I. Khaùi nieäm chung. Daàu khí laø taøi nguyeân thieân nhieân khoâng taùi taïo, nhucaàu tieâu thuï ngaøy caøng nhieàu vaø chöa theå thay theábaèng daïng nhieân lieäu khaùc. Naêm 2003 theá giôùi tieâu thuï treân 4 tyû taán daàu rieângMyõ laø 1 tyû taán, trong khi tröõ löôïng ngaøy caøng caïnkieät. Khoâng coøn nhöõng moû lôùn naèm noâng treân ñaát lieàn vaødeã khai thaùc nhö ôû nhöõng thaäp nieân ñaàu theá kyû 20. Hieän nay coâng taùc tìm kieám vaø khai thaùc ñöôïc trieånkhai ra caùc vuøng nöôùc saâu, xa bôø, treân 3 – 4 ngaønmeùt trong loøng ñaát vaø saâu hôn,
Quản lý mỏ (Reservoir management) DR NGÔ THƯỜNG SAN I Khái niệm chung Dầu khí tài nguyên thiên nhiên không tái tạo, nhu cầu tiêu thụ ngày nhiều chưa thể thay dạng nhiên liệu khác Năm 2003 giới tiêu thụ tỷ dầu riêng Mỹ tỷ tấn, trữ lượng ngày cạn kiệt Không mỏ lớn nằm nông đất liền dễ khai thác thập niên đầu kỷ 20 Hiện công tác tìm kiếm khai thác triển khai vùng nước sâu, xa bờ, – ngàn mét lòng đất sâu hơn, Mỏ thường có trữ lượng nhỏ, đầu tư lớn, giá thành khai thác cao, giá dầu biến động rủi ro lớn, lúc tạo khủng hoảng lượng Áp lực lượng kinh tế đòi hỏi phải phát triển nhanh mỏ cận biên Nhiều mỏ dầu khí không khai thác đắn, ảnh hưởng đến sản lượng, thu hồi dầu, tuổi thọ mỏ, Đó hậu điều hành khai thác không hợp lý, thiếu hiểu biết đặc thù thuộc tính tầng chứa, thiếu theo dõi quản lý trình khai thác Ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam từ bắt đầu khai thác dầu trở thành ngành kinh tế quan trọng chiến lược đất nước, Tham gia đảm bảo an ninh lượng, lương thực (phân bón) đặc biệt nhiên liệu, đến kỷ 21, chưa có nguồn khác thay hiệu an toàn môi sinh Dầu khí nguồn tài nguyên thiên nhiên không tái tạo, trữ lượng Việt Nam không lớn, theo dự báo đủ đảm bảo cho mức sản lượng trần cỡ 35 tr.t/ năm dầu quy đổi Việc phát xây dựng hệ phương pháp hợp lý, hiệu để khai thác dầu có thu hồi tăng cường đá móng nứt nẻ thành công đóng góp lớn ngành dầu khí Việt Nam thực tiễn lý luận cho khoa học địa chất dầu khí giới Tên mỏ “Bạch Hổ” vào văn liệu giới dầu khí Cấu trúc mỏ dầu, khí khí-condensat Việt Nam đa dạng, nhiều vỉa; đá chứa có thành phần khác gồm lục nguyên, đá vôi, móng granitoid nứt nẻ, đá phun trào basaltandesit, kể diapir sét Hình thái gồm nhiều thể loại : dạng vòm địa hình nhô móng, nếp lồi, uốn nếp-đứt gãy, khối xây ám tiêu (reef build-up), thấu kính, thạch học, áp gối, vát nhọn địa tầng, v.v Vì để khai thác mỏ dầu khí có hiệu cần hiểu biết cách quản lý mỏ, phương pháp, cách tiếp cận để phát triển khai thác mỏ nói chung cách tối ưu có lợi nhuận cao Ngành công nghiệp dầu khí nói chung trải qua giai đoạn khai thác ban đầu không khống chế sản lượng, chuyển sang giai đoạn khai thác suy giảm yêu cầu Công ty phải tối đa hóa lợi nhuận sở, phương tiện khai thác hửu Ngành công nghiệp dầu khí phải chuyển sang giai đoạn thách thức phải chấp nhận thách thức thực tế lượng lớn dầu khí bị giữ lại lòng đất giải pháp kỹ thuật khai thác tăng cường triển khai để cải thiện thực trạng khai thác thời Theo D.H.Lehman (Exxon Co.USA) từ khoảng 482 tỷ thùng (76,6 Gm3) dầu chổ OIIP phát Mỹ có, 158 tỹ thùng ( 25,1 Gm3) phát công nghệ điều kiện kinh tế bình thường có Bất phần 323 tỷ thùng (51,4 Gm3) lại phải khai thác phương pháp hiệu khoan đan dày bổ sung, phương pháp khai thác tăng cường (EOR) Để triển khai phương pháp đòi hỏi hiểu biết tổng hợp mỏ » hệ thống tầng chứa (Reservoir systems) « hợp tác chặt chẻ nhà địa chất khai thác công nghệ mỏ Bơm ép quy trình thu hồi tam cấp