- Trang Chủ
- Báo cáo khoa học
- NGHIÊN CỨU KHOA HỌC-ĐỀ TÀI: Các giỉ pháp công nghệ xử lý giếng nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu ở giai đoạn khai thác cuối cùng của mỏ bạch hổ
Xem mẫu
- NGHIÊN C U KHOA H C
ĐỀ TÀI: “Các gi i pháp công ngh x lí
gi ng nh m nâng cao h s thu h i d u
giai o n khai thác cu i cùng c a m
B ch H ”
- NGHIÊN C U KHOA H C
Thăm dò, Khai thác
Các gi i pháp công ngh x lí gi ng nh m nâng cao h s thu h i
du giai o n khai thác cu i cùng c a m B ch H
Vi c tăng s n lư ng các gi ng khai thác d u, nâng cao h s khai thác d u c a m là
nhi m v r t quan tr ng c a các công ty d u khí.
Bài báo này trình bày b n ch t, quy trình công ngh ti n hành, ánh giá và bài h c kinh
nghi m c a các phương pháp X lí gi ng m B ch H trong 20 năm qua. Trong quá
trình ti n hành t 1988 n 2008. Các gi i pháp công ngh x lí gi ng ã mang l i hi u
qu kinh t cao, góp ph n hoàn thành k ho ch khai thác d u c a XNLD Vietsovpetro
(VSP).
I. M U
Vi t Nam hi n nay là m t ngành công nghi p mũi nh n mang l i
Khai thác d u khí
hi u qu kinh t cao nh t so v i các ngành khác. Tuy nhiên trong các quá trình khoan,
u gây ra hi n tư ng nhi m b n thành h
hoàn thi n gi ng, khai thác và s a ch a gi ng
khác nhau, làm gi m lưu lư ng khai thác c a gi ng. Chính vì v y c n ph i
các m c
- có các gi i pháp công ngh t i ưu tác tăng h s thu h i
ng lên vùng c n áy gi ng
d u khí và kéo dài th i gian khai thác c a m .
Trong nh ng năm qua, XNLD Vietsovpetro ã ti n hành hàng lo t các gi i pháp công
ngh tác ng lên vùng c n áy gi ng m B ch H & R ng và ã mang l i nh ng hi u
qu kinh t to l n. M B ch H thu c lo i có tr lư ng l n trên th gi i v i hai c trưng
cơ b n: D u ch a trong á móng và d u nhi u parafin.
V i tr lư ng d u – khí hi n có, t hai c trưng cơ b n trên, vi c nghiên c u và ng
d ng các gi i pháp công ngh - k thu t úng nh m nâng cao h s thu h i d u có ý
nghĩa c bi t quan tr ng. Sau ây s phân tích các nguyên nhân gây nhi m b n thành h
& các gi i pháp công ngh - k thu t ã và s áp d ng XNLD Vietsovpetro duy trì
s khai thác b n v ng, nâng cao h s thu h i d u c a các m d u khí.
II. CÁC NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY NHI M B N THÀNH H
1. Quá trình khoan
S trương n c a các khoáng v t sét có m t trong các t ng s n ph m khi ti p xúc v i
nư c, c bi t khi ti p xúc v i dung d ch có ki m cao (h Lignosunfonal) ã làm co
th t các l r ng c a t ng ch a. Quá trình th m l c c a nư c t dung d ch khoan vào các
l h ng mao d n thu c t ng ch a ã t o ra th nhũ tương nư c – d u b n v ng, làm gi m
th m. Ngoài ra, ch t th m l c còn mang theo các ion có th t o các ph n ng hóa h c
t o thành các mu i không tan.
Thêm vào ó, s xâm nh p c a pha r n trong dung d ch khoan vào thành h làm bít nhét
các l h ng và khe n t c a collector. M c nhi m b n c a t ng ch a càng nghiêm
tr ng hơn n u s chênh áp gi a c t dung d ch và v a càng l n, s p l thành gi ng khoan
ho c m t dung d ch khoan…
2. Quá trình ch ng ng và trám xi măng
Sau khi ch ng ng và bơm trám xi măng, khu v c nhi m xi măng có th m b n g
th m t nhiên c a v a g p khó khăn vì t n th t th y l c c c b
không. Vi c khôi ph c
t i b m t phân cách gi a áy gi ng và v a s n ph m tăng, làm tri t tiêu m t ph n áp l c
v a và làm gi m h s s n ph m c a gi ng.
