Báo cáo thu hồi dầu Phương pháp Gas Assisted Gravity Drainage

Tổng quan về phương pháp thu hồi dầu Gas Assisted Gravity Drainage MethodGAGD là một phương pháp EOR đơn giản trong đó một chất khí được bơm vào vỉa chứa và trương nở dầu tại chỗ cho đến khi nó được hoàn toàn bão hòa và một mũ khí riêng biệt được tạo ra, OWC hiện tại được đẩy xuống

Trang 1

LOGO

GEOPET

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KĨ THUẬT ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ

BỘ MÔN ĐỊA CHẤT DẦU KHÍ

TP.HCM, tháng 1 năm 2016

Trang 2

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP GAGD CHO

THÂN DẦU TRONG ĐÁ MÓNG NỨT NẺ MỎ X12

TỔNG QUAN VỀ CÁC GIAI ĐOẠN KHAI THÁC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP EOR

ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CẤU TẠO X12

CÁC YẾU TỐ ĐỊA CHẤT ẢNH HƯỞNG TỚI

KHẢ NĂNG THU HỒI DẦU MỎ X12

Trang 3

1/ TỔNG QUAN VỀ CÁC GIAI ĐOẠN KHAI THÁC

 Giai đoạn khai thác sơ cấp

 Giai đoạn khai thác thứ cấp

 Giai đoạn khai thác tam cấp (EOR)

Trang 4

 Trong giai đoạn sản xuất ban đầu, áp

suất vỉa còn cao, dầu được khai thác

nhờ sự dịch chuyển trong vỉa chứa bởi

năng lượng nội tại của vỉa

 Năng lượng tự nhiên của mỏ dầu chủ

yếu là năng lượng đàn hồi của chất lưu

và thành hệ đá chứa, năng lượng khí

hòa tan, năng lượng mũ khí, năng

lượng của nguồn nước vỉa và năng

lượng tiềm năng của lực mao dẫn và

lực hấp dẫn

Giai Đoạn Khai Thác Sơ Cấp

Trang 5

Giai Đoạn Khai Thác Thứ Cấp

 Giai đoạn khai thác thứ cấp thường được bắt đầu khi áp suất vỉa chứa trong giai đoạn khai thác sơ cấp giảm

 Phương pháp bơm ép: bơm ép nước (nóng + lạnh), bơm ép khí (chế độ hoà tan – không hoà tan), bơm ép kết hợp nước + khí Ngoài ra còn có thể bơm ép các chất lưu khác: CO2, N2, khí hydrocacbon, LPG (chế độ hoà tan)

Trang 6

Giai đoạn khai thác tam cấp

 Khi nguồn năng lượng từ bên ngoài tác động vào vỉa không thể dịch chuyển dầu từ vỉa tới các giếng khai thác thì cần phải tác động để tăng hiệu suất quét, hiệu suất đẩy bằng cách thay đổi các đặc trưng cơ bản của chất lưu trong vỉa như: sức căng bề mặt, độ nhớt, tính dính ướt, tỷ số linh động Các phương pháp nhiệt, khí, hóa học

và phương pháp sử dụng vi khuẩn thường được sử dụng để thu hồi thêm dầu sau khi giai đoạn khai thác thứ cấp không hiệu quả

Trang 7

Cơ Chế Thu Hồi Dầu

Trang 8

2/ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CẤU TẠO X12

2.1/ Các thành tạo địa chất

Trang 10

Company Logo

Cột địa tầng tổng

hợp cấu tạo X12

Trang 12

2.1.1/ Móng trước Kainozoi

 Chủ yếu gồm: đá macma axit và một ít các đai mạch mafic

 Trong số đá macma axit chủ yếu là: granit biotit, granit biotit hocblend; riolit và diorit chiếm phần nhỏ hơn

 Các lọai đá đai/mạch chủ yếu gồm bazan và diabaz

 Đá móng bị biến đổi nhiệt dịch mạnh tạo thành các khoáng vật thứ sinh lấp đầy các vi khe nứt hoặc thay thế một phần các khoáng vật nguyên sinh

Trang 14

Trang 16

Trang 18

Trang 20

Trang 22

Trang 23

Trang 24

Trang 25

2.2/ Đặc điểm kiến trúc

2.2.1/ Hình thái các bề mặt

Trang 26

 Bề mặt móng

Trang 27

Nóc tập E

Trang 28

Nóc tập D

Trang 29

Nóc tập C và BI

Trang 30

2.2.2/ Đặc điểm các đứt gãy chính cấu tạo X12

 Theo phương kéo dài của

Trang 31

 Đứt gãy F1

2.2.2.1/ Nhóm đứt gãy Đông Bắc - Tây Nam

Trang 32

Trang 33

Trang 34

2.2.2.2/ Nhóm đứt gãy vĩ tuyến và á vĩ tuyến

Trang 35

Trang 36

Trang 37

Trang 38

Trang 39

 Như vậy, có 5 đứt gãy chính được xếp thành hai nhóm: theo phương ĐB-TN (F1, F2) và Vĩ tuyến-Á Vĩ tuyến (F3, F4, F5)

