IV. Kết luận và kiến nghị
flq_?poqpmj7pqmTlqpYClq[oikqnofl n^cpmq noJpq hdjq fq g;pmq [ojq `Ul
n^cpmq noJpq hdjq _fq g;pmq [ojq `Ul WJZqaigqg)qHYqW8q5.p
ThS. Đặng Ngọc Quý
Tổng công ty Thăm dò và Khai thác Dầu khí
Tóm tắt
Xác định nguồn gốc của nước khai thác đóng vai trò rất quan trọng cho việc tối ưu chế độ khai thác nhằm gia tăng hệ số thu hồi dầu. Tuy nhiên việc xác định rõ nguồn gốc của nước khai thác từ mỏ đã sử dụng bơm ép nước duy trì áp suất vỉa là hoàn toàn không đơn giản. Tác giả trình bày các phương pháp và kết quả xác định nguồn gốc nước khai thác đã được áp dụng thành công trong thân dầu đá móng khu vực Tây Nam mỏ Sư Tử Đen. Các phương pháp và kết quả nghiên cứu này có thể được ứng dụng đối với các mỏ có đặc điểm tương tự.
Số liệu khai thác thực tế của nhiều giếng trong thân dầu đá móng khu vực Tây Nam mỏ Sư Tử Đen cho thấy lưu lượng khai thác của các giếng giảm rất nhanh sau khi nước xâm nhập vào giếng và hàm lượng nước khai thác tăng với tốc độ rất cao. Cụ thể có những giếng chỉ trong thời gian ngắn sau khi nước xâm nhập vào giếng đã có hàm lượng nước khai thác tăng lên tới gần 100%. Mặc dù nhà điều hành đã áp dụng các giải pháp như giảm lưu lượng khai thác và bơm ép nước, cũng như tạm dừng khai thác đối với các giếng có tỷ lệ nước khai thác cao tới vài tháng, tuy nhiên sau khi tiếp tục đưa giếng vào khai thác, tỷ lệ nước khai thác của những giếng này vẫn ở mức cao như trước khi tạm dừng khai thác.
Nước khai thác từ móng nứt nẻ nằm trong khu vực Tây Nam mỏ Sư Tử Đen có thể xuất phát từ các nguồn sau: Nước vỉa tự nhiên và nước nhân tạo (do bơm ép trong quá trình khai thác và dung dịch khoan đã bị mất trong quá trình khoan các giếng thăm dò, thẩm lượng và phát triển). Mặc dù những nguồn này đều cung cấp năng lượng cho quá trình khai thác, tuy nhiên giải pháp tối ưu nhằm gia tăng hệ số thu hồi dầu của mỗi nguồn là hoàn toàn khác nhau. Do vậy việc xác định nguồn gốc của nước khai thác là cần thiết và giữ vai trò rất quan trọng cho việc tối ưu chế độ khai thác và bơm ép nước nhằm gia tăng hệ số thu hồi dầu. Bài viết này sẽ trình bày các phương pháp và kết quả xác định nguồn gốc nước khai thác đã được áp dụng trong thân dầu đá móng khu vực Tây Nam mỏ Sư Tử Đen.
khai thác chưa hoàn toàn chính xác. Phương pháp này chủ yếu dùng để xác định được sự lưu thông và mức độ lưu thông giữa giếng bơm ép và giếng khai thác dựa vào sự xuất hiện và thời gian xuất hiện của chất đánh dấu trong mẫu nước khai thác.
Để đảm bảo tính khách quan của phương pháp này, mỗi giếng bơm ép được bơm một chất đánh dấu hoàn toàn khác nhau như trong Hình 1, các chất đánh dấu này được bơm ngay sau khi đưa giếng bơm ép vào hoạt động.
