Xem mẫu
- 186 BÁCH KHOA THƯ ĐIA CHÁT
— __________________ I_________________
■ .................................. - -
Dake, L.P., 1994.The Fundamental of Reservoir Engineering. Calhoun J.c ., 1963. A Deíinition of Petroleum Engineering,
Elsevier. 438 pgs. Ịour, Pet, Tech 15. No. 7.
Chierici G.L., 1994.Principles of Petroleum Reservoir Lincoln E., 1964. Some Important Precepts in the Practice of
Engineering. Springer Verỉgag. Volume 1, 421 pgs. Reservoir Engineering. SPE Distinguished Lecture Series.
Archer J. s. and YVall c. G., 1986. Petroleum Engineering Lake L.YV., Holstein E.D., Petroleum Engineering Hanđbook -
Principles and Practise. Graham and Trotman. 362 pgs. Volume v_ Reservoir Engineering and Petrophysic. Society of
Petroleum Ettgineers.
Công nghệ mỏ
Nguyễn Hải An. Tồng Công ty thăm dò Khai thác Dầu khí.
Nguyễn Hoàng Đức. Tồng Công ty thăm dò Khai thác Dầu khí.
Giới thiệu
C ông nghệ Mò phát triển nhanh ch ón g trong giỏi và n h ù n g ngư ời làm việc không hiệu quà xảy ra
khoảng chục năm lại đây. N gành công n ghiệp dầu từ n hừ n g vấn đ ể nhỏ là sự khác biệt v ề kiến thức cơ
khí đang khoan râ't nhiểu giến g với mật độ thưa hơn, bản cho đến n hữ n g vân đ ể lớn v ể việc nhân m ạnh
thu hổi được nhiều dầu hơn. Kỹ thuật tốt hơn, công đâu là y ếu tố quan trọng. M ột s ố công ty hoặc nhỏm
cụ tốt hơn và kiến thức cơ bản v ề vỉa chứa cũng làm việc nhân m ạnh v ể quy trình tính toán và cơ c h ế
được cải thiện hơn. Bên cạnh các tiến bộ chung trên, vỉa, n hư n g lại ít chú ý đến các vấn đ ề địa châ't. M ột
cũng còn nhiều vỉa chứa hiện nay đang đư ợc phát SỐ khác lại nhấn m ạnh v ể vấn đ ể địa chât và c ố g ắn g
triến và quản lý m ột cách kém hiệu quả, n hiều yếu tố xác định đư ợc các via chứa riêng biệt từ đ ó su y ra
kỹ thuật cốt yếu bị xem nhẹ hoặc bỏ qua, dẫn đến được đ ộn g thái m ỏ trong quá trình phát triến m ỏ
các kết quả hoạt đ ộng còn kém hơn cả chục năm hoặc trong thời gian khai thác sớm . H ọ sử d ụn g các
trước. Các kỷ sư công n ghệ m ó thường không có sự p hư ơng trình côn g nghệ m ò và các q u y trình tính
nhất trí với nhau trong việc m inh giải các đ ộn g thái toán sơ bộ như là các công cụ bô sung ch o việc hiểu
mỏ. Thường hai kỹ sư sẽ có hai quan điểm hoàn toàn rõ được đ ộn g thái m ỏ. Các cách tiếp cận của nhóm
trái ngược nhau trước khi có m ột cuộc thỏa thuận. công ty này thường thành công.
