- Trang Chủ
- Giáo dục học
- NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: “Kết quả nghiên cứu phương pháp lí hóa nhằm nâng cao hiệu quả giếng khai thác gaslift trong điều kiện khai thác tại Việt Nam”
Xem mẫu
- NGHIÊN C U KHOA H C
ĐỀ TÀI: “K t qu nghiên c u phương
pháp lí hóa nh m nâng cao hi u qu
gi ng khai thác gaslift trong i u ki n
khai thác t i Vi t Nam”
- NGHIÊN C U KHOA H C
Thăm dò, Khai thác
K t qu nghiên c u phương pháp lí hóa nh m nâng cao hi u qu
gi ng khai thác gaslift trong i u ki n khai thác t i Vi t Nam
Phân tích k thu t, kinh t nh m l a ch n khai thác d u b ng phương pháp cơ h c trong
i u ki n khai thác bi n t i Vi t Nam cho th y gaslift là phương pháp khai thác cơ h c t i
ưu, có nhi u ưu i m, mang l i tin c y và hi u qu kinh t cao so v i các phương pháp
khác như: S d ng bơm ly tâm, bơm i m chìm, bơm th y l c...
Tuy nhiên như c i m c a phương pháp gaslift là chi phí u tư l n và hi u su t làm vi c
ng p nư c l n s làm làm gi m s phát
th p . c bi t khi gi ng khai thác gaslift có
ó phá h y c u trúc dòngch y t i ưu c a ch t lưu trong ng khai thác,
tán c a pha khí, t
k t qu làm tăng t tr ng c a c t ch t lưu trong ng khai thác và gi m hi u su t làm vi c
dòng ch y c a ch t lưu trong ng khai thác gi ng gaslift
c a gi ng gaslift [1, 2]. Ch
theo các ki u sau: D ng b t khí, d ng nút và d ng vòng (Hình1).
a - ki u b t khí, b - ki u nút khí, c - ki u vòng
Hình 1. C u trúc dòngch y c a ch t lưu trong gi ng gaslift
ng p nư c c a s n ph m l n s phá h y ch dòng ch y ki u b t khí làm tăng
Khi
ng tương
v n t c chuy n i c a pha khí và chuy n sang ki u ch y d ng nút khí và
- d ng vòng gây t n hao áp su t l n và nh hư ng n b n c a thi t b khai thác, làm
gi m hi u su t làm vi c và hi u qu s d ng khí nén E ( ).
i v n t c tương
Ti n hành thí nghi m nghiên c u s thay i c a pha khí theo ng p
nư c cho th y v n t c tương i c a pha khí tăng theo ng p nư c c a gi ng khai thác
(Hình2).
Hình 2. S ph thu c v n t c tương ng p nư c
i c a pha khí theo
ng tương i c a pha khí tăng nhanh khi
T Hình2 cho th y v n t c chuy n ng p
nư c c a s n ph m l n hơn 20%.
Theo lí thuy t hi u su t làm vi c c a gi ng gaslift ư c tính theo công th c sau [2]:
Trong ó: η – hi u su t làm vi c c a gi ng gaslif;
s – v n t c tương i c a dòngkhí;
T công th c (1) cho th y khi tăng v n t c trư t c a pha khí Cs s làm gi m hi u qu
tăng hi u qu làm vi c gi ng gaslift, nâng cao hi u qu s d ng khí nén
gi ng gaslift.
ng tương
E th. c n ph i gi m v n t c chuy n i c a pha khí Cs.
Hơn n a do hàm lư ng l ng ng paraffinsmol- asphaten c a gi ng l n, khi hi n tư ng
trư t khí x y ra s làm tăng quá trình l ng ng paraffin trong gi ng gaslift mà t b i t là
kho ng t mi ng gi ng n sâu 1000m (Hình3).
Hình 3. L ng ng paraffin trong gi ng gaslift
ng paraffin b ng phương pháp “Cold Finger” cho th y t c
Thí nghi m xác nh l ng
l ng ng parafin c a d u gi ng khai thác gaslift t i Vi t Nam là t 2500 n
3842g/m2/ngày nhi t 35oC. L ng ng paraffin-smol-asphaten làm gi m
ư ng kính ng khai thác và hi u su t gi ng gaslift.
nâng cao hi u qu gaslift ng d ng các phương pháp sau:
- L a ch n t i ưu thi t b gi ng khai thác gaslift;
i tính ch t lí-hóa c a ch t lưu trong ng khai thác và t i ưu c u trúc dòngch y.
