KHẢO SÁT LỰA CHỌN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC HỢP LÍ CHO BÌNH 3 PHA V1 TRÊN GIÀN CÔNG NGHỆ TRUNG TÂM SỐ 3

LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MỎ BẠCH HỔ 3 1.1.Vị trí địa lý và khái quát lịch sử vùng mỏ Bạch Hổ. 3 1.1.1. Vị trí địa lý. 3 1.1.2. Khái quát lịch sử thăm do, khai thác dầu khí ở mỏ Bạch Hổ 3 CHƯƠNG 2: 2.1. Mục đích tách pha lỏng khí 5 2.2. Cơ chế tách pha lỏng khí 5 2.3. Các phương pháp tách dầu khí 7 2.3.1. các phương pháp tách dầu ra khỏi khí. 7 2.3.2. Các phương pháp tách khí ra khỏi dầu 9 2.4. Thiết bị tách pha 11 2.4.1. Chức năng của thiết bị tách pha 12 2.4.2. Phân loại thiết bị tách pha 12 CHƯƠNG 3: KHÁI QUÁT VỀ GIÀN CÔNG NGHỆ TRUNG TÂM SỐ 3 21 3.1. Giới thiệu chung về giàn công nghệ trung tâm số 3. 21 3.2. Hệ thống công nghệ trên giàn công nghệ trung tâm số3. 21 3.2.1. Riser block. 21 3.2.2. Hệ thống xử lý dầu khí. 24 3.2.3. Hệ thống xử lý nước vỉa. 28 3.2.4. Hệ thống đuốc áp suất cao và áp suất thấp áp (HPLP Flare ). 29 3.2.5. Hệ thống thu gom condensate. 30 3.2.6. Hệ thống thu gom dầu thải. 31 3.2.7. Hệ thống hóa phẩm. 31 3.2.8. Hệ thống tạo hơi nước. 32 3.2.9. Hệ thống khí nuôi: 33 3.2.10. Hệ thống tạo Nitơ: 33 3.2.11. Hệ thống cứu hoả: 34 CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT LỰA CHỌN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC HỢP LÍ CHO BÌNH 3 PHA V1 TRÊN GIÀN CÔNG NGHỆ TRUNG TÂM SỐ 3 35 4.1. Tổng quát về bình tách 3 pha V1 trên giàn công nghệ trung tâm số 3 35 4.1.1. Cấu tao. 35 4.1.2. Nguyên lý làm việc của bình tách 3 pha V1ABC. 37 4.1.3. Hệ thống an toàn 39 4.1.4. Vận hành 40 4.2. Lập chế độ khảo sát. 41 4.3. lựa chọn chế độ làm việc hợp lí cho bình tách 3 pha V1. 54 CHƯƠNG 5:CÔNG TÁC AN TÒAN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG 57 5.1. Công tác an tòan trong khai thác dầu khí khi vân hành bình tách ba pha cho thiết bị và con người. 57 5.2. Công tác bảo vệ môi trường. 60 5.3. Các công trình dầu khí biển phải có trang bị chống ô nhiễm như sau: 60 5.4. Việc thải các chất thải sản xuất từ các công trình dầu khí biển ở những nơi thuộc quyền tài phán của nước CHXHCN Việt Nam phải tuân theo các quy định sau: 61 5.5. việc thải các chất thải sinh hoạt ở những nơi thuộc quyền tài phán của nước CHXHCN Việt Nam phải tuân thủ theo các quy định sau: 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67   DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Vị trí địa lý 3 Hình 2.1 Tách tiếp xúc 6 Hình 2.2 Tách vi sai 6 Hình 2.3 Bình tách hình trụ đứng 2 pha 15 Hình 2.4 Bình tách hình trụ đứng 3 pha 15 Hình 2.5 Bình tách hình trụ đứng 3 pha sử dụng lực ly tâm 16 Hình 2.6 Bình tách hình trụ nằm ngang 2 pha 17 Hình 2.7 Bình tách hình trụ nằm ngang 3 pha 17 Hình 2.8 Bình tách hình cầu 2 pha dầu khí 18 Hình 2.9 Bình tách hình cầu 3 pha 19 Hình 3.1 Cụm phân dòng trên Riser Block 23 Hình 3.2 Sơ đồ hệ thống xử lý dầu 25 Hình 3.4 Sơ đồ hệ thống thu gom khí áp cao. 27 Hình 3.5 Sơ đồ hệ thống nén khí áp suất thấp 27 Hình 3.6 Sơ đồ hệ thống khí nhiên liệu 28 Hình 3.7 Sơ đồ hệ thống xử lý nước vỉa. 29 Hình 3.8 Sơ đồ hệ thống đuốc cao áp. 29 Hình 3.9 Sơ đồ hệ thống đuốc thấp áp. 30 Hình 3.10 Sơ đồ hệ thống thu gom condensate. 30 Hình 3.11 Sơ đồ hệ thống thu gom dầu thải. 31 Hình 3.12 Sơ đồ hệ thống hóa phẩm. 32 Hình 3.13 Sơ đồ hệ thống tạo hơi (Steam generation unit). 33 Hình 3.14 Sơ đồ hệ thống khí UA, IA, và Nitơ. 33 Hình 3.15 Sơ đồ hệ thống nước cứu hỏa. 34 Hình 4.1 Các tấm chắn song song cao 2185 mm 36 Hình 4.2 Máng ngưng tụ dầu của đường khí. 36 Hình 4.3 Đồ thị phần trăm nước trong dầu 53 Hình 4.4 –đồ thị hàm lượng ppm 53 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 4.1 Các thông số kỹ thuật của bình tách cấp 1 37 Bảng 4.2 Lập chế độ khảo sát của bình tách 3 pha V1B 42 Bảng 4.3 Kết quả khảo sát ở chế độ 1 44 Bảng 4.4 Kết quả khảo sát ở chế độ 2 45 Bảng 4.5 Kết quả khảo sát ở chế độ 3 47 Bảng 4.6 Kết quả khảo sát ở chế độ 4 49 Bảng 4.7 Kết quả khảo sát trung bình 52 LỜI NÓI ĐẦU Ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam là một ngành non trẻ và ngày một phát triển mạnh mẽ đã và đang góp phần quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế quốc dân. Nhiệm vụ của kỹ thuật công nghệ trong lĩnh vực dầu khí là tìm ra những phương án khả thi để không ngừng nâng cao sản lượng khai thác, xử lý dầu khí. Cùng với nhịp độ tìm kiếm thăm dò các vỉa sản phẩm mới, thì công tác khai thác, lựa chọn giải pháp thu gom, xử lý sản phẩm nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và giảm bớt chi phí đầu tư cho mỏ là một vấn đề hết sức quan trọng trong công nghệ khai thác dầu khí. Xí nghiệp LDDK Việt Nga (Vietsovpetro) được thành lập năm 1981 và bắt đầu khai thác năm 1986. Hiện VSP đang khai thác ở hai mỏ: mỏ Bạch Hổ (BH) với 10 giàn cố định, 2 giàn công nghệ trung tâm, 12 giàn nhẹ (BK) và mỏ Rồng với hai giàn cố định và một giàn công nghệ trung tâm, năm giàn nhẹ RC. Ngày 08 tháng 08 năm 2012 , đại diện tiêu biểu của ngành dầu khí là LDDK Việt Nga (Vietsovpetro) đã khai thác được trên 200 triệu tấn dầu. Có được thành tích này chính là nhờ sự lãnh đạo sáng suốt, sự đoàn kết gắn bó khăng khít giữa tập thể lao động Việt Nam và Cộng hòa Liên bang Nga bên cạnh sự ứng dụng kịp thời các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào thực tế sản xuất. mỏ Bạch Hổ đi vào khai thác dầu thương mại từ năm 1986 đến nay, đã hơn 26 năm khai thác và đã đóng góp rất lớn cho nền kinh tế quốc dân, song cho tới thời điểm hiện nay mỏ Bạch Hổ đang ở giai đoạn sản lượng ngày một giảm cùng với sự gia tăng của hàm lượng nước trong dầu ngày một cao. Do đó để giải quyết được vấn đề tách dầu trong hỗn hợp dầu, khí, nước là một vấn đề cấp bách trong thời điểm hiện nay cũng như trong giai đoạn tới. Việc lựa chọn giải pháp công nghệ thu gom, xử lý, vận chuyển dầu khí là vấn đề cần thiết cho quá trình phát triển và triển khai công tác khai thác mỏ hiện nay. Việc giàn công nghệ trung tâm CPP3 được hoàn thiện và đi vào vận hành đã giải quyết được nhu cầu cấp thiết việc xử lý dầu trong giai đoạn hiện nay. Để nắm vững và tìm hiểu sâu hơn về công nghệ thu gom, xử lý, vận chuyển dầu khí trên giàn CPP3 nên tôi chọn đề tài của mình như sau: Đề Tài: Khảo sát lập chế độ làm việc hợp lí cho bình tách 3 pha (V1) trên giàn công nghệ trung tâm số 3 của Mỏ Bạch Hổ Do trình độ còn hạn chế nên chuyên đề này sẽ không tránh khỏi thiếu sót. Vậy kính mong sự góp ý của hội đồng giám khảo giúp tôi nâng cao thêm hiểu biết của mình ,. Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy Triệu Hùng Trường cùng toàn thể cán bộ của xí nghiệp Cơ Điện (vietsovpetro) và cán bộ kỹ thuật trên giàn công nghệ trung tâm số 3 đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gian qua để tôi hòan thành chuyên đề này. Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn. Hà Nội , ngày 15 tháng 05 năm 2014 Sinh viên thực hiện ĐỒNG NGUYÊN QUÝ LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MỎ BẠCH HỔ 3 1.1.Vị trí địa lý và khái quát lịch sử vùng mỏ Bạch Hổ. 3 1.1.1. Vị trí địa lý. 3 1.1.2. Khái quát lịch sử thăm do, khai thác dầu khí ở mỏ Bạch Hổ 3 CHƯƠNG 2: 2.1. Mục đích tách pha lỏng khí 5 2.2. Cơ chế tách pha lỏng khí 5 2.3. Các phương pháp tách dầu khí 7 2.3.1. các phương pháp tách dầu ra khỏi khí. 7 2.3.2. Các phương pháp tách khí ra khỏi dầu 9 2.4. Thiết bị tách pha 11 2.4.1. Chức năng của thiết bị tách pha 12 2.4.2. Phân loại thiết bị tách pha 12 CHƯƠNG 3: KHÁI QUÁT VỀ GIÀN CÔNG NGHỆ TRUNG TÂM SỐ 3 21 3.1. Giới thiệu chung về giàn công nghệ trung tâm số 3. 21 3.2. Hệ thống công nghệ trên giàn công nghệ trung tâm số3. 21 3.2.1. Riser block. 21 3.2.2. Hệ thống xử lý dầu khí. 24 3.2.3. Hệ thống xử lý nước vỉa. 28 3.2.4. Hệ thống đuốc áp suất cao và áp suất thấp áp (HPLP Flare ). 29 3.2.5. Hệ thống thu gom condensate. 30 3.2.6. Hệ thống thu gom dầu thải. 31 3.2.7. Hệ thống hóa phẩm. 31 3.2.8. Hệ thống tạo hơi nước. 32 3.2.9. Hệ thống khí nuôi: 33 3.2.10. Hệ thống tạo Nitơ: 33 3.2.11. Hệ thống cứu hoả: 34 CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT LỰA CHỌN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC HỢP LÍ CHO BÌNH 3 PHA V1 TRÊN GIÀN CÔNG NGHỆ TRUNG TÂM SỐ 3 35 4.1. Tổng quát về bình tách 3 pha V1 trên giàn công nghệ trung tâm số 3 35 4.1.1. Cấu tao. 35 4.1.2. Nguyên lý làm việc của bình tách 3 pha V1ABC. 37 4.1.3. Hệ thống an toàn 39 4.1.4. Vận hành 40 4.2. Lập chế độ khảo sát. 41 4.3. lựa chọn chế độ làm việc hợp lí cho bình tách 3 pha V1. 54 CHƯƠNG 5:CÔNG TÁC AN TÒAN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG 57 5.1. Công tác an tòan trong khai thác dầu khí khi vân hành bình tách ba pha cho thiết bị và con người. 57 5.2. Công tác bảo vệ môi trường. 60 5.3. Các công trình dầu khí biển phải có trang bị chống ô nhiễm như sau: 60 5.4. Việc thải các chất thải sản xuất từ các công trình dầu khí biển ở những nơi thuộc quyền tài phán của nước CHXHCN Việt Nam phải tuân theo các quy định sau: 61 5.5. việc thải các chất thải sinh hoạt ở những nơi thuộc quyền tài phán của nước CHXHCN Việt Nam phải tuân thủ theo các quy định sau: 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67   DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Vị trí địa lý 3 Hình 2.1 Tách tiếp xúc 6 Hình 2.2 Tách vi sai 6 Hình 2.3 Bình tách hình trụ đứng 2 pha 15 Hình 2.4 Bình tách hình trụ đứng 3 pha 15 Hình 2.5 Bình tách hình trụ đứng 3 pha sử dụng lực ly tâm 16 Hình 2.6 Bình tách hình trụ nằm ngang 2 pha 17 Hình 2.7 Bình tách hình trụ nằm ngang 3 pha 17 Hình 2.8 Bình tách hình cầu 2 pha dầu khí 18 Hình 2.9 Bình tách hình cầu 3 pha 19 Hình 3.1 Cụm phân dòng trên Riser Block 23 Hình 3.2 Sơ đồ hệ thống xử lý dầu 25 Hình 3.4 Sơ đồ hệ thống thu gom khí áp cao. 27 Hình 3.5 Sơ đồ hệ thống nén khí áp suất thấp 27 Hình 3.6 Sơ đồ hệ thống khí nhiên liệu 28 Hình 3.7 Sơ đồ hệ thống xử lý nước vỉa. 29 Hình 3.8 Sơ đồ hệ thống đuốc cao áp. 29 Hình 3.9 Sơ đồ hệ thống đuốc thấp áp. 30 Hình 3.10 Sơ đồ hệ thống thu gom condensate. 30 Hình 3.11 Sơ đồ hệ thống thu gom dầu thải. 31 Hình 3.12 Sơ đồ hệ thống hóa phẩm. 32 Hình 3.13 Sơ đồ hệ thống tạo hơi (Steam generation unit). 33 Hình 3.14 Sơ đồ hệ thống khí UA, IA, và Nitơ. 33 Hình 3.15 Sơ đồ hệ thống nước cứu hỏa. 34 Hình 4.1 Các tấm chắn song song cao 2185 mm 36 Hình 4.2 Máng ngưng tụ dầu của đường khí. 36 Hình 4.3 Đồ thị phần trăm nước trong dầu 53 Hình 4.4 –đồ thị hàm lượng ppm 53 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 4.1 Các thông số kỹ thuật của bình tách cấp 1 37 Bảng 4.2 Lập chế độ khảo sát của bình tách 3 pha V1B 42 Bảng 4.3 Kết quả khảo sát ở chế độ 1 44 Bảng 4.4 Kết quả khảo sát ở chế độ 2 45 Bảng 4.5 Kết quả khảo sát ở chế độ 3 47 Bảng 4.6 Kết quả khảo sát ở chế độ 4 49 Bảng 4.7 Kết quả khảo sát trung bình 52 LỜI NÓI ĐẦU Ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam là một ngành non trẻ và ngày một phát triển mạnh mẽ đã và đang góp phần quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế quốc dân. Nhiệm vụ của kỹ thuật công nghệ trong lĩnh vực dầu khí là tìm ra những phương án khả thi để không ngừng nâng cao sản lượng khai thác, xử lý dầu khí. Cùng với nhịp độ tìm kiếm thăm dò các vỉa sản phẩm mới, thì công tác khai thác, lựa chọn giải pháp thu gom, xử lý sản phẩm nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và giảm bớt chi phí đầu tư cho mỏ là một vấn đề hết sức quan trọng trong công nghệ khai thác dầu khí. Xí nghiệp LDDK Việt Nga (Vietsovpetro) được thành lập năm 1981 và bắt đầu khai thác năm 1986. Hiện VSP đang khai thác ở hai mỏ: mỏ Bạch Hổ (BH) với 10 giàn cố định, 2 giàn công nghệ trung tâm, 12 giàn nhẹ (BK) và mỏ Rồng với hai giàn cố định và một giàn công nghệ trung tâm, năm giàn nhẹ RC. Ngày 08 tháng 08 năm 2012 , đại diện tiêu biểu của ngành dầu khí là LDDK Việt Nga (Vietsovpetro) đã khai thác được trên 200 triệu tấn dầu. Có được thành tích này chính là nhờ sự lãnh đạo sáng suốt, sự đoàn kết gắn bó khăng khít giữa tập thể lao động Việt Nam và Cộng hòa Liên bang Nga bên cạnh sự ứng dụng kịp thời các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào thực tế sản xuất. mỏ Bạch Hổ đi vào khai thác dầu thương mại từ năm 1986 đến nay, đã hơn 26 năm khai thác và đã đóng góp rất lớn cho nền kinh tế quốc dân, song cho tới thời điểm hiện nay mỏ Bạch Hổ đang ở giai đoạn sản lượng ngày một giảm cùng với sự gia tăng của hàm lượng nước trong dầu ngày một cao. Do đó để giải quyết được vấn đề tách dầu trong hỗn hợp dầu, khí, nước là một vấn đề cấp bách trong thời điểm hiện nay cũng như trong giai đoạn tới. Việc lựa chọn giải pháp công nghệ thu gom, xử lý, vận chuyển dầu khí là vấn đề cần thiết cho quá trình phát triển và triển khai công tác khai thác mỏ hiện nay. Việc giàn công nghệ trung tâm CPP3 được hoàn thiện và đi vào vận hành đã giải quyết được nhu cầu cấp thiết việc xử lý dầu trong giai đoạn hiện nay. Để nắm vững và tìm hiểu sâu hơn về công nghệ thu gom, xử lý, vận chuyển dầu khí trên giàn CPP3 nên tôi chọn đề tài của mình như sau: Đề Tài: Khảo sát lập chế độ làm việc hợp lí cho bình tách 3 pha (V1) trên giàn công nghệ trung tâm số 3 của Mỏ Bạch Hổ Do trình độ còn hạn chế nên chuyên đề này sẽ không tránh khỏi thiếu sót. Vậy kính mong sự góp ý của hội đồng giám khảo giúp tôi nâng cao thêm hiểu biết của mình ,. Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy Triệu Hùng Trường cùng toàn thể cán bộ của xí nghiệp Cơ Điện (vietsovpetro) và cán bộ kỹ thuật trên giàn công nghệ trung tâm số 3 đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gian qua để tôi hòan thành chuyên đề này. Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn. Hà Nội , ngày 15 tháng 05 năm 2014 Sinh viên thực hiện ĐỒNG NGUYÊN QUÝ

