3. ĐÁNH GIÁ HIỆN TƯỢNG NGƯNG TỤ LỎNG TRONG GIẾNG BẰNG
3.2.Đánh giá hiện tượng liquid loading trên mô hình mô phỏng
Trong quá trình khai thác, áp suất vỉa và áp suất đáy giếng suy giảm, lưu lượng dòng khí giảm dần dẫn đến hiện tượng pha lỏng tách ra với mức độ ngày càng nhiều. Từ kết quả mô phỏng khai thác (hình 13), hiện tượng liquid loading sẽ làm giếng không còn khả năng khai thác khi lưu lượng khí giảm xuống khoảng 0.3 MMscf/day với áp suất đáy giếng biến động và tăng cao đến khi không còn khả năng đẩy chất lỏng lên miệng giếng.
Hình 13. Mối quan hệ giữa liquid loading và sự suy giảm lưu lượng khí
28
Hiện tượng liquid loading bắt đầu xảy ra khi lưu lượng giảm xuống khoảng 0.750 MMscf/day và sau đó một thời gian khi cột chất lỏng ngưng tụ ở đáy giếng quá lớn mà dòng khí không thể tiếp tục nâng lên bề mặt đã bít không do dòng khí đi lên dẫn đến dừng giếng. Để làm rõ cơ chế và quá trình liquid loading trong giếng HT-3P, nghiên cứu sinh đã đánh giá 3 giai đoạn khai thác của giếng, bao gồm:
Giai đoạn 1: Thời gian bắt đầu mô phỏng tương ứng với lưu lượng khí cũng như các thông số khai thác khác (BHP, THP, THT, CGR etc.) được mô phỏng tương đồng với giai đoạn khai thác thực tế hiện nay của giếng HT-3P.
Giai đoạn 2: Theo thời gian khai thác lưu lượng khí giếng HT-3P giảm dần xuống và quá trình liquid loading bắt đầu xuất hiện với cả hai hiện tượng Droplet và liquid film. Lưu lượng khí bắt đầu không ổn định khi giảm đến 0.75 MMscf/day.
Giai đoạn 3: Quá trình liquid loading với quá trình ngưng tụ ngược từ miệng giếng đến đáy giếng và tích tụ dần dưới đáy giếng làm cản trở dòng khí đi lên và kết quả là năng lượng dòng khí không đủ để tiếp tục đẩy cột chất lỏng đi lên dẫn đến dừng giếng mặc dù chênh áp giữa đáy giếng và miệng giếng rất lớn.
Giai đoạn 1:
Kết quả mô phỏng giai đoạn 1 trong hình 14 cho thấy thời điểm hiện tại giếng chưa bị ngưng tụ ngược, lưu lượng khí ổn định. Cơ chế dòng chảy trong ống dọc theo chiều dài ống cho thấy với lưu lượng 2 MMscf/day và áp suất BHP = 150 bar, THP = 90 bar, THT= 50 oC thì dòng chảy từ giếng đi lên đến góc nghiêng ở độ sâu 1400 mTVD là dòng chảy thẳng stratified và annular, tuy nhiên càng lên gần miệng giếng dòng chảy chuyển sang slug (hình 14). Vận tốc khí VSG tăng dần từ miệng giếng lên miệng giếng từ 0.6 m/s lên 0.8 m/s, VSG nhỏ khi so sánh với VSG trong thực nghiệm mô hình vật lý dòng chảy là do áp suất đáy và áp suất miệng giếng cao so với mô hình dòng được tiến hành ở điều kiện áp suất thấp (hệ số nén của khí gần bằng 1). Kết quả mô phỏng cũng cho thấy ở giai
29
đoạn này không có dòng chảy ngược VL = 0.1 m/s, dòng lỏng theo dòng khí và theo thành giếng dạng liquid film đi lên miệng giếng.
Hình 14. Cơ chế dòng chảy và vận tốc khí-lỏng trong giếng HT-3P
Tại giai đoạn khai thác hiện tại của giếng HT-3P với CGR = 125 STB/MMscf và lưu lượng khí 2 MMscf thì hiện tượng liquid loading chưa xảy ra (Hình 15), chỉ có liquid holdup trong khí vỉa tiếp xúc với thành ống khai thác và được dòng khí đẩy lên trên miệng giếng và các thiết bị khai thác bề mặt, nguy cơ ngưng tụ ngược của chất lỏng không quan sát được trong giai đoạn này.