Việc bất đ ổn g ý kiến này sẽ gây nên bối rối và khó Sự khác biệt trong hoạt đ ộn g thực t ế cho thây
khăn cho việc quản lý của lãnh đạo công ty, những rầng râ't nhiều người, bao gồm các nhà quàn lý, điểu
người không có chuyên m ôn sâu v ể lĩnh vự c này. hành m ỏ, các nhà khoa học và các kỹ sư côn g nghệ
Liệu họ dám nhận trách nhiệm trong khi h ọ còn m ỏ không hiểu hết được phạm v i cùa n gành công
nhừng câu hòi v ề sự bất đ ổn g kỹ thuật giữa các n ghệ m ỏ hoặc k hông hiểu làm th ế n à o có th ế sử
thành viên trong nhóm kỹ thuật, những ngư ời mà dụn g các kỹ sư côn g n ghệ m ỏ m ột cách hiệu quà
bản thân họ không có sự thống nhât với nhau? nhâ't. Đ ê giải quyết được vân đ ề này cẩn phải hiếu rô
Luôn luôn có sự khác biệt trong khi xem xét các đư ợc v ị trí [H .l] và các chức năng cơ bản của công
vấn đ ể công n ghệ m ỏ giửa các đ ội ngũ kỹ sư của các n ghệ m ỏ cùng với đó là cách đ ể n ó có thê hoạt đ ộn g
công ty khác nhau. Sự khác biệt giữa ngư ời kỹ sư hiệu quả nhât.
Hình 1. Vị trí của Công nghệ mỏ trong mối quan hệ giữa các hoạt động dầu khí.
- DẦU KHÍ 187
Mục đích của công nghệ mỏ các chất lưu trong đ ó có thê đ ư ợc xem n hư là một
hệ thống vỉa chứa.
Mục tiêu ch u ng của công n ghệ là sự tối ưu. D o
vậy mà m ụ c tiêu của công n ghệ m ò là đưa ra được
Các công việc của công nghệ mỏ
các nhận biết thực sự vê' m ỏ, các thông tin và kiến
thức cẩn thiết đ ế kiểm soát các hoạt đ ộn g nhằm đạt N gư ời kỹ sư công nghệ m ỏ phải d ù n g kiến thức
được hệ s ố thu hổi cao nhất với chi phí thâp nhất có tống quát v ề đ ộn g thái via áp d ụ n g cho từng trường
thế. Vì hệ s ố thu hổi tối đa thường không đạt được hợp m ỏ cụ thế. Hệ thống vỉa chứa dầu khí thực tế
với chi phí thâp nhât, người kỹ sư cần phải tìm được thường phức tạp, bao gồm nhiều via chứa riêng lẻ,
sự tối ưu giừ a các vấn đ ể thu hổi, chi phí và các yếu các biên của d òn g chảy, hệ thống đứt gãy và sự phân
t ố lợi ích khác. Khái niệm "tối ưu" phụ thuộc vào các b ố k hông theo quy luật của các tính chất vật lý. Có
chính sách của các nhà điều hành và khó có th ể diễn được các hiểu biết chính xác v ể hệ thống dầu khí là
giải chính xác hoặc cụ th ể hóa. cực kỳ khó khăn. C húng ta không th ể áp d ụ n g cho
Theo quan đ iểm của nhà điểu hành, bất cứ m ột các hệ thổng vỉa chứa cụ th ể nếu như chúng ta chưa
quy trình h ay m ột quá trình hoạt đ ộn g nào mà kết có được các hiểu biết đẩy đủ v ể tùng thành phần của
quả thu đ ư ợ c m ột sự tối un v ề lợi nhuận cho công ty chúng. T h ế nhưng m ọi người hầu như đều quên
thì đ ó là côn g n ghệ hiệu quả, còn ngược lại thì điều này. Hầu hết đểu đưa ra nhũ ng điểu kiện lý
không. Có hai lý do mà tại sao các công ty thường tưởng v ể tính đ ổn g nhất, liên tục, chiều dày vỉa và
không có đ ư ợ c các công n ghệ hiệu quả. Đ ó là các kỹ các yếu tố khác. Rồi sau đó áp d ụ n g các phương
sư không đ ư ợ c đào tạo đẩy đủ và k hông làm đ ún g trình tông quát và thu được lời giải tổng quát cho
nhiệm vụ của m ình. C ho dù công ty có thể thuê các m ột vỉa chứa lý tường. Đ ây không được gọi là công
kỹ sư giòi và có được các sự hiệu quả của họ, như ng nghệ mỏ. C ông n ghệ m ỏ thực sự là ta phải tìm được
công ty đ ó vân làm việc kém hiệu quả v ể m ặt công các lòi giải cụ th ể cho từng hệ thống vỉa chứa cụ thế.
