 Các phương pháp khai thác cơng nghiệp khai thác dầu khí 12 1.2 Đặc điểm hệ thống máy bơm điện chìm ly tâm khai thác dầu, kết cấu nguyên lý làm việc…………………………………………… 22 1.3 Ứng dụng hệ thống bơm điện chìm ly tâm vào cơng nghiệp khai thác dầu khí giới……………………………………………….… 35 1.4 Đặc điểm khai thác dầu khí XNLD “Vietsovpetro”……………… 36 1.5 Thực tế sử dụng hệ thống bơm điện chìm ly tâm mỏ Bạch Hổ mỏ Rồng……………………………………………………………… 37 Chương NGHIÊN CỨU VÀ XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA BƠM ĐIỆN CHÌM LY TÂM KHAI THÁC DẦU TẠI MỎ RỒNG 40 2.1 Phương pháp xây dựng đường đặc tính lý thuyết máy bơm ly tâm khai thác dầu……………………………………………………….… 41 2.2 Các phương pháp xây dựng đường đặc tính máy bơm ly tâm khai thác dầu thực nghiệm ……………………………………………… 2.3 Những hỏng hóc thường gặp thực tế sử dụng máy bơm ly     56 tâm khai thác dầu (ESPs) XNLD “Vietsovpetro”…… ………… 61 2.4 Xác định thành phần hỗn hợp dung dịch vỉa mỏ Rồng (thực nghiệm) Các điều kiện nhiệt độ, áp suất vỉa…………………… 61 2.5 Ảnh hưởng nhiệt độ lưu chất vỉa đến hoạt động bơm ……… 63 2.6 Nghiên cứu phân tích ảnh hưởng khí đồng hành …………… 64 2.7 Nghiên cứu phân tích ảnh hưởng thành phần Paraffin đến hoạt động bơm…………………………… ………………………… 67 2.8 Nghiên cứu phân tích ảnh hưởng thành phần cát hỗn hợp dung dịch vỉa đến khả làm việc hệ thống bơm tuổi thọ học chúng…………………………… …….…….…….……… 68 2.9 Nghiên cứu mối quan hệ P-Q thực tế (đường đặc tính máy bơm ly tâm) điều kiện lưu chất mỏ Rồng…….…….………….…… 72 Chương CÁC GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG VÀ TĂNG TUỔI THỌ CỦA HỆ THỐNG BƠM ĐIỆN CHÌM LY TÂM KHAI THÁC DẦU TẠI MỎ RỒNG- XNLD “VIETSOVPETRO” 82 3.1 Nhóm giải pháp liên quan đến kết cấu thiết bị ……………… 82 3.2 Nhóm giải pháp kỹ thuật- cơng nghệ…………….……….… 83 3.3 Giải pháp chọn lựa thông số kỹ thuật bơm……… ………… 83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ………………………………… 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………… 87     DANH MỤC CÁC BẢNG Số bảng Tiêu đề bảng Trang Bảng 1.1 Số liệu khai thác dầu CHLB Nga năm 2006 18 Bảng 1.2 Tổng hợp giếng khai thác dầu khí XNLD 36 “Vietsovpetro” Bảng 1.3 Thống kê tình hình sử dụng hệ thống bơm điện chìm ly 37 tâm khai thác dầu mỏ Bạch Hổ mỏ Rồng- XNLD “Vietsovpetro” Bảng 2.1 Thành phần dung dịch vỉa giếng thuộc mỏ Rồng 62 Bảng 2.2 Thông số làm việc giếng mỏ Rồng 62 Bảng 2.3 Bảng tổng hợp thông số khai thác hệ thống bơm 73 điện chìm ly tâm khai thác dầu (ESPs) RP-1 (mỏ Rồng) Bảng 2.4 Kết thực nghiệm giếng 108, 117 mỏ Rồng 76 Bảng 2.5 Kết tính tốn từ thực nghiệm thơng số giếng 108 76 Bảng 2.6 Kết tính tốn từ thực nghiệm thông số giếng 117 76 Bảng 2.7 Kết thực nghiệm giếng 105, 110 mỏ Rồng 78 Bảng 2.8 Kết tính tốn từ thực nghiệm thông số giếng 105 79 Bảng 2.9 Kết tính tốn từ thực nghiệm thơng số giếng 110 79     DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hình Tên hình vẽ đồ thị Trang Hình 1.1 Sơ đồ đầu giếng