Đặc tính dầu tại điều kiện vỉa

Tính chất SD-1X SD-2X SD-3X

Tỷ trọng API 34,7 35,5 35,4

Áp suất điểm bọt (psia) 1155 1275 1060

GOR (scf/stb) 364 364 314

Hệ số thể tích dầu thành hệ Boi tại áp

suất vỉa Pr = 2.500 psi 1,24 1,27 1,23

Độ nhớt dầu tại điều kiện vỉa (cP) 0,907 0,825 0,88

Hình 2.11: Hệ số thể tích thành hệ Bo

61

Kết quả phân tích cho thấy sự khác nhau giữa tính chất lưu thể tại các khối trong cùng một đối tượng. Các thông số từ giếng SD-2X và SD-3X lần lượt sử dụng dữ liệu đầu vào cho mô hình thủy động lực tại 2 vùng Trung tâm và vùng Tây Nam. Ngoài các phân tích PVT thông thường, các đặc tính khác của dầu cũng là một thông số quan trọng để thiết kế hệ thống thiết bị bề mặt và hệ thống vận chuyển dầu. Bởi vì điểm chảy và điểm ngưng của dầu tương đối thấp, dầu nên được giữ tại nhiệt độ cao hơn nhiệt độ không khí khi vận chuyển vào đường ống và thùng chứa. Đặc tính dầu từ tầng móng nứt nẻ và tầng Mioxen là tương đương và không có sự cố khi trộn lẫn dầu từ hai đối tượng này.

Song song với quá trình lấy mẫu dầu, mẫu nước cũng được tiến hành lấy tại giếng SD-2X và SD-3X. Năm 2005 và 2006, nhà thầu tiến hành lấy thêm mẫu nước từ giếng SD-11P và SD-14P. Tuy nhiên, mẫu nước từ SD-14P không tốt vì bị nhiễm bẩn trong quá trình lấy mẫu. Các thông số nước vỉa của Mioxen hạ trong điều kiện vỉa được tóm tắt trong bảng sau:

Bảng 2.3: Tính chất nước vỉa tâng Mioxen Hạ

Tính chất SD-1X SD-2X SD-3X

Hàm lượng muối (mg) 44.620 40.214 51.000

Hàm lượng Cloride (mg) 24.317 22.263 28.057

Độ nhớt tại 25 0C 3.3 3.84 --

Tỷ trọng tại 25 0C 1.029 1.028 1.04

Nồng độ pH 6.8 7.15 7.1

Trữ lượng dầu khí tại chỗ và trữ lượng dầu khí thu hồi

Đánh giá trữ lượng dầu khí tại chỗ và phân cấp trữ lượng của các vỉa chứa trầm tích được xác định bằng phương pháp thể tích, dựa vào phương trình tính trữ lượng thông thường và kết hợp với phương pháp mô phỏng Monte-Carlo. Bản đồ tầng sản phẩm B10 thuộc trầm tích Mioxen hạ cũng được minh giải lại bởi VPI thay thế cho bản đồ cũ được tạo thành bằng cách xây dựng từ bản đồ tập B40. Việc tính

62

toán trữ lượng tầng B10 được thực hiện trên bản đồ mới được minh giải và hiệu chỉnh theo kết quả giếng khoan. Có 4 khu vực khép kín trong tầng B10: vỉa nước G-1X, vỉa dầu SD-1X, SD-3X và vỉa khí SD-4X được xác định bởi kết quả MDT giếng SD- 5P-PL.

Kết quả giếng khoan cho thấy có sự liên kết giữa khu vực SD-1X và SD-3X (Hình 2.13). Vì vậy, cấp trữ lượng xác minh P1 cho 2 khu vực trên được chọn tại đá của MDT giếng SD-3X tại -1.735mTVDss. Tại khu vực trung tâm, vì không có mẫu nước cho vỉa B10 trong khu vực này nên đường nước của khu vực SD-3X/6X được sử dụng để xây dựng biểu đồ áp suất cho khu vực trung tâm. Từ dữ liệu áp suất, vị trí giao nhau giữa đường dầu khí và đường nước tại -1.745mTVDss cũng là điểm khép kín lớn nhất của cấu tạo được chọn làm ranh giới dầu nước và ranh giới cấp trữ lượng có khả năng của khu vực.