 Đứt gãy F1 và F2 là hai đứt gãy lớn kéo dài theo phương ĐB

-TN (55o), đứt gãy F1 dốc về phía TB, F2 dốc về phía ĐN Hai đứt gãy này là ranh giới phía Tây Bắc và Đông Nam của cấu tạo X12, có vai trò chính trong việc hình thành cấu tạo này

 Nhóm đứt gãy chính thứ hai có phương Vĩ tuyến và Á Vĩ tuyến bao gồm F3, F4, và F5 F3 và F4 nằm ở phía Nam và Tây Nam của cấu tạo, dốc về phía bắc, còn đứt gãy F5 nằm ở phía Bắc cấu tạo X12, dốc về phía Bắc

Trang 40

Trang 41

2.3/ Kết luận

• Mỏ X12 trên được chia thành 2 nhóm đá chính: (1) đá magma xâm nhập chủ yếu là granite; (2) các đá đai mạch gồm felsic và mafic, với độ dày từ một vài mét đến hàng chục mét

• => Sự có mặt của những đai mạch trong khối móng nâng

mỏ X12 là yếu tố địa chất quan trọng khiến mức độ bất đồng nhất về thành phần thạch học và đặc trưng thấm chứa của khối nâng đá móng

Trang 42

• Trong thân móng mỏ X12 có 130 đứt gãy với 56 đứt gãy gặp ở giếng khoan Các đứt gãy này, cắt qua vùng nghiên cứu gây phá hủy móng, khống chế các khối kiến trúc trong móng và tạo thành các đới nứt nẻ sinh kèm => Hệ thống đứt gãy cùng hệ thống nứt nẻ sinh kèm là yếu tố địa chất quan trọng ảnh hưởng tới khả năng thấm chứa trong khối móng nâng mỏ X12

Trang 43

• Nước xuất hiện trong quá trình khai thác thân dầu trong

đá móng mỏ X12 hoàn toàn có khả năng là nước có áp

từ các tầng trầm tích Oligocen kề áp

Trang 44

3/ CÁC YẾU TỐ ĐỊA CHẤT ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG THU HỒI DẦU

Cơ sở xác định các yếu tố địa chất, ảnh hưởng của các yếu tố địa chất

Trang 45

  Hệ số đẩy dầu của đới nứt nẻ macro và micro Tỷ phần nứt nẻ macro và micro theo thể tích

trong khối móng nâng

 Hệ số đẩy dầu bởi nước đối với đá móng nứt nẻ được xác định theo công thức sau

Trang 46

Hệ số quét của thân dầu phụ thuộc vào đặc trưng thấm chứa và mức độ bất đồng nhất của chúng theo không gian Ngoài ra, hệ số quét còn phụ thuộc vào hệ thống khai thác nghĩa là phụ thuộc vào hệ thống các giếng khai thác

và hệ thống các giếng bơm ép

quét quét s S quét h

S  S Với: Squét s( ), Squét h( ) Hệ số quét theo

diện tích và theo chiều thẳng đứng tương ứng

 Hệ số S quét là tỷ phần giữa thể tích đá chứa được quét bởi nước trên tổng thể tích của đá chứa dầu Hệ số quét được tính theo công thức

Trang 47

Ảnh hưởng của các yếu tố địa chất đến khả năng thu hồi dầu

Hình 3.1 Bản đồ phân bố các đứt gãy

khu vực nghiên cứu tại độ sâu 3250m

Khả năng đẩy dầu bằng nước bơm ép hoặc nước áp sườn hay áp đáy phụ thuộc vào đặc trưng thấm chứa

Khu vực mỏ X12 có mật độ đứt gãy hệ thống Tây Bắc – Đông Nam và hệ thống nứt nẻ sinh kèm có mật độ cao hơn khu vực Đông Bắc mở

Sư Tử Đen, đặc biệt là khối E (hình 1), đồng thời tỷ phần lỗ hỗng (nứt nẻ) macro khối Tây Nam và mỏ X12 cao hơn khối Đông Bắc mở Sư