khai thác tự phun- ống nâng 13 Hình 1.2 Kết cấu hệ thống gaslift 14 Hình 1.3 Hệ thống bơm piston cần (Rod-Type Pumping System) 19 Hình 1.4 Sơ đồ cấu trúc hệ thống bơm điện chìm ly tâm 24 Hình 1.5 Bơm có cánh tạo dịng hướng kính - Radial Flow 26 Hình 1.6 Bơm có cánh tạo dịng hỗn lưu (cánh nghiêng)- mixed flow 26 Hình 1.7 Profile cánh bơm tạo dịng hướng kính- radial flow 26 Hình 1.8 Profile cánh bơm tạo dòng hỗn lưu (cánh nghiêng)- mixed 26 flow Hình 1.9 Thiết bị đầu vào tiêu chuẩn 27 Hình 1.10 Thiết bị đầu vào (Gas Separator dạng quay) 27 Hình 1.11 Thiết bị bảo vệ dạng tiêu chuẩn 29 Hình 1.12 Thiết bị bảo vệ phức hợp 29 Hình 1.13 Thiết bị bảo vệ dạng phức hợp 2-4 khoang 29 Hình 1.14 Motor ngầm kết nối với cáp nguồn 31 Hình 1.15 Tầng Motor trung gian- Center Motor Tandem 31 Hình 1.16 Biểu đồ tương quan số lượng giếng khai thác XNLD 37 “Vietsovpetro” Hình 1.17 Biểu đồ tương quan sản lượng khai thác phương 37 pháp khác XNLD “Vietsovpetro” Hình 2.1 Sơ đồ di chuyển dung dịch lỏng- khí qua profile cánh bơm 41 Hình 2.2 Tam giác vận tốc pha hỗn hợp đầu vào khỏi cánh 43 bơm Hình 2.3 Đường đặc tính lý thuyết bơm ly tâm 55 Hình 2.4 Sơ đồ thực nghiệm xác định đường đặc tính thực tế máy 58     Số hình Tên hình vẽ đồ thị Trang bơm điện chìm ly tâm khai thác dầu Hình 2.5 Khí đồng hành bị đốt bỏ mỏ dầu 64 Hình 2.6 Đường đặc tính P-Q thực tế máy bơm ESP giếng 108, 77 117 RP1 Hình 2.7 Đường đặc tính P-Q thực tế máy bơm ESP giếng 105, 110 RP1     80 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện XNLD “Vietsovpetro” khai thác dầu khí mỏ Bạch Hổ Rồng Qua thời gian dài khai thác từ năm 1986 đến nay, trữ lượng mỏ giảm đáng kể, theo Sơ đồ công nghệ mỏ, giai đoạn khai thác “đỉnh“ mỏ qua, vào năm 2002-2003 tổng sản lượng dầu khai thác đạt 13,5 triệu Cùng với giảm sản lượng, thông số mỏ giảm mà đặc trưng áp suất vỉa giảm dẫn đến khả khai thác tự phun thực dẫn đến phải sử dụng phương pháp khai thác học Ngoài việc cố gắng trì áp suất vỉa cách bơm ép nước áp suất cao vào vỉa, XNLD “Vietsovpetro” sử dụng hệ thống Gaslift (đưa nguồn khí đồng hành áp suất cao xuống giếng làm giảm tỷ trọng dung dịch vỉa đưa cột chất lỏng lên miệng giếng để khai thác) hệ thống bơm điện chìm ly tâm (Electric Submersible Pumps- hay UESN theo tiếng Nga) Hệ thống bơm điện chìm thả trực tiếp xuống giếng bơm dung dịch vỉa lên để khai thác Đây phương pháp khai thác dầu sử dụng rộng rãi giới có hiệu cao Ở CHLB Nga có tới 60% sản lượng dầu khai thác nhờ hệ thống bơm chìm ly tâm Tại XNLD “Vietsovpetro” sử dụng hệ thống bơm điện chìm cho số giếng mỏ Bạch Hổ mỏ Rồng Đặc biệt mỏ Rồng dầu có khối lượng riêng lớn, áp suất vỉa thấp nên hầu hết giếng giàn Rồng 1- RP-1 sử dụng hệ thống bơm điện chìm ly tâm Tuy nhiên dầu thơ mỏ Rồng có nhiều thành phần Paraffin cát với ảnh hưởng đáng kể yếu tố nhiệt độ lưu chất, tỷ lệ khí đồng hành dầu số yếu tố liên quan khác ảnh hưởng lớn đến khả làm việc bơm; nhiều