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MỎ BẠCH HỔ 3

1.1.Vị trí địa lý và khái quát lịch sử vùng mỏ Bạch Hổ 3

1.1.1 Vị trí địa lý 3

1.1.2 Khái quát lịch sử thăm do, khai thác dầu khí ở mỏ Bạch Hổ 3

CHƯƠNG 2:

2.1 Mục đích tách pha lỏng khí 5

2.2 Cơ chế tách pha lỏng khí 5

2.3 Các phương pháp tách dầu khí 7

2.3.1 các phương pháp tách dầu ra khỏi khí 7

2.3.2 Các phương pháp tách khí ra khỏi dầu 9

2.4 Thiết bị tách pha 11

2.4.1 Chức năng của thiết bị tách pha 12

2.4.2 Phân loại thiết bị tách pha 12

CHƯƠNG 3: KHÁI QUÁT VỀ GIÀN CÔNG NGHỆ TRUNG TÂM SỐ 3 21

3.1 Giới thiệu chung về giàn công nghệ trung tâm số 3 21

3.2 Hệ thống công nghệ trên giàn công nghệ trung tâm số-3 21

3.2.1 Riser block 21

3.2.2 Hệ thống xử lý dầu - khí 24

3.2.3 Hệ thống xử lý nước vỉa 28

3.2.4 Hệ thống đuốc áp suất cao và áp suất thấp áp (HP&LP Flare ) 29

3.2.5 Hệ thống thu gom condensate 30

3.2.6 Hệ thống thu gom dầu thải 31

3.2.7 Hệ thống hóa phẩm 31

3.2.8 Hệ thống tạo hơi nước 32

3.2.9 Hệ thống khí nuôi: 33

3.2.10 Hệ thống tạo Nitơ: 33

3.2.11 Hệ thống cứu hoả: 34

CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT LỰA CHỌN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC HỢP LÍ CHO BÌNH

3 PHA V-1 TRÊN GIÀN CÔNG NGHỆ TRUNG TÂM SỐ 3 35

4.1 Tổng quát về bình tách 3 pha V-1 trên giàn công nghệ trung tâm số 3 35

4.1.1 Cấu tao 35

4.1.2 Nguyên lý làm việc của bình tách 3 pha V-1-A/B/C 37

4.1.3 Hệ thống an toàn 39

4.1.4 Vận hành 40

4.2 Lập chế độ khảo sát 41

4.3 lựa chọn chế độ làm việc hợp lí cho bình tách 3 pha V-1 54

CHƯƠNG 5:CÔNG TÁC AN TÒAN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG 57

5.1 Công tác an tòan trong khai thác dầu khí khi vân hành bình tách ba pha cho thiết bị và con người 57

5.2 Công tác bảo vệ môi trường 60

5.3 Các công trình dầu khí biển phải có trang bị chống ô nhiễm như sau: 60

5.4 Việc thải các chất thải sản xuất từ các công trình dầu khí biển ở những nơi thuộc quyền tài phán của nước CHXHCN Việt Nam phải tuân theo các quy định sau: 61

5.5 việc thải các chất thải sinh hoạt ở những nơi thuộc quyền tài phán của nước CHXHCN Việt Nam phải tuân thủ theo các quy định sau: 61

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1- Vị trí địa lý 3

Hình 2.1- Tách tiếp xúc 6

Hình 2.2- Tách vi sai 6

Hình 2.3- Bình tách hình trụ đứng 2 pha 15

Hình 2.4- Bình tách hình trụ đứng 3 pha 15

Hình 2.5- Bình tách hình trụ đứng 3 pha sử dụng lực ly tâm 16

Hình 2.6- Bình tách hình trụ nằm ngang 2 pha 17

Hình 2.7- Bình tách hình trụ nằm ngang 3 pha 17

Hình 2.8- Bình tách hình cầu 2 pha dầu khí 18

Hình 2.9- Bình tách hình cầu 3 pha 19

Hình 3.1- Cụm phân dòng trên Riser Block 23

Hình 3.2- Sơ đồ hệ thống xử lý dầu 25

Hình 3.4- Sơ đồ hệ thống thu gom khí áp cao 27

Hình 3.5- Sơ đồ hệ thống nén khí áp suất thấp 27

Hình 3.6- Sơ đồ hệ thống khí nhiên liệu 28

Hình 3.7- Sơ đồ hệ thống xử lý nước vỉa 29

Hình 3.8- Sơ đồ hệ thống đuốc cao áp 29

Hình 3.9- Sơ đồ hệ thống đuốc thấp áp 30

Hình 3.10- Sơ đồ hệ thống thu gom condensate 30

Hình 3.11- Sơ đồ hệ thống thu gom dầu thải 31

Hình 3.12 - Sơ đồ hệ thống hóa phẩm 32

Hình 3.13 - Sơ đồ hệ thống tạo hơi (Steam generation unit) 33

Hình 3.14 - Sơ đồ hệ thống khí UA, IA, và Ni-tơ 33

Hình 3.15 - Sơ đồ hệ thống nước cứu hỏa 34

Hình 4.1- Các tấm chắn song song cao 2185 mm 36

Hình 4.2- Máng ngưng tụ dầu của đường khí 36

Hình 4.3 - Đồ thị phần trăm nước trong dầu 53

Hình 4.4 –đồ thị hàm lượng ppm 53

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 4.1 - Các thông số kỹ thuật của bình tách cấp 1 37

Bảng 4.2 - Lập chế độ khảo sát của bình tách 3 pha V-1-B 42

Bảng 4.3 - Kết quả khảo sát ở chế độ 1 44

Bảng 4.4 - Kết quả khảo sát ở chế độ 2 45

Bảng 4.5 - Kết quả khảo sát ở chế độ 3 47

Bảng 4.6 - Kết quả khảo sát ở chế độ 4 49

Bảng 4.7 - Kết quả khảo sát trung bình 52

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam là một ngành non trẻ và ngày một pháttriển mạnh mẽ đã và đang góp phần quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tếquốc dân Nhiệm vụ của kỹ thuật công nghệ trong lĩnh vực dầu khí là tìm ra nhữngphương án khả thi để không ngừng nâng cao sản lượng khai thác, xử lý dầu khí.Cùng với nhịp độ tìm kiếm thăm dò các vỉa sản phẩm mới, thì công tác khai thác,lựa chọn giải pháp thu gom, xử lý sản phẩm nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế vàgiảm bớt chi phí đầu tư cho mỏ là một vấn đề hết sức quan trọng trong công nghệkhai thác dầu khí

Xí nghiệp LDDK Việt Nga (Vietsovpetro) được thành lập năm 1981 và bắt đầukhai thác năm 1986 Hiện VSP đang khai thác ở hai mỏ: mỏ Bạch Hổ (BH) với 10giàn cố định, 2 giàn công nghệ trung tâm, 12 giàn nhẹ (BK) và mỏ Rồng với haigiàn cố định và một giàn công nghệ trung tâm, năm giàn nhẹ RC

