Đang tải... (xem toàn văn)
với phát triển ngành công nghiệp dầu khí phần mềm mơ phỏng, khảo sát đường ống chế độ dịng chảy vơ phát triển Hai số phần mềm PVTSIM OLGA Với hội học, tìm hiểu lý thuyết thực hành với hai phần mềm, sinh viên ngành Kĩ thuật hóa học, đặc biệt chuyên ngành Lọc – Hóa dầu có kiến thức chuyên sâu việc sử dụng phần mềm PVTSIM để làm liệu đầu vào cho phần mềm OLGA, sử dụng OLGA để khảo sát thông số thường nhắc đến lớp nhiệt độ, áp suất hay vấn đề thường gặp tạo hydrate, tạo sáp, tạo slug hay lỏng tích tụ…đặc biệt qua tiểu luận với liệu thông số tuyến đường ống Đầm Dơi – Khánh Mỹ
TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT DỊNG CHẢY TRONG TUYẾN ỐNG DẪN KHÍ ĐẦM DƠI – KHÁNH MỸ BẰNG PHẦN MỀM OLGA VÀ PVTSIM Sinh viên thực hiện: Lê Thái Hiển Nguyễn Quang Vinh H Như Ý Byă Trần Trung Đức Chuyên ngành: Lọc – Hóa dầu Lớp: K5LHD Khóa: 2016 - 2020 GVHD: TS Dương Chí Trung Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2019 LỜI CẢM ƠN Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Dương Chí Trung – Trưởng mơn Lọc Hóa dầu Thầy hướng dẫn cho chúng em nhiều kiến thức hữu ích lí thuyết dịng chảy phần mềm dòng để khảo sát dòng chảy OLGA PVTSIM Từ buổi học thực hành lớp, chúng em có nhìn tổng quan dòng chảy đường ống biết cách sử dụng phần mềm Bên cạnh đó, chúng em biết cách khảo sát yếu tố để đảm cho dòng chảy ống ổn định, giải thích tượng xảy ống ảnh hưởng tượng đến dịng chảy tượng lỏng tích tụ ống, sụt áp, tạo thành hydrate, slug hay sáp,… Chính kiến thức thực tế giúp ích cho bạn có đam mê, định hướng nghiên cứu, mô thiết kế đường ống nhiều việc định hướng nghề nghiệp tương lai sau Trong trình thực tiểu luận này, hạn chế mặt thời gian kiến thực thực tế, chúng em khó tránh khỏi sai sót Chúng em mong nhận đóng góp thầy để rút kinh nghiệm cho tiểu luận, đồ án môn học đồ án tốt nghiệp tới tốt Chúng em xin chân thành cảm ơn Thành phố Bà Rịa, ngày 05 tháng 12 năm 2019 Thay mặt nhóm thực Nhóm trưởng (Kí, ghi rõ họ tên) Lê Thái Hiển MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM PVTSIM VÀ OLGA 1.1 Tổng quan phần mềm PVTSIM 1.2 Tổng quan phần mềm OLGA: CHƯƠNG 2: NỘI DUNG BÀI TIỂU LUẬN CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN 3.1 Xác định EVR: 3.1.1 Khảo sát EVR theo đường kính ống d: 3.1.2 Khảo sát EVR theo tốc độ dịng khí UG: 3.1.3 Khảo sát EVR theo lưu lượng khối Mass Flow: 3.2 Chọn đường kính ống tuyến Đầm Dơi – Khánh Mỹ phù hợp 3.2.1 Đánh giá tỉ lệ tốc độ mài mòn EVR 3.2.2 Đánh giá tạo thành hydrate thông qua biến chênh lệch nhiệt độ nhiệt độ tạo hydrate nhiệt độ dịng khí – DTHYD 3.2.3 Đánh giá chế độ dòng chảy 10 3.3 Khảo sát EVR qua giai đoạn trình khai thác mỏ 11 3.4 Khảo sát tốc độ dịng khí UG qua giai đoạn trình khai thác mỏ 13 3.5 Khảo sát Liquid Holdup – lượng lỏng tích tụ qua giai đoạn trình khai thác mỏ 16 3.5.1 Nguyên nhân tạo Liquid Holdup: 16 3.5.2 Tính tốn Liquid Holdup 17 3.6 Khảo sát tượng tạo sáp qua giai đoạn trình khai thác mỏ 19 3.7 Khảo sát tượng tạo hydrate qua giai đoạn trình khai thác mỏ 21 3.8 Khảo sát thay đổi nhiệt độ dọc theo tuyến ống (TM) qua giai đoạn trình khai