Khu vực SD- 4X được giữ nguyên theo báo cáo trữ lượng 2009 với ranh giới cấp trữ lượng khí xác minh P1 tại -1.747,5mTVDss - vòng khép kín lớn nhất của cấu tạo (Hình 2.14).

63

Hình 2.14: Sơ đồ cấu trúc nóc tầng sản phẩm B10 - Khu vực SD-4X

Trữ lượng khí đồng hành và tại chỗ được xác định từ trữ lượng dầu tại chỗ và tỉ số khí/dầu bằng 442scf/stb cho khu vực SD-1X và 328scf/stb cho khu vực SD-3X.

Bảng 2.4: Trữ lượng dầu tại chỗ đối tượng Mioxen Hạ

Khu vực Cấp trữ lượng Trữ lượng dầu tại chỗ (triệu thùng)

P90 P50 P10

3X-6X P1 29 33 37

SD-1X P1 147 159,1 171,8

P2 37,9 44,5 51,8

Tổng 2P 213,9 236,6 260,6

Bảng 2.5: Trữ lượng khí đồng hành và tại chỗ đối tượng Mioxen Hạ

Khu vực Cấp trữ lượng Khí đồng hành và tại chỗ (triệu thùng) P90 P50 P10 3X-6X P1 9,51 10,82 12,14 SD-1X P1 64,97 70,32 75,94 P2 16,75 19,67 22,9 Tổng SD-1X và SD-3X 2P 91,24 100,82 110,97 SD-4X P1 10,67 11,81 12,9

64

Cách tính trữ lượng dựa vào mô hình địa chất bằng phần mềm Petrel cho khu vực SD-1X và SD-3X cũng cho kết quả tương tự được đưa ra trong bảng sau.

Bảng 2.6: Trữ lượng dầu tại chỗ bằng phần mềm Petrel

Khu vực Cấp trữ lượng Dầu tại chỗ (tr.thùng)

SD-1X Xác minh + Có khả năng 2P 206,53

SD-3X/6X Xác minh 29,65

Trữ lượng dầu và khí thu hồi cho từng mỏ và theo các cấp trữ lượng được tính toán dựa trên trữ lượng dầu tại chỗ theo phương pháp thể tích và hệ số thu hồi theo phương trình sau:

Trữ Lượng dầu Thu hồi = (Trữ lượng Dầu tại chỗ) x (Hệ số Thu hồi) Trữ Lượng khí Đồng hành = (Trữ lượng Dầu Thu hồi) x (Tỷ số Khí/Dầu)

Bảng 2.7: Hệ số thu hồi dầu đối tượng Mioxen hạ

Dầu tại chỗ

(triệu thùng)

Dầu thu hồi

(triệu thùng)

Hệ số thu hồi tại chỗ

(%)

236,6 91,8 39

Hiện trạng khai thác của mỏ Sử Tử Đen

Đối tượng Mioxen hạ bao gồm ba vùng khai thác chính: Vùng phía Tây, vùng khai thác chính tại Trung tâm (MPA) và vùng Tây Nam. Vùng trung tâm hiện tại đang khai thác tại 10 giếng: SD-10P, 11P, 14P, 15P, 20P, 23P, 26P, 1PST, 12PST và 8PST. Hai giếng khai thác SD-28P, SDNE-6P thuộc vùng Tây Nam (hoặc vùng 3X/6X). Giếng SD-28P đã đóng từ tháng 5-2015 do độ ngập nước cao, lên đến 95% và tác động tiêu cực vào giếng SDNE-6P, giếng khai thác lớn nhất tại tầng B10. Hai giếng khai thác mới nhất SD-8PST và SDNE-6P bắt đầu hoạt động từ cuối tháng 8- 2011. Giếng SD-8PST đang khai thác với độ ngập nước cao và áp suất dòng chảy dưới áp suất điểm bọt. Hai giếng SD-15P/I và SD-26P/I đã không tiến hành chuyển đổi từ khai thác sang bơm ép (như trong kệ hoạch phát triển mỏ) bởi vì các giếng này vẫn cho dòng với lưu lượng ổn đinh, độ ngập nước nằm trong giới hạn cho phép. Giếng thứ ba SD-1PST đang khai thác với độ ngập nước cao, lên đến 98% và lưu

65

lượng dòng dầu thấp (100 thùng/ngày).