- Thay
Phương pháp th nh t liên quan n vi c l a ch n và t i ưu hóa ư ng kính ng khai
- thác, ti n hành kh o sát và s a ch a, thay th van gaslift, l p t thi t b phân tán khí,
tăng sâu bơm ép khí, chuy n sang khai thác b ng gaslift nh kỳ... Các công tác nêu
u tư và làm gi m th i gian khai thác
trên òi h i ph i ti n hành s a ch a gi ng, chi phí
c a gi ng.
Phương pháp th hai ch c n nghiên c u, l a ch n và bơm hóa ch t: Ch t ho t tính b
phù h p vào dòngkhí nén c a gi ng gaslift. Ưu i m c a phương
m t( ) v i n ng
i thi t k và các thi t b líng gi ng, phương pháp này kh c ph c
pháp này là không thay
ư c nh ng như c i m c a phương pháp th nh t và r t hi u qu trong nh ng gi ng có
hàm lư ng l ng ng paraffin cao.
Các nghiên c u [3, 4] cho th y vi c áp d ng ch t ho t tính b m t s tăng kh năng phát
ng tương
tán pha khí, làm gi m chuy n i c a pha khí ch m xu ng 1,5 l n, kéo dài
ng ki u b t khí, làm ch m quá trình tăng ư ng kính c a các b t khí
th i gian chuy n
ng trong ng khai thác. Ngoài ra hóa ph m khi ư c bơm vào dòngkhí nén
khi chuy n
nh t c a h n h p d u-khí-nư c và t i ưu tính ch t lưu
c a gi ng gaslift còn làm gi m
bi n c a dòng s n ph m và ngăn ng a quá trình l ng ng paraffin trong ng khai thác
[5].
Phương pháp lí-hóa nh m nâng cao hi u qu khai thác gi ng gaslift ã ư c nghiên c u
và áp d ng t i nhi u nư c trên th gi i [1, 2, 5] và ã ti n hành s d ng hóa ph m tan
trong nư c ( ây là lo i hóa ph m r ti n nên òi h i trong quá trình bơm hóa
).
chính xác cao, n u không s t o nhũ tương và
ph m ph i pha ch v i n ng l n và
các l ng ng b n v ng gây khó kh n trong quá trình x lí, v n chuy n d u [6].
Trong i u ki n khai thác d u trên bi n như Vi t Nam, nư c ng hành sau khi qua x
lí ư c th i xu ng bi n nên vi c s d ng hóa ph m tan trong nư c v i hàm lư ng l n là
không cho phép và s gây tác h i cho môi trư ng. Do v y c n nghiên c u ch n l a và
ng d ng h n h p hóa ph m thích hơp v i n ng t i ưu nâng cao hi u qu gi ng
khai thác gaslift phù h p và tương thích v i i u ki n khai thác d u trên bi n Vi t
c trưng riêng v h th ng x lí d u khí nư c c a các m d u khai thác trên
Nam. Do
bi n nên ch ti n hành nghiên c u và l a ch n hóa ph m tan trong d u ( ).
- L a ch n hóa ph m nâng cao hi u qu gi ng khai thác gaslift trong i u ki n khai thác
trên bi n Vi t Nam d a trên các tiêu chí sau:
- Hóa ph m là lo i hóa ch t tan ư c trong d u, có nhi t ông c th p ;
- Có kh năng t o b t kéo dài th i gian chuy n ng ki u b t khí, làm ch m quá trình
tăng ư ng kính c a b t khí trong ng khai thác và gi m t tr ng c a c t ch t;
- T i ưu tính ch t lưu bi n c a ch t lưu trong ng khai thác;
- Gây c ch và ch ng l ng ng paraffin trong gi ng gaslift;
- Không t o ra nhũ b n v ng và các ch t l ng ng.