thác mỏ 23 3.9 Khảo sát thay đổi áp suất dọc theo tuyến ống (PT) qua giai đoạn trình khai thác mỏ 25 3.10 Khảo sát chế độ dòng chảy (ID) qua giai đoạn trình khai thác mỏ 27 3.10.1 Mục đích dự đốn chế độ dòng chảy: 27 3.10.2 Các chế độ dòng chảy : 27 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 30 4.1 Kết luận 30 4.2 Kiến nghị 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 31 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Cấu hình đường ống nối từ giàn Đầm Dơi đến giàn Semi CPP Khánh Mỹ Hình Đồ thị biểu diễn mối liên hệ tỉ trọng với nhiệt độ thành phần khối lượng pha khí mỏ Đầm Dơi áp suất 60 bara Hình Đồ thị biểu diễn mối liên hệ tỉ trọng với nhiệt độ thành phần khối lượng pha khí mỏ Đầm Dơi áp suất 20 bara Hình 3 Mối liên hệ EVR đường kính khảo sát Hình Mối liên hệ UG đường kính khảo sát Hình Mối liên hệ EVR UG Hình Mối liên hệ EVR UG giai đoạn đầu giai đoạn cuối trình khai thác Hình Khảo sát EVR với đường kính khoảng từ inch đến inch Hình Khảo sát tạo thành hydrate với đường kính khoảng inch đến inch .9 Hình Khảo sát chế độ dòng chảy với đường kính khoảng inch đến 5.8 inch 10 Hình 10 Giản đồ dòng chảy nằm ngang 11 Hình 11 Khảo sát EVR giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 16 inch 12 Hình 12 Khảo sát EVR giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 5.4 inch 13 Hình 13 Khảo sát UG giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 5.4 inch 15 Hình 14 Khảo sát HOL giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 5.4 inch 18 Hình 15 Khảo sát LIQC section giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 5.4 inch với thời gian khảo sát OLGA 10 phút 18 Hình 16 Khảo sát LIQC section giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 5.4 inch với thời gian khảo sát OLGA .19 Hình 17 Khảo sát điều kiện tạo sáp đường ống 20 Hình 18 Khảo sát MWXDIS giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 5.4 inch .20 Hình 19 Đồ thị biểu diễn đường cong hydrate dịng khí đường ống tuyến Đầm Dơi – Khánh Mỹ 22 Hình 20 Khảo sát DTHYD giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 5.4 inch .23 Hình 21 Khảo sát thay đổi nhiệt độ theo đường kính inch, 16 inch 26 inch 24 Hình 22 Khảo sát TM qua giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 16 inch 24 Hình 23 Khảo sát PT qua giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 26 inch 25 Hình 24 Khảo sát PT qua giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 16 inch 25 Hình 25 Khảo sát PT qua giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 5.4 inch 26 Hình 26 Hình ảnh minh họa phương trình định luật Bernoulli 27 Hình 27 Khảo sát ID qua giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 5.4 inch 28 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Giá trị EVR qua giai đoạn khai thác mỏ 11 Bảng Giá trị UG qua giai đoạn khai thác mỏ 13 Bảng 3 Ảnh hưởng điều kiện vận hành đến lượng lỏng tích tụ 16 Bảng Giá trị LIQC qua giai đoạn khai thác .17 Bảng Thành phần mol dịng khí trước sau tính lượng nước bão hịa 21 LỜI NĨI ĐẦU Ngày này, với phát triển ngành công nghiệp dầu khí phần mềm mơ phỏng, khảo