Tài liệu Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ xử lý giếng bằng phương pháp nứt vỉa thủy lực ở mỏ bạch hổ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ------------------ TRẦN THÀNH TÀI NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ GIẾNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỨT VỈA THUỶ LỰC Ở MỎ BẠCH HỔ Chuyên ngành: Kỹ thuật Khoan-Khai thác và Công nghệ Dầu Khí LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2008 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS LÊ PHƯỚC HẢO (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 1 : ................................................................................... (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2 : ................................................................................... (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 29 tháng 07 năm 2008 HV: KS Trần Thành Tài ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ---------------- CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc ---oOo--Tp. HCM, ngày 30 tháng 6 năm 2008 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên học viên: TRẦN THÀNH TÀI Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh :02/11/1974 Nơi sinh : Long An Chuyên ngành : Kỹ thuật Khoan – Khai thác và Công nghệ Dầu khí. . . . . . . . . Khoá (Năm trúng tuyển) : 2006 1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ GIẾNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỨT VỈA THUỶ LỰC Ở MỎ BẠCH HỔ 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - Trình bày cơ sở lý thuyết nứt vỉa thủy lực - Trên cơ sở phân tích hiện trạng công tác xử lý vùng cận đáy giếng tại mỏ Bạch Hổ, hãy đề xuất các giải pháp nhằm hoàn thiện công nghệ nứt vỉa thủy lực ở mỏ Bạch Hổ. 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 11/2007 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 6/2008 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi đầy đủ học hàm, học vị ): 1-PGS. TS. LÊ PHƯỚC HẢO 2-TS. CAO MYÕ LÔÏI Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên và chữ ký) PGS. TS. LÊ PHƯỚC HẢO CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký) TS. CAO MYÕ LÔÏI Phần Mở đầu LỜI CÁM ƠN Luận văn này được hoàn thành tại bộ môn Khoan – khai thác, Khoa Kỹ thuật Địa Chất – Dầu Khí, Trường Đại học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Lê Phước Hảo – Ban QLDA trường Đại học Dầu khí Việt Nam và TS. Cao Mỹ Lợi – XNLD VSP. Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới các Thầy hướng dẫn, các đồng chí lãnh đạo XNLD VSP, Phòng Đào Tạo sau đại học Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh, các thầy trong Bộ môn Khoan – khai thác dầu khí, đã giúp đỡ và tạo điều kiện trong suốt quá trình học tập cũng như làm luận văn tốt nghiệp. Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn tới tất cả các cán bộ khoa học, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành luận văn này. HV: KS Trần Thành Tài Phần Mở đầu PHẦN MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Hiện tại một số giếng ở mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng đang chuyển sang giai đoạn hậu khai thác. Lưu lượng khai thác ở từng giếng ngày càng giảm đi, điều này đồng nghĩa với sản lượng khai thác hàng năm của Xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro (XNLD VSP) cũng giảm theo. Một trong những nguyên nhân làm cho sản lượng giảm đi nhanh chóng là do trong quá trình khai thác vùng lân cận đáy giếng khai thác bị nhiễm bẩn, vùng bị nhiễm bẩn này ngăn cản dòng sản phẩm từ vỉa đi vào giếng. Ở những giếng trong quá trình khoan, sữa chữa giếng vùng lân cận đáy giếng cũng thường hay bị nhiễm bẩn do dung dịch khoan hay mùn khoan gây ra tạo thành một vùng nhiễm bẩn, do dó làm mất đi tính thẩm thấu tự nhiên của vỉa (làm tăng hệ số skin). Trong giai đoạn giá dầu thế giới đạt hết kỷ lục này tới kỷ lục khác thì việc nâng cao hệ số thu hồi dầu từ vỉa là một trong những mục tiêu hàng đầu của các công ty dầu khí nói chung và XNLD VSP nói riêng. Để giải quyết vấn đề trên thì các phương pháp kích thích vùng cận đáy giếng được áp dụng để nâng cao hệ số thu hồi dầu khí từ vỉa bằng cách tăng khả năng thẩm thấu của vùng lân cận đáy giếng. Một trong những phương pháp kích thích vùng cận đáy giếng là phương pháp Nứt vỉa thuỷ lực (NVTL). Bản chất của phương pháp nứt vỉa thuỷ lực là bơm dung dịch nứt vỉa với áp suất lớn hơn áp suất nứt vỉa, dưới áp suất lớn hơn áp suất nứt vỉa các khe nứt được tạo ra, vật liệu chèn được bơm vào để giữ cho khe nứt không đóng lại. Các khe nứt mới tạo ra là một trong những kênh dẩn quan trọng để dẩn dầu khí từ vỉa đi vào giếng. Trên thế giới phương pháp NVTL đã và đang được áp dụng rộng rải, tuy nhiên ở Việt Nam phương pháp này chưa được áp dụng rộng rải do một số hạn chế về mặt kỹ thuật cũng như công nghệ, ngoài ra vấn đề chi phí cho NVTL so với hiệu quả kinh tế do NVTL mang lại cũng cần phải tính đến trước khi tiến hành NVTL. HV: KS Trần Thành Tài i Phần Mở đầu Để nâng cao hiệu quả NVTL áp dụng cho điều kiện mỏ Bạch Hổ, do đó tôi mạnh dạn nghiên cứu: NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ GIẾNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỨT VỈA THUỶ LỰC Ở MỎ BẠCH HỔ. 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Mục đích nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu và đưa ra các giải pháp hoàn thiện công nghệ Nứt vỉa thuỷ lực ở mỏ Bạch Hổ, từ đó lựa chọn ra các đối tượng (giếng) phù hợp để tiến hành NVTL, nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế trong điều kiện mỏ Bạch Hổ của XNLD VSP. Đồng thời từ đó có thể áp dụng cho các cấu tạo tương đồng trong bồn trũng Cửu Long ở Việt Nam. 3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ CÁC VẤN ĐỀ CẦN GIẢI QUYẾT Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của phương pháp NVTL. Nghiên cứu kỹ thuật và công nghệ NVTL trong khai thác dầu khí. Hoàn thiện công nghệ NVTL nhằm đạt hiệu quả tốt nhất , lựa chọn đối tượng phù hợp để tiến hành Nứt vỉa áp dụng cho các giếng ở mỏ Bạch Hổ, đồng thời đánh giá hiệu quả kinh tế mang lại khi áp dụng NVTL trong thời gian qua ở XNLD VSP. 