View file15810

- Dự báo khả năng khai thác cho các giếng tại mỏ Rồng Đôi – Rồng Đôi Tây theo phương pháp phân tích đường cong suy giảm.. Qua đề tài “DỰ BÁO KHAI THÁC CHO MỎ KHÍ - CONDENSATE RỒNG ĐÔI -

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

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

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2011

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học:

TS MAI CAO LÂN

Công Ty Dầu Khí NOEX

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

- -oOo -

Tp HCM, ngày tháng năm 2011

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: Nguyễn Thế Đường Giới tính : Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 12/04/1968 Nơi sinh: Nghệ An

Chuyên ngành: Kỹ thuật khoan, khai thác và công nghệ dầu khí

Mã Số Học viên: 10370646

Khoá (Năm trúng tuyển): 2010

I TÊN ĐỀ TÀI: DỰ BÁO KHAI THÁC CHO MỎ KHÍ - CONDENSATE

RỒNG ĐÔI - RỒNG ĐÔI TÂY, BỒN TRŨNG NAM CÔN SƠN

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Đánh giá tổng quan về địa chất, địa vật lý, địa chất mỏ, công tác phát triển mỏ và hoạt động khai thác tại mỏ Rồng Đôi – Rồng Đôi Tây, bồn trũng Nam Côn Sơn

- Cơ sở lý thuyết về dự báo khai thác bằng phân tích đường cong suy giảm

- Dự báo khả năng khai thác cho các giếng tại mỏ Rồng Đôi – Rồng Đôi Tây theo phương pháp phân tích đường cong suy giảm

- Áp dụng phần mềm MBAL (Petroleum Experts IPM) và so sánh với kết quả phân tích

dự báo bằng Excel

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:

IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Tiến sĩ Mai Cao Lân, Chủ nhiệm Bộ Môn Khoan Khai thác

dầu khí, ĐHBK TP.HCM

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔNQUẢN

LÝ CHUYÊN NGÀNH LÝCHUYÊN NGÀNH KHOA QUẢN

(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)

LỜI CẢM ƠN

Luận văn này được hoàn thành tại bộ môn Khoan và Khai thác dầu khí, Khoa địa chất dầu khí, trường Đại học Bách khoa Thành phố hồ Chí Minh Để hoàn thành luận văn này tác giả xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn:

Tiến sĩ Mai Cao Lân - Chủ nhiệm Bộ Môn Khoan Khai thác dầu khí – Khoa Kỹ

Thuật Địa chất và Dầu khí – Trường Đại học Bách Khoa TPHCM

Tác giả xin gửi lời cám ơn chân thành tới lãnh đạo và bạn bè đồng nghiệp trong Công ty điều hành chung Lam Sơn (Lamson JOC) và trong ngành Dầu khí đã chỉ dẫn và động viên trong quá trình học tập, nghiên cứu cho việc thực hiện luận văn thạc sĩ này

Tác giả cũng xin chân thành cám ơn sự tận tâm giảng dạy, giúp đỡ động viên và tạo điều kiện thuận lợi tới tập thể cán bộ, giảng viên bộ môn Khoan Khai thác dầu khí - Đại học Bách Khoa TPHCM

Cuối cùng, kính chúc quý thầy cô, bạn bè đồng nghiệp luôn dồi dào sức khỏe và vạn sự như ý!

Tp Hồ Chí Minh ngày 26 tháng 12 năm 2011

Tác giả

Nguyễn Thế Đường

sở lập nên kế hoạch sửa chữa giếng, bắn vỉa, khoan nhánh, khoan giếng mới, …vv để duy trì

sự hoạt động của giếng nói riêng và toàn mỏ nói chung

Qua đề tài “DỰ BÁO KHAI THÁC CHO MỎ KHÍ - CONDENSATE RỒNG ĐÔI

- RỒNG ĐÔI TÂY, BỒN TRŨNG NAM CÔN SƠN” tác giả đã trình bày chi tiết phần lý

thuyết có bề dày vững chắc trong dự báo khai thác cho các giếng là sử dụng các phương trình phân tích đường cong suy giảm của ARP’S Áp dụng hai phương pháp phân tích dự báo khai thác cho từng giếng tại mỏ khí- condensate Rồng Đôi- Rồng Đôi Tây là thực hiện trên Excel

và phần mềm dự báo khai thác MBAL

Thực hiện dự báo khai thác theo phần mềm MBAL dễ thao tác, nhanh chóng và linh động hơn trong việc điều chỉnh cho đường dự báo phù hợp hơn so với thực hiện trên Excel Mặt khác dự báo khai thác bằng Excel sẽ giúp hiểu được bản chất của công việc và xác định được chiều hướng suy giảm qua đồ thị Như vậy công việc dự báo khai thác cần thực hiện trên phần mềm MBAL kết hợp với việc phân tích qua Excel để góp phần nâng cao độ chính xác của bộ dữ liệu khai thác

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài và nội dung nghiên cứu 1

2 Mục đích và phạm vi nghiên cứu 2

3 Tình hình nghiên cứu đến đề tài luận văn 2

4.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

5 Tài liệu cơ sở của luận văn 4

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MỎ RỒNG ĐÔI - RỒNG ĐÔI TÂY BỂ NAM CÔN SƠN 5