sát đường ống chế độ dịng chảy vơ phát triển Hai số phần mềm PVTSIM OLGA Với hội học, tìm hiểu lý thuyết thực hành với hai phần mềm, sinh viên ngành Kĩ thuật hóa học, đặc biệt chuyên ngành Lọc – Hóa dầu có kiến thức chuyên sâu việc sử dụng phần mềm PVTSIM để làm liệu đầu vào cho phần mềm OLGA, sử dụng OLGA để khảo sát thông số thường nhắc đến lớp nhiệt độ, áp suất hay vấn đề thường gặp tạo hydrate, tạo sáp, tạo slug hay lỏng tích tụ…đặc biệt qua tiểu luận với liệu thông số tuyến đường ống Đầm Dơi – Khánh Mỹ Chính điều giúp chúng em có nhìn tổng quan ơn tập lại kiến thức học nhà trường, chuẩn bị hành trang tốt trước trường CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM PVTSIM VÀ OLGA 1.1 - Tổng quan phần mềm PVTSIM PVTSIM chương trình mô PVT đa phát triển cho kỹ sư vỉa, chuyên gia khảo sát dòng chảy kỹ sư cơng nghê, đặc biệt ngành dầu khí Dựa liệu bao quát thu thập khoảng thời gian 25 năm, PVTSIM mang thông tin từ nghiên cứu thử nghiệm vào phần mềm mô cách quán mà không làm thơng tin có giá trị q trình thực - Đối với nghiên cứu đảm bảo dòng chảy OLGA, PVTSIM hoạt động liệu đầu vào cho OLGA Điều có nghĩa PVTSIM tạo sở liệu cho thuộc tính nguồn dịng lưu chất đầu vào thành phần dòng, phạm vi nhiệt độ áp suất, đường cong hydrat, liều lượng chất ức chế tạo hydrat, q trình hình thành sáp,… tạo 1.2 Tổng quan phần mềm OLGA: - Đảm bảo an tồn dịng chảy lĩnh vực cấp thiết ngành dầu khí nên việc mơ mơ hình hóa dịng chảy ống giúp đánh giá tính chất, đặc điểm dòng chảy bên ống từ vỉa đến nơi tiếp nhận OLGA phần mềm phục vụ cơng việc - Ứng dụng OLGA: + Điều khiển lỏng ống; + Thiết kế thiết bị tách slug catchers việc thiết kế, lựa chọn thơng số thích hợp cho đường ống (chọn đường kính, vật liệu, độ dày ống, ); + Điều khiển tạo rắn ống hydrate, sáp; + Giúp mơ việc start up, shutdown, phóng pig đường ống; + Giúp điều khiển việc xả blowdown, xả bùn đường ống; + Giúp đánh giá ảnh hưởng mơi trường tới dịng chất lưu đường ống (đặc biệt đường ống biển) CHƯƠNG 2: NỘI DUNG BÀI TIỂU LUẬN Hình Cấu hình đường ống nối từ giàn Đầm Dơi đến giàn Semi CPP Khánh Mỹ Dựa đề giao, nhóm tiến hành nhập số liệu, mơ khảo sát tuyến đường ống dẫn khí từ giàn Đầm Dơi đến giàn Semi CPP Khánh Mỹ dựa nội dung: - Xác định EVR; - Chọn đường kính ống tuyến Đầm Dơi – Khánh Mỹ phù hợp; - Khảo sát tỉ lệ tốc độ mài mịn EVR, tốc độ dịng khí UG, lượng lỏng tích tụ, tượng tạo sáp, tượng tạo hydrat, thay đổi nhiệt độ dọc theo tuyến ống (TM), thay đổi áp suất dọc theo tuyến ống (PT), chế độ dòng chảy (ID) qua giai đoạn trình khai thác mỏ; - Từ nhóm đưa kết luận, phân tích đánh giá kết nhận được, đánh giá từ năm 2019 đến 2028 tuyến ống với đường kính chọn có đảm bảo vận hành ổn định suốt trình khai thác mỏ hay khơng Hình 14 Khảo sát HOL giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 5.4 inch - Từ hình 3.14, với đường kính d = 5.4 inch mà nhóm chọn dọc theo tuyến ống giai đoạn, lượng lỏng tích tụ (HOL) biến động nhiều đầu vào đường ống đến khoảng 200m, khoảng từ 200m đến 5050m lượng HOL tăng dần Từ 5050m trở đi, lượng HOL tăng nhẹ Nguyên nhân thay đổi độ độ dốc đường ống, tổn