- m cũng gây
Ngoài ra, các s n ph m sinh ra do ph n ng gi a ch t ph gia và dung d ch
nhi m b n thành h .
3. Công ngh hoàn thi n gi ng và m c m va
Các lo i nhi m b n c a dung d ch hoàn thi n gi ng gây ra cũng tương t như dung d ch
khoan:
th m và kh năng khai thác c a v a do s bít nhét c a các v t r n và
+ Làm gi m
polime có trong dung d ch.
+ Do s trương n và khu ch tán c a sét, s th m l c c a kh i nhũ và s l ng ng c a
các ch t c n b n.
c bi t trong các gi ng khai thác có áp su t th p, c n chú ý n bi n pháp kh ng ch
m t dung d ch làm ch t gi ng.
ng l c là gi ng ư c m v a toàn b chi u dày c a t ng
Gi ng hoàn thi n v m t th y
s n ph m và không ch ng ng m b o tính th m t nhiên c a v a.
Khi m v a b ng cách ch ng ng, trám xi măng sau ó b n m v a th s nhi m b n do
l p xi măng, m nh v n, s nén ép xung quanh l b n, l p kim lo i nóng ch y… làm
gi m h s s n ph m c a v a gi m.
4. Quá trình khai thác
Hi n tư ng nhi m b n d x y ra khi khai thác v i t c cao ho c gây ra hi n tư ng gi m
áp t n g t. S l n g ng c a mu i, parafin, ch t r n, quá trình sinh cát, s t o thành
hydrat và nhũ tương trong quá trình khai thác cũng làm tăng áng k m c nhi m b n
thành h .
5. Quá trình s a ch a và x lí gi ng
Trong quá trình s a ch a gi ng cũng gây ra nhi m b n thành h do dung d ch s a ch a
gi ng, v t li u t o c u xi măng, do v a xi măng còn dư trong gi ng…
Dung d ch d p gi ng (thư ng s d ng là dung d ch g c nư c, nư c bi n ã x lí b ng
PAV và dung d ch sét), có t tr ng l n nên d dàng xâm nh p sâu vào v a hơn dung d ch
khoan và dung d ch m v a và d t o mu i k t t a. Thêm vào ó hi u ng pistông khi kéo
o trong gi ng cũng làm tr m tr ng hơn v n
th b d ng c s a ch a gi ng, thi t b .
- Ngoài ra, trong quá trình x lí gi ng còn có nguy cơ t o k t t a do s d ng các s n ph m
có ch a các ion gây k t t a ho c k t t a s t trong các ng ch ng và các thi t b lòng
gi ng.
Các thành ph n h t v n trong quá trình n t v a cũng là nguyên nhân gây ra s nhi m b n
t ng s n ph m.
kh c ph c nh ng nguyên nhân gây nhi m b n thành h làm gi m s n lư ng khai thác
d u khí các m , XNLD Vietsovpetro ã ti n hành hàng lo t các gi i pháp công ngh
kh c ph c .
III. CÁC PHƯƠNG PHÁP X LÍ VÙNG C N ÁY GI NG
m B ch H & R ng trong th i gian khai thác t năm 1988-2008 ã và ang ti n hành
các gi i pháp công ngh x lí vùng c n áy gi ng nh m nâng cao h s thu h i d u & khí
và kéo dài th i gian khai thác c a các m .