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Khái quát các phương pháp nghiên cứu trước đây, đề tài đưa ra được các điểm hoàn thiện sau: Hoàn thiện quy trình công nghệ xử lý giếng bằng phương pháp Nứt vỉa thuỷ lực để ứng dụng cho mỏ Bạch Hổ. Nêu ra một số sự cố thường xảy ra, nguyên nhân và cách khắc phục. Thử nghiệm công nghiệp và đánh giá hiệu quả kinh tế đối với phương pháp đã đề xuất. HV: KS Trần Thành Tài ii Phần Mở đầu 5. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI Bằng phương pháp tổng hợp, phân tích tài liệu lý thuyết và thực tế, đề tài này đề xuất áp dụng các biện pháp kỹ thuật công nghệ mới có ý nghĩa khoa học nhằm khắc phục những khó khăn của thực tế sản xuất. Biện pháp kỹ thuật công nghệ mới được trình bày trong luận văn đã và đang được áp dụng ở mỏ Bạch Hổ góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế cho XNLD VSP. HV: KS Trần Thành Tài iii Phần Mở đầu TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Luận văn gồm phần mở đầu, bốn chương, phần kết luận và kiến nghị. Cuối cùng là phần danh mục tài liệu tham khảo. Toàn bộ nội dung luận văn được trình bày trong 114 trang A4, trong đó có 14 bảng biểu, 29 hình vẽ. Nội dung của luận văn có bố cục như sau: Phần Mở đầu: Chương 1: Tình hình khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ Chương 2: Các phương pháp tác động lên vùng cận đáy giếng áp dụng tại mỏ Bạch Hổ Chương 3: Cơ sở lý thuyết nứt vỉa thuỷ lực Chương 4: Hoàn thiện công nghệ Nứt vỉa thuỷ lực ở mỏ Bạch Hổ. Phần Kết luận và kiến nghị HV: KS Trần Thành Tài Phần Mục lục MỤC LỤC Trang Phần mở đầu ....................................................................................................... i Chương 1: Tình hình khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ................................ 1 1.1: Đặc điểm giếng và vỉa dầu khí tại mỏ Bạch Hổ .......................................... 1 1.2: Tình trạng khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ .............................................. 4 Chương 2: Các phương pháp tác động lên vùng cận đáy giếng áp dụng tại mỏ Bạch Hổ ....................................................................................................... 6 2.1: Phương pháp xử lý bằng axít ....................................................................... 9 2.2: Phương pháp xử lý nhờ các chất hoạt tính bề mặt..................................... 11 2.3: Phương pháp xử dụng trái nổ có kích thước bé ......................................... 13 2.4: Phương pháp tạo xung thuỷ lực ................................................................. 15 2.5: Phương pháp nứt vỉa thuỷ lực .................................................................... 15 Chương 3: Lý thuyết quá trình Nứt vỉa thuỷ lực............................................ 18 3.1: Bản chất của phương pháp......................................................................... 18 3.2: Đối tượng áp dụng phương pháp NVTL và quá trình lựa chọn đối tượng 18 3.3: Trạng thái ứng suất của đất đá quanh giếng khoan.................................... 20 3.4: Mô hình hình thành và phát triển của khe nứt ........................................... 26 3.4.1: Mô hình KGD .................................................................................... 