thất áp suất làm cho tốc độ dịng khí giảm Mặt khác, sau đường ống nhiệt độ giảm trao đổi nhiệt với mơi trường bên ngồi nguyên nhân gây lượng HOL tăng lên đoạn ống phía sau tuyến ống So sánh giai đoạn khai thác với nhau, sau lượng HOL tăng lên nhiều, lưu lượng tốc độ dịng khí giai đoạn sau giảm dẫn đến áp ống giảm không đủ lực kéo để lơi lượng HOL theo Hình 15 Khảo sát LIQC section giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 5.4 inch với thời gian khảo sát OLGA 10 phút 18 Hình 16 Khảo sát LIQC section giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 5.4 inch với thời gian khảo sát OLGA - Từ kết khảo sát tổng lượng lỏng đường ống (LIQC) hình 3.15 hình 3.16, ta thấy tổng lượng lỏng đầu đường ống nhiều ống Lượng lỏng giảm dần ổn định đoạn ống sau dọc theo tuyến ống lưu lượng, tốc độ dịng khí sau ổn định dần (theo xu hướng giảm) và đủ lớn để đẩy lỏng theo 3.6 - Khảo sát tượng tạo sáp qua giai đoạn trình khai thác mỏ Sáp (wax) tinh thể hydrocacbon mạnh dài, khối lượng phân tử lớn, lắng kết điều kiện nhiệt độ áp suất định, thường nhiệt độ thấp - Sáp gây thu hẹp đường kính ống, từ làm tăng trở lực đường ống, chí gây tắc nghẽn đường ống - Việc khảo sát điều kiện tạo sáp vô quan trọng để đảm bảo đường ống làm việc an toàn, tránh tượng 19 Wax PT Curve + Phase Envelope (Wax) Damdoi Damdoi Baitaplon EOS = PR 2000 1800 1600 Pressure, bara 1400 1200 1000 800 600 400 200 -100 -50 50 100 150 Temperature, °C Wax PT Curve Phase Envelope (Wax) Critical Point (Wax) Hình 17 Khảo sát điều kiện tạo sáp đường ống - Từ đồ thị, ta nhận thấy với điều kiện nhiệt độ áp suất đường ống tạo sáp suốt q trình khai thác mỏ Nguyên nhân phân tử dòng khí khảo sát khơng q nặng (lớn C15+, chiếm 0.02% thành phần mol), dẫn đến để tạo sáp cần phải nhiệt độ thấp, khoảng -35oC áp suất bara Hình 18 Khảo sát MWXDIS giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 5.4 inch - Với đường kính d = 5.4 inch mà nhóm chọn, ta có kết luận: Xét chung tồn đường ống, biến MWXDIS – lượng sáp hòa tan dầu qua giai đoạn khai thác Điều nói lên khơng có sáp hình thành đường kính chọn 20 3.7 - Khảo sát tượng tạo hydrate qua giai đoạn trình khai thác mỏ Hydrate tổ hợp tạo thành liên kết vật lý nước phân tử nhỏ tạo thành chất rắn, hình dạng giống băng có cấu trúc khác - Có dạng tinh thể hydrate: I,II,H + Các phân tử nhỏ (CH4, C2H6, CO2, H2S) ổn định trung tâm tinh thể: cấu trúc I; + Phân tử lớn (C3H8, i-C4H10, n-C4H10) tạo thành mạng tinh thể giống kim cương: cấu trúc II; + Paraffin lớn n-C4H10 không tạo thành cấu trúc hydrate I II có kích thước phân tử lớn, nhiên vài iso-paraffin cyclo-alkan lớn pentane tạo thành cấu trúc hydrate H - Hydrate gây cản đường khối khí; gây ăn mịn, đặc biệt có diện CO2 H2S; chiếm thể tích ống giảm nhiệt trị khí - Điều kiện hình thành hydrate áp suất cao, nhiệt độ thấp Thông thường, hydrate hình thành áp suất 10 bara 25oC - Để khảo sát tạo thành hydrate đường ống, ta thường sử dụng biến DTHYD – chênh lệch nhiệt độ tạo hydrate nhiệt độ dịng khí - Ta có cơng thức: DTHYD = Thydrate formation – Tfluid, giá trị DTHYD lớn nhiệt độ dịng khí nhỏ nhiệt độ tạo thành hydrate Thông thường, giá trị biên an tồn thường sử dụng 5oC Với mục đích thiết kế, giá trị không mong muốn vận hành đường ống DTHYD > -5oC, điều cho thấy đường ống vận hành có hydrate - Với thành phần dịng khí đề cho, số liệu thành phần mol dịng khí xác định phương pháp sắc ký không chứa nước Để khảo sát hydrate, cần tính tốn lượng nước bão hịa có hỗn hợp hydrocacbon Bảng Thành phần mol dịng khí trước sau tính lượng nước bão hịa Thành phần mole (mol %) Sắc kí H2O N2 H2S Sau tính lượng nước bão hịa 0.00 0.86 0.00 H2 O N2 H2 S 21 2.70 0.84 0.00 - CO2 C1 C2 C3 iC4 nC4 iC5 nC5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 46.28 45.94 4.10 1.50 0.32 0.34 0.15 0.09 0.12 0.10 0.07 0.05 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 CO2 C1 C2 C3 iC4 nC4 iC5 nC5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 45.03 44.70 3.99 1.46 0.31 0.33 0.15 0.09 0.12 0.10 0.07 0.05 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 C15+ Total 0.02 100.00 C15+ Total 0.02 100.00 Qua kết phân tích, hàm lượng nước bão hịa có thành phần dịng khí 2.7% Chính lượng nước kết hợp với hydrocacbon nhẹ đề cập trên, điều kiện nhiệt độ thấp áp suất cao, hình thành hydrate gây cản trở dịng khí đường ống Hydrate PT Curve Damdoi Damdoi Baitaplon EOS = PR 200 180 160 Pressure, bara 140 120 100 80 60 40 20 -10.0 -5.0 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 Temperature, °C 0.000 mol inhib/mol spec water Hình 19 Đồ thị biểu diễn đường cong hydrate dịng khí đường ống tuyến Đầm Dơi – Khánh Mỹ 22 - Trong đồ thị biểu diễn đường cong hydrate, phần hydrate tạo thành biểu diễn phía trên, bên trái đường cong Ta thấy, với thành phần dịng khí đề cho, điều kiện nhiệt độ áp suất cao hay nhiệt độ áp suất thấp hydrate khơng xuất xuất (vùng phía bên phải đường cong hydrate) Khi điều kiện nhiệt độ thấp (khoảng -10oC đến 0oC), áp suất cao điều kiện áp suất cao (khoảng 100 bara đến 200 bara), nhiệt độ vừa phải (khoảng 15oC đến 20oC) hydrate hình thành rõ rệt Hình 20 Khảo sát DTHYD giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 5.4 inch - Từ hình 3.20, ta thấy, xét giai đoạn khai thác SS – năm 2019 – 20121 (vì áp suất cịn cao giai đoạn đầu khai thác), dọc theo chiều dài đường ống, DTHYD tăng từ khoảng -65oC đến khoảng -8oC Điều chứng tỏ dọc theo chiều dài đường ống, xu hướng tạo hydrate tăng giữ mức giới hạn -5oC - Với đường kính d = 5.4 inch mà nhóm chọn, ta có kết luận: Xét chung toàn đường ống, DTHYD nhỏ -5oC Cụ thể cuối đường ống, DTHYD khoảng -12oC giai đoạn cuối SS – năm 2028 trở Điều nói lên khơng có hyrate hình thành đường kính chọn 3.8 - Khảo sát thay đổi nhiệt độ dọc theo tuyến ống (TM) qua giai đoạn trình khai thác mỏ Đường kính ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt độ dòng lưu chất thiết kế diện tích trao đổi nhiệt Khi đường kính lớn, thể tích ống lớn, tốc độ dịng lưu chất giảm, thời gian lưu dịng lưu chất ống tăng nên thời gian trao đổi nhiệt cao Do thất nhiệt mơi trường bên ngồi lớn, đường ống nằm biển: 23 + Ống có đường kính lớn nhiệt độ dịng chất lưu giảm mạnh; + Ống có đường kính ống nhỏ tốc độ dòng chất lưu