Phân tích và tối ưu hóa khai thác dầu khí tại mỏ X Y sử dụng công nghệ khí nâng
MỤC LỤC
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHAI THÁC VÀ PHÂN TÍCH ĐIỂM NÚT
Khi áp suất đáy giếng được dùng làm điểm nút phân tích, thì hiệu suất dòng vào là phân tích mối quan hệ hiệu suất dòng vào giếng (IPR) và hiệu suất dòng ra giếng là quan hệ hiệu suất trong ống khai thác (TPR), nếu điểm đầu của ống khai thác được đặt tại đầu của khoảng cho dòng. Phương pháp khí nâng (Gas lift):. Công nghệ áp dụng bơm khí để tăng lưu lượng khai thác dầu bằng cách bơm khí nén vào trong các phần bên dưới của ống khai thác thông qua khoảng không vành xuyến giữa ống chống-ống khai thác và các van xả khí nén được lắp đặt dọc theo ống khai thác. Khí nén sẽ ảnh hưởng đến dòng chất lỏng theo hai cách: a) năng lượng giãn nở (đẩy) đẩy dầu lên trên bề mặt, b) khí sục hòa tan vào dầu làm cho mật độ hiệu dụng của chất lỏng nhẹ hơn và do đó dễ dàng lên bề mặt. Loại bơm ép khí được dùng là liên tục hoặc chu kỳ cũng bị chi phối bởi thể tích chất lỏng được khai thác, lượng khí bơm ép sẵn có ở hai khía cạnh thể tích và áp suất bơm ép, và các điều kiện vỉa của giếng chẳng hạn như trường hợp sự sụt giảm đồng thời áp suất đáy giếng BHP cao dẫn đến dùng bơm ép chu kỳ có thể nguyên nhân do.
![Hình 2.2 Cách xác định C A [14].](https://media.store123doc.com/figures/003/409/hinh-cach-xac-dinh-c-a-3409668.webp)
XÂY DỰNG MÔ HÌNH KHAI THÁC CÁC GIẾNG, PHÂN BỔ LƯỢNG KHÍ GASLIFT TỐI ƯU KHAI THÁC CHO CÁC GIẾNG
Sau khi thực hiện năm (05) bước nhập dữ liệu cho tất cả các giếng. Tùy thuộc vào dữ liệu có sẵn của mỗi giếng, các giếng sẽ được hiệu chỉnh tương ứng với các trường hợp khác nhau. Các trường hợp hiệu chỉnh mô hình giếng. Để bắt đầu quá trình hiệu chỉnh mô hình giếng, nguyên tắc tiến hành hiệu chuẩn như sau:. Hình 3.16 Quy trình hiệu chuẩn dữ liệu mô hình giếng. Quy trình hiệu chuẩn sẽ bắt đầu bằng việc hiệu chuẩn giá trị áp suất vì đây là thông số có ảnh hưởng lớn đến mô hình. Đặc tính áp suất của giếng sẽ bị ảnh hưởng bởi tương quan dòng chảy đa pha từ vỉa đến đầu giếng. Có nhiều tương quan dòng chảy được giới thiệu trong PIPESIM, mỗi tương quan dòng chảy sẽ dựa trên các công thức khác nhau, tương quan có độ lệch thấp nhất giữa áp suất được mô phỏng và áp suất đo được sẽ được chọn. Nếu đã tiến hành khớp dữ liệu áp suất nhưng vẫn chưa được kết quả tốt thì tiếp theo là thay đổi hệ số ma sát và hệ số giữ lỏng sẽ là bước đánh giá tiếp theo. Sai số cho các thông số này nằm trong khoảng từ 0,8 đến 1,2 để giữ cho mô hình sát với thực tế nhất. Nhiệt độ sẽ là thông số hiệu chuẩn tiếp theo, tập thông số nhiệt độ sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường xung quanh giếng, được gọi là nhiệt độ môi trường xung quanh. Giá trị U được đặt mặc định trong PIPESIM là 2 Btu/hr/ft2/F với giả định giếng không được cách nhiệt, ta sẽ thay đổi giá trị U dọc theo giếng cho đến khi đạt được khoảng cách thấp nhất giữa các điểm nhiệt độ mô phỏng và nhiệt độ đo được. Sau khi đã hiệu chuẩn xong giá trị nhiệt độ ta cần thiết phải kiểm tra lại giá trị hiệu chuẩn áp suất trước đó để đảm bảo rằng cả áp suất và nhiệt độ đều được hiệu. Hiệu chuẩn giá trị áp suất. Bằng cách chọn tương quan dòng chảy khác nhau. Hiệu chuẩn tập dữ liệu nhiệt độ Bằng cách thay đổi giá trị hệ số nhiệt. Hiệu chuẩn hệ số Choke. Bằng cách thay đổi từng cái một, tương quan tới hạn giá trị choke. Kiểm tra kết quả Hiệu chuẩn IPR mô hình. Bằng cách phân tích độ nhạy chỉ số khai thác PI. Tiếp theo là hiệu chuẩn giá trị choke. Mục đích của việc hiệu chuẩn này là tìm ra mối tương quan tốt nhất mà nó phản ánh hành vi của áp suất trước và sau choke. Tương tự như quá trình hiệu chuẩn áp suất, phương pháp thử và sai được áp dụng cho các giá trị tương quan khác nhau của choke trong PIPESIM để có được một tương quan phù hợp nhất mang lại độ lệch nhỏ nhất của giá trị mô phỏng và áp suất đo được xung quanh các vị trí choke. Việc