trường hợp bơm bị kẹt, cháy phải thay sau thời gian ngắn làm việc Việc thay bơm lại địi hỏi chi phí cao: riêng đội sửa chữa giếng kéo thả ống nâng khai thác 3000-4000 mét cần phí khoảng 50.000-60.000 USD,     hệ thống bơm đắt tiền: 250.000- 300.000 USD/ 01 bơm, chưa tính đến việc giảm sản lượng khai thác dầu Do nhu cầu cần thiết XNLD “Vietsovpetro” phải nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến làm việc hệ thống bơm điện chìm ly tâm khai thác dầu mỏ Rồng nhằm tìm cách đảm bảo khả làm việc theo thiết kế thiết bị, giảm chi phí đảm bảo sản lượng khai thác dầu Mục tiêu nghiên cứu luận văn Mục tiêu luận văn nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đầu vào bơm như: nhiệt độ, thành phần khí, thành phần paraffin cát hỗn hợp dung dịch vỉa đến thông số làm việc máy bơm, đến đường đặc tính bơm tuổi thọ hệ thống máy bơm điện chìm ly tâm sử dụng mỏ Rồng thuộc XNLD “Vietsovpetro” đề xuất biện pháp khắc phục ảnh hưởng này; đồng thời đưa sở cho việc chọn loại bơm phù hợp điều kiện vận hành mỏ Rồng Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động hệ thống máy bơm điện chìm ly tâm khai thác dầu, phạm vi giếng khai thác dầu mỏ Rồng thuộc Xí nghiệp Liên doanh dầu khí “Vietsovpetro” Nội dung nghiên cứu - Xác định, nghiên cứu phân tích ảnh hưởng yếu tố liên quan đến trình làm việc hệ thống bơm điện chìm ly tâm khai thác dầu mỏ Rồng, như: o nhiệt độ lưu chất vỉa o khí đồng hành     74 Để xác định mức độ ảnh hưởng yếu tố liên quan đến hoạt động máy bơm, tiến hành xây dựng đường đặc tính thực tế máy bơm lắp đặt giếng khác nhau, chọn “cặp” máy bơm làm việc giếng khác có hầu hết thơng số kỹ thuật điều kiện vỉa tương đối giống nhau, có thay đổi yếu tố nghiên cứu Cụ thể, từ bảng tổng hợp thông số khai thác bơm điện chìm ly tâm (ESPs) mỏ Rồng- bảng 2.3 chọn “cặp” nghiên cứu sau: - giếng 108 117- xem xét đánh giá ảnh hưởng thành phần paraffin hỗn hợp dung dịch vỉa đến hoạt động bơm - giếng 105 110- xem xét đánh giá ảnh hưởng thành phần khí đồng hành hỗn hợp dung dịch vỉa đến hoạt động bơm 2.9.1 Xây dựng phân tích đường đặc tính P-H thực tế máy bơm ESP lắp đặt giếng thuộc giàn RP-1, ảnh hưởng thành phần paraffin lưu chất đến hoạt động bơm Theo Bảng 2.3, nhận thấy thông số vỉa giếng 108, 117 tương tự ( % cát: 0.03-0.04 0.025-0.035; tỷ suất khí dầu 22-57 22-53, độ nhớt tương tự…), có hàm lượng paraffin dầu giếng 117 cao so với giếng 108: 15.91-18.50% theo khối lượng so với 12.60-14.29% - hay cao từ 27 đến 29% Bằng thực nghiệm xây dựng đường đặc tính thực tế máy bơm để xác định mức độ ảnh hưởng thành phần paraffin đến hoạt động bơm (các thông số làm việc bơm) Trong đó: - Tồn giếng mỏ Rồng lắp đặt loại bơm TD450 hãng ESP (USA) sản xuất, có kết cấu hệ thống bơm thông số kỹ thuật hoàn toàn tương đương     75 - Các giếng lắp bơm điện chìm ly tâm số 108,117 sử dụng ống nâng khai thác 2-3/8” (60,3 mm) Các thông số máy bơm: - Bơm TD 450- hãng ESP –USA