Tử Đen nên hệ số đẩy dầu bởi nước của đá móng khối Tây Nam mỏ Sư Tử Đen và mỏ X12

sẽ cao hơn khu vực Đông Bắc mỏ Sư Tử Đen

a) Hệ thống đứt gãy, nứt nẻ và đặc trưng thấm chứa

Trang 48

Hình 3.2: Sự phân bố các loại đá magma

xâm nhập chính và các đai mạch dọc theo

các giếng trong mỏ X12

Đặc tính thấm chứa của đá móng phụ thuộc vào mức độ đứt gãy và nứt nẻ do ảnh hưởng của quá trình kiến tạo Do

đó, mức độ bất đồng nhất về thành phần thạch học (Hình 3) và tính thấm chứa của đá móng mỏ X12 khá cao, ảnh hưởng rất lớn tới khả năng quét hay bao trùm của nước bơm ép và nước áp sườn để đẩy dầu vào khu vực ảnh hưởng của quá trình khai thác

Trang 49

Hình 3.3: Hướng cung cấp của tầng nước

có áp nằm trong các tập cát Oligocen

Nếu lấy tương tự khối móng mỏ Bạch

Hổ, hệ số đẩy dầu bằng nước áp đáy khu vực X12 có thể đạt tới 0,71

Theo nghiên cứu, hệ số quét dầu bởi nước phụ thuộc rất nhiều vào vị trí nước tràn vào và đẩy dầu tới đới khai thác

Do nước xâm lấn không đều so với nước áp đáy hoặc nước bơm ép dâng lên từ dưới nên hệ số đẩy dầu không cao, chủ yếu theo hướng ngang

b) Nước áp sườn

Trang 50

c) Ảnh hưởng của tính chất dầu

 Nếu khu vực Tây Nam mỏ X12 chứa dầu có áp suất bão hòa cao (4050psi)

tương tự như khu vực Đông Bắc mỏ Sư Tử Đen và mạng lưới giếng được thiết

kế và hoàn thiện tương tự cho dầu có áp suất bão hòa thấp (1100psi) thì hệ số thu hồi dầu giảm khoảng 50% so với hệ số thu hồi dầu có độ bão hòa thấp

Trang 51

d) Sự phân chia thân dầu thành nhiều khối với chế độ thủy động lực riêng biệt

 Mỏ X12 được chia thành 6 khối Mỗi khối có tính chất vỉa, chế độ thủy động lực và đặc trưng khai thác khác nhau làm ảnh hưởng rất lớn tới hệ số thu hồi của mỏ

Hình 3.4 Các khối trong khu vực mỏ X12

 Khu vực có mật độ đứt gãy nhiều hoặc

có nhiều đứt gãy loại 1 hoặc loại 2 có tính chất vỉa tốt và khả năng cho dòng lớn, ngược lại khu vực có mật độ đứt gãy thấp hoặc có nhiều đứt gãy loại 3

và loại 4 có tính chất vỉa kém và khả năng cho dòng cũng yếu

Trang 52

Loại

đứt

gãy

Mất dung dịch trong quá trình

khoan

Dấu hiệu cho dòng theo kết quả PLT

Biểu hiện đới nứt nẻ theo tài liệu log

Biểu hiện dầu khí trong quá trình khoan

Loại 1

Mất toàn bộ dung

Không hoặc không rõ

Không hoặc không

rõ

Tiêu chí phân loại đứt gãy theo tài liệu giếng khoan

Trang 53

e/ Ảnh hưởng của các quá trình biến đổi thủy nhiệt và phong hóa

 Quá trình phong hóa và quá trình biến đổi thủy nhiệt tạo ra các khoáng vật thứ sinh, chúng lấp đầy từng phần hay toàn phần không gian lỗ hổng của các khe nứt và hang hốc làm giảm độ rỗng thấm của đá móng

 Tuy nhiên, theo quan hệ của các khoáng vật thứ sinh chính với khả năng chứa chưa thấy ảnh hưởng mạnh mẽ của quá trình biến đổi đến tính chất chứa của móng

Trang 54

Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố địa chất đến hệ số thu hồi dầu

STT Những yếu tố địa chất chính

Mức độ ảnh hưởng tới hệ

số thu hồi dầu

5 Đặc điểm thạch học của móng Trung bình (ảnh hưởng tốt)

Trang 55

4/ ỨNG DỤNG GAGD CHO THÂN DẦU TRONG ĐÁ MÓNG NỨT NẺ MỎ X12

 GAGD là một phương pháp EOR đơn giản trong đó một chất khí được bơm vào vỉa chứa và trương nở dầu tại chỗ cho đến khi nó được hoàn toàn bão hòa và một mũ khí riêng biệt được tạo ra, OWC hiện tại được đẩy xuống

Giới thiệu phương pháp GAGD

Giai đoạn 2

Bơm các nút khí (đóng giếng trong giai đoạn này để khí hòa tan hoặc di chuyển)

