Quỏ trỡnh truyền ỏp suất trong vỉa khụng diễn rađồng nhất tại mọi điểm trong vỉa vỡ nú bị ảnh hưởng bởi sự bất đồng nhất của thành hệ xung quanh. Phần lớn nú khụng bị ảnh hưởng đến sự biến đổi ỏp suất trong thành giếng, ngoại trừ sự bất đồng nhất đú xảy ra ngay ở vựng phụ cận giếng. Tuy nhiờn, thường thỡ vựng xung quanh giếng bị xõm nhập bởi dung dịch khoan và xi măng trong suốt quỏ trỡnh thi cụng khoan, hoàn thiện, xử lý vựng cận đỏy giếng, khai thỏc và sửa chữa giếng. Những cụng tỏc này sẽ làm đặc tớnh thấm chứa tự nhiờn của đất đỏ vựng cận đỏy giếng bị thay đổi, tạo ra một vựng xung quanh giếng làm
'
tăng độtổn thất ỏp suất dũng chảy từvỉa vào giếng.
Vựng vỉa xung quanh giếng bị suy giảm ỏp suất do tỏc động của cỏc yếu tố nhiễm bẩn thường cú bỏn kớnh 3 – 5ft (0,9 – 1,5m). Tuy nhiờn, vựng vỉa chịu nhiễm bẩn lớn nhất, cú vai trũ then chốt nhất trong suy giảm ỏp suất thường được coi là khụng vượt quỏ vài inch (thường khoảng 5 – 9cm). Nghiờn cứu cho thấy, với giếng khoan được chống ống khai thỏc 140mm, và độ thấm vựng vỉa xung quanh giếng đồng nhất, thỡ ở khoảng cỏch 5cm cỏch thành giếng, trở lực dũng chảy đó cao gấp 8 lần so với trở lực này ở khoảng cỏch 1m.
Hiệuứng trờn gõy tổn hao ỏp suất ∆pskinở vựng cận đỏy giếng và được gọi là hiệu ứng skin.
Ta cú: ∆pskin= pw–p’w
Trong đú: pw–ỏp suất đỏy giếng trong điều kiện lý tưởng (khụng tớnh đến hiệu ứng skin)
p’w- ỏp suất đỏy giếng thựctế.
Hiệu ứng skin cú thể được đỏnh giỏ qua trị số giảm ỏp suất ∆pskin hoặc thụng qua trị số khụng thứ nguyờn S (cũn gọi là hệ số skin). Hiệu ứng skin bị ảnh hưởng bởi cỏc yếu tố sau:
Hệ số hoàn thiện của giếng C: là tỷsố giữa lưu lượng của giếng khụng hoàn thiện và lưu lượng của giếng hoàn thiện.
C = C1 + C2.
C1 làđại lượng đặc trưng sựkhụng hoàn thiện theođặc tớnh mởvỉa. C2 làđại lượng đặc trưng sựkhụng hoàn thiện theo mứcđộ mởvỉa. HệsốC phụthuộc vào:
Sốlỗbắnở ống chống; Đường kớnh lỗbắn;
Đặc tớnh phõn bốtrờn bềmặt ống chống;
Độ sõu của những khe rónhđược tạo trongđấtđỏ khi nứt vỉa.
Ngoài những hệ số khụng hoàn thiện của giếng theo đặc tớnh mở vỉa C1 và mức độ mở vỉa C2, trạng thỏi của giếng cũn bị ảnh hưởng do sự nhiễm bẩn của vựng lõn cận đỏy giếng trong qỳa trỡnh khoan, bơm trỏm xi măng, sửa chữa giếng và trong suốt quỏ trỡnh khai thỏc dầu khớ và được đặc trưng bởi hệ số C3. Bờn cạnh đú cũn cú hệsố C4đặc trưng cho mứcđộ phỏ hủyđịnh luật thấm tuyến tớnh Darxi. Giỏ trị C4 khỏc với C1, C2, C3 ở chỗ là 1 hệ số thay đổi theo lưu lượng
giếng khai thỏc mà khi lưu lượng giếng nhỏthỡ giỏ trị C4 cú thểbỏqua, cũn lưu lượng giếng lớn thỡ C4 là đỏng kể. C4 xuất hiện do lực ỡ của chất lỏng trong quỏ trỡnh chuyển động. Do ảnh hưởng của tất cả cỏc giỏ trị C1, C2, C3, C4 làm cho quỏ trỡnh chuyển động của chất lỏng tại vựng lõn cận đỏy giếng bị cản trở. Để dũng chảy từ vỉa vào đỏy giếng này cú lưu lượng bằng lưu lượng của giếng khụng bị ảnh hưởng bởi cỏc giỏ trị C1, C2, C3, C4 thỡ cần phải tăng độ chờnh ỏp, nghĩa là phải tiến hành: Duy trỡ ỏp suất vỉa, xửlý vựng lõn cậnđỏy giếng.