27 3.4.2: Mô hình PKN ..................................................................................... 30 3.5: Dung dịch dùng cho NVTL ....................................................................... 32 3.5.1 Chức năng của chất lỏng nứt vỉa......................................................... 32 3.5.2 Dung dịch gốc nước ............................................................................ 34 3.5.3 Dung dịch gốc dầu .............................................................................. 34 HV: KS Trần Thành Tài a Phần Mục lục 3.5.4 Dung dịch nhiều pha ........................................................................... 35 3.6: Vật liệu chèn .............................................................................................. 38 3.7: Thiết kế NVTL........................................................................................... 52 Chương 4: Hoàn thiện Công nghệ NVTL ở mỏ Bạch Hổ ............................. 70 4.1: Công nghệ chung khi tiến hành NVTL...................................................... 70 4.1.1 Quá trình chuẩn bị giếng..................................................................... 70 4.1.2 Công nghệ tiến hành và các bước kết thúc quá trình NVTL .............. 73 4.1.3 Thiết bị xử lý....................................................................................... 82 4.1.4 Kỹ thuật dự đoán chiều cao khe nứt ................................................... 91 4.2: Cơ sở lựa chọn NVTL ở mỏ Bạch Hổ ....................................................... 95 4.3: Thực trạng và đề suất các giải pháp hoàn thiện NVTL ở mỏ Bạch Hổ..... 99 Phần Kết luận và kiến nghị ............................................................................. 111 HV: KS Trần Thành Tài b Phần Mục lục DANH MỤC HÌNH ẢNH 1. Hình 3.1: Ba thành phần ứng suất chính của đất đá vỉa trong giếng khoan 2. Hình 3.2: Ảnh hưởng của trường ứng suất đất đá đến sự phát triển khe nứt 3. Hình 3.3: Đường cong quan hệ giữa tải trọng và chuyển vị 4. Hình 3.4: Mô hình GDK 5. Hình 3.5: Mô hình PKN 6. Hình 3.6: Giá trị độ tròn và độ cầu của các hạt vật liệu chèn 7. Hình 3.7: Sự biến dạng của thành hệ do vật liệu chèn 8. Hình 3.8: Ảnh hưởng của ứng suất đóng lên vật liệu chèn 9. Hình 3.9: Sự lựa chọn vật liệu chèn dựa theo ứng suất đóng 10. Hình 3.10: Biểu đồ thực nghiệm biểu thị mối tương quan giữa sự gia tăng hệ số sản phẩm và tỉ số độ thuỷ dẩn nhờ Nứt vỉa thuỷ lực do Mc Guire- Sikora xây dựng 11. Hình 3.11: Các đường cong tăng sản lượng theo Mc Guire- Sikora 12. Hình 3.12: Tỷ số khai thác dự kiến sau khi tạo Nứt vỉa thuỷ lực theo phương ngang với re/ rw = 2000 13. Hình 3.13: Tỷ số khai thác dự kiến sau khi tạo Nứt vỉa thuỷ lực theo phương thẳng đứng với re/ rw = 2500 14. Hình 4.1: Xử lý nứt vỉa dùng một Packer và cầu xi măng để xử lý thành hệ 15. Hình 4.2: Lựa chọn cặp Packer để xử lý NVTL 16. Hình 4.3: Giai đoạn bắt đầu bơm 17. Hình 4.4: Giai đoạn dừng bơm 18. Hình 4.5: Sơ đồ phân bố thiết bị trên tàu 19. Hình 4.6: Sơ đồ phân bố thiết bị bồn chứa dung dịch nứt vỉa có đầ ra