1.1 Giới thiệu Chung 5

1.1.1 Địa vật lý và Địa chất mỏ 6

1.1.2 Địa chất 8

1.1.3 Cơ bản về Kế hoạch Phát triển mỏ 9

1.1.4 Hệ thống thiết bị khai thác trên giàn PUQC 10

1.1.5 Giếng khai thác tại giàn đầu giếng (WHd) 13

1.2 Tình hình khai thác ở mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây 15

CHƯƠNG II LÝ THUYẾT VỀ DỰ BÁO BẰNG PHÂN TÍCH ĐƯỜNG CONG SUY GIẢM 19

2.1 Nội dung và phân loại 19

2.1.1 Đường suy giảm mũ (exponential decline) .22

2.1.2 Đường suy giảm hyperpol (hyperbolic decline) 23

2.1.3 Đường suy giảm điều hòa (harmonic decline) 24

2.2 Lý Thuyết Về Đường cong suy giảm 33

2.1.1 V ỉa cơ chế nước đáy (Water Drive Oil Reservoirs) 33

2.2.2 Vỉa cơ chế trọng lực (Gravity Drainage Oil Reservoirs) 34

2.2.3 Vỉa cơ chế khí tự nhiên (natural gas reservoirs) 35

2.2.3.1 Khí hòa tan 35

2.2.3.2 Khí mũ khí .35

CHƯƠNG III: DỰ BÁO KHẢ NĂNG KHAI THÁC CHO CÁC GIẾNG MỎ RỒNG ĐÔI THEO PHÂN TÍCH ĐƯỜNG CONG SUY GIẢM 37

3.1 Các bước dự báo khả năng khai thác của giếng 37

3.2 Ứng dụng phần mềm Excel để dự báo khả năng khai thác giếng 39

3.2.1 Giếng RT-1P 40

3.2.2 Giếng RT-2P 43

3.2.3 Giếng RT-4P 48

3.2.4 Giếng RT-5P 50

3.2.5 Giếng RT-6P 52

CHƯƠNG IV: ÁP DỤNG PHẦN MỀM MBAL (PETROLEUM EXPERTS IPM) VÀ SO SÁNH KẾT QUẢ PHÂN TÍCH DỰ BÁO BẰNG EXCEL 55

4.1 Giới thiệu chung và cách sử dụng phần mềm MBAL 55

4.2 Các bước thiết lập cho việc dự báo khai thác 57

4.3 Kết quả thu được từ phần mềm MBAL 58

4.3.1 Giếng RT-1P 59

4.3.2 Giếng RT-2P 61

4.3.3 Giếng RT-4P 62

4.3.4 Giếng RT-5P 62

3.2.5 Giếng RT-6P 63

4.4 So sánh kết quả dự báo khai thác từ MBAL và Excel 63

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66

BIỂU BẢNG

Bảng 1.1.1 Đặc tính địa vật lý và địa chất mỏ

Bảng 1.1.3 Tóm tắt qui trình thiết kế cho sự phát triển

Bảng 1.2.1: Trữ lượng tại chỗ và thu hồi tại mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây

Bảng 1.2.2: Chế độ khai thác cho các giếng tại mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây

Bảng 1.2.3: Tổng kết số liệu khai thác mỏ RD - RDT đến tháng 12/2010

Bảng 4.4.1: So sánh Hệ số suy giảm (b) và lưu lượng suy giảm ban đầu (Di)

HÌNH VẼ

Hình 1.1: Sơ đồ mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây, bể Nam Côn Sơn

Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống khai thác tại mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây

Hình 1.3: Sơ đồ các loại giếng tại mỏ RD-RDT

Hình 2.1: Mối quan hệ giữa Hàm lượng dầu với Sản lượng cộng dồn

Hình 2.2: Mối quan hệ giữa log (hàm lượng dầu) so với sản lượng cộng dồn

Hình 2.3: Mối quan hệ của lưu lượng so với sản lượng cộng dồn

Hình 2.4: Mối quan hệ giữa Log(lưu lượng) so với sản lượng cộng dồn

Hình 2.5: Mối quan hệ giữa lưu lượng với thời gian khai thác

Hình 2.6: Mối quan hệ giữa log (lưu lượng) so với thời gian khai thác

Hình 3.1: Tiến trình công việc dự báo khai thác

Hình 3.2.1.1 Đồ thị Hàm lượng condensate với Sản lượng cộng dồn giếng RT-1P Hình 3.2.1.2 Đồ thị Hàm lượng condensate với Sản lượng cộng dồn trong giai đoạn

giếng suy giảm theo hàm mũ

Hình 3.2.1.3 Đồ thị dự báo khai thác của giếng RT-1P

Hình 3.2.2.1 Đồ thị Hàm lượng condensate với Sản lượng cộng dồn giếng

RT-2P Hình 3.2.2.2 Đồ thị Hàm lượng condensate với Sản lượng cộng dồn trong giai

đoạn sau giếng RT-2P

Hình 3.2.2.3 Đồ thị Log Hàm lượng condensate với Sản lượng cộng dồn giếng

RT-2P Hình 3.2.2.4 Đồ thị dự báo khai thác của giếng RT-2P

Hình 3.2.3.1 Đồ thị Hàm lượng condensate với Sản lượng Condensate cộng dồn

giếng RT-4P Hình 3.2.3.2 Đồ thị Hàm lượng condensate với Sản lượng khí cộng dồn của giếng

RT-4P Hình 3.2.3.3 Đồ thị dự báo khai thác của giếng RT-4P

Hình 3.2.4.1 Đồ thị Lưu lượng condensate/ khí với Thời gian khai thác giếng

RT-5P Hình 3.2.5.1 Đồ thị Hàm lượng condensate với Sản lượng cộng dồn condensate/ khí

của giếng RT-6P Hình 4.1 Màn hình của phần mềm MBAL cho việc lập cơ sở dữ liệu

Hình 4.2 Đồ thị cho giếng từ phần mềm MBAL

Hình 4.3.1.1 Dự báo khai thác với condensate cho giếng RT-1P

Hình 4.3.1.2 Dự báo khai thác với Khí cho giếng RT-1P

Hình 4.3.2 Dự báo khai thác với condensate cho giếng RT-2P

Hình 4.3.3 Dự báo khai thác với condensate cho giếng RT-4P

Hình 4.3.5 Dự báo khai thác với condensate cho giếng RT-6P

CHỮ VIẾT TẮT

RD- RDT : Mỏ Rồng Đôi – Rồng Đôi Tây

PUQC: Cụm giàn khai thác- phụ trợ- nhà ở và nén ép (Production Utility Quarter &

Compression) WHd: Giàn đầu giếng (Wellhead Drilling Platform)

IPR: Đường đặc tính dòng vào (Inflow Performance relationship)

TPR: Đường đặc tính dòng ra (Outflow (Tubing) Performance relationship)

DCS: Hệ thống thu thập và truyền tải dữ liệu (Delta V Control System)

LAN: Mạng máy tính cục bộ (Local Area Network)

VSAT Trạm vệ tinh có góc mở cực tiểu (Very small apeture terminal)