Mục tiêu nhằm thu hồi dầu giữ lại vỉa sau thực chương trình thu hồi thứ cấp ví dụ dùng chế nước đẩy Dầu nước hai chất lưu không hoà trộn có sức căng bề mặt giới hạn bề mặt ngăn cách hai chất lưu Kết giọt dầu bị giữ lại lỗ rỗng riêng lẻ, trạng thái bình thường sau bơm ép nước Về quan điểm học, phương pháp sử dụng thu hồi tam cấp trình bày (hv.7) thể nới rộng đường cong độ thấm tương đối (đường sở) dầu quy trình đẩy dầu nước vùng quanh điểm bão hoà dầu dư Hv : Hai giải pháp thu hồi dầu dư sót lại sau trình bơm ép nước thông thường • Có hai khả để cải thiện tình trạng làm tăng đặc tính thấm tương đối dầu Khả thứ đẩy dầu chất lưu hoà tan dầu mà chất làm tăng độ bão hoà dầu lên giá trị Sor Sau quy trình nước đẩy thông thường Kro 0; So = Sor điểm A, dầu không dịch chuyển Điều có ý nghóa tương tự dịch chuyển đường cong độ thấm tương đối từ A sang B, kết độ thấm Kro trở thành có hạn dầu trở nên di động Khả khác trình bơm ép thực với chất lưu hoà trộn, phần hoà trộn dầu, chất có khả triệt tiêu sức căng bề mặt, mức độ cải thiện đặc tính ngăn cách bề mặt dầu chất lưu đẩy Điều làm giảm độ bão hoà dầu dư xuống giá trị thấp S’or (hv ) làm biến đổi đường cong độ thấm tương đối dầu theo đường gạch nối (hv ) • trường hợp này, chất lưu đẩy tiếp xúc với dầu dư sót lại sau bơm ép nước, hiệu làm tăng độ thấm tương đối dầu từ “0” đến “C” dầu dư lại di động Tất nhiên, liệu pháp sau thuận lợi hơn, tạo khả thu hồi phần lớn dầu dư, trường hợp thứ phần giọt phồng lớn thu hồi Sự bơm ép tam cấp thường kết hợp với nhiều giải pháp khác để tăng đẩy nhanh thu hồi dầu • Bơm ép với chất lưu hoà trộn (LPG-Liquified petroleum gas): Dầu đẩy sản phẩm LPG butan, propan, hỗn hợp bupro Ở điều kiện vỉa, LPG dễ hoà trộn với dầu trạng thái lỏng, có khả làm tăng độ di độâng dầu dư, kết tăng thu hồi dầu • Sự bơm ép chất lưu cacbon dioxid (CO2) Cacbon dioxid có nhiệt độ giới hạn 88o F bơm ép bình thường vào vỉa dạng khí Cacbon Dioxid hoà tan mạnh dầu điều có hai hiệu ứng thuận lợi Trước tiên, độ bão hoà giọt dầu có chứa CO2 hoà tan tăng cao độ bão hoà dầu dư Sor Độ thấm dầu lúc trở nên có giới hạn dầu bắt đầu di chuyển Thứ hai độ nhớt dầu bị giảm cải thiện tốt độ di động dầu Hơn CO2 có khả chiết xuất (extract) thành phần hydrocarbon nhẹ dầu làm tăng đặc tính hoà trộn • Bơm ép chất kích thích bề mặt (surfactant flooding) Chất kích thích bề mặt, dù hoà tan với lượng nhỏ đủ gây ảnh hưởng lớn đến đặc tính ngăn cách bề mặt dầu nước đẩy Chất kích thích bề mặt hoà tan giọt dầu dư, làm tăng độ bão hoà mức bão hoà dư nữa, sức căng bề mặt giọt dầu bị phồâng lên nước đẩy bị giảm đáng kể Cả hai loại hiệu ứng tác động tích cực làm giảm độ bão hoà dầu dư phân tích thí nghiệm cho thấy lượng thu hồi dầu dư đạt 90% Chất kích thích bề mặt thường sử dụng công nghệ khai thác sulphonates Các biện pháp nêu xem giải pháp công nghệ áp dụng để thu hồi tam cấp, có khả thu hồi khối lượng lớn dầu dư sót lại sau trình bơm ép nước truyền thống Điều nghóa biện pháp bơm ép tam cấp phải thực sau giải pháp bơm ép nước thứ cấp mà ngược lại chúng tiến hành đồng thời Các chất lưu có chứa chất kích thích bề mặt bơm đợt xen lượng nước đệm(buffers) có độ di động cao ví dụ có hoà tan polymer • Kiểm tra xử lý cát số mỏ tầng chứa cát bở rời, trường hợp số mỏ Biển Bắc, việc tạo chênh áp lớn gây lở thành giếng bị ngập cát Có hai phương pháp chống lại lở cát, giảm chênh áp, có nghóa giảm sản lượng phải theo dõi xử lý cát thường xuyên • Áp dụng phương pháp khai thác học Các giải pháp thường áp dụng cuối