sản xuất: tầng bơm, 404 tầng cánh (193+211) - Lưu lượng tối ưu Q=300-450 BPD (46-73m3/ngày đêm) -Cột áp max: H=2424m - Motor: 1007V,50Hz, 41.5 HP, Inom-27A, 2917v/phút - Đồng với Bộ đo áp suất, nhiệt độ đầu vào máy bơm; thiết bị bảo vệ motor, motor, gas separator, tầng bơm Bơm, gas separator có bạc trục vật liệu chống mài mòn Để xây dựng đường đặc tính thực tế máy bơm sử dụng phương pháp thực nghiệm trình bày tiểu chương 2.2 Trong đó, để thu thập số liệu áp suất đầu máy bơm, sử dụng áp kế đo sâu loại AMERADA RPG-3 GAUGE ( USA chế tạo) loại thiết bị thường dùng XNLD “Vietsovpetro” để khảo sát điều kiện áp suất giếng khai thác Thơng số kỹ thuật áp kế sâu: - Đường kính: 3.175mm (1 ¼”) - Chiều dài ( để đo áp suất nhỏ 4500PSI): 185cm - Trọng lượng: 6.8 kg - Nhiệt độ làm việc lớn nhất: 700oF (371oC) - Dải đo: từ 0-800PSI đến 0-30.000PSI - Độ xác, % so với dải đo: 0.2% Áp kế sâu đo áp suất đầu máy bơm thả xuống vị trí lắp van chiều hệ thống thiết bị ngầm (thông thường van chiều lắp cách đầu máy bơm 01 ống khai thác- 9.5m) Kết đo thể bảng 2.4 đây:     76 Bảng 2.4 Kết thực nghiệm giếng 108, 117 mỏ Rồng Các thơng số làm việc trước thí nghiệm Giếng Q % Pm, I, A U,V giếng, nước bar m3/ngđ 108 10 10.1 5.5 24 1007 Thời gian ổn định Pm(t), 13 Các thông số xác định sau t Pm, I,A U,V Q giếng, bar m3/ngđ 40.5 20.3 1010 117 14 22 19.2 6.0 22 1007 39.5 20 1009 Kết đo áp suất đường máy bơm áp suất miệng giếng từ thời điểm đóng van đường ghi lại với kết tính tốn sau- số đo ghi nhận sau phút kể từ đóng van đường ra: Bảng 2.5 Kết tính tốn từ thực nghiệm thông số giếng 108 t, phút 10 12 13 Ghi Pm, bar 8.6 14.6 18.3 24.4 28.8 32.2 36 Áp kế lắp miệng giếng Pb,bar 140 184 202 211 215 219 220 RPG-3 GAUGE ΔP= Pb(t)- 131.4 169.4 183.7 186.6 186.2 186.8 184 37.00 23.85 17.24 13.14 10.49 7.40 Pm(t), bar Q, m3/ngđ 8.77 Bảng 2.6 Kết tính tốn từ thực nghiệm thông số giếng 117   t, phút 10 12 14 Ghi Pm, bar 8.2 14.4 17.8 24.1 28.0 31.8 36.0 Pb,bar 124.0 172.0 192.0 202.0 207.0 210.0 212.0 Áp kế lắp miệng giếng RPG-3 GAUGE ΔP= Pb(t)Pm(t), bar Q, m3/ngđ 115.8 157.6 174.2 177.9 179.0 178.2 176.0 32.26 21.95 16.18 12.39   9.97 8.27 7.54 77 Trong đó, sử dụng cơng thức tính tốn trình bày tiểu chương 2.2: ΔP= Pb(t)- Pm(t) ∆ ∆ ∆ + g=9.81m/s2; P- độ chênh áp suất, bar; t-thời gian, phút /4= 28.54cm2 + giếng sử dụng ống nâng 2-3/8” (60.3mm); + Khối lượng riêng dung dịch vỉa điều kiện vỉa (theo Báo cáo Đề tài nghiên cứu khoa học Viện nghiên cứu khoa học thiết kế XNLD “Vietsovpetro” – NIR III.2 – Phân tích tình trạng khai thác mỏ Bạch Hổ mỏ Rồng- dựa kết đo khảo sát địa vật lý giếng khoan tập hợp Bảng 2.3): -Giếng 108: ρhh = 0.744 kg/cm3 - Giếng 117: ρhh = 0.752 kg/cm3 Từ kết đo tính tốn, xây dựng đường đặc tính P-Q thực tế máy bơm: Hình 2.6 Đường đặc tính P-Q thực tế máy bơm ESP giếng 108, 117 RP1 250 P, Bar 200 150 100 1: P‐Q(Standard) 2: P‐Q(Fluid‐W108) 50 3: P‐Q (Fluid‐W117) 0 20 40 60 