ÁP DỤNG BƠM ÉP KHÍ ĐỒNG HÀNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP BƠM ÉP KHÍ NƯỚC LUÂN PHIÊN (WAG) CHO TẦNG CHỨA CÁT KẾT MIOCEN DƯỚI MỎ X BỒN TRŨNG CỬU LONG

Hiện trạng sản lƣợng dầu khai thác khu vực Đông Bắc nói riêng cũng nhƣ toàntầng chứa cát kết Miocen dƣới nói chung đang trong giai đoạn suy giảm với độ ngậpnƣớc của các giếng tăng cao. Sau giai đoạn khai thác sơ cấp và hiện tại tầng chứa đangtrong giai đoạn khai thác thứ cấp, những khu vực bị ngập nƣớc vẫn còn một lƣợng dầusót lớn nằm lại trong vỉa.Việc nghiên cứu phƣơng pháp thu hồi dầu tăng cƣờng dựa trên mô phỏng đểgiảm lƣợng dầu sót sau khi bơm ép nƣớc là cần thiết nhằm cải thiện khả năng thu hồidầu. Phƣơng pháp bơm ép khí nƣớc luân phiên (WAG) là phƣơng pháp tiềm năng đểtăng thu hồi dầu cho tầng chứa cát kết Miocen dƣới bằng cách giảm độ linh động củakhí và lực mao dẫn đảm bảo hiệu suất đẩy bởi khí bơm ép và hiệu suất quét bởi nƣớcbơm ép.Dựa trên mô hình mô phỏng (Eclipse 100), luận văn thực hiện khảo sát bơm épvới các cấp lƣu lƣợng khác nhau (16 trƣờng hợp) và chu kì bơm ép khác nhau (chu kì2 ,3 ,6, 9, 12 tháng) nhằm phân tích ảnh hƣởng của các thông số vận hành trên đến khảnăng thu hồi dầu. Từ đó, lựa chọn thông số vận hành tối ƣu cho khu vực nghiên cứu vàso sánh với trƣờng hợp dự đoán tiếp tục bơm ép nƣớc để thấy đƣợc hiệu quả củaphƣơng pháp WAG. Kết quả giá trị vận hành tối ƣu cho khai thác trong 8 năm là tiếnhành bơm ép WAG cho cả 2 giếng 1I và 4I với lƣu lƣợng khí 5,000 (ngàn feetkhốingày), nƣớc 10,000 (thùngngày) và 5,000 (ngàn feet khốingày), 5,000(thùngngày) cho mỗi giếng bơm ép tƣơng ứng với chu kì bơm ép là 3 tháng.Hệ số thu hồi của trƣờng hợp bơm ép WAG tối ƣu là 10.45% chỉ cao hơn xấp xỉ2% so với trƣờng hợp chỉ bơm ép nƣớc là 8.47% (thời gian tính từ tháng 72015)Do thời gian thực hiện ngắn nên nghiên cứu còn một số hạn chế nhƣ chƣa khảosát ảnh hƣởng của tính trễ độ thấm tƣơng đối trong quá trình bơm ép WAG đến thu hồidầu, chƣa có đầy đủ số liệu thí nghiệm để đƣa vào mô hình.

LOGO

BẢO VỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

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

BỘ MÔN ĐỊA CHẤT DẦU KHÍ

ÁP DỤNG BƠM ÉP KHÍ ĐỒNG HÀNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP BƠM ÉP KHÍ NƯỚC LUÂN PHIÊN (WAG) CHO TẦNG CHỨA CÁT KẾT MIOCEN DƯỚI MỎ X BỒN TRŨNG CỬU LONG

SVTH: PHẠM QUỐC HUY

CBHD1: TSKH NGUYỄN XUÂN HUY

CBHD2: KS NGUYỄN PHÚC HUY

MỞ ĐẦU

Tính cấp thiết của đề tài

• Suy giảm sản lượng

• Bơm ép nước không còn hiệu quả như ban đầu

• Độ ngập nước tăng cao 50-90%

Vì vậy, cần nghiên cứu lựa chọn phương pháp thu hồi dầu tăng cường hợp lí nhằm gia tăng thu hồi dầu và đảm bảo sản lượng khai thác cho những năm tiếp theo

Mục tiêu

• Hiểu về phương pháp WAG

• So sánh hiệu quả bơm ép WAG với bơm ép nước

Nhiệm vụ

• Tìm hiểu lý thuyết thu hồi dầu và phương pháp WAG

• Mô phỏng trên mô hình

• Kết quả và biện luận

Vấn đề cần giải

quyết

Tại sao lựa chọn phương

pháp bơm ép khí nước luân

phiên sử dụng khí HC cho khu

vực nghiên cứu?