nghệ mò. Ví d ụ như m ột kỹ sư có thê làm tốt công
việc bơm ép nước vào vỉa, th ế nhưng công ty còn có Đánh giá hệ thống vỉa chứa
thê thu đ ư ợ c lợi ích lớn han nếu như thực hiện
Đ iều xem xét đẩu tiên và chức n ăng cơ bản của
chương trình bơm ép nước từ năm năm trước đó, do
kỹ sư côn g n g h ệ m ỏ là xác đ ịnh và đánh giá hệ
vậy m ỏ đã k h ôn g được điều hành hiệu quả. Đ ể thu
thốn g via chứa [H.2]. "Xác định" có n ghĩa là chỉ rõ
được lợi ích tối ưu, tất cả các hoạt đ ộn g phải được
đư ợc d iện tích, chiểu dày, độ d ốc vỉa, giới hạn khai
tiến hành đ ủ n g thời điểm . D o vậy, công n ghệ m ỏ
thác và m ôi trường địa chât của từ ng tập vỉa riêng
hiệu quà là phải sớm đưa ra được các nhận biết đúng
biệt trong h ệ thốn g via chứa. "Đánh giá" có nghĩa
đắn v ể m ỏ đ ê có thể kiểm soát m ỏ hiệu quả nhất.
là chỉ rõ đ ư ợc các tính chất vật lý của từ ng tập via
riêng biệt và các chất lưu trong đó, sự biến đ ổi tính
Hệ thống kỹ thuật dầu khí
chất vật lý trong su ốt hệ thống, các bâ't đ ổ n g nhất,
Có thê m ô tả m ột hệ thống kỹ thuật dầu khí cơ bản đ ứ t gãy, biên chắn, v .v ..., n hừ n g cái ảnh h ư ở n g đến
gồm 3 hộ thốn g thành phẩn sau: (1) việc hình thành và d ò n g chảy. Chỉ khi các giới hạn và tính chất của
hoạt đ ộn g của các giếng khoan, (2) hệ thống xử lý các từ ng tập vỉa riêng biệt đư ợc xác đ ịnh đủ thì người
chất lun d ư ới via, (3) các chât lưu và động thái của kỹ sư m ới đủ h iểu biết v ề hệ thốn g vỉa đ ể có được
chúng ờ d ư ới vỉa. Hai hệ thống đầu phụ thuộc vào cái n h ữ n g su y luận chính xác v ể đ ộ n g thái của m ỏ
cuối cùng. Tính chât tự nhiên của via chứa và chất lun trong tư ơng lai.
sẽ quyết đ ịn h cẩn bao nhiêu giếng khoan, vị trí khoan,
cách hoàn thiện giếng và khai thác, các thiết bị xử lý
cẩn thiết đ ể có được lợi nhuận tối ưu. Đ ê đạt được
hiệu quả v ề m ặt công nghệ mỏ, các hệ thống trên
không được tách rời nhau, chúng phải được xem như
là các thành phẩn liên kết trong m ột th ế thống nhất.
Kỹ thuật dẩu khí là sự áp d ụn g cho toàn bộ hệ thống
còn công n g h ệ m ỏ chỉ áp d ụng cho m ột hệ thống
thành phần. Tuy nhiên việc kiếm soát toàn bộ hệ
thống chi thực hiện được khi ta kiếm soát được động
thái mó, d o vậy sự khác biệt giữa kỹ thuật dầu khí và
côn g n g h ệ m ỏ là k hôn g lớn.
N g ư ờ i kỹ sư côn g n g h ệ m ỏ cần n gh iên cứu v ề
các chât lư u trong vỉa và đ ộ n g thái của ch ú ng trên
Hình 2. Hệ thống vỉa chửa dầu khí.