80 Dải làm việc tối ưu Q, m3/ngđ   100   78 Từ đường đặc tính thực tế máy bơm lắp đặt giếng 108 117 rút số nhận xét sau: - Do ảnh hưởng paraffin hỗn hợp dung dịch vỉa, cột áp thực tế bơm có tốc độ giảm nhanh theo lưu lượng bơm, hàm lượng paraffin nhiều tốc độ giảm nhanh - Giếng 117 hàm lượng paraffin dung dịch vỉa cao so với dung dịch vỉa giếng 108, khối lượng riêng dung dịch vỉa cao (0.752 kg/cm3 so với 0.744 kg/cm3), áp suất đẩy bơm thấp so với bơm lắp đặt giếng 108 tổn hao lượng dẫn đến hiệu suất bơm giảm 2.9.2 Xây dựng phân tích đường đặc tính P-Q thực tế máy bơm ESP lắp đặt giếng thuộc giàn RP-1, ảnh hưởng thành phần khí ngậm dầu đến hoạt động bơm Tương tự trường hợp ảnh hưởng paraffin (tiều chương 2.9.1 đây), theo Bảng 2.3, nhận thấy tỷ lệ khí đồng hành dung dịch vỉa giếng 105, 110 có chênh lệch lớn: 22-42m3/m3 (giếng 105) 27-55 m3/m3 (giếng 110) – chênh lệch từ 22.7 đến 31%- thông số khác có khác biệt khơng lớn, thực nghiệm xây dựng đường đặc tính thực tế máy bơm để xác định mức độ ảnh hưởng thành phần khí hỗn hợp dung dịch vỉa đến hoạt động máy bơm (các thông số làm việc bơm) Kết đo thể bảng 2.7 đây: Bảng 2.7 Kết thực nghiệm giếng 105, 110 mỏ Rồng Các thông số làm việc trước thí Thời Các thơng số xác định nghiệm gian ổn sau t Q Giếng giếng, % Pm, nước bar I,A U,V định Q Pm, Pm(t), giếng, bar     I,A U,V 79 m3/ngđ m3/ngđ 105 41 46.6 10 26.4 1007 12 56.5 24.3 1012 110 18 23.1 5.5 24.3 1007 16 40.5 20.3 1010 Kết đo áp suất đường máy bơm áp suất miệng giếng từ thời điểm đóng van đường ghi lại với kết tính tốn tương tự tiểu mục 2.9.1, sau: Bảng 2.8 Kết tính tốn từ thực nghiệm thông số giếng 105 t, phút 10 12 Ghi Pm, bar 13 16.6 24.3 36.7 47.7 56.5 Áp kế lắp miệng giếng Pb,bar 128.2 182.8 206.4 217.6 222.5 224.2 ΔP= Pb(t)- Pm(t), bar 115.2 166.2 182.1 180.9 174.8 167.7 Q, m3/ngđ 47.73 34.43 25.15 18.74 14.49 11.58 RPG-3 GAUGE Bảng 2.9 Kết tính tốn từ thực nghiệm thơng số giếng 110 t, phút Pm, bar Pb,bar ΔP= Pb(t)Pm(t), bar   6.6 12.4 18.2 24.1 10 12 14 16 29.2 33.6 38.5 40.5 101.2 159.4 187.2 201.5 209.3 215.6 218.2 220.0 94.6 182.0 179.7 179.5 147.0 169.0 177.4 180.1   Ghi Áp kế lắp miệng giếng RPG-3 GAUGE 80 Q, m3/ngđ 39.14 30.41 23.31 18.35 14.90 12.55 10.62 9.28 Trong đó: /4= 41,83cm2 - giếng sử dụng ống nâng 2-7/8” (73mm); - Khối lượng riêng dung dịch vỉa điều kiện vỉa theo Bảng 2.3: +Giếng 105: ρhh = 0.742 kg/cm3 +Giếng 117: ρhh = 0.741 kg/cm3 Từ kết đo tính tốn, xây dựng đường đặc tính P-Q thực tế máy bơm: Hình 2.7 Đường đặc tính P-Q thực tế máy bơm ESP giếng 105, 110 RP1 250 P, Bar 200 150 100 1: P‐Q(Standard) 2: P‐Q(Fluid‐W105) 50 3: P‐Q (Fluid‐W110) 0 20 40 60 80 Q, m3/ngđ 100 Dải làm việc tối ưu Từ đường đặc tính thực tế máy bơm lắp đặt giếng 105 110 rút số nhận xét sau:     81 - Ở dải lưu lượng thấp, mức độ ảnh hưởng thành phần khí dung dịch vỉa khơng lớn, với việc tăng lưu lượng bơm, mức độ ảnh hưởng đáng kể (giảm cột áp bơm) - Do