Ngày 08 tháng 08 năm 2012 , đại diện tiêu biểu của ngành dầu khí là LDDKViệt Nga (Vietsovpetro) đã khai thác được trên 200 triệu tấn dầu Có được thànhtích này chính là nhờ sự lãnh đạo sáng suốt, sự đoàn kết gắn bó khăng khít giữa tậpthể lao động Việt Nam và Cộng hòa Liên bang Nga bên cạnh sự ứng dụng kịp thờicác tiến bộ khoa học kỹ thuật vào thực tế sản xuất mỏ Bạch Hổ đi vào khai thácdầu thương mại từ năm 1986 đến nay, đã hơn 26 năm khai thác và đã đóng góp rấtlớn cho nền kinh tế quốc dân, song cho tới thời điểm hiện nay mỏ Bạch Hổ đang ởgiai đoạn sản lượng ngày một giảm cùng với sự gia tăng của hàm lượng nước trongdầu ngày một cao Do đó để giải quyết được vấn đề tách dầu trong hỗn hợp dầu,khí, nước là một vấn đề cấp bách trong thời điểm hiện nay cũng như trong giai đoạntới Việc lựa chọn giải pháp công nghệ thu gom, xử lý, vận chuyển dầu khí là vấn đềcần thiết cho quá trình phát triển và triển khai công tác khai thác mỏ hiện nay Việcgiàn công nghệ trung tâm CPP3 được hoàn thiện và đi vào vận hành đã giải quyếtđược nhu cầu cấp thiết việc xử lý dầu trong giai đoạn hiện nay

Để nắm vững và tìm hiểu sâu hơn về công nghệ thu gom, xử lý, vận chuyểndầu khí trên giàn CPP-3 nên tôi chọn đề tài của mình như sau:

Đề Tài: Khảo sát lập chế độ làm việc hợp lí cho bình tách 3 pha (V-1)

trên giàn công nghệ trung tâm số 3 của Mỏ Bạch Hổ

Do trình độ còn hạn chế nên chuyên đề này sẽ không tránh khỏi thiếu sót Vậykính mong sự góp ý của hội đồng giám khảo giúp tôi nâng cao thêm hiểu biết củamình ,.

Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy Triệu Hùng Trường cùng toàn thể cán bộ

của xí nghiệp Cơ Điện (vietsovpetro) và cán bộ kỹ thuật trên giàn công nghệ trungtâm số 3 đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gian qua để tôi hòan thành chuyên đềnày

Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn

Hà Nội , ngày 15 tháng 05 năm 2014

Sinh viên thực hiện

ĐỒNG NGUYÊN QUÝ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MỎ BẠCH HỔ 1.1 Vị trí địa lý và khái quát lịch sử vùng mỏ Bạch Hổ.

1.1.1 Vị trí địa lý.

Hình 1.1 - Vị trí địa lý

Mỏ Bạch Hổ nằm ở lô số 09 của bể Cửu Long thuộc thềm lục địa Nam ViệtNam, tọa độ địa lý: 90º30’-90º50’ vĩ Bắc,107º50-108º kinh Đông Chiều sâu mực nướckhoảng 50m Diện tích khoảng 10.000 km², cách cảng dịch vụ của Xí nghiệp Liêndoanh Dầu khí Vietsovpetro khoảng 120 km Ở phía Tây Nam của mỏ Bạch Hổkhoảng 35 km là mỏ Rồng, xa hơn nữa là mỏ Đại Hùng

1.1.2 Khái quát lịch sử thăm do, khai thác dầu khí ở mỏ Bạch Hổ

Bồn trũng Cửu Long được các nhà địa chất quan tâm từ trước ngày Miền Namhoàn toàn giải phóng Tính đến nay, việc nghiên cứu bồn trũng Cửu Long nóichung, mỏ Bạch Hổ nói riêng đã trải qua các giai đoạn sau:

* Giai đoạn trước 1975.

Công cuộc tìm kiếm và thăm dò dầu khí trước ngày miền Nam giải phóng đượctiến hành bởi các công ty dầu khí tư bản, kết quả cho thấy rất hy vọng tìm thấy dầutrong trầm tích Kainozoi ở thềm lục địa phía Nam Việt Nam

Mỏ Bạch Hổ được công ty dầu khí Mobil của Mỹ phát hiện bằng các tài liệu địachấn cho đến 1974 thì công ty này và một số công ty của tư bản khác bắt đầu khoanthăm dò Công ty Pecten khoan giếng Hồng IX, Dừa IX, Dừa 2X và Mía 1X Công

ty Mobil khoan giếng Bạch Hổ IX Trong các giếng khoan trên đã tìm thấy dầu ởtầng Mioxen hạ

* Giai đoạn năm 1975-1980.

Sau ngày miềm Nam hoàn toàn giải phóng công cuộc tìm kiếm thăm dò vẫnđược tiến hành, thăm dò địa chấn và khoan các giếng khoan thăm dò trên mỏ Trên

cơ sở tài liệu cũ trước 1975

Kết quả thăm dò các tuyến địa chấn và các giếng khoan trên khu vực mỏ Bạch

Hổ nói riêng và thềm lục địa Nam Việt Nam nói chung, Hồ Đắc Thắng và Ngô

Thường San đã xây dựng các báo cáo tổng hợp đầu tiên mang tên “Cấu trúc địa chất và triển vọng dầu khí thềm lục địa Nam Việt Nam”.

* Giai đoạn 1980 đến nay.

Xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro được thành lập vào ngày 19/6/1981 Sự kiệnnày đánh dấu bước phát triển mới rất quan trọng đối với ngành công nghiệp dầu khíViệt Nam Ngày 31-12-1983 tàu Ikhain Mirchin đã khoan giếng thăm dò đầu tiênBH-5 tại mỏ Bạch Hổ, ngày 24-05-1984 tại giếng này đã phát hiện ra dòng dầucông nghiệp đầu tiên.Vào ngày 26/6/1986 tấn dầu đầu tiên tại mỏ được khai thác.Ngoài mỏ Bạch Hổ ra XN còn phát hiện ra mỏ Rồng và mỏ Đại Hùng và hai mỏnày hiện đang khai thác

Năm 1988 một sự kiện đặc biệt đối với mức tăng sản lượng khai thác dầu khícủa Liên doanh, đó là lần đầu tiên Việt Nam phát hiện ra tầng dầu có sản lượng lớn(gần 1000 tấn/ ngày đêm/giếng) trong đá móng Granit nứt nẻ Nhờ vậy mà sảnlượng khai thác dầu giai đoạn 1991-1997 tăng từ 8000 lên trên 25000 tấn/ngày đêm

CHƯƠNG 2 THIẾT BỊ TÁCH VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH PHA LỎNG KHÍ 2.1 Mục đích tách pha lỏng khí

Dầu thô sau khi khai thác lên được tách pha lỏng – khí nhằm mục đích:

- Thu hồi khí làm nguyên liệu cho công nghiệp hoá hoặc dùng làm nhiên liệu

- Giảm xáo trộn của dòng khí - dầu, giảm sức căng kháng thuỷ lực trên các ốngdẫn và hạn chế sự tạo thành nhũ tương

- Giải phóng các bọt khí đã tách trên đường ống

- Giảm các va đập áp suất khi tạo trên ống thu gom hỗn hợp dầu - khí dẫn tới cáctrạm bơm hoặc trạm xử lý

- Tách nước khỏi dầu khi khai thác các nhũ tương không ổn định

2.2 Cơ chế tách pha lỏng khí

Chúng ta có thể đánh giá quá trình tách pha bằng thực nghiệm hoặc lý thuyết.Nghiên cứu thí nghiệm về tách khí của các mẫu dầu tiến hành bởi các bơm cao áptheo hai phương pháp: tiếp xúc một lần và vi sai hoặc nhiều lần Mẫu nghiên cứu cóthể là mẫu ngầm lấy trực tiếp ở đáy giếng hoặc mẫu tái tạo trên mặt đất Dù mẫunào cũng phải bảo đảm tỷ lệ dầu - khí đúng như tỷ lệ trong điều kiện mỏ Mẫu đượccho vào bình cao áp với nhiệt độ không đổi Sự thay đổi áp suất thực hiện bằng bơmpiston thuỷ ngân, sự thay đổi thể tích sẽ được đo trực tiếp

Với thí nghiệm tách tiếp xúc, áp suất trong bơm đầu tiên được nâng cao hơnđiểm bọt, rồi giảm đột ngột từng nấc một, sau đó ghi nhận giá trị thể tích tương ứng.Khi giảm tới điểm bọt, khí sẽ tách ra, độ nén của hệ thống sẽ tăng cho nên một thayđổi nhỏ áp suất sẽ dẫn đến sự thay đổi lớn về thể tích trong bình Vì vậy thí nghiệm

về tiếp xúc có thể dùng để xác định điểm bọt khi áp suất thấp hơn điểm bọt Tại mỗinấc áp suất ta không thể phân biệt thể tích khí và dầu mà chỉ có thể ghi thể tích tổng(hình 2.1)