chung nối với cụm manifold 20. Hình 4.7: Sơ đồ phân bố các thiết bị ở cây thông và đầu giếng 21. Hình 4.8: Sự phát triển của khe nứt qua ranh giới tầng sản phẩm 22. Hình 4.9: Ký đồ nhiệt của khe nứt trước và sau khi xử lý HV: KS Trần Thành Tài c Phần Mục lục 23. Hình 4.10: Kết quả đo carota nhiệt so với carota phóng xạ gamma 24. Hình 4.11: Biểu đồ khai thác của giếng 505 25. Hình 4.12: Biểu đồ khai thác của giếng 193 26. Hình 4.13: Sơ đồ cấu trúc giếng dùng để tiến hành nứt vỉa thuỷ lực 27. Hình 4.14: Tổng kết sản lượng khai thác gia tăng khi áp dụng NVTL cho các giếng tại mỏ Bạch Hổ 28. Hình 4.15: Hiệu quả NVTL của các giếng (BOPD) 29. Hình 4.16: Hiệu quả kinh tế NVTL ở mỏ Bạch Hổ (USD) HV: KS Trần Thành Tài d Phần Mục lục DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 1. Bảng 1.1: Giá trị thông số dầu vỉa đối tượng Mioxen dưới 2. Bảng 1.2: Giá trị thông số dầu vỉa đối tượng Oligoxen 3. Bảng 1.3: Đặc tính của dầu thô và các thông số cơ bản của các đối tượng chứa chính trong mỏ Bạch Hổ 4. Bảng 1.4: Bảng số liệu khai thác tại mỏ Bạch Hổ từ năm 2003 đến 2005 5. Bảng 2.1: Bảng kết quả của việc xử lý axít tại mỏ Bạch Hổ 6. Bảng 2.2: Một số kết quả thu được khi xử lý bằng các chất hoạt tính bề mặt tại mỏ Bạch Hổ 7. Bảng 2.3: Tóm tắt hiệu quản xử lý bằng việc sử dụng trái nổ tạo áp suất PGD tại mỏ Bạch Hổ trong thời gian vừa qua 8. Bảng 3.1: Giá trị của các hệ số C 9. Bảng 3.2: Các giá trị C1, C2, C3 áp dụng cho mô hình GDK và PKN 10. Bảng 3.3: Dung dịch nứa vỉa và điều kiện áp dụng chúng 11. Bảng 3.4: Tóm tắt các chất phụ gia thêm vào 12. Bảng 3.5: Kích thước ô lưới của vật liệu chèn theo tiêu chuẩn API 13. Bảng 3.6: Độ mở tiêu chuẩn của sàng rây 14. Bảng 4.1: Các sự cố trong NVTL và cách khắc phục HV: KS Trần Thành Tài e Chương 1: Tình hình khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH KHAI THÁC DẦU KHÍ TẠI MỎ BẠCH HỔ 1.1. ĐẶC ĐIỂM GIẾNG VÀ VỈA DẦU KHÍ TẠI MỎ BẠCH HỔ Mỏ Bạch Hổ nằm trong lô 09.1, thuộc thềm lục địa Việt Nam cách Vũng Tàu khoảng 120 km về phía Đông Nam, được công ty Mobil phát hiện vào đầu những năm 1975 bằng giếng khoan thăm dò BH-1. Mỏ có diện tích khoảng 120 đến 130km2 với chiều sâu nước biển khoảng 50m. Các đối tượng khai thác bao gồm: tầng cát kết Mioxen dưới, Oligoxen trên, Oligoxen dưới và tầng đá móng granit nứt nẻ phong hoá. Mỏ Bạch Hổ là mỏ dầu đầu tiên tìm thấy trên lục địa phía Nam Việt Nam do XNLD VSP quản lý. XNLD VSP được thành lập theo thoả thuận giữa hai chính phủ nước Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam và Liên Xô cũ ký vào ngày 19 tháng 06 năm 1981. Việc lựa chọn phương pháp khai thác cơ học khả thi để phục hồi và gia tăng hệ số thu hồi dầu của mỏ dầu khí là hết sức phức tạp đòi hỏi phải thu thập đầy đủ và nắm bắt chính xác các thông số địa chất, đặc điểm lý - hoá lưu chất của đối tượng khai thác cũng như phải cân nhắc tới vấn đề tài chính, trang thiết bị công nghệ. Từ đó mới đưa ra giải pháp kỹ thuật – công nghệ phù hợp với đối tượng khai thác. 1.1.1. Độ chứa dầu của vỉa sản phẩm Mỏ Bạch Hổ trữ lượng dầu tập trung chủ yếu ở tầng 23 thuộc Mioxen dưới, tầng VI – X thuộc Oligoxen dưới