Hiệu quả phương pháp này như thế nào so với bơm ép

nước?

1 TỔNG QUAN

Vị trí địa lí

Vị trí địa lí mỏ X

Kết quả minh giải địa chấn

Tầng chứa Mioxen dưới

Tính chất tầng chứa

(m)

Chiều dày hiệu dụng (m)

Độ rỗng (%)

Độ thấm (D)

Độ bão hòa nước ban đầu (%)

Relative Permeability Curve After Normalization _ Average from 2X & 3X

Avg End Point @ Sor= 20%

3X End Point @ Sor= 18%

2X End Point @ Sor= 22%

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

X-3X X-2X

Đặc tính chất lưu vỉa

Áp suất vỉa ban đầu tại độ sâu

1729m P i 2500 psia

Áp suất vỉa hiện tại P r 1900 psia

Áp suất bão hòa P b 1100 psia

2 LÝ THUYẾT EOR VÀ PHƯƠNG

PHÁP WAG

Các phương pháp EOR

Sơ đồ các giai đoạn thu hồi dầu và các phương

pháp EOR (Doghaish, 2009)

Thế nào là bơm ép WAG?

Khoảng cách

lẫn

Đới dầu

Dầu/khí thu hồi

Sơ đồ thể hiện quá trình bơm ép khí nước luân phiên

Phân loại WAG

Bơm ép WAG trộn lẫn (MWAG)

Bơm ép WAG không trộn lẫn (IWAG) Bơm ép WAG đồng thời (SWAG)

Bơm ép hybrid WAG (HWAG)

Hiệu ứng trễ độ thấm tương đối

Tháo khô: pha dính ướt đi ra khỏi lỗ rỗng

Hấp thụ: pha dính ướt đi vào lỗ rỗng

Pha không dính ướt

Pha dính ướt

Cơ chế thu hồi dầu

Hiệu suất thu hồi dầu:

E = EV.EA.ED

EV: hiệu suất quét đứng (vertical sweep efficiency)

EA: hiệu suất quét ngang (area sweep efficiency)

ED: hiệu suất đẩy (displacement efficiency)

Hiệu suất quét đứng Hiệu suất quét ngang

M<1 đới dịch chuyển ổn định

M>1 gây nên các hiện tượng như:

• Hiện tượng trượt khí

• Hiện tượng phân tỏa dạng ngón

 Hiện tượng lưỡi khí

Quá trình trộn lẫn

Đới 3 pha và phân dị dòng chảy

Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình WAG

Tính chất chất lưu và sự tương tác đá chứa – chất lưu

Sự phân lớp và tính bất đồng nhất của vỉa

Nguồn cung cấp và thành phần của khí bơm ép

Ưu và nhược điểm của phương pháp WAG

Ưu điểm

• Kiểm soát độ linh động chất bơm ép

• Cải thiện quá trình vận hành (ít chu kỳ khí)

• Cải thiện thu hồi dầu sót

Nhược

điểm

• Khó kiểm soát hiện tượng lưỡi khí xâm nhập đến giếng khai thác

• Giá thành đầu tư các thiết bị bề mặt của khí bơm ép

• Mất khả năng bơm ép (nước), lên cao đến 70%

• Nguồn khí đủ để thực hiện quá trình bơm ép

Tiêu chuẩn lựa chọn phương pháp bơm ép khí theo Taber (1983)

• So sánh thông số vỉa với tiêu chuẩn lựa chọn của Taber (1983) thì phương pháp bơm ép khí là phù hợp cho vỉa loại này