BHP (Pwf): Áp suất đáy giếng (Bottom Hole Pressure), psi

BHT: Nhiệt độ đáy giếng (Bottom Hole Temperature) 0C

WHP: Áp suất đầu giếng (Well head Pressure), psi

BHT: Nhiệt độ đầu giếng (Well head Temperature), 0C

Qg: Lưu lượng khí của giếng (Gas flow rate), MMscf/d

Qc: Lưu lượng Condensate của giếng (Condensate flow rate), Bbl/d

Qw: Lưu lượng nước của giếng (Water flow rate), Bbl/d

FWMP: Áp suất tại cụm phân dòng (Flowing Well Manifold Pressure), psi

FWMT: Nhiệt độ tại cụm phân dòng (Flowing Well Manifold Temperature), 0C

BS&W: Hàm lượng nước và chất rắn (Basic sediment and Water), %

K: Độ thấm của vỉa chứa, md

h: Độ dày của vỉa chứa, ft

T: Nhiệt độ, 0R

P- Áp suất vỉa trung bình, psi

Bo: Hệ số thành hệ của condensate, rb/stb

µo: Độ nhớt, cp

Gp: Tổng lượng khí khai thác

qt: Lưu lượng khí khai thác (MMscf/d)

qi: Lưu lượng khí ban đầu (MMscf/d)

t: Thời gian (năm)

Di: Giá trị lưu lượng suy giảm ban đầu

ta : Thời gian để đạt được lưu lương giới hạn cho phép (năm)

Npa: Lưu lượng cộng dồn tại lưu lượng giới hạn cho phép (MMStb)

Npt : Lưu lượng cộng dồn tại thời điểm t (MMStb)

qa : Lưu lượng giới hạn kinh tế cho phép (Stb/d)

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài và nội dung nghiên cứu

Mỏ Rồng Đôi- Rồng đôi Tây thuộc bồn trũng Nam Côn Sơn là mỏ khai thác khí và condensate ngoài khơi Vũng Tàu Condensate sau khi tách lọc từ hệ thống xử lý trên giàn được bơm sang tàu chứa (FSO) tại mỏ và xuất bán theo định kỳ Khí khai thác được xử lý khô

sẽ bơm vào đường ống dẫn nội mỏ rồi nhập vào đường ống Nam Côn Sơn để dẫn vào bờ tiêu thụ Tổng lượng khí xuất bán được khách hàng yêu cầu theo hợp đồng mua bán khí với định mức cung cấp theo từng ngày, từng giờ

Vấn đề cấp thiết đặt ra là bằng cách nào để dự báo chính xác lưu lượng khí- condensate của từng giếng cũng như tổng lượng khí- condensate của mỏ những tháng, năm tiếp theo và thậm chí hết đời mỏ để luôn thực hiện theo đúng hợp đồng mua bán dầu khí Mặt khác cần dự báo chính xác khả năng khai thác cho từng giếng để lập ra kế hoạch sửa giếng, bắn vỉa, khoan nhánh …vv một cách hợp lý vừa đảm bảo lưu lượng khí-condensate vừa tối ưu

về mặt kinh tế Một mỏ khai thác dầu khí hiệu quả là một mỏ phải được dự báo tốt, nhằm triển khai các phương án khai thác khác nhau tùy theo từng thời kì của vỉa, tùy chế độ năng lượng vỉa và phù hợp với điều kiện kinh tế của nhà đầu tư

Tóm lại, dự báo khai thác cho từng giếng và toàn mỏ trong tương lai để hoạt động hiệu quả và kinh tế là công tác không thể coi nhẹ, nó đóng vai trò chiến lược rất quan trọng của mỗi công ty Do mỏ khí-condensate Rồng Đôi -Rồng đôi Tây là mỏ nhỏ nên việc lập các dự báo khai thác cho giếng và mỏ trong tương lai càng hết sức cần thiết

Bằng đề tài “DỰ BÁO KHAI THÁC CHO MỎ KHÍ - CONDENSATE

RỒNG ĐÔI- RỒNG ĐÔI TÂY, BỒN TRŨNG NAM CÔN SƠN” tác giả áp dụng Phương

pháp phân tích đường cong suy giảm (Decline Curve Analysis - DCA) để dự báo khai thác cho tất cả các giếng và toàn mỏ Rồng Đôi- Rồng Đôi Tây sau một thời gian khai thác cho đến hết đời mỏ Việc phân tích dự báo khai thác dựa vào nền tảng của phần mềm Excel, đồng thời kết hợp với phần mềm chuyên dụng cho dự báo khai thác là MBAL (Petroleum Experts IPM) Việc so sánh kết quả dự báo giữa 2 phương pháp để cho kết quả dự báo khai thác chính xác cũng được thực hiện trong luận văn này

2 Mục đích và phạm vi nghiên cứu

Việc phân tích dự báo khai thác cho tất cả các giếng tại mỏ Rồng Đôi- Rồng Đôi Tây nhẳm đáp ứng được những yêu cầu cung cấp sản lượng khí và condensate cho nhà tiêu thụ, lập nên những kế hoạch sửa chữa giếng, khoan giếng hợp lý và cuối cùng là đảm bảo cho hoạt động tối ưu của mỏ với mục tiêu kinh tế cao nhất

Công tác dự báo khai thác được thực hiện cho tất cả các giếng tại mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây Sử dụng phương pháp phân tích đường cong suy giảm tiến hành trên Excel cũng như phần mềm chuyên dụng MBAL, đồng thời kết hợp so sánh hai phương pháp để tìm ra đáp án chính xác cho bài toán dự báo

3 Tình hình nghiên cứu đến đề tài luận văn

Liên quan đến đề tài này có một số bài báo sau:

- “Useful concepts for decline curve forecasting reserve estimation and analysis”

M.J.Fetkovich, E.J.Fetkovich and M.D.Fetkovich SPE, SPE Reservoir Engineering, 1996

Bài báo này cung cấp một số hướng dẫn và khái niệm cơ bản để thực hiện dự báo và xác định trữ lượng cho các giếng khai thác hay ngừng khai thác Từ đây có thể đưa ra các dự báo và quyết định một cách nhanh chóng và chính xác hơn Các nghiên cứu của Fetkovich và cộng sự thuộc Hiệp hội kỹ sư dầu khí (SPE) đã thực hiện thông qua sử dụng áp lực thành giếng không đổi, phân tích và kết hợp với phương trình cân bằng vật chất và phương trình trạng thái giả ổn định của dòng chảy khai thác để đưa ra được phương trình tỷ lệ lưu lượng và thời gian suy giảm cho các giếng dầu khí

Tuy nhiên, việc phân tích đường cong suy giảm dựa trên các phương trình của Arps luôn được coi là hoàn toàn thực nghiệm và không có các cơ sở định luật vật lý chi phối dòng chảy của dầu và khí Đây cũng chính là nền tảng lý thuyết vững chắc cho luận văn này

- “Decline curve analysis model based on fluild flow mechanisms.”