hiệu chuẩn mô hình IPR là bước tiếp theo. Khi có được giá trị áp suất vỉa, nên chỉ có cơ hội tác động đến việc giảm áp suất của giếng để phù hợp với cả áp suất vỉa và áp suất đáy giếng. Áp suất giảm đó có thể được thay đổi bằng cách thay đổi chỉ số khai thác của giếng vì tất cả các mô hình giếng đều sử dụng mô hình IPR đơn giản nhất trong PIPESIM, mô hình Well PI. Độ nhạy của PI sẽ thu được để tìm giá trị phù hợp nhất về áp suất giảm giữa áp suất vỉa và áp suất đáy giếng. Và phần cuối của quy trình, chúng ta phải kiểm định lại các mô hình đã hiệu chỉnh so với các dữ liệu gần nhất đo được trước khi tiến hành công tác tối ưu giếng. Tại mỏ X-Y, sẽ có 15 mô hình giếng và được phân thành hai nhóm. Quá trình hiệu chuẩn dữ liệu cho mỗi nhóm theo hai trường hợp sau:. Trường hợp 1 – Hiệu chỉnh dữ liệu mô hình giếng có bơm ép khí dựa vào dữ liệu khảo sát giếng. Tại mỏ LAM SON JOC, hầu hết các giếng hiện tại đã được lắp đặt các bộ đo đếm cố định ở đáy giếng để cung cấp các phép đo liên tục về áp suất và nhiệt độ ở đáy giếng. Để hiệu chỉnh dữ liệu mô hình giếng phù hợp với dữ liệu đo ở đáy giếng, ta thực hiện qua hai bước sau:. Hình 3.17 Quy trình hiệu chuẩn dữ liệu mô hình giếng khi có dữ liệu khảo sát giếng. Để so sánh giá trị đo được và giá trịn tính toán trên mô hình, thì ta cần thiết phải thêm dữ liệu đo áp suất và nhiệt độ vào trong mô hình PIPESIM. Nhiệt độ đo được dùng để hiệu chuẩn dữ liệu bao gồm: nhiệt độ dòng chảy, nhiệt độ đáy giếng, và nhiệt độ vỉa. Dữ liệu áp suất/nhiệt độ đo được nhập vào mô hình PIPESIM như bên dưới:. Hình 3.18 Dữ liệu khảo sát giếng trong mô hình giếng. Hiệu chuẩn dữ liệu áp suất. Dựa vào dữ liệu đo và dữ liệu khảo sát giếng, chọn phương pháp hiệu chuẩn tốt nhất mà nó có thể khớp dữ liệu áp suất tại các điểm đo. Hiệu chuẩn dữ liệu nhiệt độ. Phân tích độ nhạy dựa trên giá trị U để hiệu chuẩn nhiệt độ ở vỉa và đầu ống khai thác. Hiệu chuẩn giá trị choke. Chọn hiệu chuẩn choke tốt nhất có thể phản ánh sự sụt giảm áp suất giữa đầu giếng và dòng chảy. Dự đoán về điều kiện thử nghiệm khác để đảm bảo khả năng dự đoán của mô hình Hiệu chỉnh giá trị PI nếu cần. Để hiệu chuẩn mô hình giếng trong PIPESIM, chia giếng thành 3 phần chính, mục đích này nhằm mục đích tách biệt tác động của từng thành phần đối với hoạt động tổng thể của giếng, các phần chính là: i) Dòng chất lỏng từ vỉa đến đáy giếng;. ii) Dòng chất lỏng từ đáy giếng đến đầu giếng (choke); iii) Dòng chất lỏng trong choke. Giá trị Cd được phân tích độ nhạy từ giá trị 0,3-1,3 (giá trị mặc định của Cd trong PIPESIM là 0,6) trong việc khớp dữ liệu áp suất/nhiệt độ. Hình 3.33 Phân tích độ nhạy của hệ số xả trong khớp dữ liệu áp suất/nhiệt độ Hình dưới cho thấy kết quả từ chạy mô phỏng phân tích nhạy cho các hệ số của Cd, giá trị Cd tốt nhất để khớp dữ liệu áp suất đo chính là Cd = 0,34. Giá trị Cd được chọn là 0,34 được dùng làm dữ liệu đầu vào cho dữ liệu choke với thiết lập phương pháp tương quan cho choke là “mechanistic”. Hình 3.35 Dữ liệu choke trong PIPESIM. Sau khi hoàn thành khớp dữ liệu cho choke, tiếp theo ta sẽ tiến hành khớp hóa dữ liệu cho các tính chất vỉa trong điều kiện hiện tại. Giá trị PI của mô hình được chọn làm biến để phân tích độ nhạy. Để lựa chọn giá trị PI nào là phù hợp. Tính lại giá trị PI. Kết quả của mô phỏng có thể đại diện cho giá trị áp suất vỉa thấp nhất và cao nhất so sánh với giá trị áp suất vỉa đo. Các trường hợp: i) PI của vỉa là lớn hơn giá trị ước tính; ii) Áp suất vỉa đo được sẽ là thấp nhất và phù hợp với kết quả mô phỏng. Sau khi toàn bộ mạng khai thác được thiết lặp và tất cả các thiết bị đều được thiết lặp trong mô hình, thì cần thiết phải tiến hành kiểm tra tính đúng của giếng trong mô hình, điều này để đảm bảo giếng đáp ứng tốt công tác tối ưu khí bơm ép, mô hình các giếng khai thác cần phải đáp ứng khớp hóa dữ liệu tại 3 điểm dữ liệu đo quan trọng: áp suất vỉa, áp suất đáy giếng và áp suất đầu ống khai thác.