1. V v a t h y l c
Phương pháp này có hi u qu trong t ng Oligoxen. Công ngh n t v a h t s c ph c t p
òi h i nhi u th i gian, công s c và thi t b cho quá trình x lí. Không ti n hành n t v a
nh ng gi ng có s c k thu t như kho ng b n (phin l c) c a gi ng b phá v ,
th y l c
c t ng ch ng b bi n d ng, ch t lư ng xi măng bơm trám kém.
a. B n ch t & vai trò và công ngh v v a thu l c
Phương pháp v v a th y l c ư c ng d ng M năm 1947, t
u tiên ó n nay,
phương pháp v v a th y l c ngày càng hoàn thi n không ng ng v công ngh -k thu t,
thi t b chuyên d ng hi n i. XNLDVSP b t u ng d ng t 1994 do các công ty n i
ti ng chuyên th c hi n: Schumberger, Halliburton.
*. B n ch t c a phương pháp là bơm dung d ch v v a (g c d u ho c g c nư c) vào gi ng
v i áp su t cao, lưu lư ng l n gây ra s v v a t o khe n t trong v a (Hình 1). T i m
B ch H , áp su t v v a trên b m t ư c ghi nh n i v i t ng gi ng khác nhau thì có
ng trong kho ng 350-500 atm. Kh i lư ng ch t l ng dùng cho
giá tr khác nhau và dao
m t l n v v a thu l c t 120-150m3. Sau khi bơm ch t l ng gây v v a thì ch t l ng
liên k t d ng gel tr n v i cát nhân t o (proppant) theo t l tăng d n (1-3-5-7-9 PPA)
(pound propant added = pound/gallon) ư c ti p t c bơm vào v a. T ng kh i lư ng
- proppant dùng cho m t l n v v a i v i t ng gi ng khác nhau thì có giá tr khác nhau
và dao ng trong kho ng 20-50 t n. Proppant óng vai trò làm ch t chèn khe n t trong
v a v a m i t o thành t o vùng có th m th u t t và gi cho khe n t không b khép
l i sau khi x áp su t bơm.
Hình 1. S t o thành khe n t trong v a
b. Vai trò phương pháp v v a th y l c
- Tăng th m c a t ng á ch a và cũng là tăng h s s n ph m c a gi ng.
- Tăng s n lư ng khai thác d u, c i thi n h s thu h i d u c a m .
- Gi m t n th t áp su t nh m tăng hi u qu s d ng ngu n năng lư ng v a.
- i u ch nh d.ng và ti p nh n theo chi u dày c a t ng s n ph m.
- Thu h i v n nhanh hơn, mang hi u qu kinh t l n.
c. Công ngh v v a thu l c
Công ngh phá v v a th y l c có chèn cát ư c ti n hành theo các bư c sau:
* Công vi c chu n b gi ng và l p t thi t b chuyên d ng trên giàn
kéo toàn b b c n ng ép hơi và thi t b lòng gi ng lên,
Ti n hành s a ch a gi ng
bơm r a gi ng, ti n hành các công vi c kh o sát a ch t – k thu t hay các công tác khác
chu n b gi ng n u c n thi t, th b c n ng ép hơi m i v i Packer chuyên d ng n
t ư ng ng cao áp t mi ng gi ng
sâu thi t k , m Packer, l p n u treo ng
m m cao áp, sau khi tàu v v a chuyên d ng c p vào giàn, kéo ng m m cao áp lên u
treo c a nó và k t n i v i ư ng ng cao áp v a m i l p t trên giàn. Toàn b h th ng
ư ng ng cao áp t máy bơm trên tàu t i mi ng gi ng ư c bơm ép th
áp su t t i 700 atm.
* Quá trình v v a th y l c
- Chính xác hoá các thông s a ch t - k thu t c a h gi ng-v a (Data Frac):
+ Bơm ép vào v a ch t l ng “tuy n tính” v i các ch bơm khác nhau (Hình 2) nh m
nh các thông s k thu t- a ch t c a h gi ng-v a như m c
xác t n th t áp su t c a
- h , áp su t v v a, áp su t v a óng l i, h s m t ch t l ng v v a, s hình thành khe n t
trong v a v.v.
+ Sau khi th c hi n bư c trên ây, phân tích s li u s ư c ti n hành, các thông s k
trên ư c xác u ư c tính toán thi t k l i và i u
nh và k ho ch v v a thu l c ban
ch nh cho phù h p v i th c t .