Hình 15. Sản lượng khai thác khí-condensate của giếng HT-3P mô phỏng theo giai đoạn Q1 2015
30
Giai đoạn 2:
Giai đoạn 2 được mô phỏng với lưu lượng khí giảm trong tương lai xuống theo áp suất vỉa và IPR giảm. Tại thời điểm với lưu lượng khí khoảng 750 Mscf/ngày, áp suất đáy giếng 150 bar, hiện tượng liquid loading bắt đầu xuất hiện và làm cản trở dòng chảy của khí dẫn đến lưu lượng khí khai thác không ổn định (Hình 16). Nguyên nhân của hiện tượng này là do quá trình chảy ngược của pha lỏng tại một số vị trí trên thân giếng (Hình 17). Tuy nhiên, trong giai đoạn này lưu lượng khí vẫn tương đối cao và động năng đủ lớn để tạo ra chênh áp đẩy ngược lượng chất lỏng ngưng tụ đang dịch chuyển xuống lên miệng giếng dẫn đến lưu lượng khí lên bề mặt không ổn định, tăng giảm liên tục.
Hình 16. Lưu lượng khí tại thời gian mô phỏng 165 đến 170 ngày
Tại vị trí tổn hao áp suất lớn nhất là vị trí ở 1400 mTVD với góc nghiêng và cơ chế dòng chảy chuyển dịch từ chảy annular sang slug, kết quả mô phỏng cũng chỉ ra VL < 0 (Hình 17) nghĩa là có tồn tại quá trình chảy ngược của lỏng ngưng tụ trên mặt thành giếng. Kết quả mô phỏng 3D dòng chảy trong giếng cũng cho thấy một số vị trí có lượng lỏng holdup là lớn so với các vị trí có tổn hao áp suất thấp.
31
Hình 17. Cơ chế dòng chảy khi bắt đầu có hiện tượng liquid loading
Giai đoạn 3:
Giai đoạn này được nghiên cứu và đánh giá nhằm mục đích xác định ảnh hưởng của quá trình liquid loading lên hiệu quả khai thác của giếng HT-3P cũng như xác định thời gian từ khi xuất hiện liquid loading đến khi giếng không còn có khả năng cho dòng. Lượng chất lỏng dịch chuyển từ miệng giếng dần xuống và tích tụ ở đáy giếng thể hiện ở VL = -0.5 đến -1 ứng với thời gian và tùy thuộc vào các vị trí trong thành giếng từ đáy giếng lên miệng giếng (Hình 18).
Hình 18. Vận tốc khí-lỏng theo thân giếng trong giai đoạn loading mạnh
32
Hình 19. Vận tốc khí-lỏng theo thân giếng trong giai đoạn giếng không còn khả năng khai thác
Quá trình liquid loading xảy ra trong giếng HP-3P làm lưu lượng khí khai thác giảm nhanh và sau một thời gian lưu lượng lỏng thu hồi trên miệng giếng cũng bằng 0. Điều này cho thấy ảnh hưởng của hiện tượng liqiud loading đối với giếng HT-3P diễn ra rất nhanh và khi cột chất lỏng tích tụ dần ở đáy giếng đủ lớn, lưu lượng dòng khí không còn đủ năng lượng để nâng cột chất lỏng lên miệng giếng sẽ làm dừng giếng mặc dù chênh áp giữa đáy giếng và miệng giếng là rất lớn (Hình 20, hình 21).
Hình 20. Sản lượng khí-lỏng trong giai đoạn giếng chết do quá trình liquid loading
33
Hình 21. Chênh áp giữa áp suất đáy giếng và miệng giếng tại các vị trí theo thân giếng HT-3P
Các kết quả mô phỏng khai thác trên mô hình giếng HT-3P có thể giúp đưa ra nhưng nhận định tin cậy về động thái khai thác của giếng dưới tác động của hiện tượng liquid loading trong lòng giếng. Mặc dù ở thời điểm hiện tại giếng HT-3P vẫn có thể khai thác ổn định và chưa xuất hiện hiện tượng ngưng tụ lỏng, tuy nhiên hiện tượng này có thể sẽ xuất hiện ngay khi lưu lượng khí giảm xuống dưới 1 MMscf/ngày và đặc biệt là có mức độ ảnh hưởng rất lớn, gây mất ổn định giếng ngay khi xuất hiện và có thể khiến giếng không còn khả năng cho dòng chỉ sau một thời gian ngắn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});