Giai đoạn 3

Mở lại giếng để khai thác (khi hàm lượng watercut thấp)

Trang 56

GAGD đối với vỉa chưa bão hòa

Trang 57

GAGD đối với vỉa bão hòa

Trang 58

 Các tiêu chí để lựa chọn phương pháp GAGD cho thân dầu trong

đá móng nứt nẻ mỏ X12:

o Hàm lượng nước sản phẩm cao

o Cột HC trong thân giếng cao,

áp suất vỉa thấp

o Giếng bị cô lập với những giếng khác

o Lưu lượng khai thác dầu thấp

Trang 59

Ứng dụng phương pháp GAGD

 Bơm ép khí được sử dụng rộng rãi trong quá trình IOR/EOR Không như

mô hình bơm ép khí điển hình, CGI (Continue Gas Injection) và WAG (Water Alternating Gas), quá trình phân dị trọng lực với trợ giúp bởi bơm

ép khí (GAGD) có ưu thế của quá trình phân dị chất lưu vỉa nhằm bổ

sung lực trọng lực một cách ổn định cho quá trình đẩy dầu

 Thực tiễn đã chứng minh GAGD đạt hiệu quả quét cao và thay thế vi

dầu cao hơn trong vùng dầu sót của vỉa chứa Do đó bơm ép khí đã

được chọn để bơm ép cho thân dầu móng nứt nẻ mỏ X12 theo phương pháp công nghệ GAGD

Trang 60

 Qui trình: Khí được bơm định kỳ  hình thành một mũ khí  đẩy ranh giới Khí - Dầu (GOC) dịch chuyển xuống sâu hơn  đẩy ranh giới Dầu - Nước (OWC) xuống phần đáy của khoảng khai thác giếng này (thậm chí sâu hơn đáy giếng)  giảm hàm lượng nước sản phẩm khi giếng được đưa trở

lại khai thác

 Nhiều kịch bản khác nhau đã được chạy để tìm giải pháp khai thác vỉa tối

ưu bằng quá trình GAGD Đối với đối tượng nghiên cứu X12, cần bơm ép

với lưu lượng khí lớn nhằm đạt sản lượng khai thác cộng dồn tối đa và

khí CO2 đã được chọn để đáp ứng các nhu cầu trên

Trang 61

 Việc kết hợp EOR và chôn vùi tàng trữ CO2 vào đối tượng móng granit nứt nẻ đã được đưa ra giới thiệu trong thời gian gần đây, trong khi các

mỏ khí tự nhiên của Việt Nam dự định đưa vào khai thác đều có hàm lượng CO2 từ 20% tới trên 80%, điều này vô cùng thuận lợi khi sử dụng

CO2 làm khí bơm ép, giảm thiểu chi phí tối đa cho nhà đầu tư

 Phương pháp bơm ép khí CO2 đã được chứng minh là hoàn toàn phù hợp với tất cả các loại dầu: dầu nhẹ, condensat, dầu nặng

Trang 62

Đặc trưng hóa-lý của Dioxit cacbon

 Trong điều kiện thường, CO2 ở thể khí Trạng thái vật lý của CO2 biến đổi theo điều kiện nhiệt độ và áp suất Tại điều kiện nhiệt độ thấp, CO2 ở thể rắn và có thể thăng hoa trực tiếp sang thể hơi CO2 có thể chuyển từ trạng thái hơi sang trạng thái lỏng khi bị nén tới áp suất hóa lỏng

 Điều kiện áp suất cao, tỷ trọng của CO2 có thể thay đổi trong khoảng rất

rộng và có thể đạt tới xấp xỉ tỷ trọng của dầu CO2 được đặc biệt quan tâm trong nâng cao hệ số thu hồi dầu do có tính chất lưu biến quan trọng

và mức độ hòa tan của CO2

Trang 63

Cơ chế trộn lẫn CO 2 vào vỉa dầu

 Khi bơm ép CO2 vào vỉa, hỗn hợp được tạo ra có thể là một pha HC duy nhất hoặc ở trạng thái hai pha dầu, khí riêng biệt Trong trường hợp áp suất đủ lớn, hỗn hợp CO2 và dầu có trạng thái một pha, quá trình bơm

ép khí được gọi là bơm ép trộn lẫn

 Cơ chế trộn lẫn giữa CO2 và vỉa dầu mang đặc điểm chính của cơ chế khí bay hơi Bằng việc sử dụng CO2 thì các phân tử có khối lượng mol cao có thể được tách ra

 Quá trình trộn lẫn khí bay hơi có thể gần như thay thế toàn bộ dầu trong vùng mà nó tiếp xúc

Định dạng
Số trang	79
Dung lượng	5,47 MB