và tầng đá móng. Tầng 23 có cấu tạo là cát và bột cát kết, phát triển hầu như toàn bộ diện tích mỏ. Ở một vài khu vực đá chứa sét hoá đáng kể. Các thân dầu ở tầng này thuộc dạng vỉa, vòm có ranh giới dầu nước song vai trò quan trọng trong phân bố độ chứa dầu là đứt gãy kiến tạo và màng chắn thạch học. HV: KS Trần Thành Tài 1 Chương 1: Tình hình khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ Tầng sản phẩm Oligoxen dưới chứa thân dầu dạng khối vỉa. Đá chứa chỉ có phạm vi ở vòm Bắc cũng như sườn Đông của vòm Trung Tâm và vòm Nam. Riêng ở vòm trung tâm cũng như cánh Tây của vòm Bắc không chứa trầm tích Oligoxen dưới. Ngoài ra ở phần nghiêng xoay của vòm Bắc đã phát hiện đới kết tinh dị dưỡng kém. Tầng sản phẩm đá móng chứa thân dầu lớn nhất và là thân dầu cho sản lượng lớn nhất của mỏ. Tính dị dưỡng của chúng được tạo bởi những quá trình địa chất như phong hoá, khử kiềm những khoáng vật không bền vững bằng các dung dịch thuỷ nhiệt, nứt nẻ kiến tạo. Đứt gãy chuyển dịch cùng với việc tạo thành các đới phá huỷ kiến tạo dọc theo các mặt trượt, nứt và co lại của đá khi đông đặc hỗn hợp mắc ma. Kết quả thành tạo đá chứa dạng hang hốc, nứt nẻ mà các kênh dẫn là các khe nứt nẻ. 1.1.2. Các tính chất lý hoá cơ bản của vỉa dầu mỏ Bạch Hổ Trên cơ sở các mẫu đại diện được lựa chọn, tiến hành tách vi phân cho từng đối tượng nghiên cứu sau đó quy về điều kiện STOCK TANK ( P=1at T=400C). Các kết quả phân tích dựa theo hai điều kiện tham số cơ bản là hàm lượng khí và hệ số thể tích. Giá trị trung bình của các thông số dầu vỉa theo đối tượng khai thác như sau: Bảng 1.1: Giá trị thông số dầu vỉa đối tượng Mioxen dưới Các thông số Vòm Bắc Vòm Trung Tâm Ap suất bão hoà (atm) 204.2 146.0 Tỷ suất dầu – khí (m3/tấn) 141.4 99.9 Mật độ của dầu (kg/m3) 710.2 739.5 Độ nhớt (mPa.s) 1.074 1.989 Hệ số thể tích 1.399 1.312 1.0 1.1 Mật độ của khí (kg/m3) HV: KS Trần Thành Tài 2 Chương 1: Tình hình khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ Bảng 1.2: Giá trị thông số dầu vỉa đối tượng Oligoxen Đối tượng khai thác Các thông số Oligoxen trên Oligoxen dưới Vùng Vùng Vùng Khối Khối Khối V IX XI I II III Áp suất bão hoà (atm) 156.3 43.4 154.6 207.6 221.8 294.0 Tỷ suất dầu – khí (m3/tấn) 100.8 29.0 92.6 174.0 178.7 290.1 Mật độ của dầu (kg/m3) 753.1 761.2 740.4 658.4 653.3 587.7 Đô nhớt (mPa.s) 1.35 3.39 2.96 0.476 0.423 0.249 Hệ số thể tích 1.27 1.20 1.30 1.488 1.501 1.851 Mật độ của khí (kg/m3) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 Giá trị thông số của vỉa dầu tầng móng. Phân tích tổng quát các đặc trưng chủ yếu của dầu trong tầng móng từ nóc đến các khối nằm sâu hơn (có độ sâu tuyệt đối từ 3086m đến 4495m). Thông qua kết quả nghiên cứu các mẫu dầu hiện có ta thấy sự phân dị các đặc tính của dầu vỉa trong tầng móng theo độ sâu. Các mối quan hệ đó được biểu diễn bằng các biểu thức toán học sau: Áp suất bão hoà: Ps = 0.003378 * H + 34.73 (MPa) (1.1) (m3/tấn) (1.2) (kg/m3) (1.3) (mPa.s) (1.4) Tỷ suất dầu khí: G = 0,03864 * H + 329,2 Mật độ của dầu trong điều kiện vỉa: µ = -0,008811 * H + 614,8 Độ nhớt dầu trong điều kiện vỉa: đ = -0,0000178 * H + 0,371 HV: KS