Kết quả và kết luận:Kết quả phân tích sự hiện diện của chất đánh dấu trong mẫu nước khai thác cho phép xác định mối lưu thông thủy động lực giữa giếng khai thác và bơm ép như trong Hình 1. Kết quả của phương pháp này và kết quả kiểm tra giao thoa giữa các giếng trước đó cho thấy có sự lưu thông thủy động lực tốt giữa các giếng và khẳng định tác động của nước bơm ép đến các giếng khai thác [2].
Phng pháp hóa hc
Nguyên tắc cơ bản của phương pháp hóa học là xác định các nguyên tố và hợp chất hóa học đặc trưng cho từng nguồn nước mà có hàm lượng ổn định trong điều kiện vỉa, và theo dõi sự biến đổi của những nguyên tố và hợp chất hóa học này trong nước khai thác. Phương pháp này được thực hiện qua các bước như sau:
Xác định nguyên tố hóa học đặc trưng cho nguồn nước
Như đã đề cập, phương pháp dùng chất đánh dấu cho phép xác định sự hiện diện của nước bơm ép trong nước khai thác. Tuy nhiên kết quả phân tích thành phần hóa học của nước khai thác và nước bơm ép (nước biển) cho thấy có sự khác biệt lớn về thành phần hóa học của nước khai thác so với nước bơm ép. Có giả thiết cho rằng nước bơm ép và dung dịch khoan đã bị biến đổi thành phần do tiếp xúc với các khoáng vật và chất lưu
khác có trong điều kiện vỉa (nước khai thác có thể là sản phẩm cuối cùng của những biến đổi này). Để xác định sự biến đổi thành phần hóa học của nước bơm ép trong điều kiện vỉa, hai thí nghiệm sau đã được tiến hành.
Thí nghiệm thứ nhất theo phương pháp tĩnh được thực hiện như sau: Mẫu đá được nghiền thành bột. Sau đó lấy 50g bột đá có kích thước nhỏ hơn 0,2mm và 200ml dung dịch nước bơm ép (nước biển đã biết thành phần hóa học) đưa vào ống
nghiệm kín và nung đến 1300C.
Thí nghiệm này kéo dài trong 5, 10, 15 và 20 ngày; sau đó dung dịch trong ống nghiệm được phân tích thành phần hóa học.
Thí nghiệm thứ hai theo mô hình động được thực hiện như sau: Cho nước bơm ép (nước biển) chảy với lưu lượng ổn định qua bình chứa mẫu lõi của đá móng có điều kiện nhiệt độ và áp suất tương tự như trong điều kiện vỉa. Thời gian thực hiện mỗi thí nghiệm là 10, 15, 20 ngày. Sau đó nước chảy ra khỏi hệ thống được phân tích thành phần hóa học.
Kết quả và kết luận:Kết quả so sánh thành phần hóa học của dung dịch trước và sau khi thực hiện các thí nghiệm trên cho thấy hầu hết các thành phần hóa học của nước đều bị biến đổi do có phản ứng hóa học với mẫu đá móng, mức độ biến đổi thành phần hóa học tăng theo hàm lượng khoáng vật thứ sinh trong mẫu đá móng, mức độ hoạt động hóa học của các ion trong dung dịch và sự gia tăng áp suất và nhiệt độ. Tuy nhiên, kết quả thí nghiệm cũng cho thấy hàm lượng của một số nguyên tố hóa học như tổng lượng khoáng hóa (TDS), Cl-, và Br- không bị thay đổi trong điều kiện của vỉa. Kết
Sự vận động của các chất đánh dấu
Sự có mặt của chất đánh dấu trong nước khai thác khẳng định sự có mặt của nước bơm ép trong nước khai thác
Sau khi bơm chất đánh dấu 6 thg
quả phân tích thành phần hóa học của nước biển và nước vỉa cho thấy hàm lượng các nguyên tố này có trong nước biển và nước vỉa là hoàn toàn khác nhau.