Từ khi bắt đầu bơm ép giếng SD-27I vào giữa năm 2011 áp suất vỉa đã được duy trì tương đối tốt. Hai giếng bơm ép khác, SD-16IST bên cánh phía Tây và giếng SDNE-13I bên cách phía bắc, được đưa vào lần lượt trong tháng 9/2011 và tháng 2/2012 đã cung cấp một nguồn năng lượng khác cho vỉa, nhưng giếng SDNE-13I đã bị đóng vào cuối năm 2013 do hiệu quả bơm ép của giếng đã giảm đi đáng kể.

Hình 2.15: Vị trí các giếng trong đối tượng Mioxen Hạ

Động thái khai thác đối tượng Mioxen hạ đã vượt so với kế hoạch ban đầu, với vùng hỗ trợ áp suất có từ cơ chế bổ sung năng lượng bằng bơm ép nước, mạnh nhất tại khu vực Bắc - Tây Bắc của vỉa. Chỉ số khai thác của giếng cao (thường lớn hơn 20 thùng/ngày/psi) phản ánh tính chất vỉa chứa rất tốt. Lưu lượng khai thác dầu giảm chậm tương ứng với độ ngập nước đang tăng. Sự thay đổi áp śt lịng giếng cho thấy sự liên thơng tương đối mạnh giữa vùng Trung tâm và vùng Tây Nam. Vùng Trung tâm (SD-11P, 12PST, 14P, 15P, 23P, 1PST) có áp suất giếng nhỏ hơn vùng phía Tây (SD-10P, 20P, 26P) và Đông Bắc (SD-27P, 28P, SDNE-6P) do sản lượng khai thác cao hơn từ vùng này.

Từ dòng dầu đầu tiên vào năm 2004 đến cuối năm 2014, sản lượng khai thác từ đối tượng B10 Mioxen hạ đạt 77,92 triệu thùng dầu, hệ số thu hồi hiện tại đạt 33%, lưu lượng dòng dầu 6.800 thùng/ngày. Tất cả các giếng đang khai thác với độ ngập nước tương đới cao từ 67% tới 98%.

66

Hình 2.16: Động thái áp suất mỏ

Hình 2.17: Ảnh hưởng của các giếng bơm ép tới từng khu vực

ĐÔNG BẮC

TÂY

67

Bảng 2.8: Trạng thái khai thác các giếng

Giếng Ngày khai thác

Lưu lượng dầu hiện tại (thùng/ngày) Sản lượng cộng dồn (triệu thùng) Độ ngập nước (%) NE-6P 24/8/2011 1968 4,7 68,0 SD-08PST 24/8/2011 230 0,7 76,4 SD-10P 22/01/2005 616 4,1 92,4 SD-11P 14/12/2004 851 7,1 86,3 SD-12PST 31/8/2009 587 5,1 89,2 SD-14P 11/11/2005 408 13,4 92,9 SD-15P 31/10/2006 800 4,4 84,8 SD-1PST 17/6/2008 37 4,0 98,9 SD-20P 24/4/2006 414 12,9 94,7 SD-23P 4/01/2007 693 10,4 85,5 SD-26P 15/5/2007 245 3,6 95,9 SD-27P 10/7/2007 0 0,7 0,0 SD-28P 1/9/2007 0 7,7 0,0

68

Hình 2.19: Trạng thái khai thác giếng SD-15P

Các kết quả phân tích PVT, kết quả đo MDT từ giếng thẩm lượng SD-6X và động thái khai thác toàn mỏ đã chỉ ra rằng cơ chế năng lượng của đối tượng Mioxen hạ Sử Tử Đen Tây Nam là cơ chế khí hòa tan, cơ chế nước và cơ chế nén của đất đá. Với tỷ số khí hòa tan thấp 428 scf/thùng và áp suất điểm bọt 1.375 psia, cơ chế khi hịa tan là nguồn năng lượng tương đới nhỏ. Cơ chế nước tự nhiên là cơ chế năng lượng chính của đối tượng.