Hình 2. Bi u th c t c a quá trình th c hi n DataFrac.
Hình 3. Bi u th c t c a quá trình th c hi n Main Frac
* Quy trình v v a thu l c chính (Main Frac) (Hình 3, Hình 4):
- Bơm ép vào v a ch t l ng linear fluid vào v a nh m t o n t v a thu l c v i kh i lư ng
kho ng 50-60m3, lưu lư ng - 3.18m3/ph., áp su t bơm trên b m t kho ng 400-500 atm
(Hình 4a).
- Bơm ép vào v a ch t l ng gel liên k t “Crosslinked gel” cùng v i cát nhân t o
(Proppant), kh i lư ng proppant cho vào theo t tăng d n 1- 3-5-7-9 PPA
l
(pound/gallon) ph thu c vào các tính ch t c a v a (Hình 4b). Theo dõi c n th n quá trình
bơm proppant vào v a và ph i d ng úng lúc n u th y có hi n tư ng áp su t tăng t ng t
gây ra t c ngh n proppant trong lòng gi ng
- Bơm ép thay th toàn b kh i lư ng gel v i proppant trong l.ng gi ng vào v a (Hình
4c).Bư c ti p theo k t thúc công ngh v v a th y l c: óng gi ng ch ng kho ng th i
gian 12 – 24 gi proppant trong vùng c n áy gi ng n nh v trí và liên k t gel b phá
hu . Kéo Packer lên, bơm r a làm s ch vùng áy gi ng. Th b c n ng khai thác cùng
v i các thi t b lòng gi ng phù h p, l p t cây thông. Ti n hành g i dòng s n ph m và
ưa gi ng vào khai thác.
Hình 4. Sơ quá trình chính v v a th y l c (Main Frac)
2. n hơi t o áp su t ph i h p x lí axit
- Phương pháp này có hi u qu trong t ng Oligoxen. Ưu i m c a phương pháp là m t ít
th i gian và công s c, v a t o ra khe n t m i v a x lí các ch t c n, các m nh v n, m
r ng khe n t cũ.
Như c i m là khe n t d b khép l i, d làm bi n d ng c t ng hay b r i cáp nh hư ng
n ch t lư ng c a gi ng.
B n ch t c a phương pháp: n t o áp su t ư c th trên dây cáp i n xu ng vùng áy
gi ng t cháy n t o ra m t áp su t cho phép làm phá v v a. Th i gian cháy có th iu
ch nh kéo dài m t vài phút n m t ph n c a giây (0,01-1giây) trong kho ng gi i h n
vùng thân gi ng t o ra áp su t l n t 100-250MPa. Cư ng m nh c a quá trình thay
i ph thu c vào kh i lư ng c a n n (t 20- 500kg).
3. X lí b ng axít
a. Dung d ch axit
Phương pháp x lí này có th áp d ng i v i v a có nhi t th p và có hi u qu cao
trong t ng Mioxen. Ưu i m chính là ơn gi n và th i gian x lí nhanh. Phương pháp này
có như c i m là t c ăn mòn cao, không xâm nh p sâu vào v a, c n nhi u kinh
ch n th i gian gi axit h p lí. B n ch t c a phương pháp là: H n h p dung
nghi m
d ch axit (axit HCl, axit HF, axit acetic CH3COOH cùng v i ch t ch ng ăn mòn) ư c
bơm ép vào vùng c n áy gi ng. Ch ph n ng x y ra, ti n hành g i dòng s n ph m
trong v a và ánh giá hi u qu .
b. R a axit
R a axit ây là d ng c n thi t u tiên c a s tác d ng axit cho t t c các gi ng có
ng ch ng và bơm
thân tr n v a s n ph m (thân gi ng i qua vùng s n ph m không th
trám xi măng) sau khi khoan, m v a ho c trong quá trình m v a.