D a vào các tiêu chí nêu trên ã ti n hành nghiên c u l a ch n hóa ph m nâng cao hi u
qu làm vi c gi ng gaslift v i thành ph n là ch t ho t tính b m t và ch t gây c ch và
ng paraffin. Nghiên c u nh m m c ích nghiên c u kh năng t o b t c a
ch ng l ng
h n h p hóa ph m theo tiêu chu n ASTM D892-97 - “Standard Test Method for
Foaming Characteristics of Oils” [7]. Vi c ng d ng kh năng t o b t b ng hóa ph m
ã ng d ng trong vi c g i dòng, x lí dung d ch khoan, x lí vùng lân c n áy gi ng…,
tuy nhiên chưa ư c nghiên c u và ng d ng cho gi ng khai thác gaslift [3]. Vi c s
d ng hóa ph m trong gi ng gaslift s tăng kh năng phát tán pha khí, làm ch m quá trình
tăng ư ng kính c a b t khí khi chuy n ó tăng kh năng
ng trong ng khai thác, t
t o b t c a d u-khí-nư c [3] và kéo dài th i gian chuy n ng ki u b t khí trong gi ng
gaslift. Kh năng t o b t càng l n s làm tăng th tích c a h n h p d u khí nư c trong
ng khai thác, k t qu là làm gi m t tr ng c a c t ch t lưu trong ng khai thác, t ó
làm giám áp su t áy và tăng kh năng cho dòngc a gi ng gaslift. Ti n hành thí nghi m
vi c ng d ng hóa ph m theo tiêu chu n ASTM D892-97 cho gi ng gaslift có ng p
nư c Wc =25% và thu ư c k t qu như Hình 4, 5.
Hình 4. Kh năng t o b t c a h n h p d u – nư c v i ch t ho t tính b m t - Wc = 25%
Hình 5. Th i gian phá v b t khí c a h n h p d u – nư c
T k t qu th c nghi m (Hình 4, 5) cho th y vi c s d ng ch t ho t tính b m t v i n ng
300 ppm (300 gram hóa ph m/1 t n ch t lưu) thì kh năng t o b t c a h n h p d u-
- khí-nư c là l n nh t và không gây khó khăn cho quá trình x lí, v n chuy n d u, khí,
nư c. ây ư c g i là n ng t i ưu c a ch t ho t tính b m t.
T k t qu nghiên c u trên, ti p t c ti n hành nghiên c u kh năng t o b t c a h n h p
hóa ph m g m: Ch t căng b m t v i n ng t i ưu v a t.m ư c là 300 ppm (không
thay i trong quá trình thí nghi m v i ch t c ch paraffin) và ch t c ch ch ng l ng
ng paraffin. K t qu nghiên c u cho k t qu như Hình 6, 7.
Hình 6. Kh năng t o b t c a h n h p d u – nư c v i h n h p ch t ho t tính b m t và
ch t c ch l ng ng paraffin Wc =25%
Hình 7. Th i gian phá v b t khí c a h n h p d u - nư c
K t qu nghiên c u (Hình7) cho th y vi c s d ng h n h p hóa ph m: Ch t căng b m t
ng paraffin s làm tăng kh năng t o b t c a h n h p d u-khí-nư c
và ch t c ch l ng
so v i trư ng h p ch dùng ch t ho t tính b m t. K t qu th c nghi m ã xác nh ư c
t i ưu c a h n h p hóa ph m là: Ch t căng b m t là 300 ppm và ch t c ch
n ng
ng paraffin là 400 ppm s cho kh năng t o b t l n nh t. Và v i th i gian t phá
l ng
h y b t khí là 52 giây s không gây khó khăn cho quá trình x lí d u khí nư c t i bình
tách.
Ti n hành thí nghi m nghiên c u nh hư ng c a h n h p hóa ph m lên tính ch t lưu bi n
c a ch t lưu cho th y vi c áp d ng h n h p ch t ho t tính b m t và ch t c ch paraffin
nh t c a ch t lưu và t i ưu tính ch t lưu bi n c a ch t lưu trong quá trình
làm gi m
khai thác cũng như v n chuy n d u khí (Hình8).
Hình 8. nh hư ng c a hóa ph m lên tính ch t lưu bi n c a h n h p d u - khí nư c
Ngoài ra vi c áp d ng hóa ph m ã làm gi m hàm lư ng l ng ng paraffin trong gi ng
khai thác.