Trần Thành Tài 3 Chương 1: Tình hình khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ Nhìn chung dầu của các vỉa thuộc loại dầu có tỷ trọng trung bình, độ nhớt thấp và thành phần có trong dầu từ thấp đến cao, vỉa có độ sâu trung bình từ 3000 m đến 3500 m, nhiệt độ cao từ 900 C đến 1700C, độ rỗng thấp đến trung bình (đá cát) và thấp. Đặc tính của dầu thô và các thông số cơ bản của các đối tượng chứa chính trong mỏ Bạch Hổ được tóm tắt trong bảng 1.3 Bảng 1.3: Đặc tính của dầu thô và các thông số cơ bản của các đối tượng chứa chính trong mỏ Bạch Hổ Các đối tượng khai thác chính của mỏ Bạch Hổ Các đặc tính lý hoá Mioxen dưới Oligoxen trên Oligoxen dưới Móng phong hoá nứt nẻ Mật độ của dầu (g/cm3) Độ nhớt (cP) Thành phần dầu Độ bão hoà dầu (%) 0,86 0,85 đ÷ 0,88 0,82 đ÷ 0,83 0,64 đ÷ 0,82 <2 Có thành phần nhẹ 1,4 đ÷ 3,5 Có thành phần nhẹ <1 Nhiều thành phần nhẹ <1 Nhiều thành phần nhẹ > 40 > 40 > 50 > 70 Loại đá chứa Cát kết Cát kết Cát kết Granit phong hoá, nứt nẻ Chiều dày vỉa Mỏng, trung bình, góc nghiêng nhỏ Mỏng, trung bình, góc nghiêng nhỏ > 10 > 10 Trung bình – lớn góc nghiêng nhỏ đến trung bình > 10 < 3000 < 3500 < 4200 3100 đ÷ 5000 < 90 100 đ÷ 300 120 đ÷ 150 120 đ÷ 170 Độ thấm (mD) Chiều sâu vỉa (m) Nhiệt độ vỉa Chiều dày lớn hơn 500m > 100 1.2. TÌNH TRẠNG KHAI THÁC TẠI MỎ BẠCH HỔ Mỏ khai thác được đưa vào khai thác công nghiệp năm 1986. Sau 20 năm khai thác sản lượng khai thác đã đạt đỉnh điểm vào năm 2003. Hiện tại sản lượng hàng năm HV: KS Trần Thành Tài 4 Chương 1: Tình hình khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ đang có chiều hướng giảm nhanh. Vào cuối năm 2005 số giếng khai thác tại mỏ Bạch Hổ là 166 giếng trong đó có 64 giếng khai thác tự phun và 102 giếng khai thác gaslift. Qua bảng 1.4 cho ta thấy số liệu khai thác từ năm 2003 đến 2005. Bảng 1.4: Bảng số liệu khai thác tại mỏ Bạch Hổ từ năm 2003 đến 2005 [1] Số liệu khai thác Năm 2003 Năm 2004 Năm 2005 Tổng số giếng khai thác 147 157 166 Số giếng khai thác tự phun 67 64 64 Số giếng khai thác gaslift 80 83 102 0 0 0 Tổng lượng dầu khai thác (tấn) 11,723,000 10,703,000 9,170,000 Tổng lượng dầu khai thác tự phun (tấn) 11,331,000 10,165,000 8,567,000 Tổng lượng dầu khai thác gaslift (tấn) 391,000 538,000 Số giếng khai thác bằng các phương pháp cơ học khác 606,000 (Nguồn[1]: Số liệu báo cáo hàng năm của XN khai thác dầu khí – XNLD) HV: KS Trần Thành Tài 5 Chương 2: Các phương pháp tác động lên vùng cận đáy giếng áp dụng tại mỏ Bạch Hổ CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁC ĐỘNG LÊN VÙNG CẬN ĐÁY GIẾNG ÁP DỤNG TẠI MỎ BẠCH HỔ Ngày nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam,dầu khí là một nguồn năng lượng rất cần thiết đối với chúng ta. Ở một số nước, dầu khí đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Tuy vậy nhu cầu về dầu khí trên thế giới càng ngày càng tăng, nhưng trữ lượng dầu khí trên thế giới có hạn. Do đó ngoài vấn đề sử dụng có hiệu quả nguồn năng lượng này còn phát sinh ra vấn đề là làm sao đạt được hiệu quả khai thác tối ưu các mỏ dầu khí và nâng cao hệ số thu hồi dầu khí từ vỉa. Khi đánh giá một mỏ dầu khí, người ta thường