Với thí nghiệm tách vi sai thường bắt đầu bởi áp suất điểm bọt vì nếu trên giá trịnày thì lại giống với trường hợp tách tiếp xúc Khác với tách tiếp xúc, sau mỗi lầngiảm áp thì khí được giải phỏng khỏi bình bằng cách giữ áp suất bơm không đổi.Thể tích khí được giãn nở tới điều kiện chuẩn, so sánh với điều kiện bình cao áp tađược hệ số giãn nở E và yếu tố Z Thể tích dầu được đo trực tiếp sau khi giải phóngkhí (hình 2.2)

Hình 2.1- Tách tiếp xúc

Hình 2.2 -Tách vi sai

Chú thích:

P- áp suất ban đầu của mẫu

Ps- áp suất bọt ứng với nhiệt độ thí nghiệm

Sự khác nhau cơ bản giữa hai kiểu tách ( hình 2.1 và hình 2.2 ) cho thấy rằngtrong thí nghiệm tiếp xúc, khi giảm áp từ đầu đến giá trị cuối cùng thì khí khôngđược tách mà luôn tiếp xúc cân bằng với dầu nên thành phần Hydrocacbon khôngthay đổi Ngược lại ở thí nghiệm vi sai sau mỗi nấc giảm áp, khí được giải phóngnên thành phần Hydrocacbon trong bình thay đổi và liên tục giàu thêm các thànhphần nặng, còn trọng lượng trung bình phân tử khí tăng lên Nếu điều kiện thí nghiệmđều là đẳng nhiệt, đều giảm áp từng nấc Với tổng như nhau thì thể tích chất lỏng thuđược ở nấc áp suất cuối cùng sẽ khác nhau tùy theo tính chất của dầu Với dầu có khíhòa tan chủ yếu là Metan và Etan thì thể tích dầu cuối cùng trong hai thí nghiệm thực tế

là như nhau Ngược lại, nếu dầu có hàm lượng các cấu tử trung gian như Propan,Pentan cao thì thể tích dầu cuối cùng sẽ khác nhau Nói chung, tách vi sai cho nhiềudầu hơn là tách tiếp xúc Nguyên nhân có thể là khi tách một bậc, dầu tiếp xúc với mộtthể tích khí lớn, các cấu tử trung gian dễ thoát và nhập vào khối khí này Còn khi tách

vi sai, thể tích khí luôn bé hơn nên các thành phần này khó xâm nhập vào đó Tóm lại,

sư sai lệch về thể tích giữa hai phương pháp là có, song không phải bao giờ cũng xảy ra

và ta có thể đo bằng thí nghiệm

Trong điều kiện mỏ, sự tách khí cũng xảy ra khi P < Ps; đầu tiên khí được giảiphóng, phân bố đều trong mỏ và bất động cho tới khi đạt tới một tỷ lệ tiêu chuẩnnào đó cỡ 12% Khi vượt tỷ lệ này, khí bắt đầu chuyển động nhanh hơn dầu Mộtkhi khí được giải phóng, khí không còn tiếp xúc cân bằng với dầu nên quá trìnhđược mô tả bởi thí nghiệm vi sai là phù hợp nhất

Sự thay đổi thể tích dầu khai thác xảy ra qua các khâu từ mỏ tới bể chứa khó mô

tả hơn, song về tổng thể, người ta xem như là tách tiếp xúc không đẳng nhiệt Sựgiãn nở trong quá trình khai thác trước hết cần xem xét điều gì xảy ra khi dầu dichuyển từ mỏ tới thiết bị tách trên mặt đất Việc giải phóng khí trong bất kỳ bìnhtách nào cũng được xem là tách tiếp xúc ( Foratine ), khí tồn tại cân bằng với dầu.Khi sử dụng kỹ thuật tách từng bậc, dầu rời bình tách thứ nhất lại được tiếp tục tách

ở bình tách thứ hai lại được tách tiếp xúc ở bình tách thứ ba…Sự cách ly vật lý giữacác bậc tách tương ứng với tách vi sai Nói khác đi là kỹ thuật tách nhiều bậc chính

là chế độ tách vi sai ở chế độ không đẳng nhiệt Trong thực tế, tách nhiều bậc đượcdùng phổ biến vì tách vi sai nói chung cho thể tích dầu nhiều hơn tách tiếp xúc

2.3 Các phương pháp tách dầu khí

2.3.1 các phương pháp tách dầu ra khỏi khí.

Các phương pháp dùng để tách dầu ra khỏi khí trong bình tách bao gồm: Trọnglực, va đập, thay đổi hướng và tốc độ chuyển động dòng hỗn hợp, dùng lực ly tâm,

Các hạt chất lỏng có kích thước từ 100 µm trở lên được tách cơ bản trong cácthiết bị tách trung bình, còn các hạt có kích thước nhỏ hơn cần nhờ đến bộ chiếtsương.

2.3.1.2 Tách va đập

Dòng khí có chứa hỗn hợp lỏng đập vào một tấm chắn, chất lỏng sẽ dính lên bềmặt tấm chắn và chập lại với nhau thành các giọt lớn và lắng xuống nhờ trọng lực.Khi hàm lượng chất lỏng cao hoặc kích thước các hạt bé, để tăng hiệu quả táchngười ta cần tạo ra nhiều va đập nhờ sự bố trí các mặt chặn kế tiếp nhau

2.3.1.3 Thay đổi hướng và chiều chuyển động

Cơ chế này dựa trên nguyên tắc lực quán tính của chất lỏng lớn hơn chất khí.Khi dòng khí có mang theo chất lỏng gặp các chướng ngại vật sẽ thay đổi hướngchuyển động một cách đột ngột Do có quán tính lớn, chất lỏng vẫn tiếp tục đi theohướng cũ, va vào bề mặt vật cản và dính vào đó, chập lại và dính vào với nhau tạothành những giọt lớn và lắng xuống dưới nhờ trọng lực Còn chất khí do có quántính bé hơn, chấp nhận sự thay đổi hướng một cách dễ dàng và bỏ lại các hạt chấtlỏng để bay theo hướng mới

Vai trò của quán tính cũng được vận dụng để tách lỏng - khí bằng phương phápthay đổi tốc độ dòng khí đột ngột Khi giảm tốc độ dòng khí đột ngột, do quán tính chấtlỏng lớn sẽ vượt lên trước và tách ra khỏi chất khí Ngược lại khi tăng tốc một cách độtngột thì chất khí sẽ vượt lên trước nhờ quán tính bé hơn

2.3.1.4 Sử dụng lực ly tâm

Khi dòng hơi chứa lỏng buộc phải chuyển động theo quỹ đạo vòng với tốc độ đủlớn, lực ly tâm sẽ đẩy chất lỏng ra xa hơn, bám vào thành bình, chập dính với nhauthành các giọt lớn và lắng xuống dưới nhờ trọng lực Còn chất khí do có lực ly tâm

bé nên sẽ ở phần giữa bình và thoát ra ngoài theo đường thoát khí Đây là một trongcác phương pháp hiệu quả nhất để tách lỏng ra khỏi khí Hiệu quả sẽ tăng cùng với

sự tăng tốc dòng khí, nên ta có thể giảm được kích thước của thiết bị

Khi dùng đệm cho các thiết bị tách, người ta thường lưu ý hai điều: các đệm nếuđược chế tạo từ vật liệu giòn rất dễ hỏng khi vận chuyển và lắp đặt, các đệm kiểulưới thép đan có thể bị tắc bít do lắng đọng Parafin và các vật liệu khác.