Hỡnh 2.4: Cỏc dạng mởvỉasản phẩm [4]
A: Khoan suốt vỉa sauđú chốngống trỏm xi măng; B: Khoan khụng hết vỉa và khụng chốngống;
C: Khoan khụng hết vỉa, chống ống và trỏm xi măng; D: Giếng hoàn thiện (khoan hết vỉa và khụng chống ống)
Giỏ trị của hiệuứng skin Sđược xỏcđịnh bằng tổng: S= C1+ C2+ C3+ C4.
Hệ số skin S là một đại lượng quan trọng trong việc lập kế khoạch mỏ. Thường S cú giỏ trị từ -5 đến 20. Giỏ trị S càng lớn hơn 0 thỡ mức độ tổn hại thành hệ càng lớn vàđộ tổn thất ỏp suất sẽ càng cao, điều đú cú nghĩa là chỳng ta cần phải cú một vài phương phỏp kớch thớch vỉa để cải thiện tỡnh hỡnh này. Giỏ trị S < 0 khi thành hệ được kớch thớch, xử lý. Thường người ta phõn biệt ba trường hợp sau:
Khi S > 0: vựng cận đỏy giếng bị nhiễm bẩn hoặc do mức độ mở vỉa, đặc điểm mở vỉa hoặc do nhiễm bẩn vựng cậnđỏy (∆pskin > 0).
nhiờn (∆pskin = 0).
Khi S < 0: vựng cận đỏy giếng đó được xử lý thành cụng, tớnh thấm đó được cải thiện tốt hơn so với điều kiện tựnhiờn (∆pskin < 0).
CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP NHIỆT XỬ Lí VÙNG CẬN ĐÁY GIẾNG
Ngay từ khi bắt đầu khai thỏc dầu ở mỏ Bạch Hổ từ năm 1986, XNLD Vietsovpetro đó tiến hành cỏc biện phỏp xử lý giếng nhằm tăng hệsố thu hồi dầu của mỏ.Đõy là nhiệm vụ kịp thời, cấp bỏch mà bất cứ cụng ty dầu khớ nào đều cũng phải tiến hành. Do những năm đầu mới khai thỏc, ỏp suất cỏc tầng chứa dầu của mỏ lớn nờn cỏc giếng khai thỏc dầu với chế độ tự phun. Trong quỏ trỡnh khai thỏc, ỏp suất vỉa giảm, vựng cận đỏy giếng bị nhiễm bẩn do chuyển động của cỏc chất cơ học từ bờn trong vỉa đến vựng cận đỏy giếng và lắngđọng lại. Mặt khỏc, khi khai thỏc một thời gian cỏc giếng khai thỏc, bơm ộp nước cần phải sửa chữa cho phự hợp với điều kiện kỹ thuật địa chất ảnh hưởng rất lớn tới sự chuyển động của dũng chất lưu từvỉa vào giếng.
Hậu quả của việc nhiễm bẩn vựng cận đỏy giếng làm giảm khụng những lưu lượng khai thỏc của giếng, mà cũn giảm đỏng kể hiệu quả khai thỏc của vỉa do dũng chảy của lưu chất từ vỉa đến đỏy giếng rất yếu mặc dự cú độ chờnh lệch ỏp suất rất lớn, cũng như giảm độ tiếp nhận nước bơm ộp của cỏc giếng bơm ộp nướcđể duy trỡ ỏp suất vỉa dự khi ỏp suất bơm rất cao.
Để khắc phục những vấn đề nờu trờn với mục đớch phục hồi hoặc làm tăng độ thấm của đất đỏ vựng cận đỏy giếng, tăng sản lượng khai thỏc của cỏc giếng dầu hoặc độ tiếp nhận nước ộp của cỏc giếng bơm ộp, XNLD Vietsovpetro đó ứng dụng hàng loạt cỏc giải phỏp kỹ thuật cụng nghệ tỏc động lờn vựng cận đỏy giếng, trong đú cỏc phương phỏp nhiệt cho hiệu quả khỏ cao nờn được sử dụng rộng rói. Việc lựa chọn phương phỏp tỏc động lờn vựng cận đỏy giếng được xỏc định theo cỏc điều kiện của vỉa, trạng thỏi kỹ thuật của giếng, thành phần đất đỏ, điều kiện mỏ…
Cỏc phương phỏp tỏc động lờn vựng cận đỏy giếng phải đảm bảo những yờu cầu sau:
Thời gian xửlý ngắn, hiệu quảcao. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trỏnh những hiệu ứng phụ (tạo cỏc chất kết tủa sau phản ứng, làm tắc nghẽn hệ thống kờnh rónh thụng với đỏy giếng) do phương phỏp xử lý mang lại.
Bảo toàn cấu trỳc giếng, trỏnh làm giảm tuổi thọ (ăn mũn quỏ mức và sụp lở) của giếng.
