Xem mẫu

  1. 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”
  2. 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
  3. 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
  4. 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 ( ).
  5. 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-
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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