Thí nghi m ư c ti n hành b ng vi c o hàm lư ng l ng ng paraffin b ng phương
30oC i v i trư ng h p có s d ng và không x d ng hóa
pháp “Cold Finger” nhi t
ph m cho k t qu như Hình 9.
- Hình 9. Hi u qu s d ng hóa ph m c ch , ch ng l ng ng paraffin
K t qu thí nghi m cho th y khi s d ng h n h p hóa ph m: 300 ppm ch t ho t tính b
ng paraffin làm gi m hàm lư ng l ng
m t và 400 ppm ch t c ch ch ng l ng ng
paraffin trong gi ng khai thác gaslift 51,5% (gi m t 3842 xu ng 1865 g/m2/ngày).
T k t qu th c nghi m ti n hành tính toán t tr ng c a h n h p ch t lưu, áp su t áy và
lưu lư ng c a gi ng gaslift, k t qu như Hình 10, 11. K t qu tính toán cho th y vi c áp
d ng h n h p hóa ph m: Ch t ho t tính b m t và ch t c ch , ch ng l ng ng paraffin
s làm tăng lưu lư ng khai thác gi ng gaslift t 20-30 % và tăng cao hi u qu s d ng khí
nén. Tuy nhiên như c i m c a phương pháp là c n thi t k , b sung h th ng máy bơm
hóa ph m vào ư ng bơm ép khí gaslift i v i nh ng m chưa tính toán n vi c bơ m
hoá ph m vào gi ng gaslift trong quá trình phát tri n m . i v i nh ng gi ng gaslift có
hàm lư ng ng p nư c cao (l n hơn 60%) thì hóa ph m tan trong d u s gi m kh năng
kh c ph c như c i m nêu trên nên ti n hành s d ng thi t b phân tán khí
t o b t.
dispersion [8] k t h p v i h n h p hóa ph m
ng p nư c cao - t 50
i v i gi ng khai thác gaslift có n 80%.
Hình 10. Gi m t tr ng ch t lưu khi áp d ng hóa ph m
Hình 11. Hi u qu áp d ng hóa ph m cho gi ng khai thác gaslift
K t lu n
ng p nư c c a gi ng khai thác tăng s tăng v n t c chuy n ng tương
1. Khi ic a
pha khí, phá h y c u trúc ki u dòngch y d ng b t khí làm gi m hi u su t s d ng khí E
và hi u su t làm vi c gi ng gaslift η.
2. Nghiên c u cho th y vi c áp d ng h n h p hóa ph m: Ch t ho t tính b m t và ch t c
c h l ng ng paraffin làm gi m v n t c chuy n ng c a pha khí, làm ch m quá trình
ng trong ng khai thác và tăng kh năng t o b t c a
phát tri n c a b t khí khi chuy n
h n h p d u-khí nư c.
- t i ưu c a h n h p hóa ph m, tuy nhiên tùy i u
3. Nghiêm c u ã xác nh n ng
ki n, tính ch t lí hóa d u - khí nư c t ng m nên hi u ch nh n ng c a h n h p cho
phù hơp v i i u ki n t ng m t i Vi t Nam.
4. Vi c áp d ng h n h p hóa ph m làm t i ưu tính ch t lưu bi n c a ch t lưu, gi m
nh t c a dòngs n ph m, gi m hàm lư ng l ng ng paraffin 51,5% và không gây ra khó
khăn trong quá trình x lí, v n chuy n d u khí.
5. Vi c áp d ng h n h p hóa ph m làm tăng lưu lư ng gi ng khai thác gaslift lên 20-30
%, làm tăng hi u qu s d ng khí nén và hi u su t làm vi c c a gi ng gaslift.
ng p nư c cao (t 50
6. i v i gi ng khai thác gaslift có n 80%) nên ti n hành s
d ng thi t b phân tán khí dispersion k t h p v i h n h p hóa ph m nâng cao hi u qu
làm vi c c a gi ng.
NCS. Nguy n H u Nhân, TS. M.M. Kabirov
HTH k thu t D u khí Ufa – LB Nga
KS. Nguy n Thành Dũng
T ng công ty TD & KT D u khí
(Theo TCDK s 4-2009)
nguon tai.lieu . vn