B n ch t c a phương pháp: H n h p dung d ch axit ư c tính toán và bơm vào vùng áy
gi ng m t kh i lư ng thích h p. Ch ph n ng x y ra và bơm r a ngư c ưa s n
ph m c a ph n ng i lên, làm s ch áy gi ng. Phương pháp này ư c áp d ng r t nhi u
gi ng khai thác, bơm ép có hi u qu Xí nghi p liên doanh Vietsovpetro.
c. B t axit
- Phương pháp này x lí hi u qu trong t ng Oligoxen. Ưu i m là b t axit có th xâm
nh p sâu vào v a, tăng s bao b c tác d ng lên toàn b chi u dày c a t ng s n ph m.
Công tác g i dòng sau x lí d dàng. Phương pháp này có h n ch là công ngh x lí
tương i ph c t p và c n c bi t chú ý n công tác an toàn.
(a) Bơm ép ch t l ng v v a thu l c (linear fuid).
(b) Bơm ép ch t l ng gel liên k t (Crosslinked gel) v i proppant vào v a.
(c) Bơm ép thay th ch t l ng gel liên k t v i proppant trong gi ng vào v a.
B n ch t c a d ng ư c x lí ư c th hi n như sau: Trong vùng c n áy gi ng, bơm h n
h p dung d ch b t t o ra b i dung d ch axit v i khí Nitơ cùng v i ch t ho t tính b m t
và bơm ép vào v a s n ph m. Khi ti n hành x lí s d ng máy bơm axit chuyên d ng và
máy nén khí (Hình 5).
Hình 5. Sơ thi t b công ngh x lí gi ng b ng b t axit
d. Nhũ tương axit
Phương pháp này x lí r t hi u qu trong t ng Móng và Oligoxen, t hi u qu cao nh t
trong các phương pháp x lí axit. Các ưu i m là công ngh không ph c t p, áp su t làm
vi c không cao, tính ăn mòn thép th p, kh năng xâm nh p sâu. Tuy nhiên c n xác nh
m t cách h p lí th i gian óng gi ng sau m i chu kỳ bơm ép, n ng axit, t l pha ch
nhũ tương thích h p v i tính ch t c a t á t ng ch a.
B n ch t c a gi i pháp này là: Dung d ch x lí ngoài axit còn có d u tách khí (có th là
d u diezel) cùng v i ch t ho t tính b m t dư i d ng nhũ tương. Nhũ d u axit s làm
gi m b m t ti p xúc gi a axit v i t á vòng ngoài và t o i u ki n h n h p này i vào
v a sâu hơn so v i h n h p axit bình thư ng. ng th i nhũ tương d u-axit s làm gi m
kh năng ăn mòn kim lo i c a axit. Gi i pháp nhũ tương d u-axit ư c ti n hành b ng
cách bơm ng th i ho c k ti p nhau các thành ph n nhũ tương khí-d u-axit vào gi ng
x lí (Hình 6). T l th tích c a các thành ph n và trình t bơm nhũ tương ư c l a ch n
t ư c kh năng hoà khí l n nh t trong h n h p nhũ tương d u-axit.
sao cho
- Công ngh này ư c áp d ng x lí i tư ng có áp su t v a th p. Ưu th c a
nh ng
giáp pháp này ư c khơi thông m nh & tháo nhanh nh ng ch t gây b n và các s n ph m
ph n ng t v a vào áy gi ng sau ó theo s n ph m khai thác i lên.
Hình 6. Sơ thi t b công ngh x lí gi ng b ng nhũ tương axit
IV. HI U QU KINH T C A CÁC GI I PHÁP CÔNG NGH X LÍ GI NG
T 1988 - 2008
B ng 1. K t qu c a các phương pháp x lí gi ng m B c h H và R ng
Nghiên c u các s li u th c t m B ch H trong giai o n 1988 - 2008 cho th y công
tác x lí gi ng khai thác d u không ng ng tăng v s lư ng và hi u qu x l.: 414 l n x
lí b ng các phương pháp khác nhau v i lư ng d u thu thêm ư c là 1.835.104 t n. Hi u
qu c a phương pháp x lí gi ng ư c ánh giá d a trên k t qu lư ng d u thu thêm
ư c trên m t l n x lí. K t qu x lí (B ng 1, Hình 7 và Hình 8) cho th y:
- Phương pháp nhũ tương axit ã ư c áp d ng nhi u nh t v i 229 l n (chi m 55,3%),
trong ó có 182 l n x lí thành công (79,5%) v i lư ng d u thu thêm ư c 1.394.850 t n
(chi m 76,0%).