đánh giá thông qua tổng trữ lượng dầu khí của mỏ và lượng dầu khí có thể thu hồi được. Thực tế cho thấy, lượng dầu có thể thu hồi được so với tổng trữ lượng của mỏ không vượt quá 50%. Điều này có nghĩa là khoảng hơn 50% dầu còn lại trong vỉa không khai thác được. Có nhiều nguyên nhân dẫn tới vấn đề này. Trong đó có phần hạn chế do trình độ phát triển khoa học kỹ thuật và công nghệ chưa cao. Nhiệm vụ cơ bản trong tìm kiếm và khai thác dầu khí là tăng trữ lượng khai thác công nghiệp, tăng sản lượng khai thác các giếng dầu và tăng khả năng tiếp nhận của các giếng bơm ép nước. Quá trình gọi dòng sau khi kết thúc quá trình xử lý giếng và sau mỗi quá trình sửa chữa giếng đóng một vai trò quan trọng trong việc giải quyết vấn đề trên. Rõ ràng kết quả gọi dòng phụ thuộc nhiều vào tính chất thẩm thấu của đất đá vùng lân cận đáy giếng mà chính nó lại bị biến đổi nhiều trong quá trình xây dựng và khai thác giếng. Trong quá trình xây dựng giếng, việc mở vỉa lần thứ hai làm xấu đi khả năng thẩm thấu của đất đá chủ yếu là do các nguyên nhân sau: Các thành phần dung dịch khoan hay dung dịch rửa bịt kín các rãnh thẩm thấu. HV: KS Trần Thành Tài 6 Chương 2: Các phương pháp tác động lên vùng cận đáy giếng áp dụng tại mỏ Bạch Hổ Sự lắng đọng các thành phần muối và các chất parafin tại vùng tiếp giáp giữa nước và dầu. Sự hình thành nhũ tương dầu - nước. Sự tương nở của các thành phần sét của đất đá tầng chứa sản phẩm và tăng độ chứa nước trong đất đá, điều này dẫn đến giảm quá trình thấm pha đối với dầu. Các hiện tượng khác liên quan đến vấn đề biến dạng đất đá (làm hẹp các khe nứt) và quá trình hình thành trường điện thẩm. Bán kính vùng có độ thẩm thấu xấu đi thường khoảng vài tấc đến vài mét ít khi đạt tới vài chục mét, trong khi đó vùng ảnh hưởng đến quá trình làm việc của giếng (giá trị hoàn thiện thủy động lực) chỉ trong bán kính 0.5 đến 1.0 mét. Các phương pháp xử lý vùng cận đáy giếng với mục đích tăng cường dòng chảy không chỉ tập trung vào việc phục hồi khả năng thẩm thấu tự nhiên nhờ vào việc tẩy rửa các khe nứt và lỗ rỗng của đất đá cũng như loại trừ ảnh hưởng quá trình mở vỉa trong khi khoan và bắn vỉa lần thứ hai. Các phương pháp xử lý vùng cận đáy giếng quan tâm đến việc làm tăng mối liên kết thủy động lực giữa giếng và vỉa bằng cách tác động để mở rộng và tạo thêm mạng khe nứt trong đất đá vùng lân cận đáy. Để gia tăng dòng chảy của đầu từ vỉa vào giếng và tăng độ tiếp nhận của giếng bơm ép cần có các giải pháp công nghệ và kỹ thuật tác động lên vùng lân cận đáy giếng. Với mục đích tăng cường khả năng thu hồi dầu và thời gian khai thác của mỏ, ngoài những phương pháp duy trì áp suất vỉa, việc khai thác mỏ bằng phương pháp thứ cấp, chuyển những giếng khai thác đã ngừng phun sang khai thác bằng cơ học thì các phương pháp tác động lên vùng lân cận đáy giếng rất cần thiết để tiến hành ngay sau khi kết thúc công việc xây dựng các giếng khoan và trong suốt quá trình khai thác chúng. Việc phân tích và lựa chọn các phương pháp tác động lên vùng lân cận đáy giếng là một vấn đề vô cùng quan trọng đòi hỏi phải có nhiều thời gian nghiên cứu thu HV: KS Trần Thành Tài 7