Các phương pháp gia tăng hệ số thu hồi dầu đã áp dụng

Hiện tại, Cửu Long JOC đang tiến hành bơm ép nước cho đối tượng Mioxen hạ, mỏ Sư Tử Đen Tây Nam. 3 giếng bơm ép SD-NE13I, SD-27I và SD-16IST lần lượt được đưa vào trong các năm 2011 và 2012. Hiện tại giếng bơm ép SD-NE13I đã đóng do khơng cịn hiệu quả trong việc duy trì năng lượng vỉa.

Khai thác dầu sẽ tiếp tục suy giảm nhanh do giới hạn thu hồi của phương pháp truyền thống bơm ép nước. Việc khoan thêm giếng mới hay khoan thêm thân trong tình hình giá dầu thấp như hiện này không khả quan, cũng như hầu hết các giếng đang ngập nước cao vì thế sẽ tồn tại rủi ro khi khoan giếng mới. Ngoài ra, quỹ giếng khai thác đã hết do cấu hình giàn khai thác và số lượng giếng thiết kế theo Kế hoạch Phát triển mỏ (FDP). Phương pháp bơm ép gaslift cũng không phù hợp với các giếng

69

có độ ngập nước cao. Khai thác bằng bơm điện chìm cần phải đánh giá kỹ giá trị thu hồi và lợi ích kinh tế. Như vậy, vấn đề cấp bách ở đây là cần phải tìm phương pháp gia tăng hệ số thu hồi dầu phù hợp trong tình hình hiệu quả các giếng bơm ép nước giảm nhanh.

Hình 2.20: Trạng thái bơm ép đối tượng Mioxen hạ Sư Tử Đen Tây Nam

Tiềm năng thu hồi dầu tại tầng Mioxen mỏ Sư Tử Đen Tây Nam

Việc xây dựng mô hình địa chất và mô hình thủy động lực cho thấy khả năng rõ ràng hơn về áp dụng các phương pháp gia tăng thu hồi dầu ở tầng Mioxen mỏ Sử Tử Đen Tây Nam cũng như tính toán tiền năng thu hồi dầu từ tầng này. Theo báo cáo phát triển mỏ, việc áp dụng các phương pháp EOR (IOR) có thể tăng hệ số thu hồi từ 5-10%.

Bảng 2.9: Khả năng thu hồi của đối tượng Mioxen Hạ

Quỹ giếng hiện tại

Không áp dụng gia tăng thu hồi (triệu

thùng)

Áp dụng biện pháp gia tăng thu hồi (triệu

thùng) P90 P50 P10 P90 P50 P10 Khai thác 9 Bơm ép 3 Khai thác/bơm ép 3 OOIP (triệu thùng) 213,9 236,6 260,6 213,9 236,6 260,6

70

Dầu thu hồi

(triệu thùng) 87,5 90,4 94,5 88,5 91,8 96,9

Hệ số thu

hồi (%) 40,9 38,2 36,3 41,4 38,8 37,2

Đánh giá và lựa chọn phương pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu phù hợp cho Mioxen Sử Tử Đen

Nâng cao hệ số thu hồi dầu khí (EOR) là quá trình thu hồi dầu khí bằng cách bơm các tác nhân ngoại lai vào các vỉa sản phẩm với mục đích khai thác tối đa các sản phẩm hydrocarbon từ vỉa. Quá trình EOR được đặc trưng bởi hiệu ứng đẩy quét, tức là sự có mặt của pha đẩy được bơm vào vỉa và pha bị đẩy là dầu, khí. Định nghĩa trên bao gồm tất cả các mô hình thu hồi dầu bằng các tác nhân đẩy khác nhau như: lỏng, khí, bọt… không giới hạn ở bất cứ giai đoạn khai thác riêng biệt nào của đời mỏ: sơ cấp, thứ cấp hay tam cấp. Theo quy ước chung, khai thác tam cấp là tất cả các kỹ thuật ứng dụng vào vỉa sau khai thác sơ cấp và thứ cấp. Khái niệm duy trì áp suất vỉa và đẩy dầu rất khó phân biệt khi quá trình đẩy dầu thường liên quan đến duy trì áp suất vỉa.