N.Horne, Kewen Li and Rolnan A SPE, Sanford University, 2003

Bài báo này thiết lập mô hình dựa trên cơ chế dòng chảy của chất lưu và sử dụng để phân tích sản lượng dầu khai thác từ các vỉa nứt gãy tự nhiên có bơm ép nước Tính thấm

tương đối và áp lực mao dẫn cũng được đưa vào mô hình này Nó còn cho thấy một mối quan

hệ tuyến tính giữa tỷ lệ dầu khai thác và dầu thu hồi hoặc dầu khai thác cộng dồn Áp dụng

mô hình dữ liệu dầu khai thác từ các loại vỉa chứa khác nhau và tìm thấy mối quan hệ tuyến tính giữa tốc độ khai thác và lượng dầu thu hồi dự kiến trong mô hình, đặc biệt là ở giai đoạn cuối đời mỏ Các giá trị của lượng dầu thu hồi tối đa được đánh giá bằng cách sử dụng các thông số được xác định từ mối quan hệ tuyến tính trên Các kết quả đã chứng minh rằng mô hình phân tích đường cong suy giảm không chỉ thích hợp cho các vỉa chứa có bơm ép nước

mà còn đối với các loại cơ chế tầng nước khác nữa Mô hình phân tích thu hồi dầu cũng đã được đề xuất và kết quả cho thấy rằng mô hình phân tích có thể phù hợp với dữ liệu dầu khai thác được thỏa đáng Bài báo cũng đã chứng minh rằng các đường cong loại phi tuyến thường sử dụng có thể được chuyển thành mối quan hệ tuyến tính trong đồ thị log-log Điều này có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tích đường cong suy giảm trong khai thác Tuy nhiên, việc ứng dụng phân tích đường cong suy giảm được sử dụng trong các mô phỏng nhưng vẫn còn nhiều hạn chế, nhất là với các vỉa có bơm ép nước

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Phương pháp phân tích đường cong suy giảm dựa trên phần mềm Excel kết hợp với chạy phần mềm chuyên dụng MBAL cho kết quả dự báo khai thác các giếng tại mỏ Rồng Đôi- Rồng đôi Tây khá chính xác và đáng tin cậy Việc dự báo khả năng khai thác của giếng nhằm tối ưu việc can thiệp, quản lý mỏ, đảm bảo hoạt động của mỏ hiệu quả và kinh tế nhất

Sử dụng các kỹ năng Excel để tạo nên các đồ thị liên hệ giữa Hàm lượng condensate (CLR) hoặc Log (CLR) với Sản lượng condensate/khí cộng dồn để phân tích dạng đường cong suy giảm Tạo đồ thị giữa Lưu lượng condensate/khí theo thời gian khai thác để tính toán khả năng khai thác của giếng, thời gian giếng ngưng hoạt động do chạm mức kinh tế tối thiểu Phân tích dự báo bằng Excel sẽ hiểu rõ hơn bản chất của công tác dự báo khai thác Với phần mềm MBAL thực hiện được những ứng dụng sau:

• Dự báo sử dụng bảng tổng hợp lưu lượng hoặc tổng hợp áp lực giếng và cụm phân dòng

• Dự báo mức độ từng giếng và toàn mỏ

• Xác định khi giếng xuất hiện nước

• Dự báo áp lực suy giảm, tỷ số khí/dầu (GOR) khai thác

• Các hiệu ứng lâu dài của các quyết định hoàn thiện cho nén ép, bơm nước hoặc khí, tái sử dụng khí

5 Tài liệu cơ sở của luận văn

Luận văn này sử dụng một phần các tài liệu liệt kê sau:

1 Báo cáo khai thác hàng tháng, hàng năm của mỏ Rồng Đôi-Rồng Đôi Tây

2 Các bài báo SPE liên quan đến nội dung luận văn

3 Các tài liệu về hợp đồng cung cấp khí giữa các bên liên quan (GSPA)

4 Các tài liệu thử cho từng giếng khai thác tại mỏ Rồng Đôi – nhóm Đốc công và Kỹ sư khai thác

5 Các báo cáo về địa vật lý, địa chất, công nghệ mỏ, khoan và khai thác liên quan đến mỏ Rồng Đôi-Rồng Đôi Tây

6 Các phương trình phân tích đường cong suy giảm để dự báo khai thác của Arp’s

7 Nhóm số liệu trực tuyến thông qua hệ thống lưu trữ và truyền số liệu DCS (Delta V Control System)

8 Phần mềm chuyên dụng dự báo khai thác MBAL thuộc Petroleum Experts IPM

9 Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây Field Development Plan – Nhóm chuyên gia và các kỹ sư

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MỎ RỒNG ĐÔI – RỒNG ĐÔI TÂY

BỂ NAM CÔN SƠN 1.1 Giới thiệu Chung

Mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây nằm cách khoảng 320 km về hướng Tây- Nam thành phố vũng Tàu và được phát hiện lần lượt vào 1995 và 1996 bời Công ty A Ngày khai thác dòng sản phẩm (khí, condensate) đầu tiên là ngày 25/12/2006 Các thiết bị và đường ống tại mỏ được thiết kế để vận chuyển trung bình 130 triệu bộ khối khí/ ngày và

có dung lượng khai thác tối đa là 175 triệu bộ khối khí/ ngày trong chu kỳ ngắn

Mục tiêu của phát triển mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây là thiết kế, lắp đặt, khai thác và vận chuyển khí theo đường ống cho bên mua (PetroVietnam) theo những điều khoản của thỏa thuận mua bán khí (GSPA) Công ty A định hướng thực hiện tất cả các công việc liên quan theo các tiêu chí:

để lắp đặt hệ thống nén phụ trợ sau khoảng 14 năm khai thác Một tàu chứa nổi (MV-12)

có dung tích 300000 thùng được lắp đặt tại mỏ để chứa condensate tạm thời trước khi xuất bán qua tàu mua theo định kỳ

Hoạt động khoan và sửa chữa lớn được thực hiện bằng giàn khoan tự nâng (Jack Up) Giàn khoan được sử dụng đáp ứng mọi thời tiết do đó cho phép khoan liên tục qua chu

kỳ thời tiết xấu từ tháng 11 đến tháng 2 Tính kinh tế của mỏ bao gồm khoan 6 giếng khai thác ban đầu, tiếp theo là 3 giếng và 6 lỗ (slot) dự phòng