đời mỏ, không khả cải thiện tốt tình trạng lượng vỉa, giếng bị ngập nước áp suất đầu giếng không khả cho dòng dầu tự phun Những biện pháp khai thác học gaslift, bơm ngầm, bơm cần gật v.v xem xét áp dụng Đầu tư tốn đặc biệt điều kiện khai thác biển, phải đánh giá rủi ro hiệu kinh tế trước áp dụng giải pháp Kết luận • Hoạt động phát triển khai thác mỏ dầu khí gồm loạt công việc xác định khung chung « Quản lý mỏ dầu khí» - Quản lý mỏ dầu khí công tác quản lý tổng hợp liên thông nhiều ngành, chuyên môn, cấp tổ chức từ người điều hành đến người thực theo nhóm làm việc ( working team), chịu tác động yếu tố kinh tế vó mô vi mô - Quản lý mỏ dầu khí trình động, tích hợp lónh vực - môi trường quản lý, an toàn bảo vệ môi trường, tiến kỹ thuật công nghệ, trình thực thi suốt đời mỏ từ phát triển đến huỷ mỏ • Trong đó, yếu tố kiểm tra, mô hình hoá, dự báo then chốt công tác quản lý : • (1) Kiểm tra - bắt buộc phải theo dõi diễn biến trạng thái mỏ, trình phát triển hiệu ứng hoạt động tác động lên vỉa (mỏ) ; • - (2) Mô hình hoá - tích hợp thông tin kết ứng dụng công nghệ cải thiện trạng thái mỏ để xây dựng mô hình vỉa (mỏ) trữ lương mỏ ; • - (3) Dự báo – dựa hiểu biết trạng thái mỏ có quản lý mỏ tích cực chủ động thu6 động trước diển biến phức tạp trạng thái mỏ, đặc biệt giai đoạn suy giảm - Mọi tác nghiệp khai thác có tác động toàn diện mỏ, phải đặc mục tiêu chung – nâng giá trị kinh tế mỏ - Mô tả (nghiên cứu) tầng chứa tỷ mỷ vấn đề quản lý mỏ Mọi phương án phát triển mỏ dự báo kế hoạch sản lượng dựa kết nghiên cứu chi tiết mỏ Số liệu không đầy đủ, chất lượng gây hậu khó lường - Những số liệu địa chất địa vật lý mỏ yếu tố mô tả tầng chứa, đặc biệt xu phân bố biến đổi thuộc tính tầng chứa độ rỗng, độ thấm, chất lưu vỉa - Các tác nghiệp khai thác chứa đựng tính rủi ro độ thiếu xác cần đánh giá độ tin tưởng kết tính toán kết tính số liệu thống kê, dự báo - Mọi kịch quản lý mỏ phải xem xét, đánh giá khách quan Để có phương án tối ưu cần tránh lạm dụng kinh nghiệm có trước định kiến kỹ thuật - Sự liên thông đa ngành cần thiết Hiệu quản lý mỏ kết tích hợp chuyên môn, tổng hợp kiến thức vàkinh ngiệm lónh vực địa chất, công nghệ mỏ, khoan, công nghệ khai thác Trình độ công nghiệp dầu khí đòi hỏi phải có chuyên gia kinh nghiệm, am hiểu thuộc tính tầng chứa, đặc điểm mô hình mỏ sẳn sàng chia xẻ kiến thức cá nhân mục đích chung quản lý mỏ hiệu • • Thảo luận : • 1/ Tổ chức công tác quản lý mỏ CTY bạn Làm đễ tăng hiệu công tác quản lý mỏ ? Xét từ vị trí nhà điều hành chuyên gia • 2/ Tương lai phát triển công ty dự báo không ? Những tác nhân ảnh hưởng đến phát triển công ty Xét trường hợp công ty bạn • 3/ Những mục tiêu công tác quản lý mỏ CTY bạn Làm đễ biến mục tiêu thành hành động cụ thể ? • 4/ Chiến lược dầu khí CTY bạn ? • 5/ Công tác quản lý nhân lực khả tăng hiệu quản lý mỏ CTY bạn ? • 6/ Đánh giá rủi ro tiềm ẩn có khả làm giảm hiệu quản lý mỏ CTY bạn ? ... trọng quản lý mỏ Nhiều môi trường quản lý hạn chế hoạt động công tác quản lý mỏ, môi trường quản lý không trường hợp tạo kích thích hội cho sáng tạo quản lý mỏ 3/ Công nghệ thành phần thứ quản. .. hiệu quản lý mỏ VII Các yếu tố quản lý mỏ Quản lý mỏ không thiết lập kế hoạch khai thác suy giảm, chương trình phát triển mỏ Quản lý mỏ chiến lược tích hợp toàn diện vể khai thác mỏ Sở dó... khai thác mỏ dầu khí tối ưu, hiệu kinh tế nhất, kéo dài hợp lý đời mỏ • Quản lý mỏ trình động, chuổi giải pháp kinh tế – công nghệ thẩm lượng kết thúc huỷ mỏ II Mục tiêu hoạt động quản lý mỏ Mục