cao hơn, thời gian lưu thấp hơn, trao đổi nhiệt diễn ống so với ống có đường kính lớn cuối đường ống, nhiệt độ chất lưu ống có đường kính nhỏ lại thấp cuối đường ống, với tốc độ dòng chất lưu nhanh dẫn tới lưu chất chưa kịp trao đổi nhiệt với mơi trường bên ngồi đường ống 13 (đoạn ống 13 lên có nhiệt độ mơi trường cao 35oC) Hình 21 Khảo sát thay đổi nhiệt độ theo đường kính inch, 16 inch 26 inch - Từ hình 3.21, khảo sát dịng chất lưu đường kính inch, 16 inch 26 inch, ta thấy nhiệt độ dịng khí đường kính 26 inch nhỏ nhất, 16 inch lớn đường kính inch Về phía cuối đường ống (đoạn ống 13 lên) ngược lại, nhiệt độ cao đường kính nhỏ với nguyên nhân giải thích Hình 22 Khảo sát TM qua giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 16 inch - Từ hình 3.22, ta thấy rằng, cuối đường ống nhiệt độ ống giảm Nhìn chung, qua giai đoạn khai thác mỏ ta thấy cuối 24 thời kì khai thác mỏ, nhiệt độ giảm mạnh giảm áp suất giảm trữ lượng mỏ, giảm lưu lượng dòng Tuy nhiên cuối đường ống (đoạn 13), lưu lượng dòng tăng (đã giải thích trên) nên tăng giảm nhiệt độ tuân theo quy tắc, đường kính lớn nhiệt độ cao ngược lại, đường kính nhỏ nhiệt độ thấp 3.9 - Khảo sát thay đổi áp suất dọc theo tuyến ống (PT) qua giai đoạn trình khai thác mỏ Áp suất thông số quan trọng lựa chọn đường kính Đường kính lớn áp suất nhỏ hơn, lưu lượng dòng giảm, mật độ phân tử qua tiết diện giảm Ngược lại, đường kính nhỏ cho áp suất lớn Càng cuối trình khai thác mỏ, áp suất giảm giảm trữ lượng chất lưu đồng thời xảy tượng áp theo thời gian khai thác vỉa Hình 23 Khảo sát PT qua giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 26 inch Hình 24 Khảo sát PT qua giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 16 inch - Từ hình 3.23 hình 3.24, ta thấy, với đường kính 26 inch, áp suất qua giai đoạn khai thác dao động khoảng 22.10 bara đến 22.65 bara, thấp 25 nhiều so với áp suất qua giai đoạn khai thác đường kính 16 inch, dao động khoảng 40.90 bara đến 41.17 bara - Bên cạnh đó, qua giai đoạn khai thác từ năm 2019 đến năm 2028, áp suất đường ống giảm dần Với đường kính 26 inch, áp suất PT từ khoảng xấp xỉ 22.65 bara giai đoạn đầu – Case SS – năm 2019 – 2021 với lưu lượng khối 13.5 kg/s giảm xuống khoảng 21.10 bara giai đoạn cuối SS – năm 2028 trở với lưu lượng khối 4.7 kg/s Hình 25 Khảo sát PT qua giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 5.4 inch - Với đường kính d = 5.4 inch mà nhóm chọn, ta có kết luận: Xét chung toàn đường ống, áp suất PT đầu giai đoạn khai thác cao giảm dần qua giai đoạn khai thác Bên cạnh đó, áp suất giảm dần dọc theo chiều dài đường ống Cụ thể cuối đường ống, PT từ khoảng xấp xỉ 40 bara giai đoạn đầu – Case SS – năm 2019 – 2021 với lưu lượng khối 13.5 kg/s giảm xuống khoảng 23 bara giai đoạn cuối SS – năm 2028 trở với lưu lượng khối 4.7 kg/s - Những đoạn đầu cuối đường ống thường có lỏng tích tụ (theo đồ thị HOL), với đoạn đầu đường ống với áp suất cao, tốc độ dịng khí lớn nên lỏng tích tụ nhẹ bị dịng khí đẩy Đến cuối đoạn đường ống (trước đoạn ống 13), thay đổi mặt địa hình (ống lên, khơng cịn nằm ngang) nên lỏng tích tụ nhiều Theo định