• Lựa chọn sử dụng khí bơm ép là khí HC cho vỉa là do

Thông số của vỉa

Thành phần khí bơm ép Thành phần dầu vỉa và áp

suất tối thiểu trộn lẫn

3 KẾT QUẢ

Lưu lượng bơm ép

Các trường hợp bơm ép và kết quả

-0.01 0.08

0.21 0.27

0.6

0.7 0.62 0.66

0.4 0.42

0.54 0.6 0.5 0.62 0.64

0.71

-0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

Lượng dầu gia tăng

của bơm ép WAG so

với bơm ép nước

Trường hợp 6 Giếng bơm ép

Giếng 4I Giếng 1I

Lưu lượng bơm ép

K (ngàn feet khối/ngày) 5,000 5,000

N (thùng/ngày) 5,000 10,000

Chu kì bơm ép (tháng) 6

Sản lƣợng dầu khai thác

• Bơm ép WAG cho thu

hồi dầu hiệu quả hơn

bơm ép nước

• Lưu lượng khai thác

theo ngày cao hơn so

với bơm ép nước

Hình thể hiện tổng lượng dầu thu hồi và lưu lượng khai thác hàng ngày của bơm ép WAG so với bơm

ép nước

Sản lƣợng khí khai thác

• Sản lượng khí khai thác

khi bơm ép WAG lớn hơn

rất nhiều so với khi bơm

Tổng lưu lượng khí khai thác của bơm

ép WAG so với bơm ép nước

Động thái áp suất vỉa

• Bơm ép nước áp suất

vỉa duy trì tốt và tăng

đều

• Bơm ép WAG áp suất

vỉa giảm nhanh, trong

chu kì bơm ép khí áp

suất vỉa có xu hướng

tăng nhưng khi bơm ép

nước áp suất vỉa giảm

Thay đổi áp suất vỉa

Giếng C-2P

www.themegallery.com

WAG Bơm ép nước

Giếng C-3P

Bơm ép nước WAG

So sánh độ bão hòa dầu

còn lại của lớp 5 sau

quá trình bơm ép nước

và bơm ép WAG

www.themegallery.com

Bơm ép nước

Bơm ép WAG

3.4 3.45 3.5 3.55 3.6 3.65 3.7 3.75 3.8

4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận

• Phương pháp WAG hiệu

quả thu hồi dầu cao hơn

phương pháp bơm ép

nước

• Chu kì bơm ép WAG ngắn

từ 2, 3, 6 tháng hiệu quả

thu hồi dầu cao hơn chu kì

thời gian bơm ép dài 9, 12

tháng

• Lượng dầu gia tăng so với

trường hợp bơm ép nước

là không nhiều chỉ khoảng

2% trữ lượng dầu tại chỗ

ban đầu

 Kết quả tối ƣu

Kiến nghị

 Tiến hành thí nghiệm

• Áp suất tối thiểu trộn lẫn (MMP)

• Thí nghiệm trương nở dầu (Swelling)

• Thí nghiệm mức độ hòa tan vào dầu của khí (Solubitity)

• Thí nghiệm PVT đánh giá thành phần dầu hiện tại

• Thí nghiệm bơm ép WAG trên mẫu lõi

 Chạy mô hình

• Chạy trên mô hình đa thành phần (Compositional)

• Chạy mô hình đánh giá ảnh hưởng của hiệu ứng trễ trong quá WAG lên thu hồi dầu

5 TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Amandeep Kaur Jusvir Singh (2009), The effect of different

hysteresis models on Water Alternating Gas (WAG) process

[2] Cửu Long JOC (2012), Cuu Long basin clastic and basement

reservoir EOR screening study, Phase 1

[3] Cửu Long JOC (2012), Full field development and production plan (X and Z complex Block 15-1, off shore VN)

[4] Helena Lucinda Morais Nangacovie (2012), Application of WAG and SWAG injection techniques into the Norne E-segment field

[5] Ole Andreas Knappskog (2012), Evaluation of WAG injection at Ekofisk

[6] Saikou Touray (2013), Effect of Water Alternating Gas injection on ultimate oil recovery