Sau khi tách ra từ hệ thống xử lý trên giàn, khí khai thác được bơm theo đường ống nội mỏ rồi nối vào đường ống Nam Côn Sơn và chuyển về đất liền tại Dinh Cố, Vũng Tàu Condensate được bơm vào tàu chứa tại mỏ và xuất bán theo định kỳ Nước được

sự phức tạp của mảng đứt gãy Sư va chạm mảng với các mảng Kalimantan về phía đông dẫn đến nén và đảo ngược cấu trúc nhỏ tại cuối Miocen giữa Trong Miocen muộn

và Holocene, tiếp tục lún có kết quả là một lớp phủ dày, tương đối không bị xáo trộn, siltstone biển và claystones qua lưu vực sông

Thăm dò địa chấn 2D được thực hiện vào năm 1992 trước khi khoan những giếng thăm dò

Thăm dò địa chấn 3D được thực hiện vào năm 1996, xử lý và minh giải giữa năm

1997 Mục đích của thăm dò địa chấn 3D là làm chính xác vị trí giếng thẩm lượng và nâng cao bản đồ vỉa chứa

Phát hiện được một số vấn đề trong số liệu địa chấn 3D Dữ liệu đã được xử lý lại, xem xét bổ sung chính xác cho kế hoạch phát triển mỏ Nó chỉ ra rằng sự phản ánh chất lượng kém về độ sâu như là vỉa chứa mỏ Rồng Đôi sâu hơn không thể khớp trực tiếp với

dữ liệu địa chấn Tuy nhiên một số trường hợp địa chấn tốt được thể hiện trong những mặt cắt nông hơn và chúng có thể được sử dụng ép buộc tin cậy trên bản đồ với những tầng sâu hơn

Nghịch đảo độ sâu được hoàn thành sử dụng tiếp cận nhiều tầng trên dữ liệu vận tốc

từ các giếng RD-1X và RDT-1X Nguồn chính không rõ ràng trong nghịch đảo độ sâu là

sự xuất hiện đứt gãy chính Đông-Tây đi qua diện tích mỏ Mô hình nghịch đảo độ sâu

cơ bản của đứt gãy này với tốc độ khoảng thời gian và độ nhạy qua tốc độ này không đổi chỉ ra không có ảnh hưởng lớn nào đến thể tích vỉa, nhưng không chắc chắn vị trí ngang của khí và ranh giới phía trong và ngoài khí/ nước

Nghiên cứu chi tiết địa vật lý sử dụng mẫu lõi và dữ liệu đo log được thực hiện Các tiêu chí sau đây đã được áp dụng để xác định thể tích tầng chứa thực:

Áp suất tầng chứa 5426 psia (373 barg) 3780 psia (260 barg)

Bảng 1.1.1 Đặc tính địa vật lý và địa chất mỏ

Thông tin này làm nổi bật sự phức tạp liên quan với sự phát triển của các tầng chứa khác nhau như có một mức độ quan trọng của tính không đồng nhất trong mỏ này và sự không chắc chắn liên quan đến nó và các vấn đề lập bản đồ trước đó đã đề cập phải được xem xét trong kế hoạch phát triển Công ty A đã sử dụng một mô hình mô phỏng tầng chứa Eclipse để tối ưu hóa kế hoạch phát triển Cơ chế khai thác cơ bản được xem xét cho những tầng chứa là giảm áp, nhưng độ nhạy với sự tràn vào của tầng nước ngầm cũng được phân tích

Đá Reservoir mỏ Rồng Đôi và Rồng Đôi Tây bao gồm cát kết và phiến sét xen kẹp của điệp Dừa Miocen sớm và giữa Chúng được phong hóa ở vùng thấp hơn thuộc đồng bằng ven biển đến môi trường biển cận biên Kể từ khi loại hình này của môi trường trầm tích có thể dẫn đến thay đổi nhanh chóng-mặt bên và các biến thể về chất lượng vỉa chứa, trình tự địa tầng đã là chủ đề nghiên cứu chuyên sâu cho Công ty A Nguồn đá là các vỉa than xen kẹp và phiến sét than Cấu trúc của mỏ Rồng Đôi Tây là một kéo dài, đứt gãy xu hướng tây bắc - đông nam giới hạn nếp lồi đóng Trong mặt cắt ngang, cấu trúc Rồng Đôi Tây có hình thức một "keystone", được bao bọc bởi hai đứt gãy bình thường Mỏ Rồng Đôi bao gồm một khối đứt gãy nhúng nghiêng về phía đông bắc khoảng 1-2 độ từ đứt gãy có xu hướng phía tây bắc về phía đông nam

1.1.2 Địa chất

Mô hình trầm tích hiện tại được phát triển bởi áp dụng sự kết hợp chuỗi địa tầng học, sinh địa tầng, phân tích mẫu lõi, bản đồ đẳng dày và phân tích cáp tời Kết quả mô hình cho thấy trầm tích được tạo ra trong môi trường miệng châu thổ chỉ ra ảnh hưởng của biển và các thực vật Thủy triều ảnh hưởng mạnh đến vùng châu thổ minh chứng bởi các cấu trúc trầm tích như các nếp uốn nhỏ và các tầng cắt hai hướng

mỏ Nếu các kênh này không hiện hữu thì bản đồ cho vỉa chứa thực và rìa ở phần phía nam điệp Dừa của mỏ có thể quá lạc quan Do đó tiềm năng cho khí tại vị (GIIP) giảm

và vỉa chứa nghèo hơn liên tục về phía nam của mỏ Rồng Đôi

Lịch sử cấu trúc kỷ thứ 3 của bồn trũng Nam Côn Sơn, có thể được chia thành ba giai đoạn khác nhau của đứt gãy và nếp uốn :

• Eocene đến Oligocene

• Miocen sớm nhất đến Miocen giữa

• Miocen muộn đến gần đây

Đứt gãy Eocene đến Oligocen liên quan đến đứt gãy được tạo từ khối xoay và cấu trúc lớn được mô tả Nhiều đứt gãy có xu hướng bắc-nam, nhưng có một số đứt gãy về phía đông bắc - tây nam và khu vực đứt gãy đông-tây ở phía nam Những khối đứt gãy xoay onlapped bởi trầm tích Oligocene trẻ hơn và Miocen sớm Đi qua hầu hết Miocen sớm, đứt gãy bị ngừng trừ một số ít đứt gãy chính biên giới khối nén Đi qua những đứt gãy này được xem là độ dày thay đổi trong các trầm tích Miocen thấp hơn qua những đứt gãy Trong hầu hết các Miocen sớm, khu vực sụt lún xảy ra với một số đứt gãy nhỏ Sự lún khu vực này trùng hợp với hiện tượng biển tiến khu vực trong bồn trũng khác, ví dụ, Sét Rotalia trong bồn trũng Cửu Long (Mekong) đã được trầm tích hóa tại thời điểm này

