HYSYS version V7.1 thì được sử dụng thực hiện quá trình mô phỏng công nghệ.
Trong việc lựa chọn mô hình nhiệt động cho quá trình mô phỏng sử dụng HYSYS, thì dựa vào dữ liệu xem xét sau:
Hàm lượng % CO2 nhỏ hơn 1 mole và không có H2S
Áp suất vận hành từ khoảng 2 đến 21 barg.
Nhiệt độ vận hành từ 22 đến 1200C.
Mô hình nhiệt động Peng Robinson trong gói phương trình trạng thái kết hợp với phương trình Lee Kesler enthalpy được lựa chọn để mô phỏng cho sơ đồ công nghệ trên. Trong HYSYS thì PR EOS được lựa chọn để mô phỏng cho các sơ đồ về dầu và khí. Ngoài ra đây là mô hình tính toán VLE rất hiệu quả như tính toán tỉ trọng chất lỏng cho hệ hydrocacbon. Tỉ trọng chất lỏng dự đoán tốt hơn so với mô hình SRK(EOS). Rất nhiều cải tiến trong HYSYS từ mô hình PR để mở rộng khoảng ứng dụng và cải tiến dự đoán của nó đối với hệ không lý tưởng. Việc lựa chọn mô hình nhiệt động PR mô phỏng giàn BKDP-07thì được lựa chọn mô phỏng cho hệ một, hai hay nhiều pha và cho kết quả đáng tin cậy. Ngoài ra khoảng điều kiện PR đưa ra phù hợp:
Khoảng nhiệt độ > -271°C (-456°F).
Khoảng áp suất < 1000 bar abs (15,000 psia).
7.2.3 Mô phỏng giàn khoan BKDP – 07
Thành phần và tính chất dòng lưu chất trong giếng cho ở bảng 5- 6 trên.
Dựa vào bảng số liệu và phân tích ta tiến hành mô phỏng giàn khoan BK- B năm 2011(max oil and gas) và năm 2017(max water).
Nhiệt độ và áp suất đầu giếng:
Bảng 7-34 Nhiệt độ và áp suất đầu giếng
TEMPERATURE (0C) 70 (max)
PRESSURE (psi) 70
7.2.3.1 Thành phần, nhiệt độ, áp suất và lưu lượng khí gaslift
Thành phần mới nhất của thành phần gaslift sử dụng cho quá trình thiết kế theo bảng 5- 8 trên
Thông số nhiệt độ, áp suất dòng gaslift từ tàu FPSO đến gaslift header cho ở bảng 5-11.
Áp suất dòng khí gaslift ở đầu giếng: Áp suất cao nhất dòng khí nén ở đầu giếng cung cấp là 82.8bar (1200 psia)
Lưu lượng bơm dòng gaslift:
Lưu lượng bơm dòng khí nâng ở giàn khoan BKDP-07được hiển thị theo bảng 5- 9 trên.
Trong đó lưu lượng 1.5 MMscfd gaslift thì cung cấp cho khu vực phụ trợ, như vậy lưu lượng tổng của dòng gaslift từ BK II FPSO đến BK-B là 5.35 MMscfd.
7.2.3.2 Mô phỏng giàn khoan BKDP – 07 có sử dụng gaslift
Mô phỏng phân xưởng công nghệ
Giai đoạn bão hòa dòng khí khô:
Đưa dòng khí khô về thành dòng khí ở trạng thái bão hòa nước với điều kiện thường là lượng nước tự do đi ra khỏi bình tách đạt 0.01 lbmole/h. Nghĩa là tương ứng với giọt lỏng đầu tiên xuất hiện. Trong mô phỏng ta sử dụng một bình tách 3 pha kết hợp với công cụ ADJ của hysys để mô phỏng quá trình này, công cụ ADJ sẽ điều chỉnh lượng nước tự do ra khỏi bình tách 3 pha đạt giá trị cài đặt 0.01 lbmole/h bằng cách thay đổi lượng nước bổ sung vào.