Hi u qu x lí c a phương pháp này cao nh t t i m B ch H .
- Phương pháp n t v a th y l c ã ư c ti n hành 55 l n (chi m 15%) và có 37 l n thành
công (67,2%) v i lư ng d u thu thêm ch có 176.928 t n (chi m 9,6%). Hi u qu kinh t
do phương pháp x lí mang l i khá cao.
- Phương pháp x lí b ng n t o áp su t ph i h p v i x lí axit ã áp d ng 33 l n
(chi m 7,9%), trong ó 16 l n thành công (48,5%) v i lư ng d u thu thêm là 117.590 t n
(chi m 6,4%). Hi u qu kinh t ch t m c trung bình.
- Phương pháp x lí b ng dung d ch axit ã ti n hành 86 l n (chi m 21,0%) thì có 63 l n
thành công (73,0%) v i lư ng d u thu thêm ư c 134.036 t n (chi m 7,3%). Hi u qu
kinh t mang l i là khá cao.
- - Phương pháp x lí b ng b t axit ư c áp d ng ít nh t v i 5 l n (chi m 1,2%) trong ó
có 3 l n thành công (60%), thu thêm 11.700 t n (chi m 0,64%) t hi u qu kinh t khá
m c trung bình.
- Năm 2001 là năm x lí thành công nh t v i lư ng d u thu thêm cao nh t là 558.000 t n
v i ch hai phương pháp nhũ tương axit và n t v a th y l c, trong ó x lí b ng nhũ
tương axit tăng thêm 550.000 t n.
Như v y, phương pháp nhũ tương axít là phương pháp x lí vùng c n áy gi ng ư c áp
d ng r ng rãi nh t và cũng là phương pháp t hi u qu cao nh t m B ch H .
Hình 7. M c áp d ng và hi u qu x lí vùng c n áy gi ng m B ch H t 1988 -
2008
Hình 8. Kh i lư ng d u khai thác thêm ư c c a t ng phương pháp x lí gi ng t 1988 –
2008
K T LU N
Công tác x lí vùng c n áy gi ng trong th i gian 1988 – 2008 m B c h H & R ng ã
mang l i hi u qu kinh t cao, góp ph n duy trì và gia tăng s n lư ng khai thác toàn m .
Phương pháp, nhũ tương axit là phương pháp x lí áp d ng r ng rãi nh t và t hi u qu
cao nh t.
Theo th i gian khai thác áp su t v a gi m d n, vi c x lí ngày càng g p khó khăn, c
bi t công tác g i dòng sau s a ch a và x lí gi ng. Do ó trong th i gian t i c n ph i:
- Ti p t c hoàn thi n công ngh x lí tăng s n lư ng khai thác d u trên cơ s úc k t kinh
nghi m trong nh ng năm qua, c bi t chú tr ng nâng cao hi u qu x lí c a t n g
phương pháp.
- Tăng cư ng công tác x lí gi ng b ng hóa ch t ch y u là là dung d ch axit và nhũ
tương axit.
- T ng k t, ánh giá và hoàn thi n quy trình công ngh x lí gi ng b ng phương pháp cơ
h c (v v a thu l c).
- - Tìm ki m các phương pháp x lí gi ng m i, m b o có hi u qu cao (gây xung rung
vùng c n áy, các phương pháp ngăn cách v a nư c nh trong các gi ng khai thác d u
b ng hóa ch t…)
Ks. Tr n Văn H i, Ts. Cao M L i
Ks. Nguy n Văn Kim, Ks. Lê Vi t H i
XNLD Vietsovpetro
(Theo TCDK s 5-2009
nguon tai.lieu . vn