ảnh hưởng thành phần khí hỗn hợp dung dịch vỉa, cột áp thực tế bơm có tốc độ giảm nhanh theo lưu lượng bơm, tỷ suất khí dầu nhiều tốc độ giảm nhanh (ở lưu lượng cao, cột áp giảm nhiều giếng có tỷ suất khí cao- giếng 110 tốc độ giảm nhanh so với máy bơm giếng 105)     82 Chương CÁC GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG VÀ TĂNG TUỔI THỌ CỦA HỆ THỐNG BƠM ĐIỆN CHÌM LY TÂM KHAI THÁC DẦU TẠI MỎ RỒNG- XNLD “VIETSOVPETRO” Qua kết nghiên cứu Chương thực tiễn sử dụng hệ thống bơm điện chìm ly tâm khai thác dầu mỏ Rồng thuộc XNLD “Vietsovpetro”, đưa nhóm giải pháp sau để nâng cao hiệu tuổi thọ thiết bị điều kiện khai thác mỏ Rồng: 3.1 Nhóm giải pháp liên quan đến kết cấu thiết bị - Chọn để sử dụng thiết bị cấu thành thiết bị ngầm có chi tiết quay tiếp xúc với lưu chất vỉa ( cánh bơm công tác, trục bơm, bạc, ) chế tạo loại vật liệu chịu mài mòn cao gốm, hợp kim chịu mài mòn… Thực tế nhà sản xuất bơm giới ngày hoàn thiện công nghệ kỹ thuật chế tạo loại vật liệu chịu mài mòn cao áp dụng rộng rãi Trong điều kiện sản phẩm vỉa mỏ Rồng thuộc Vietsovpetro có hàm lượng cát tạp chất học cao, việc sử dụng loại vật liệu chịu mài mòn cao giúp nâng cao đáng kể tuổi thọ thiết bị - Nhằm giảm thiểu ảnh hưởng nhiệt độ sản phẩm vỉa đến tuổi thọ thiết bị, chọn cáp điện động lực cấp nguồn cho motor ngầm dây điện từ quấn motor có khả chịu nhiệt độ cao (đến 95oC điều kiện mỏ Rồng) để đảm bảo độ cách điện chúng không bị giảm điều kiện nhiệt độ cao sản phẩm vỉa - Chọn thiết bị đầu vào- tách khí trước vào bơm phù hợp, đảm bảo khả giữ tỷ suất khí R' theo thể tích khí tổng thể tích hỗn hợp chất lỏng khí 1-2% (ở điều kiện đầu vào máy bơm)     83 3.2 Nhóm giải pháp kỹ thuật- công nghệ - Nhằm giảm khả bơm bị kẹt cát lắng đọng paraffin máy bơm, chọn chế độ làm việc bơm ổn định liên tục nhằm tạo dòng dung dịch kèm cát không bị ngắt quãng, tăng khả đưa cát có dung dịch vỉa lên bề mặt giảm việc đọng cát cấu công tác máy bơm - Thường xuyên định kỳ bơm nước vào khoảng ngồi cần (khoảng khơng vành xuyến cột ống chống ống nâng khai thác) nhằm tăng lưu lượng bơm, tăng vận tốc di chuyển dung dịch qua bơm ống nâng khai thác nhờ tăng khả đưa cát lên từ vỉa 3.3 Giải pháp chọn lựa thông số kỹ thuật bơm: Việc chọn thông số kỹ thuật bơm (lưu lượng, cột áp) cần tiến hành dựa sở thông số kỹ thuật giếng cụ thể Các thông số ( nhiệt độ, áp suất vỉa, độ ngậm khí – tỷ suất khí dầu vỉa, thành phần tạp chất học-cát, paraffin, độ nhớt chất lỏng vỉa, độ sâu giếng… có ý nghĩa định cho khả làm việc an toàn hiệu tuổi thọ thiết bị Trong đặc biệt lưu ý đến lưu lượng vỉa để chọn bơm có dải làm việc phù hợp, cho ỉ , đảm bảo khả làm việc liên tục dải làm việc tối ưu thiết bị     84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu lý thuyết thực tế Hệ thống bơm điện chìm ly tâm khai thác dầu điều kiện mỏ Rồng thuộc XNLD “Vietsovpetro”, đưa số kết luận sau: Việc khai thác dầu hệ thống bơm điện chìm