3.1. Tổng quan về ỏp dụng phương phỏp nhiệt xử lý vựng cận đỏy giếng
Phương phỏp cụng nghệ sử dụng tỏc động nhiệt là một trong những phương phỏp được dựng trong tăng cường thu hồi dầu núi chung, trong xử lý vựng cận đỏy giếng núi riờng. Bản chất của phương phỏp nhiệt xử lý vựng cận đỏy giếng là dựng nguồn nhiệt để nõng nhiệt độ lũng giếng, vựng cận đỏy giếng nhằm tỏc động cúđịnh hướng tới cỏc yếu tố cú tỏc dụng phục hồi hoặc làm tăng độ thấm vựng cận đỏy giếng, và trong một khoảng thời gian nhấtđịnh cú thểlàm giảm sức cản thủy lực của dũng chất lưu vỉa chảy vào giếng.
Kết quả nghiờn cứu cơ bản trong lĩnh vực cú liờn quan cho thấy cỏc yếu tố chớnh cú tỏc dụng phục hồi hoặc làm tăngđộthấm vựng cậnđỏy giếng bao gồm:
Tẩy rửa asphanten, paraffin, nhựa và cỏc hợp chất cú khối lượng phõn tử cao tớch tụ tại vựng cận đỏy giếng, trong lũng giếng. Dưới tỏc dụng của nhiệt độ cao hơn nhiệt độ cõn bằng được thiết lập trước đú thỡ lắng đọng asphanten, paraffin, nhựa và cỏc hợp chất cú khối lượng phõn tửcao sẽ bị núng chảy, bị hũa tan rồi phõn tỏn vào dung mụi hoặc vào ngay chớnh thành phần dầu vỉa khi gọi dũng trở lại.
Thay đổi tớnh thấm ướt bề mặt mao quản đỏ vỉa vựng cận đỏy giếng theo hướng cú lợi cho tớnh thấm dầu.
Xung nhiệt làm cho cỏc lắng đọng vụ cơ dễ tỏch khỏi bề mặt vật liệu bị nhiễm bẩn, bề mặt mao quản để rồi dễ bị rửa trụi (bị đẩy vào vựng vỉa xa khỏi vựng cận đỏy giếng khi bơm ộp lưu thể xử lý, hoặc bị cuốn theo dũng chảy vào lũng giếng khi gọi dũng sản phẩm trở lại).
Phỏ hủy nỳt bớt nhột cục bộ từ nước hoặc nhũ tương nước trong dầu tại vựng cận đỏy giếng (cụm nước hoặc nhũ tương nước trong dầu tớch tụ trong cỏc mao quản nhỏ là một trong những nguyờn nhõn làm giảm độ thấm vựng cậnđỏy giếng).
Dehydrat húa sột để làm giảm sự trương nở của sột dẫn tới tăng độ thấm hoặc tăng khảnăng bứt những hạt sột ra khỏi vịtrớ bớt nhột khi gọi dũng. Tạo vết nứt micro mới dẫn tới thụng kờnh hoặc tăng kờnh dẫn.
Giảm độ nhớt của dầu vỉa tạo điều kiện cho khởi động gọi dũng trở lại và cuốn trụi nhiễm bẩn dạng hạt rắn khụng hũa tan.
Cỏc phương phỏp nhiệt xử lý vựng cận đỏy giếng núi chung tương đối đa dạng và cú thể được phõn loại theo hai cỏch là: theo cỏch thức cấp nhiệt được
chọn sử dụng và theo bản chất của nguồn nhiệt được chọn sửdụng.
Hỡnh 3.1:Ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ hũa tan của parafin trong một số dung mụi [5]
Theo cỏch thức cấp nhiệt, cỏc phương phỏp nhiệt xử lý vựng cận đỏy giếng lạiđược phõn thành hai nhúm chớnh là:
+ Nhúm dựng nguồn nhiệt cấp từbề mặt (gồm hơi quỏ nhiệt, khớ núng, nước núng, dầu núng...).
+ Nhúm dựng nguồn nhiệt sinh ra tại chỗ (tại lũng giếng, trong vựng cậnđỏy giếng hoặc cả hai như: nung núng bằng dụng cụ điện, gõy chỏy tại chỗ, sinh nhiệt bằng phảnứng húa học tỏa nhiệt...).
Theo bản chất của nguồn nhiệt, cỏc phương phỏp nhiệt xử lý vựng cận đỏy giếngđược phõn thành 4 nhúm nhỏ:
+ Phương phỏp sửdụng năng lượngđiện.
cạnh (dầu núng, nước núng từcỏc giếng bờn cạnh hay mỏbờn cạnh...). + Phương phỏp đốt chỏy tại chỗ (dựng năng lượng tỏa ra từ đốt chỏy nhiờn
liệuđưa vào từbờn ngoài, hoặc dựng húa phẩm gõy chỏy).
+ Phương phỏp nhiệt húa học (dựng năng lượng tỏa ra từ phản ứng húa học tỏa nhiệt).
Đối tượng xử lý bằng phương phỏp này thường là cỏc giếng khai thỏc dầu nặng cú thành phần parafin cao (5–6%).