cơ sở kết h ợ p với các n gh iên cứu địa chất, m ôi
trường thàn h tạo và đặc tính của từ ng vỉa chứa. Đ ể Hầu hết các kỹ sư công nghệ m ỏ đểu đ ổn g ý v ể
đơn giản h óa thi các vỉa chứa riêng biệt cù n g với sự cẩn thiết phải xác định và đánh giá hệ thống via
- 188 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT
chứa. T h ế nhưng, rất ít người thực sự c ố gắng làm hóa. M ô hình cung câp cho ta các thông tin có giá trị
điểu này. Thông thường họ chỉ dựa vào bản đ ổ cấu v ề tính châ't tự nhiên của m ỏ và đ ộn g thái d ò n g chảy,
trúc và các bản đ ổ đẳng dày. Bản đ ổ đ ẳng dày có thể từ m ô hình ta cũng đánh giá được các cơ c h ế khai
có ích cho việc đánh giá trừ lượng tại chỗ n hư ng nó thác của mỏ.
ít có giá trị trong việc đánh giá các đ ộng thái m ỏ nếu
Với sự tiến bộ của công n ghệ m áy tính, hiện nay
hệ thống via chứa có nhiều tập vỉa con.
có th ể xây d ự n g và giải đư ợc các m ô hình toán học
cho d òn g chảy đa pha, đa chiểu trong vỉa chứa [H.4].
Áp dụng các cơ chế thu hồi dầu khí
Các m ô hình này sẽ sớm m ô p hỏn g được đ ú n g thực
Cơ c h ế thu hổi [H.3] đ óng vai trò cực kỳ quan tế của vỉa chứa và bô su ng thêm cho việc đánh giá
trọng và đểu được các kỹ sư công n ghệ m ỏ quan đ ộn g thái mỏ. Đ ây là công cụ mới của các nhà công
tâm. T h ế nhưng trong thực t ế râ't nhiểu ngư ời chi nghệ m ỏ và nó có tính ưu việt so với các p hư ơn g
đánh giá các đ ư ờng cong khai thác và dựa vào đó đ ế pháp khác. Tuy nhiên cũng không đư ợc quên rằng
dự báo đ ộng thái mỏ. Phương pháp này chỉ đúng đó cũng chi là m ột m ô hình vỉa chứa đư ợc đơn giản
khi thời gian khai thác là đủ đê các đ ộng thái của m ỏ hóa, và nó cũng không đưa ra đư ợc các câu trả lời
xảy ra. N ó cho đ ộ chính xác cao, tuy nhiên rất khó sử chính xác nêu các thông tin đẩu vào bị sai.
dụng đ ể tối ưu mỏ. N ghiên cứu các cơ c h ế thu hổi
của m ỏ sẽ đưa ra được nhiều phương pháp đánh giá Khó khăn của công nghệ mò
và dự báo, do vậy sè d ễ d àng khai thác tối đa và tối
Việc có đư ợc hiếu biết đẩy đủ v ể h ệ thống via
ưu được lợi nhuận.
chứa là điều k hông thế. N gư ờ i kỹ sư công n ghệ m ỏ
luôn luôn gặp các khó khăn do tính thiếu chính xác
Tính quan trọng của thời điếm
của hầu hết các s ố liệu cẩn thiết. S ố liệu khai thác của
Vấn đ ể tối ưu yêu cầu phải xem xét đến yếu tổ nước và khí thường không chính xác, s ố liệu áp suâ't
thời gian. Thông thường, thời điếm đ ế thực hiện m ột có th ể k hông ổn định, các phằn tích thu đư ợc từ mẫu
hoạt đ ộn g quan trọng hơn là cái hoạt đ ộn g phải làm chât lưu có thê không đại d iện cho chất lưu trong
đó. M ọi người cũng đang bắt đẩu đ ể ý đến vấn đ ề vỉa. D o vậy ta không thế m ong đợi m ột lời giải chính
thời điểm và xem đó là nhân tố quan trọng của công xác của các tính toán cho dù đã sử d ụn g các phư ơng
nghệ m ỏ. Vấn đ ể tìm ra thời điếm đ ú n g đắn cho trình chính xác. Đ iều đ ó không có nghĩa là các
tìm g trường hợp m ỏ cụ th ể là vân đ ể khó khăn. Tuy p hư ơng trình sử d ụn g là sai. N ó có nghĩa ta cẩn phải
nhiên với sự quan tâm và đẩu tư của các nhà công cân nhắc các tính toán và xem đ ó là định h ư ớng cho
nghệ m ỏ thi việc tìm ra đ ú n g thời điếm đ ể áp dụng việc đánh giá xu th ế đ ộng thái mỏ.
các hoạt đ ộng công nghệ m ỏ sẽ sớm được thực hiện.