Theo dõi các nguyên tố hóa học đặc trưng trong nước khai thác
Mỗi loại nước đều có các thành phần hóa học đặc trưng nhất định, đặc biệt là tổng độ khoáng hóa, Cl-, và Br- là ổn định về thành phần. Vì vậy để xác định nguồn gốc của nước, chỉ cần theo dõi sự biến thiên các thành phần hóa học này của nước khai thác theo thời gian.
Kết quả của phương pháp này phụ thuộc vào quy trình lấy mẫu, vì vậy để gia tăng tính đại diện và tránh lẫn tạp chất cũng như sự pha trộn giữa các giếng với nhau, các mẫu nước được lấy định kỳ ngay tại đầu giếng và đưa tới phòng thí nghiệm để phân tích thành phần hóa học. Các thành phần cơ bản (TDS, Cl- và Br-) được phân tích và theo dõi suốt quá trình khai thác để xác định nguồn gốc nước khai thác và hàm lượng nước bơm ép trong nước khai thác.
Kết quả và kết luận:Kết quả phân tích và theo dõi thành phần hóa học của nước khai thác cho thấy có sự khác biệt lớn trong các thành phần hóa học của các nguyên tố đặc trưng trong nước khai thác so với nước bơm ép (nước biển) như Hình 2. Dựa trên phương pháp dùng chất đánh dấu cho thấy có nước bơm ép trong các mẫu nước khai thác, do đó để tạo ra nguồn nước khai thác có thành phần của các nguyên tố đặc trưng thấp hơn nhiều nước bơm ép cần có một nguồn nước vỉa có tổng độ khoáng hóa, Cl- và Br- rất thấp so với nước biển.
Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy hàm lượng các thành phần hóa học của mẫu nước
khai thác thay đổi mạnh giữa các giếng và theo thời gian (do sự thay đổi tỉ lệ pha trộn nước vỉa/nước bơm ép). Ngoài ra hàm lượng của nước vỉa hay nước bơm ép có trong nước khai thác đã được tính cho từng giếng khai thác dựa trên sự khác biệt về hàm lượng của các nguyên tố đặc trưng của nước bơm so với mẫu nước khai thác, ví dụ như Hình 3.
Phng pháp đng v phóng x
Phương pháp này cho phép
phân biệt nước vỉa và nước bơm ép (nước biển hay nước bề mặt) nhờ phân tích và so sánh hàm lượng của Radium-226. Radium- 226 có chu kì bán rã 1622 năm và là sản phẩm chuỗi phản ứng phân rã U238, là đồng vị bền nhất trong 26 đồng vị của Radium. Trong nước biển (nước bề mặt)
Ra 226 có vi lượng khoảng 10-
12g/l, có nguồn gốc từ trầm tích hay thành hệ, được hòa tan vào nước nhờ các phản ứng hóa học và phản ứng phân rã alpha.
Trong khi đó hàm lượng Ra 226
trong nước vỉa cao gấp nhiều lần
Hình 2. Kết quả phân tích thành phần hóa học của các nguyên tố đặc trưng có trong nước khai thác, nước bơm ép và nước vỉa
Hình 3. Sự biến đổi của hàm lượng nước vỉa trong nước khai thác
Sự thay đổi tỷ phần của nước vỉa theo thời gian
so với nước biển do sự tiếp xúc giữa nước vỉa và thành hệ trong thời gian dài [5]. Ví dụ điển hình là mẫu nước lấy từ suối nước nóng Bình Châu và Châu Cát (nguồn nước khoáng địa phương) có cùng hàm lượng
của Ra226 và hàm lượng Ra226
của nước vỉa này cao hơn nhiều
so với hàm lượng Ra226 của
nước tự nhiên (Hình 4) [3].
Kết quả và kết luận: Hàm
lượng Ra226 trong nước khai
thác khoảng 300-1.400 mBq/L, khá ổn định và cao hơn nước bơm ép (60mBq/L). Nghiên cứu này khẳng định nước bơm ép không phải là nguồn duy nhất của nước sản phẩm, còn có những nguồn khác với hàm
lượng Ra226cao hơn.