luật Bernoulli, tổng dạng lượng chất lưu dọc theo đường dòng điểm đường dịng đó, nên từ ta giải thích áp suất giảm cuối đoạn đường ống dẫn đến tốc độ dịng khí lại tăng 26 Hình 26 Hình ảnh minh họa phương trình định luật Bernoulli - Phương trình định luật Bernoulli: 1 2 p1 + ρ𝑣1 + ρgh1 = p2 + ρ𝑣2 + ρgh2 (3.7) Trong đó: + p áp suất điểm khảo sát; + ρ tỉ trọng dòng lưu chất; + 𝑣 tốc độ dòng chảy; + g gia tốc trọng trường; + h chiều cao so với gốc tọa độ - Khi lỏng tích tụ đường ống, tiết diện để dịng khí qua giảm, đồng thời áp suất giảm Theo định luật bảo toàn lượng phương trình Bernoulli, áp suất p giảm vận tốc 𝑣 tăng Do áp suất đoạn cuối đường ống có giảm tốc độ dịng khí UG lại tăng 3.10 Khảo sát chế độ dòng chảy (ID) qua giai đoạn q trình khai thác mỏ 3.10.1.Mục đích dự đốn chế độ dịng chảy: - Cho biết dịng hoạt động chế độ dòng chảy ổn định hay khơng ổn định - Dự báo lượng lỏng tích tụ độ giảm áp phụ thuộc vào chế độ dòng chảy 3.10.2.Các chế độ dòng chảy : - Dòng phân tầng: + Xảy với tốc độ dòng chảy thấp ống nằm ngang; + Lỏng khí phân chia trọng lực, làm cho chất lỏng chảy đáy ống dịng khí chảy phía nó; 27 + Ở vận tốc khí thấp, bề mặt chất lỏng phẳng, vận tốc khí cao bề mặt gợn sóng Có tượng giọt lỏng lơ lửng pha khí - Dịng chảy vành khăn: + Xảy với tốc độ khí cao hệ thống mà khí chiếm phần lớn; + Khi vận tốc tăng, tỉ lệ lỏng bị lôi theo khí tăng độ dày lớp chất lỏng giảm - Dịng chảy bong bóng phân tán: + Xảy tốc độ dòng cao hệ thống mà lỏng chiếm phần lớn + Dịng chảy bong bóng phân tán thường xảy giếng dầu - + Có thể xảy góc nghiêng - Dịng Slug: + Dòng Slug chảy ngang thường xảy tốc độ vận chuyển khí lỏng vừa phải; + Slug hình thành đứt gãy độ cao gây phát triển sóng bề mặt chất lỏng để nâng đến chiều cao đủ để hồn tồn chắn đường ống + Dịng Slug xảy dòng chảy gần thẳng đứng, chế bắt đầu slug khác Dòng chảy bao gồm chuỗi slug bong bóng hình viên đạn (được gọi bong bóng Taylor) chảy qua đường ống luân phiên; + Dòng chảy slug thường xảy phần nghiêng hướng lên đường ống Hình 27 Khảo sát ID qua giai đoạn khai thác, từ năm 2019 đến năm 2028 (tương ứng với lưu lượng khối giai đoạn) đường kính d = 5.4 inch - Trong OLGA, ID cho tương ứng với chế độ chảy tầng, chế độ chảy hình khuyên, chế độ slug chế độ chảy bọt phân tán 28 - Với đường kính d = 5.4 inch mà nhóm chọn, ta có kết luận: chế độ dịng chảy đầu vào ống đầu ống giai đoạn khai thác chế độ dòng chảy vành khăn ống vận chuyển dịng khí dịng khí, dịng khí vào khỏi ống dịng chảy chưa ổn định Chế độ dòng chảy dọc theo tuyến ống giai đoạn khai thác mỏ dòng chảy phân tầng vận hành ổn định 29 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 - Kết luận Sau hai buổi để học lý thuyết ba tuần để thực tiểu luận, chúng em hiểu cách sử dụng phần mềm PVTSIM OLGA tính tốn đảm bảo dòng chảy - Đồng thời, chúng em chọn đường kính tối ưu d = 5.4 inch Với đường kính này, đảm bảo q trình di chuyển dịng khí từ giàn Đầm Dơi đến giàn CPP Khánh Mỹ hạn chế tối đa mài mịn (EVR < 1), đảm bảo tốc độ dịng khí, giải thích tượng lỏng tích tụ qua biến HOL LIQC, đảm bảo khơng có tượng tạo sáp hydrate, khảo sát thay đổi