Hình 7-36 Giai đoạn bão hòa dòng khí khô
Giai đoạn phân tách dòng đảm bảo sản lượng dầu, khí và nước khai thác dự đoán:
Dòng sau khi đã bão hòa hơi nước tương ứng với giọt lỏng đầu tiên xuất hiện đưa qua bình tách phân tách thành 3 pha: dầu, khí và nước. Để đảm bảo sản lượng dầu, khí và nước trong mô phỏng sử dụng 3 công cụ ADJ để điều chỉnh lượng dầu, khí và nước ra đạt được giá trị như dự đoán.
Ngoài ra việc sử dụng 2 thiết bị trao đổi nhiệt E100 và E101 là để đảm bảo điều kiện phân tích như trên
Hình 7-37 Giai đoạn phân tách và điều chỉnh theo sản lượng dự đoán khai thác
Giai đoạn phân tách sơ bộ sản phẩm và vận chuyển dầu khí từ giàn vào bờ:
Hình 7-38 Giai đoạn phân tách, xử lý sản phẩm trên giàn
Lượng dầu khí thu được từ các giếng có áp suất thấp sẽ được vào bình tách . Dòng khí từ bình tách được qua cụm VRC (vapour recovery compressor) để làm lạnh, phân tách thu hồi lỏng và nén đến áp suất đạt
yêu cầu. Lỏng đi ra khỏi bình tách bơm đến áp suất đạt yêu cầu cùng với dòng khí được nén được vận chuyển đến tàu FPSO.
VRC (vapour recovery compressor) là cụm nén thu hồi khí gồm có hai bình tách, 2 máy nén và 2 thiết bị làm lạnh với mục đích thu hồi lượng lỏng và nén dòng khí đến áp suất đạt yêu cầu.
Áp suất yêu cầu được tính dựa trên công cụ ADJ, pipe segment và áp suất tại tàu FPSO là 8,3 bar.
Mô phỏng quá trình phụ trợ trên giàn
Dòng khí gaslift từ tàu FPSO ngoài cung cấp khí cho các giếng thì 1.5 MMSCFD sẽ được cung cấp cho quá trình phu trợ. Sơ đồ mô phỏng:
Hình 7-39 Sơ đồ mô phỏng quá trình phụ trợ trên giàn
Dòng khí gaslift từ tàu FPSO có áp suất rất cao 103 bar nếu được giảm áp xuống 14,8 bar sẽ tạo hydrat trong ống gây ăn mòn và hạn chế quá trình vận chuyển. Do đó dòng khí này được gia nhiệt đến nhiệt độ 720C mà khi đi qua khỏi van giảm áp vừa tránh sự hình thành hydrat và vừa đảm bảo nhiệt độ dòng khí cho quá trình Purge gas và Instrument gas trên giàn. Dòng khí được gia nhiệt rồi qua van giảm áp hạ đến áp suất 14,8bar. Sau đó qua thiết bị scrubber V-2012 để tách những giọt lỏng xuất hiện. Dòng lỏng đưa về thiết bị closed drain vessel để thu hồi. Dòng khí tiếp tục đưa
qua thiết bị filtter S-2013 để tách những giọt lỏng kéo theo trong dòng khí. Sau đó sẽ được làm lạnh đến nhiệt độ purge và instrument gas.
Hình7-40 Giá trị nhiệt độ gia nhiệt của thiết bị HEATER -101 để tránh hydrat
Bảng 7-35 Bảng thay đổi nhiệt độ khi gia nhiệt cho dòng gaslift
Nhiệt độ gia nhiệt dòng 2 (0C) Nhiệt độ dòng 3 (0C)
Không gia nhiệt -24.35
40 -14.6
55 13.8
72 26.37
7.2.3.3 Bảng cân bằng vật chất và năng lượng được ghi trong Phụ lục 4
Bảng cân bằng vật chất và năng lượng sẽ được dung để tính toán thiết kế các thiết bị và đường ống trên giàn khoan