Hiệu quả thu hồi dầu đối với bơm ép khí nước luân phiên là rất cao. Tuỳ từng điều kiện mỏ mà cách thức bơm ép khí sẽ được tiến hành bơm ép theo các quy trình khác nhau. Dựa vào hiệu quả của phương pháp bơm ép nước-khí luân phiên trên thế giới, tính chất hệ chất lưu và trữ lượng của mỏ, hệ thống khai thác và đường ống dẫn khí cũng như chi phí đầu tư cho dự án đã khẳng định là bơm ép luân phiên nước-khí hoàn toàn có thể áp dụng tại Việt Nam [63,64] và đặc biệt áp dụng phù hợp cho tầng chứa Mioxen, thềm lục địa Việt Nam.

2.8.1. Đánh giá thông số mỏ Sử Tử Đen và biện luận lựa chọn phương pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu

Căn cứ vào điều kiện vỉa và thực trạng khai thác tại tầng chứa cát kết Mioxen hạ, mỏ Sử Tử Đen, ta thấy rằng phương pháp bơm ép luân phiên nước khí là phù hợp nhất và có thể áp dụng phương pháp tăng cường thu hồi dầu sử dụng một trong ba loại khí hydrocarbon, CO2 và N2. Các phương pháp nhiệt và hóa chất đều không phù

71

hợp do tầng chứa Mioxen có nhiệt độ vỉa cao (100 0C), độ nhớt của dầu thấp, vỉa sâu và giá thành cao.

➢ Cấu trúc vỉa chứa và tính liên thơng của vỉa chứa

Như đã trình bày trong phần trên, đặc trưng cấu trúc vỉa chứa của đối tượng Mioxen hạ mỏ Sư Tử Đen được thể hiện bởi tính chất phân tập sản phẩm và được phân tách thành các khu vực khép kín, cấu tạo có dạng đóng 3 chiều bị chặn bởi các đứt gãy. Cấu trúc khép kín là một thuận lợi cho giải pháp bơm ép khí vì mức độ ảnh hưởng giếng bơm ép khí được giới hạn lại, thể tích của toàn bộ khu vực chịu ảnh hưởng của bơm ép khí cũng giới hạn làm hiệu quả bơm ép khí tốt hơn, tối ưu được thể tích bơm ép khí. Thể tích khí bơm ép sẽ theo định luật trọng lực đi lên trên đỉnh của cấu tạo và được giữ tại đó không bị mất mát và sẽ phát huy cơ chế dãn nở của mũ khí. Giếng bơm ép khí có thể thiết kế được cho cả 2 trường hợp là dưới ranh giới dầu-nước và trên ranh giới khí-dầu.

Hệ thống đứt gãy và đặc trưng địa tầng phân tập của đối tượng Mioxen Sư Tử Đen cũng như tính bất đồng nhất trong vỉa chứa có thể gây ảnh hưởng đến hệ số quét khi áp dụng các giải pháp bơm ép chất lưu trong các giai đoạn thứ cấp và nâng cao hệ số thu hồi dầu, bao gồm cả phương pháp bơm ép nước, phương pháp bơm ép hóa phẩm, phương pháp bơm ép khí. Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng sẽ là thấp nhất khi áp dụng phương pháp bơm ép nước-khí luân phiên do mức độ linh động của khí bơm ép cũng như dầu vỉa khi trộn lẫn với khí bơm ép.

➢ Tính chất rỗng - thấm của đá chứa

Đá chứa của đối tượng Mioxen, mỏ Sư Tử Đen có tính chất tương đối tốt, độ rỗng trung bình 25-30%, độ thấm trung bình khoảng 7.000 mD là yếu tố thuận lợi cho việc áp dụng bơm ép nước-khí luân phiên. Với đá chứa có mức độ liên thông