2.3.1.6 Phương pháp thấm

Trong một số trường hợp, vật liệu xốp có tác dụng loại bỏ hoặc tách dầu ra khỏidòng khí Khí qua vật liệu xốp sẽ chịu va đập, thay đổi hướng và tốc độ chuyểnđộng Khi đó khí dễ dàng đi qua, còn các hạt chất lỏng được giữ lại

2.3.2 Các phương pháp tách khí ra khỏi dầu

Các phương pháp tách khí ra khỏi dầu bao gồm: cơ học, nhiệt và hóa học

2.3.2.1 Các giải pháp cơ học

Phổ biến là dao động, va đập, lắng và lực ly tâm

- Các rung động điều hòa có kiểm soát tác động lên dầu sẽ làm giảm sức căng bềmặt và độ nhớt của dầu giúp cho việc tách khí được diễn ra dễ dàng hơn, các bọt khísẽ kết dính lại với nhau và thoát ra khỏi dầu

- Trên đường đầu vào bình tách, thường lắp chi tiết tách khí cơ bản, có tác dụngđưa dòng chất lỏng vào bình với độ rối tối thiểu, phân tán dầu cho khí dễ dàng thoát

ra Các chi tiết này còn loại trừ các va đập cao tốc của chất lỏng với thành bình Cáctấm chắn còn được bố trí trên đường lắng của dầu, sẽ trải chúng thành những lớpmỏng trên đường chảy xuống phần lắng Các giọt dầu sẽ lăn và dàn trải làm tănghiệu quả tách bọt khí và thường được dùng để tách dầu bọt

- Các tấm chắn có đục lỗ và đệm chắn thường dùng để tách khí không hòa tan,nếu kết hợp với rung động nhẹ sẽ tăng thêm hiệu quả tách bọt

- Nếu để lắng một thời gian đủ lớn, khí tự do sẽ được tách ra khỏi dầu, việc kéodài thời gian lưu trữ sẽ kéo theo sự gia tăng đường kính hoặc chiều sâu lớp chấtlỏng trong bình tách Tuy nhiên việc tăng chiều sâu lớp chất lỏng sẽ ít đem lại hiệuquả, vì dầu sẽ ngăn cản sự thoát của khí tự do Kết quả tối ưu chỉ thu được khi lớpdầu lắng là mỏng, tức là cần có tỷ lệ bề mặt tiếp xúc và thể tích dầu cao

- Dưới tác dụng của lực ly tâm, dầu nặng hơn nên được giữ lại ở thành bình cònkhí chiếm vị trí phía trong của dòng xoáy lốc

2.3.2.2 Các giải pháp nhiệt

Nhiệt đóng vai trò làm giảm sức căng bề mặt trên các bọt khí và giảm độ nhớtcủa dầu, giảm khả năng lưu trữ khí bằng thủy lực Phương pháp hiệu quả nhất đểlàm nóng dầu thô là cho chúng đi qua nước nóng Đây là phương pháp hiệu quảnhất với các loại dầu bọt, tuy vậy không dùng cho các bình tách mà chỉ áp dụng cho

các bể chứa công nghệ Nhiệt được cung cấp trực tiếp bởi nồi hơi và qua các bộphận trao đổi nhiệt.

Các thiết bị chỉ dùng để tách nước hoặc chất lỏng (dầu + nước) ra khỏi khí,thường có tên gọi là bình nốc ao hoặc bẫy Nếu thiết bị tách nước lắp đặt gần miệnggiếng thì khí và dầu lỏng thoát ra đồng thời còn nước tự do thoát ra ở phần đáybình Còn ở các bình tách lỏng cho phép tách tất cả chất lỏng ra khỏi khí thì dầu vànước thoát ra ở đáy bình, còn khí thoát ra ở phần đỉnh bình

Thiết bị tách truyền thống làm việc ở áp suất thấp gọi là buồng Flat Chất lưuvào từ các bình tách cao áp, còn chất lưu đi ra được truyền tới các bể chứa, cho nênthường đóng vai trò bình tách cấp hai hoặc cấp ba, có vai trò tách khí nhanh

Các bình tách bậc một làm việc ở các trạm tách nhiệt độ thấp hoặc tách lạnh,thường gọi là bình giãn nở, được trang bị thêm nguồn nhiệt để nung chảy hydrat.Cũng có thể bơm chất lỏng phòng ngừa hydrat hoá vào chất lỏng giếng trước khigiãn nở

Các bình lọc khí cũng tương tự như bình tách dùng cho các giếng có chất lưu

chứa ít chất lỏng hơn so với chất lưu của giếng khí và giếng dầu, thường dùng trêncác tuyến ống phân phối, thu gom, được chế tạo theo kiểu lọc thô và lọc ướt Loạilọc thô có trang bị bộ chiết sương, phổ biến là kiểu keo tụ và các chi tiết phía trongtương tự như bình tách dầu khí Loại lọc ướt dòng hơi đi qua một đệm lỏng, có thể

là dầu để rửa sạch bụi bẩn và tạp chất, sau đó qua bộ chiết sương để tách lỏng Bìnhlọc thường lắp ở dòng đi lên từ thiết bị xử lý khí bất kỳ hoặc thiết bị bảo vệ dòng ra

Bình thấm khí ám chỉ bầu lọc kiểu thô, nhất là dùng để tách bụi Môi trường

thấm trong bình có tác dụng loại bỏ bụi, cặn, gỉ và các vật liệu lạ ra khỏi dòng khí

và đồng thời cũng thường dùng để tách lỏng

2.4.1 Chức năng của thiết bị tách pha

Mỗi thiết bị tách pha phải thực hiện 3 chức năng là: chức năng chính, chức năngphụ và chức năng đặc biệt

- Chức năng cơ bản bao gồm tách dầu khỏi khí, tách khí khỏi dầu và tách nướckhỏi dầu

- Chức năng phụ của bình tách bao gồm duy trì áp suất tối ưu và mức chất lỏngtrong bình tách

- Các chức năng đặc biệt của thiết bị tách bao gồm tách dầu bọt, ngăn ngừa lắngđọng parafin, ngăn ngừa sự han gỉ và tách các tạp chất

2.4.2 Phân loại thiết bị tách pha

Bình tách được phân loại theo chức năng, áp suất làm việc, hình dáng, theo mụcđích sử dụng, theo nguyên tắc tách cơ bản

2.4.2.1 Phân loại theo chức năng và áp suất làm việc

2.4.2.2 Phân loại bình tách theo phạm vi ứng dụng

Chế tạo theo mục đích riêng như để thử giếng, để khai thác, để đo…

Bình tách thử giếng dùng để nối với giếng cần phải thử hoặc cần phải kiểm tra,

để tách và đo chất lỏng, do đó có trang bị các loại đồng hồ để đo tiềm năng dầu, khí,nước; thử định lỳ các giếng khai thác hoặc các giếng ở biên mỏ Thiết bị có hai kiểutĩnh tại và di động, có thể 2, 3 pha, trụ đứng hay trụ ngang, trụ hình cầu

Bình tách đo có nhiệm vụ tách dầu, khí, nước và đo các chất lưu có thể thực hiện

trong cùng một bình, các kiểu thiết kế đảm bảo đo các loại dầu khác nhau, có thểloại 2 hoặc 3 pha Ở loại 2 pha, sau khi tách chất lỏng được đo ở phần thấp nhất của

bình Trong thiết bị tách 3 pha, ta có thể chỉ đo dầu hoặc cả dầu lẫn nước Việc đolường thực hiện theo giải pháp: tích lũy, cách ly và xả vào buồng đo.

Bình tách khai thác dùng tách chất lỏng giếng khai thác từ một giếng hoặc một

cụm giếng

Bình tách nhiệt độ thấp là một kiểu đặc biệt, chất lỏng giếng có áp suất cao chảy vào

bình qua van giảm áp sao cho nhiệt độ bình tách giảm đáng kể thấp hơn nhiệt độ của chấtlỏng giếng sự giảm nhiệt thực hiện theo hiệu ứng Joule-Thomson khi giãn nở chất lỏngqua van giảm áp-nhờ đó xảy ra ngưng tụ Chất lỏng thu hồi lúc đó cần được ngưng tụ ổnđịnh để ngăn bay hơi thái quá trong bể chứa

Ngoài ra, ta còn gặp bình tách dầu bọt, bình tách theo bậc, bình tách treo

2.4.2.3 Phân loại bình tách theo nguyên lý tách cơ bản

Tách cơ bản còn gọi là tách sơ cấp Các nguyên lý dùng trong giai đoạn nàythường là trọng lực, va đập lệch dòng hoặc đệm chắn Còn ở cửa ra của khí (khôngnhiều) có lắp đặt bộ phận chiết sương

Loại va đập hoăc keo tụ bao gồm tất cả các thiết bị ở cử vào có bố trí các tấm vađập hoặc đệm chắn để thực hiện tách sơ cấp

Nguyên lý tách ly tâm có thể dùng cho sơ cấp hoặc dùng cả cho thứ cấp, lực lytâm được tạo ra theo nhiều cách:

- Dòng vào chảy theo hướng tiếp tuyến với thành bình

- Phía trong bình có hình xoắn, phần trên và dưới (phần đẩu hoặc cuối) được mởrộng hoặc mở rộng toàn phần

Lực ly tâm tạo ra các dòng xoáy với tốc độ cao đủ để tách chất lỏng Tốc độ cầnthiết để tách ly tâm thay đổi từ 3 đến 20m/s và giá trị phổ biến từ 6 đến 8m/s Đa sốthiết bị ly tâm có dạng hình trụ đứng Tuy nhiên ở các thiết bị hình trụ ngang cũng

có thể lắp các thiết bị tạo ly tâm ở đầu vào để tách sơ cấp và đầu ra của khí để táchlỏng