Yêu cầu về kiến thức cơ bản
Sử dụng các mô hình
D o tính đa d ạng v ề chức năng và nhiệm vụ,
D o tính phức tạp của vỉa chứa, ta không th ể xây ngư ời kỹ sư công nghệ m ỏ thực sự làm m ột công
d ự ng m ột m ô hình đ ú n g như thực tế vỉa. Tất cả m ồ việc râ't khó khăn. Trong giai đoạn khoan và phát
hình mà ta sử d ụn g đểu là hệ thống m ỏ đơn giản triển mỏ, phải đưa ra được chư ơng trình đánh giá
Ệĩ Thu hòi sơ cáp Ị
b n g chày tự n lỂ Ị H
I P đ ộ n ir a c v ậ n d ®
1
B k h a i thác cơ
Thu hòi thử cáp
BỊII I PpỊơm ép nước m Đơm ép Khỉ k h ô ^ Ị Ị Ị
Thu hồi tam cáp
r [--■■■■ ị
p p nhiệt Ị 1 p p khí trộn lản 1 pp hf ph^ à các
Đổt nóng vỉa HC Chát hoạt động bề mặt
Ngâm nhiệt 0 0 Polyme
Vận động dòng nhiệt Ni {ị Vi sinh vật
Vận động dòng nước nóng Ị ^ ị ttrái
Trường vật lý
Hình 3. Các cơ chế thu hồi dầu.
- DẦU KHÍ 189
via chứa, thiết k ế được sơ đ ổ giếng cẩn thiết, m inh tập via đư ợc m ở trong m ỗi giếng, đ ộn g thái khai
giải các đ ư ờng log địa vặt lý giến g khoan, tính toán thác của từng giếng. N gư ời kỹ sư công nghệ m ỏ
trừ lượng thu hổi, xây d ự ng chương trình thử via, đ ổn g thời cũng là m ột nhà kinh tế, k ế toán, chuyên
đưa ra các kiên nghị v ề duy trì áp suất via, ra k ế gia đàm phán và phải có kiến thức v ể luật, thuế.
hoạch khai thác thứ câp, v.v... C huyên gia công nghệ m ỏ là m ột nhà tổng hợp chứ
không phải làm việc chuyên sâu.
Mỗ hình toán học
Mỏ hinh mô phóng
khai thác Tài liệu tham khảo
Dake L. p., 1994. The Fundamental of Reservoir Engineering.
Elsevier.
Chierici G. L., 1994. Principles of Petroleum Reservoir
Engineering. Springer Verlgag .Volưme 1.
Hình 4. Mô hình mô phỏng khai thác trên máy tính. Archer J. s and Wall c. G., 1986. Petroleum Engineering
Đ ể thành công, kỹ sư công n ghệ m ỏ cần phải Principles and Practise. Grahatn and Trotman.
Calhoun J. c , 1963. A Deíinition of Petroleum Engineering,
phát triển các kiến thức địa chất, kiến thức hóa lý v ề
Jour, Pet, Tech 15. No. 7.
tính châ't các châ't lưu trong via chứa và đ ộn g thái
Lincoln E., 1964. Some Important Precepts in the Practice of
pha của chúng, hiểu được d òn g chảy các chất lưu
Reservoir Engineering. SPE Distinguished Lecture Series.
trong m ôi trường rỗng và các kiến thức toán học v ề
Lake L.YV., Holstein E.D., Petroleum Engineering Handbook -
giải tích và p hư ơng pháp số. Thêm vào đ ó cũng phải
Volum e v _ Reservoir Engineering and Petrophysic. Society of
có sự hiểu biết v ể các hoạt đ ộn g lịch sử khai thác của
Petroleum Engineers.
m ỏ và công tác hoàn thiện giến g như có bao nhiêu
nguon tai.lieu . vn