ly tâm ESPs tiếp tục áp dụng mỏ Rồng thuộc XNLD “Vietsovpetro”, phương pháp khai thác bắt buộc điều kiện chưa có khả áp dụng phương pháp khai thác khác (bằng gaslift,…); việc nghiên cứu đề giải pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng thiết bị tuổi thọ chúng mang ý nghĩa thực tiễn cần thiết Luận văn đưa kết nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến q trình làm việc hệ thống bơm điện chìm ly tâm khai thác dầu điều kiện mỏ Rồng thuộc XNLD “Vietsovpetro” Các kết nghiên cứu sở liệu để áp dụng vào thực tế, đặc biệt việc chọn lựa, đặt hàng mua thiết bị phù hợp với điều kiện khai thác dầu mỏ Rồng hệ thống “vỉa- giếng- máy bơm” Khả làm việc tuổi thọ hệ thống bơm điện chìm ly tâm lắp đặt giếng mỏ Rồng thuộc XNLD “Vietsovpetro” chưa đạt theo thiết kế điều kiện lưu chất mỏ Rồng nhiều cát, tạp chất học, hàm lượng paraffin cao mà hệ thống thiết bị có chưa loại trừ Việc áp dụng giải pháp trình bày Luận văn góp phần nâng cao hiệu sử dụng tuổi thọ thiết bị, tăng hiệu kinh tế trình khai thác (01 hệ thống bơm điện chìm ly tâm bao gồm thiết bị bề mặt thiết bị ngầm có giá trị khoảng 250.000USD sản lượng khai thác trung bình cho giếng mỏ Rồng theo thống kê thực tế 12.2 tấn/ ngày đêm-với giá dầu khoảng 475 USD/tấn (90USD/ thùng) vịng 40-     85 45 ngày hồn vốn đầu tư thiết bị) Có thể thấy việc khai thác dầu ESPs hiệu việc áp dụng phương pháp khai thác cịn áp dụng XNLD “Vietsovpetro” cịn áp dụng mỏ khác thềm lục địa Việt nam- việc nghiên cứu đưa giải pháp nâng cao hiệu suất sử dụng tuổi thọ thiết bị mang ý nghĩa thực tế KIẾN NGHỊ Trên sở nghiên cứu hệ thống thiết bị thực tế sử dụng XNLD “Vietsovpetro” nêu luận văn, tác giả có số kiến nghị sau: Nhằm chọn lựa thiết bị phù hợp cần xây dựng cách tổng thể phương pháp chọn thiết bị để áp dụng cho tất giếng khai thác hệ thống bơm điện chìm ly tâm Cần tiến hành thống kê, phân tích cách hệ thống q trình làm việc, thời gian làm việc đến hỏng (tuổi thọ), dạng hỏng hóc giếng khai thác ESPs, từ đề giải pháp mang tính tổng thể nhằm nâng cao tuổi thọ hiệu sử dụng thiết bị áp dụng vào thực tế Hoàn thiện sử dụng làm sở liệu cho việc khai thác dầu ESPs XNLD “Vietsovpetro” thềm lục địa Việt nam nói chung Kết hợp với nhà sản xuất thiết bị để nghiên cứu thiết kế cấu trúc chi tiết- thành phần cấu thành hệ thống thiết bị phù hợp với điều kiện mỏ Rồng mỏ khác XNLD “Vietsovpetro” Trong điều kiện ngành cơng nghiệp khai thác dầu khí Việt nam có XNLD “Vietsovpetro” áp dụng phương pháp khai thác ESPs, không loại trừ phương pháp mà nhà thầu dầu khí khác Việt nam lựa chọn sơ đồ công nghệ mỏ họ nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu; XNLD “Vietsovpetro” cần     86 xây dựng đội ngũ chuyên viên sở liệu tốt việc ứng dụng phương pháp khai thác để góp phần xây dựng ngành dầu khí Việt nam, đặc biệt việc ứng dụng khoa học kỹ thuật mới, tiên tiến Trong phạm vi Luận văn, tác giả đưa nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố ảnh hưởng đến thông số làm việc máy bơm nhằm tìm biện pháp hạn chế hỏng hóc hệ thống thiết bị điều kiện làm việc mỏ Rồng thuộc XNLD “Vietsovpetro”, tương lai cần thiết phải tiếp tục nghiên cứu cách toàn diện, tỷ mỉ xác tất yếu tố liên quan đến hoạt động hệ thống máy bơm điện chìm ly tâm khai thác dầu; đồng thời xây dựng chương trình thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng chúng đến hoạt động thiết bị điều kiện mỏ khác     87 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Xuân Lân, (1996), Cơ sở cơng nghiệp dầu khí, Khoa sau đại học khoa dầu khí Trường Đại học mỏ địa chất, Hà nội, Nguyễn Đức Sướng, Vũ Nam Ngạn, (2006), Giáo trình máy thủy khí, Trường Đại học mỏ địa chất, Hà nội Бухаленко Б.И, (1983), Справочник по нефтепромысловому оборудованию Недра, Москва Богданов А.А,(1986), Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти, Недра, Москва Ибрамов Л.Х, Мищенко И.Т, Челоянц Д.К, (2000), Интентификация добычи нефти, Наука, Москва Ивановский B.Н, Пекин С.С, Сабиров А.А , (2002), Установка погружных центробежных насосов для добычи нефти, Российский государственный университет нефти и газа им Губкина, Москва Касьянов В.М , (1980), Гидромашины и компрессоры, Недра, Москва Карл Прейдерер, (1960), Лопаточные машины для жидкостей и газов, Наука, Москва Ляпков П.Д, (1987), Подбор установки погружного центробежного насоса к скважине, МИНГ им Губкина, Москва 10 Михайлов А.К, Малюшенко В.В, (1977), Лопачные насосы, Теория, расчет и конструирование, Машиностроение, Москва 11 Муравьев И.М, Мищенко И.Т, (1980), Эксплуатация погружных центробежных электронасосов в вязких жидкостьях и газожидкостных смесях, Москва 12 Филиппов В.Н , (1980), Надежность установок центробежных насосов для добычи нефти, Обзорная информация, ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, Москва 13 Stefanoff А.J , Ph.D, (1957), Centrifugal and Axial Flow Pump, John Willey &sons, Inc, NewYork, London     88 14 Tài liệu hướng dẫn lắp đặt, vận hành hệ thống thiết bị bơm hãng REDA Pumps (USA) sản xuất 15 Tài liệu hướng dẫn lắp đặt, vận hành hệ thống thiết bị bơm hãng WOOD GROUP ESP (USA) sản xuất 16 www.ngfr.ru 17 www.www.oxy.com/oil_gas/technology/esp.htm 18 www.ogbus.ru     ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT TRỊNH HOÀNG LINH NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CÁC HỆ THỐNG MÁY BƠM ĐIỆN CHÌM LY TÂM KHAI THÁC DẦU Ở MỎ RỒNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC... NGHIÊN CỨU VÀ XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA BƠM ĐIỆN CHÌM LY TÂM KHAI THÁC DẦU TẠI MỎ RỒNG 40 2.1 Phương pháp xây dựng đường đặc tính lý thuyết máy bơm ly tâm khai thác. .. LY TÂM KHAI THÁC DẦU TẠI MỎ RỒNG Đối với Hệ thống máy bơm điện chìm ly tâm khai thác dầu (ESP), có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động chúng, cấu trúc giếng khai thác đến trình xảy vỉa Các yếu