Kết luận và kiến nghị
Mặc dù mỗi phương pháp xác định nguồn gốc nước đều có những ưu và nhược điểm nhất định, tuy nhiên các phương pháp nghiên cứu đều cho thấy có sự hiện diện của nước vỉa và nước
bơm ép trong nước khai thác. Các nguyên tố hóa học đặc trưng cho nguồn nước là tổng độ khoáng hóa, Cl- và Br-. Dựa vào sự thay đổi hàm lượng của các nguyên tố hóa học này trong nước khai thác cho thấy nước vỉa chiếm khoảng 70% thể tích trong nước khai thác, hàm lượng nước vỉa trong nước khai thác thay đổi theo thời gian và có sự khác biệt giữa các giếng khai thác.
Kết quả xác định nguồn gốc nước hoàn toàn phù hợp với kết quả mô hình thủy động lực đã hiệu chỉnh với lịch sử khai thác và động thái áp suất vỉa thực tế trong quá trình khai thác.
Mặc dù kết quả nghiên cứu đã xác định được nguồn nước vỉa tự nhiên đã và đang cung cấp năng lượng trong quá trình khai thác, tuy nhiên chưa xác định được nguồn nước vỉa tự nhiên này từ trong móng nứt nẻ hay từ trầm tích lục nguyên, cũng như quá trình hình thành và cơ chế vận động của nó
trong thân dầu. Vì vậy cần nghiên cứu để làm sáng tỏ thêm các vấn đề này.
Tài liệu tham khảo
1. CLJOC reports, (2007). DST, PLT, Injection test reports, SD&SV FFDP 2007.
2. NRI report for CLJOC, (2007). Water Flood Tracer Injection
3. VPI report for CLJOC, (2007). Determine the Source of Produced Water.
4. NRI report for CLJOC, (2007). Water Alteration in reser- voir condition.
5. Technical Reports Series No. 310, IAEA, Vienna (1990).The Environmental Behavior of Radium.
6. Sulin V.A. (1935). Oilfield waters of USSR (in Russian). In: RedGorno-Toplivoy Lit, Moscow pp 104-124.
Hình 4. Kết quả phân tích Ra226có trong nước khai thác, nước vỉa và nước biển
I. Mở đầu
Mục tiêu chủ yếu của “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” là thay thế một phần nhiên liệu truyền thống, góp phần bảo đảm an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường. Theo lộ trình của Đề án này, giai đoạn 2010 -2015 Nhà nước đưa vào tiêu thụ nhiên liệu sinh học chiếm 0,4 - 1% tổng nhu cầu xăng dầu trong nước. Theo một số nguồn dự báo đến năm 2010, tổng lượng xăng ô tô tiêu thụ trong nước là 4,1 triệu tấn và đến năm 2015 là 5,6 triệu tấn. Vì thế, khả năng sản xuất nhiên liệu sinh học đáp ứng theo lộ trình Đề án là không nhỏ.
Giai đoạn 1 và 2 của đề tài “Nghiên cứu dùng cồn etylic sản xuất trong nước pha chế xăng
thương phẩm có trị số octan cao đã được Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Chế biến Dầu khí thuộc Viện Dầu khí Việt Nam chủ trì thực hiện từ năm 2003 - 2007. Tuy nhiên trong 2 giai đoạn này,
Trung tâm chưa thử nghiệm đánh giá độ bền (độ
hao mòn) của động cơ chạy xăng pha cồn so với
xăng thị trường và chưa thử nghiệm đánh giá độ ổn định chất lượng của xăng E5 trong tồn trữ, bảo quản. Vì vậy, giai đoạn 3 là giai đoạn nghiên cứu cuối cùng của đề tài nhằm thực hiện các nội dung công việc còn lại để có đầy đủ luận chứng khoa học và thực nghiệm về tác động của xăng pha cồn đến hoạt động của động cơ xe ô tô, hệ thống tồn trữ và phân phối.