nhiệt độ TM áp suất PT chế độ dòng chảy ID qua giai đoạn khai thác mỏ - Mặc dù chưa thực hoàn thành cách xuất sắc mục tiêu đề thực tiểu luận chúng em cảm thấy hài lịng với cơng việc, kinh nghiệm mà có suốt q trình thực 4.2 - Kiến nghị Sau thực tiểu luận nhóm, chúng em nhận thấy tổ mơn Lọc – Hóa dầu cần tăng cường thêm thời gian học chun đề đảm bảo dịng chảy có nội dung sát với thực tế, làm rõ vấn đề lý thuyết mà trước sinh viên học - Bên cạnh đó, thầy tổ mơn cung cấp trước cho sinh viên số tài liệu có liên quan đến phần mềm, cách thức mơ để sinh viên có chuẩn bị tốt trước làm tiểu luận 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Schlumberger (2015), OLGA Flow Assurance – Work flow/Solutions Training [2] Schlumberger (2015), OLGA 2015 Flow Assurance [3] Lê Đình Hịe (2017), Tài liệu Khóa đào tạo sử dụng phần mềm để đảm bảo an tồn dịng chảy, Trung tâm Đào tạo Thơng tin Dầu khí (CPTI), Viện Dầu khí Việt Nam [4] Nhóm mơ Cơng nghệ hóa học Dầu khí BKSIM, Tài liệu hướng dẫn thực hành PVTSIM, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [5] H Arabnejad, S.A Shirazi, B.S McLaury, and J.R Shadley (2014), A Guideline to Calculate Erosional Velocity due to Liquid Droplets for Oil and Gas Industry, the Erosion/Corrosion Research Center (E/CRC), Department of Mechanical Engineering, The University of Tulsa [6] Vijay Sarathy (2018), PVTSim - Beginners Guide & Tutorial (Multi-Phase Calculations) [7] I.F.J Nash (2012), Integrated Approach To Flow Assurance & Transportation, Petrotech Conference, New Delhi India [8] (2019) HTP Industrial [Online] https://thietbicongnghiepaz.com/tieu-chuan-kich-thuoc-ong-thep-astm-ansi-asme/ [9] Mark Bothamley, JM Campbell (2013) Oil and Gas Facilities, Society of Petroleum Engineers [Online] https://pubs.spe.org/en/ogf/ogf-articledetail/?art=396&fbclid=IwAR2XpBhzQvofvwMxyP9gK4Fio6LVsuVFi1TF8RxFP5q UbYlHGbTLv9vFJv4 [10] (2019) Gulf Publishing Holdings LLC [Online] http://www.gasprocessingnews.com/features/201806/flow-assurance-study-ofgathering-pipeline-system-at-a-gas-condensate31 field.aspx?fbclid=IwAR1A7s2Zfzt7g4Q0LdMfOV6VouVFFuu1VsbMAEox_RP_Ba Wu43eMny796WI [11].(2016) Học vật lí trực tuyến [Online] https://vatlypt.com/dinh-luat-bernoulli-ung-dung-dinh-luat-bernoulli.t98.html [12] (2017) National Polytechnic Engineering School of Electronics, Electrotechnology, Computer Science, Hydraulic and Telecommunication (ENSEEIHT) [Online] http://hmf.enseeiht.fr/travaux/CD0102/travaux/optmfn/micp/reports/s19otht/home.htm 32 ... ống dẫn khí từ giàn Đầm Dơi đến giàn Semi CPP Khánh Mỹ dựa nội dung: - Xác định EVR; - Chọn đường kính ống tuyến Đầm Dơi – Khánh Mỹ phù hợp; - Khảo sát tỉ lệ tốc độ mài mịn EVR, tốc độ dịng khí. .. thác chế độ dịng chảy vành khăn ống vận chuyển dịng khí dịng khí, dịng khí vào khỏi ống dòng chảy chưa ổn định Chế độ dòng chảy dọc theo tuyến ống giai đoạn khai thác mỏ dòng chảy phân tầng vận... thuộc vào chế độ dòng chảy 3.10.2.Các chế độ dòng chảy : - Dòng phân tầng: + Xảy với tốc độ dòng chảy thấp ống nằm ngang; + Lỏng khí phân chia trọng lực, làm cho chất lỏng chảy đáy ống dịng khí chảy