2.4.2.4 Phân loại bình tách theo hình dạng

a) Bình tách hình trụ đứng

- Bình tách trụ đứng 2 pha: dầu - khí

- Bình tách trụ đứng 3 pha: dầu - khí - nước

- Bình tách 3 pha sử dụng lực ly tâm

Bình tách hình trụ đứng có đường kính từ 10 inch đến 10 ft, cao từ 4 đến 25 ftthường dùng khi:

- Tỷ lệ khí - lỏng cao

- Chất lỏng giếng có nhiều cát, bùn và tạp chất rắn khác

- Nơi có diện tích hạn chế như các trạm chứa và các giàn khai thác ngoài biển

- Cho các giếng có lưu lượng thay đổi trong phạm vi rộng, tức thời

- Ở dòng chảy xuôi có thể xảy ra ngưng tụ hoặc keo tụ

Hình 2.3- Bình tách hình trụ đứng 2 pha

11

7

9 10

8

3 2

5

1234567891011

-cửa vào nguyên liệu -van điều áp hồi l u khí-đệm chiết

-bộ phận tách khí trên cửa vào -đĩa kim loại làm lệch h ớng dòng chảy-thiết bị điều khiển mực chất lỏng-van vận hành ngăn dầu

-phao không trọng l ợng

-thiết bị điều khiển mực chất lỏng -phao trọng l ợng

-van vận hành ngăn n ớcwater

oil

gas

dầu

n ớc khí

Hỡnh 2.4- Bỡnh tỏch hỡnh trụ đứng 3 pha

bé chiÕt s ¬ng

thiÕt bi t¸ch cöa vµo

®Çu vµo chÊt láng

Hình 2.5- Bình tách hình trụ đứng 3 pha sử dụng lực ly tâm

Chú thích:

1- Cửa vào của hỗn hợp 4- Bề mặt tiếp xúc dầu – khí

2- Bộ phận chuyển động xoáy 5- bề mặt tiếp xúc dầu - nước

+ Cần tách hiệu quả dầu - nước, tức là khi cần phải tách 3 pha

+ Tách dầu bọt: nhờ diện tích tiếp xúc lỏng khí lớn, bọt sẽ bị phá hủy nhanhcho phép tách bọt khí có hiệu quả

+ Nơi chiều cao hạn chế do có mái thấp

+ Tỷ lệ dầu – khí cao.

+ Cho các giếng tốc độ khai thác ổn định, cột áp chất lỏng bé

+ Cần loại trừ bộ khống chế mức tiếp xúc dầu - nước

Ngoài ra, còn hay dùng cho kiểu tự hành, các trạm tách

+ Ở dòng đi vào các thiết bị xử lý

+ Ở dòng đi ra khỏi các thiết bị khai thác để tạo ngưng tụ và keo tụ

Hình 2.7- Bình tách hình trụ nằm ngang 3 pha

1.Cửa vào tách khí thành phần. 2.Màng chiết dạng cánh

3.Van điều áp hồi lưu 4.Miệng phao

5.Bộ điều khiển mực chất lỏng 6.Van vận hành ngăn dầu

7.Van vận hành ngăn nước 8.Phao không trọng lượng.9.Phao trọng lượng

c) Bình tách hình cầu

Bình tách hình cầu bao gồm:

- Bình tách hình cầu 2 pha dầu – khí

- Bình tách hình cầu 3 pha dầu – khí – nước

Bình tách hình cầu, thường có đường kính từ 24 đến 27 inch điều kiện sửdụng bao gồm:

- Tỷ lệ dầu – khí cao, tốc độ khai thác ổn định, chất lỏng không có cột áp

- Điều kiện không gian lắp đặt phù hợp

- Dòng đi xuống của thiết bị xử lý (khử ẩm, khử chua…)

- Cần thiết bị tách nhỏ, chỉ cần 1 ngưởi có thể vận chuyển hoặc lắp ráp

- Làm bộ lọc nhiên liệu để sử dụng ở hiện trường hoặc ở các nhà máy

Hình 2.8- Bình tách hình cầu 2 pha dầu khí

Chú thích:

1- Bộ phận ly tâm 4- Thiết bị điều khiển mức chất lỏng trong bình2- Màng chiết 5- Van xả dầu tự động

3- Phao đo mức chất lỏng

Hình 2.9- Bình tách hình cầu 3 pha

Chú thích:

1- Thiết bị đầu vào 5- Thiết bị điều khiển mức nước

2- Bộ phận chiết sương 6- Thiết bị điều khiển mức dầu

3- Phao báo mức dầu 7- Phao xả dầu tự động

4- Phao báo mức nước 8- Phao xả nước tự động

2.4.3 Các giai đoạn tách

Bình tách hoạt động theo 4 giai đoạn sau:

Giai đoạn 1: là giai đoạn đầu của quá trình tách Hỗn hợp sản phẩm được tạorối và phân tán để tách các bọt khí

Giai đoạn 2: là sự tách bằng trọng lực, thực hiện tách bổ sung các bọt khícòn sót mà giai đoạn 1 chưa tách được bằng cách trải hỗn hợp thành những lớpmỏng trên mặt phẳng nghiêng Để tăng hiệu quả tách, trên mặt phẳng nghiêng có

bố trí các gờ chặn nhỏ, đồng thời tăng số lượng các tấm lệch dòng

Giai đoạn 3: là sự tách sương, sử dụng bộ chiết sương để giữ lại các giọt dầu

bị cuốn theo dòng khí Sự tách các giọt lỏng ra khỏi dòng khí dựa trên tập hợp các

cơ chế: va đập, trọng lực, thay đổi hướng và tốc độ dòng khí

Giai đoạn 4: là giai đoạn lắng trọng lực, sự phân lớp các chất lỏng: pha lỏngnhẹ hơn sẽ nổi trên pha lỏng nặng hơn Sự sa lắng các giọt chất lỏng tuân theo địnhluật Stock

Hỗn hợp sản phẩm khai thác qua đường vào tới bộ tách cơ bản Tại đây phakhí được tách khỏi lỏng rồi đi lên bộ phận chiết sương để lọc các giọt lỏng bị cuốntheo dòng khí Chất lỏng chảy xuống bộ phận tách thứ cấp là các tấm lệch dòng có

bố trí các gờ để tách hiệu quả tách các bọt khí còn sót trong pha lỏng mà bộ phậntách cơ bản chưa tách được Sau đó pha lỏng chảy xuống phần lắng, tại đây khíđược tách triệt để và dầu nước được phân lớp rồi được xả ra ngoài qua các van xảtương ứng Pha lỏng được lưu giữ ở phần lắng một thời gian theo thiết kế

CHƯƠNG 3

KHÁI QUÁT VỀ GIÀN CÔNG NGHỆ TRUNG TÂM SỐ 3

3.1 Giới thiệu chung về giàn công nghệ trung tâm số 3.

Giàn công nghệ trung tâm số 3 hoàn thiện và được đưa vào sử dụng từ tháng 2năm 2004 đây là một trong những thành quả của sự lao động sáng tạo của tập thểđội ngũ cán bộ công nhân viên Xí nghiệp LD Vietsovpetro và là niềm tự hào củanền công nghiệp dầu khí Việt Nam Giàn Công Nghệ Trung Tâm số 3 là một bộphận của tổ hợp công nghệ trung tâm 3 (CTK3) được đặt ở phía Nam của mỏ Bạch

Hổ với mục đích nhận dầu từ các giàn nhẹ (BK) và các giàn cố định mỏ Bạch Hổ về để

xử lý dầu, khí, nước Từ đây dầu thành phẩm được bơm đến các tàu chứa, khí tách rađược đưa về giàn nén khí trung tâm, nước tách ra được xử lý sạch đảm bảo tiêu chuẩn

an toàn và bảo vệ môi trường sau đó xả xuống biển

Giàn công nghệ trung tâm 3 (CPP3) được thiết kế với công suất thiết kế là15.000 tấn dầu/ngày đêm, 4.000 m3 nước/ngày đêm (tối đa có thể xử lý được12.000 m3 nước/ngày) và lưu lượng khí tách là 3 triệu m3/ngày đêm

Ngoài CPP-3 ra, tổ hợp công nghệ trung tâm 3 còn có:

- Giàn bơm ép nước PPD -30.000

Giàn bơm ép nước PPD-30.000 được thiết kế với 03 tổ máy với tổng công suấtthiết kế là 30.000 m3/ngày đêm với áp suất đầu ra của nước là 250 bar, hòa chungvào hệ thống bơm ép nước vào vỉa của mỏ Bạch Hổ

Trên Riser block bao gồm các cụm thiết bị công nghệ:

- Skid 1: Cụm phân dòng hỗn hợp lưu chất các giàn nhẹ –M1, gồm 3 đường phândòng 12” nối với các ống đứng dầu từ BK-4, BK-5, BK-6, BK-8, BK-9, BK-

14, BK-CNV và giàn 2, xem hình 1 Trên các tuyến và các ống đứng có lắpđặt các van SDV Hóa phẩm chống ăn mòn và hoá phẩm phá nhũ nước trongdầu được bơm vào 3 tuyến khai thác hỗn hợp dầu-nước

- Skid 2: Cụm phân dòng khí - M2, ống 8” nhận khí từ BK-9

Hệ thống đường ống vận chuyển dầu đi tàu chứa VSP-01 và tàu chứa Ba Vì

- Skid 3: Pig-Lauch trên đường vận chuyển dầu đến tàu chứa Ba Vì

- Skid 4: Cụm thiết bị đo dầu đến giàn CNTT-2, gồm 2 bộ đo trái chiều để đo dầubơm sang Giàn CTP-2 và ngược lại

- Skid 5: Hệ thống ống phóng (Pig-Laucher) trên đường vận chuyển khí đến giànnén khí trung tâm

- Skid 6: Bình dầu thải V-15 và máy bơm P-12-A/B Bình nhận chất lỏng và hơinước xả từ PL-1, PL-2, cụm phân dòng M-1 được P-12-A/B bơm về các bìnhtách thứ cấp

Hình 3.1 - Cụm phân dòng trên Riser Block

3.2.2 Hệ thống xử lý dầu - khí.

3.2.2.1 Hệ thống xử lý dầu

- Hỗn hợp dầu - khí - nước của BK-2, 4, 5, 6, 8, 9, 14, CNV và một phần dầu

đã tách khí của các MSP vòm Bắc được đưa về giàn ống đứng (Riser Block) củaCTK-3 Từ đây hỗn hợp dầu khí nước được đưa đến cụm phân dòng M1 và chia vào

3 đường thu gom chính A/B/C rồi đến các phin lọc F-1-A/B/C tương ứng (phin lọcF-1-D dự phòng khi sửa chữa hoặc sự cố trên các phin F-1-A/B/C) Hỗn hợp dầu từF-1-A/B/C được đưa đến bình tách cấp 1 (V-1-A/B/C) tương ứng Tại đây hỗn hợpđược tách thành 3 pha dầu, khí, nước theo nguyên lý trọng lực

- Dầu sau khi tách ra ở giai đoạn này vẫn chứa một hàm lượng 7-20% nước sẽđược đưa đến hệ thống gia nhiệt T-1-A/B/C (T-1-D dự phòng cho T-1-A/B/C khi sự

cố hoặc sửa chữa) sau đó sẽ được đưa đến các bình tách cấp 2 (V-2-A1/B1/C1), tạiđây tách thành 2 pha khí và chất lỏng Chất lỏng chảy xuống bình (V-2-A2/B2/C2)

và tại đây sẽ tách nước trong dầu theo nguyên lý trọng lực cùng với tĩnh điện (hàmlượng nước trong dầu sau khi tách nhỏ hơn 0.5%) sẽ đi qua cụm phân dòng đến V-3-A/B, từ đây dầu được bơm đi các tàu chứa bằng hệ thống máy bơm cao áp (P-1-A/B/C/D/E) hoặc thấp áp (P-2-A/B/C/D/E) Trong trường hợp hàm lượng nướctrong dầu cao hơn giới hạn cho phép, dầu sẽ đưa về bình V-3-C, từ đây dầu sẽ đượcbơm trở lại F-1 hoặc V-2-A1/B1/C1 để xử lý lại

- Giàn CPP-3 được thiết kế xử lý tổng cộng 19.000 t/ngđ chất lỏng với hàmlượng nước lớn nhất vào khoảng 60-65 % Sơ đồ công nghệ xử lý dầu trên CPP-3được trình bày trên hình3.3

Hình 3.2 - Sơ đồ hệ thống xử lý dầu

Hình 3.3 - Sơ đồ công nghệ xử lý dầu trên giàn CNTT-3

3.2.2.2 Hệ thống thu gom khí đồng hành.

- Hệ thống thu gom khí áp suất cao.

Khí áp cao được tách ra các bình tách ba pha V-1-A/B/C và khí từ máy nénkhí K-1 đi qua cụm phân dòng và đo lưu lượng khí (Skid-38), một phần dùng làmkhí nhiên liệu trên giàn, phần lớn được vận chuyển về giàn nén khí trung tâm

Hình 3.4 - Sơ đồ hệ thống thu gom khí áp cao.

- Hệ thống nén khí áp suất thấp.

Khí thấp áp từ bình V-3-A/B/C được làm mát bằng quạt AC-1-A, sau đó vàobình V-6 để tách condensate và được nén lên tới áp suất khoảng 3,5 barg, tươngđương áp suất khí tách bậc 2, bằng hệ thống máy nén khí K-1A-A/B/C, sau đó đượclàm mát bằng các quạt AC-2-A/B/C Khí này được hòa chung với khí bậc 2 tách ra

từ bìnhV-2-A1/B1/C1 (đã được làm mát bằng quạt AC-1-B) đi vào bình V-8 để táchthành phần lỏng, rồi đi vào máy nén khí K-1B-A/B/C để nén lên bằng áp suất V-1-A/B/C, tiếp theo qua quạt làm mát AC-3-A/B/C đi vào bình V-9 tách condensate,rồi hòa chung với hệ thống khí cao áp ở Skid-38 sang giàn nén khí lớn

Hình 3.5 - Sơ đồ hệ thống nén khí áp suất thấp

-Hệ thống khí nhiên liệu.

Một phần khí cao áp được trích ra từ cụm đo khí Skid 38 đưa vào bình V-11sau đó đến bộ gia nhiệt (T-3-A/B), khí từ T-3-A/B cung cấp cho bộ nồi hơi BoilerA/B/C

Một phần khí cao áp từ Skid-38 đến bình V-22, tới máy nén khí K-2-A/B/C đượcnén lên 21,5 barg qua bộ trao đổi nhiệt T-2-A/B/C qua hệ thống làm mát AC-4-A/B/

C về bình V-23-A/B/C để tách condensate sau đó đi qua bộ trao đổi nhiệt T-2-A/B/

C và về bình V-24 Khí từ bình V-24 sẽ cung cấp cho giàn ép vỉa WIP-30.000

Hình 3.6 - Sơ đồ hệ thống khí nhiên liệu

3.2.3 Hệ thống xử lý nước vỉa.

Nước vỉa được tách ra từ các bình tách ba pha V-1-A/B/C sẽ được đưa đến cácthiết bị tách nước ly tâm hydrocyclone HC-1-A/B/C tương ứng để tách dầu, nướctách ra từ bình tách nước sử dụng điện trường cao V-2-A2/B2/C2 sẽ được đưa đếncác thiết bị tách nước ly tâm hydrocyclone HC-2-A/B/C để tách dầu hạt Nước saukhi đi qua hệ thống hydrocyclone HC-1-A/B/C/D và HC-2-A/B/C/D được đưa đếnbình V-10-A/B để tách khí trong nước và tách phần váng dầu còn lại, sau đó đưaxuống KS-1 Trên đường nước từ V-10 A/B đến KS-1 có lắp bộ đo AT-1501 A/B

để kiểm soát hàm lượng dầu trong nước (tại đây nước đã đạt tiêu chuẩn an toàn vàbảo vệ môi trường) Tại KS-1 lượng váng dầu còn lại được tách lần cuối cùng, nướcsau đó được xả xuống biển

Hình 3.7 - Sơ đồ hệ thống xử lý nước vỉa.

3.2.4 Hệ thống đuốc áp suất cao và áp suất thấp áp (HP&LP Flare ).

Trong trường hợp giàn nén khí trung tâm không nhận hoặc nhận không hết khícao áp tách ra trên giàn, lượng khí cao áp từ các bình tách bậc 1, từ hệ thống nén khínhiên liệu và khí tách ra từ V-4 sẽ đi vào bình V-5, tại đây chất lỏng được tách racòn khí sẽ đi ra fakel cao áp FT-1 để đốt

Tất cả khí tách bậc 2, bình chứa V-3A/B (trong trường hợp máy nén khí A/B/C, K-1B-A/B/C không làm việc), V-6, V-8, V-10-A/B và các bình dầu thải sẽ

K-1A-đi vào bình V-7, tại đây chất lỏng được tách ra, khí sẽ ra đuốc thấp áp FT-2

Khí mồi đốt fakel: khí cao áp đưa vào FS-1-A/B tại đây khí được làm sạch phục

vụ việc đánh lửa và duy trì ngọn lửa cho đuốc

Hình 3.8 - Sơ đồ hệ thống đuốc cao áp.