1.1.3 Cơ bản về Kế hoạch Phát triển mỏ

Kế hoạch Phát triển mỏ (FDP) được tạo ra để phát triển kinh tế mỏ với sự xem xét tính rủi ro và không chắc chắn ở dưới mỏ và trên bề mặt, mà được phát hiện trước và trong khi lập kế hoạch

Những điểm không chắc chắn cơ bản ở dưới mỏ là:

- Mức độ liên kết từng vỉa với nhau trong mỏ

- mức độ xâm lấn của nước tới những tầng khác nhau làm giảm áp suất

- Khí tại chỗ ban đầu (GIIP) dự báo khác nhau do những tính không chắc chắn về địa chất

Công Ty A đã phát triểm mô hình mô phỏng công nghệ mỏ và chạy một số trường hợp

để xác định số lượng các rủi ro này và thỏa mãn với những kết quả thu được

Những điểm không chắc chắn cơ bản ở trên bề mặt là:

- Khả năng hòa trộn khí khai thác từ những tầng khác nhau để làm giảm sự cần thiết để tách khí CO2 mà vẫn đảm bảo qui trình bán khí;

- Khả năng khoan, hoàn thiện, khai thác giếng một cách kinh tế mà vẫn đảm bảo yêu cầu quản lý mỏ;

Kế hoạch khẩn cấp được kết hợp vào việc thiết kế của tất cả các thiết bị và riếng biệt với những danh mục ở trên

Sản lượng hợp đồng hàng ngày 130 MMscfd khí xuất chất lượng Dung tích xử lý khí tối đa Khí ướt đi kèm với 175 MMscfd khí

xuất chất lượng

Điểm sương (dewpoint) của nước Tối đa là -100C ở 1030 psia (70 barg)

Áp suất hoạt động tối thiểu tại chạc Y đường

ống Nam Côn Sơn

1175 psia (80 barg)

Áp suất hoạt động tối đa tại chạc Y đường ống

Nam Côn Sơn

Côn Sơn

Bảng 1.1.3 Tóm tắt qui trình thiết kế cho sự phát triển

1.1.4 Hệ thống thiết bị khai thác trên giàn PUQC

Dòng chất lưu tại mỏ Rồng Đôi và Rồng Đôi Tây được thu gom tới Giàn đầu giếng từ

6 giếng khai thác, trong đó có 5 giếng tại mỏ Rồng Đôi (RT-1P, RT-2P, RT-3P, RT-4P

& RT-5P) và 1 giếng tại mỏ Rồng Đôi Tây (RDT-1P) Các giếng này được phân nhánh tại cụm Manifold và dẫn qua cầu tới giàn Xử lý Phụ trợ Nén ép và Nhà ở (PUQC)

Hệ thống tách lọc khí và lỏng

- Chất lưu khi dẫn qua PUQC sẽ được cho vào các bình tách 2 pha (khí và lỏng) :

- Bình tách cao áp (HP separator) với áp suất khoảng 100 bars, hầu hết các giếng sẽ đi vào bình này

- Bính tách thử (Test separator) với công suất 50 triệu feet khối khí/ngày, thiết kế chỉ 1 giếng duy nhất được đi qua để kiểm tra các thông số của mỗi giếng như lưu lượng pha khí và pha lỏng ứng với độ mở côn, áp suất và nhiệt độ đầu giếng, …vv

- Bình làm lạnh tương tác Glycol (Glycol Contactor Inlet cooler) làm lạnh khí từ khoảng

650C đến 400C rồi dẫn qua bình tương tác Glycol Chất lỏng được tách ra từ khí qua lưới lọc hiệu quả cao đi xuống phía đáy bình tương tác Glycol

- Bình chứa condensate (Condensate surge drum) Chất lỏng tách ra từ các bình tách sẽ đưa về bình chứa này Bình được thiết kế để khử tiếp lượng khí còn lại trong chất lỏng cũng như một lượng nước ở đây Condensate sau khi được tách nước sẽ đi qua bình ổn định (Condensate stabilizer) trước khi bơm sang FSO

- Xử lý nước (Water treatment): Nước được tách ra từ các bình Condensate tới các bình

xử lý nước (làm sạch) trước khi xả ra biển

Hệ thống làm khô khí, nén và xuất (Gas dehydration, compression and export)

- Làm loại bỏ bất kỳ chất lỏng nào trong hỗn hợp khí đã được làm lạnh Màng lọc bên trong với hiệu quả cao làm tách tối đa chất hơi hoặc lỏng

- Thiết bị hoạt động ở khoảng 98 bars và thiết kế làm khô khí đến điểm sương của nước (water dew-point) ở -100C và 70 bars

- Bình tách thấp nhiệt (LTS) đảm bảo rằng khí khi đi qua đạt được yêu cầu về điểm sương của Hydrocarbon

- Khí khô đạt tiêu chuẩn được đưa đến Hệ thống nén khí xuất (Export Gas Compressor) để bơm vào đường ống nội mỏ rồi tới đường ống NCS về bờ tiêu thụ

Hệ thống nước biển (Seawater System)

- Nước biển được nâng lên sàn Cellar bởi 2 Bơm nâng (Seawater Lift Pump) từ 50 m dưới mực nước biển Tất cả giàn làm lạnh sử dụng khí Bơm nâng tạo ra áp suất dương cho

hệ thống cứu hỏa toàn giàn

- Bơm nâng cũng cung cấp lượng nước cần thiết vào Máy sản xuất nước sạch dùng sinh hoạt cho toàn giàn

Hệ thống Diesel (Diesel System) bao gồm:

- Máy xử lý diesel

- Diesel chưa qua xử lý (raw diesel)

- Diesel đã qua xử lý (Diesel treatment) sử dụng cho máy ly tâm

- Tháp cần cẩu dùng chứa diesel đã qua xử lý

- Bơm chuyển diesel

Các hệ thống khác

Ngoài ra còn có một số hệ thống phụ trợ khác như:

- Hệ thống nhiên liệu máy bay (Aviation Fuel Systems)

- Hệ thống nước sinh hoạt

Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống khai thác tại mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây

1.1.5 Giếng khai thác tại giàn đầu giếng (WHd)

Mỏ Rồng Đôi ban đầu được khoan và khai thác với 5 giếng: RT-1P, RT-2P, RT-3P, RT-4P, RT-5P còn mỏ Rồng Đôi Tây chỉ được khai thác với một giếng RDT-1P Các giếng khai thác tại Rồng Đôi – Rồng Đôi Tây được thiết kế làm 2 loại:

- Giếng khoan xiên định hướng

- Giếng khoan ngang

Tầng chứa sản phẩm chủ yếu tập trung ở Mioxen hạ bao gồm các tập sét mỏng đan xen, phân tách tầng sản phẩm thành nhiều vỉa mỏng tách biệt nhau, từ đó tạo ra sự khác biệt về điều kiện vỉa trong tầng sản phẩm Bề dày các vỉa sản phẩm khoảng từ 4 mét tới

15 mét Các giếng khai thác khí và condensate tại mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây đều

được hoàn thiện hỗn hợp các vỉa - commingle completion (Hình 1.3)

Hình 1.3: Sơ đồ các loại giếng tại mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây

Kế hoạch phát triển ban đầu với 6 giếng khoan khai thác, sau đó khoan thêm hai hoặc ba giếng Tuy nhiên, các vỉa chứa phức tạp, bao gồm tính chất khác nhau của đá trong một khu vực bị đứt gãy cao, cho thấy khả năng của giếng bị mất trữ lượng Do đó, Công ty A đã lựa chọn để thiết lập một giàn cho lên đến 15 giếng Thiết kế giếng cũng được đề xuất là một thiết kế giếng định hướng thông thường để

từ nhiều vỉa chứa (commingled) Đo Log khai thác sẽ được chạy định kỳ để phân bổ khai thác từ các vỉa cát khác nhau

1.2 Tình hình khai thác ở mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây

Mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây thuộc bồn trũng Nam Côn Sơn, đang khai thác khí và condensate

Dòng khí đầu tiên được bơm hòa đường ống NCS vào ngày 25/ 12/ 2006 Lúc đầu khai thác với chỉ 2 giếng RT-1P (từ 4/ 10/ 2006)và RT-4P (từ 1/ 1/ 2007) Hệ thống xử

lý làm việc ổn định cho 2 giếng ban đầu với lưu lượng khí khai thác trung bình là 2,22 MMSCMD trong khi lượng khí xuất bán qua đường ống NCS là 2,1 MMSCMD Lưu lượng Condensate trung bình qua FSO là 2685 BCPD

Các giếng khai thác được tiếp tục khoan và kết nối vào khai thác lần lượt cho các giếng RT-5P (từ 29/ 3/ 2007), RT-2P (từ 13/ 4/ 2007), RT-3P (từ 1/ 5/ 2007) và RDT-1P (từ 11/ 5/ 2007)

Sau một thời gian khai thác vào tháng 4/ 2008 hệ thống xử lý làm việc ổn định cho cả

6 giếng với lưu lượng khí khai thác trung bình là 3,83 MMSCMD trong khi lượng khí xuất bán qua đường ống NCS là 3,77 MMSCMD Lưu lượng Condensate trung bình qua FSO là 4163 BCPD

Trữ lượng tại chỗ và thu hồi được lập sau một tháng khai thác (tháng 1 năm 2007)

được biều thị trong Bảng 1.2.1 sau:

Trữ lượng tại chỗ và thu hồi

GIIP (MMscf)

Thu hồi (%)

Bảng 1.2.1: Trữ lượng tại chỗ và thu hồi tại mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây

Trữ lượng khí tại chỗ (GIIP) và trữ lượng condensate tại chỗ (CIIP) lấy từ số liệu mô phỏng thực hiện vào năm 2005 Khí và condensate ban đầu được khai thác từ các vỉa

Bảng 1.2.2: Chế độ khai thác cho các giếng tại mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây

Khí khai thác xuất bán cho khách hàng được đo hàng ngày cả tại mỏ cũng như tại đất liền và được phân bổ chính thức, cân chỉnh giữa các mỏ và đất liền theo từng tháng Condensate được bơm sang tàu chứa (FSO) tại mỏ và được xuất bán theo lịch trình Các

số liệu khai thác cụ thể tính từ đầu khai thác đến hết tháng 12/2010 được tổng hợp trong

Bảng 1.2.3 dưới đây:

Bảng 1.2.3: Tổng kết số liệu khai thác mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây đến tháng 12/2010

CHƯƠNG II: LÝ THUYẾT VỀ PHÂN TÍCH ĐƯỜNG CONG SUY GIẢM

Decline Curve Analysis (DCA) 2.1 Nội dung và phân loại:

Các đồ thị dữ liệu theo dõi cung cấp thời gian đánh giá, tần số sử dụng kỹ thuật để đánh giá sản lượng thu hồi và trữ lượng từ giếng, vỉa hoặc khu vực Các đường cong trên đồ thị thường được gọi là “đường cong suy giảm’’ có thể được ngoại suy để xác định trữ lượng

còn lại và sản lượng còn lại cho tới hết đời sống của mỏ, dựa trên một giới hạn kinh tế

Phân tích hệ số suy giảm trong khai thác là phân tích theo hướng của sự suy giảm những đặc tính khai thác Đó là đồ thị lưu lượng với thời gian, hàm lượng dầu (oil cut) với lưu lượng cộng dồn, lưu lượng với lưu lượng cộng dồn cho giếng và vỉa chứa Năm 1975 đến năm 2005 nhiều phương pháp khác nhau trong việc nghiên cứu phát triển cho ước tính sản lượng vỉa Các kết quả của những phương pháp này là cơ sở cho phương hướng cân bằng vật chất tính toán suy giảm và phân tích loại đường cong kỹ thuật Đây được gọi là kỹ thuật phân tích đường cong suy giảm Phân tích đường cong suy giảm là 1 trong những phương pháp sử dụng rộng rãi nhất từ việc phân tích dữ liệu đã làm việc trong đánh giá vỉa, dự báo khai thác trong tương lai gần Phân tích đường cong suy giảm giả định những hướng đã khai thác và những hệ số hiệu chỉnh sẽ tiếp tục phát triễn trong tương lai Do vậy có thể ngoại suy và mô

tả qua sự thể hiện bằng các phép tính toán

Mục đích của phương pháp là này tính toán ngoại suy Ước tính của sự thực hiện trong tương lai là những hệ số, là nguyên nhân thay đổi trong những việc đã thực hiện theo những điều kiện giả định Suy giảm trong lưu lượng dòng chảy sẽ hoạt động theo hướng như vậy trong tương lai.Những đường cong suy giảm đặc trưng bởi 3 hệ số:

- Lưu lượng khai thác ban đầu, hoặc lưu lượng tại 1 số thời điểm cụ thể

- Độ cong của đường suy giảm

- Lưu lượng suy giảm ban đầu

Đường cong suy giảm sử dụng những dữ liệu khai thác đã xảy ra để thiết lâp định hướng cho khai thác trong tương lai Những thông tin ở tương lai được giả định bằng mô phỏng với lịch sử phát triển của giếng Thay đổi chiến lược phát triển của mỏ hoặc mở ra hướng khai thác có thể thay đổi hiệu suất trong tương lai từ việc xác lập xu hướng đó Đường cong suy giảm của tỷ lệ khai thác dầu khí thường được dùng để dự đoán về quá trình khai thác, kế hoạch phát triển mỏ, chính sách khai thác và cơ chế di chuyển cùng nhau, xác định

hệ số thu hồi dầu khí tối ưu Biểu đồ khai thác thường thể hiện những dữ liệu lịch sử khai thác, phản ánh những trở ngại của các hoạt động và trong thang tỷ lệ logarit nó tương đối không nhạy cảm với việc thay đổi của giá trị tuyệt đối Nó được nhận thấy rằng việc kéo một đường thẳng đi qua các dữ liệu rời rạc trong thang logarit là khá nhạy cảm và phụ thuộc và

sự lựa chọn mang tính cá nhân của người kỹ sư Mặc dù thuyết về công cụ đường thẳng, có rất nhiều những điểm ngoài đường cong suy giảm Đánh giá của kỹ sư là cần thiết cho mỗi trường hợp khác biệt khi mà trạng thái theo dõi phản ánh đúng điều kiện vật lý vỉa và phương pháp ngoại suy khả thi, một cách chung không có công cụ chuẩn hay tiến trình công việc cụ thể

Tất cả phương pháp suy giảm có thể được tính bằng phương trình hyperbol sau:

bD t

=

+ ( 2 1 )

Với: qt: Lưu lượng dầu khai thác (Stb/d)

qi: Lưu lượng dầu ban đầu (Stb/d)

t: Thời gian (năm)

Di: Giá trị lưu lượng suy giảm ban đầu

Dựa vào hệ số suy giảm, ARP’S đã chia 3 loại đường cong suy giảm là hàm mũ (exponential), hàm hyperbol và hàm biến thiên điều hòa (harmonic) Các dữ liệu khai thác có thể điều chỉnh hợp lý theo thời gian bởi phương trình trên khi hệ số b mang những giá trị sau:

- Hyperbol khi 0<b<1

ARP’S không đưa ra lý do vật lý cho 3 dạng suy giảm, ông chỉ chỉ ra rằng suy giảm dạng mũ là phổ biến và hệ số b thường trong khoảng 0-0,5 Golan và Whitson và một số nhà nghiên cứu khác cho rằng b=0,3 là vỉa cơ chế mũ khí và b=0,5 là vỉa cơ chế nước hoặc là trọng lực Russell, Perry và Brustkotter theo dõi qua trình của giếng khí trong suốt quá trình suy giảm và nhận ra rằng khi b=0,5 là hệ số phổ biến cho dạng suy giảm hyperbol Hệ số b là

hệ số suy giảm được xác định bởi cơ cấu năng lượng vỉa

Giá trị của b:

- Công thức dự đoán cho 1 sản lượng cộng dồn vô hạn cho tất cả giá trị b>1, cho giếng sản xuất mãi mãi

- Công thức dự báo cho 0≤ b≤1 dự báo sản lượng cộng dồn hữu hạn

- Khai thác tại b>1 có thể xảy ra cho dòng chảy chuyển tiếp nhưng nó không thể dự báo từ 1 dữ liệu khai thác khi dòng chảy chuyển tiếp kết thúc vì thế dự báo sử dụng b>1 cần nên tránh sử dụng

- Đặc biệt khi b=0 gọi là đường hàm mũ

- Và khi b= 1 thì gọi là đường điều hòa

Giá trị của b được tính như sau:

Bảng 1: Xác định hệ số suy giảm của b cho từng loại vỉa có đặc điểm khác nhau

Không xác định được - Khi dòng chảy chuyển tiếp hoặc vô hạn

0 - Vỉa dầu trên điểm bọt khí

- Giếng nghiêng dưới tác động của trọng lực

- Vỉa khí có áp suất cao

- Giếng có tỷ số áp suất đáy giếng trên áp suất đầu giếng khoảng 1

- Vỉa dưới tác dụng của cơ chế khí hòa tan với tỉ

số Kgas/ Koil không thích hợp

- Bơm ép nước kém duy trì áp suất không hiệu quả0.3 - Đặc trưng cho cơ chế khí hòa tan

- Vỉa dưới tác dụng của cơ chế khí hòa tan với tỉ số Kgas/ Koil thích hợp

0.4 – 0.5 - Giếng khí với tỉ số áp suất đáy giếng/ áp suất vỉa

ban đầu thấp khoảng 0-0.1

- Vỉa dầu với mũ khí lớn 0.5 - Cơ chế trọng lực với bề mặt tự do

- Vỉa dầu dưới tác dụng của bơm ép nước hay độ nhớt của dầu thấp tới trung bình

0.67 - Vỉa dầu phân tầng không có hiện tượng thấm

ngược

0.7 – 0.8 - Vỉa phân lớp và không có hiện tượng thấm ngược

1 -Vỉa dầu được bơm ép nước rất tốt (áp suất vỉa ổn

định) hay dầu có độ nhớt cao

Không phải giếng nào cũng theo dạng suy giảm mũ trong suốt quá trình khai thác Trong một số trường hợp, suy giảm hyperbol từng bước được nhận ra khi mà tỉ lệ thời gian diễn ra hơn thời gian được dự tính từ giải pháp phân tích Nghĩa là suy giảm hyperbol là kết quả của

cơ chế tự nhiên hay nhân tạo được tạo nên bởi sự trương nở của dầu và khí nén ép Suy giảm hyperbol được biểu hiện khi cơ chế của vỉa là khí, mũ khí hay cơ chế nước Nó còn biểu hiện khi cơ chế tự nhiên có sự xâm nhập của nước và khí Trong một số trường hợp, sự xuất hiện của cơ chế này có nghĩa là hệ số thu hồi được cải thiện hơn với cơ chế giãn nở tự nhiên, chủ yếu phục thuộc vào áp suất

2.1.1 Đường suy giảm mũ (exponential decline):

Nó được dùng cho giếng khai thác tốt có áp suất đáy không đổi bởi việc giãn nở của dầu

và khí, ví dụ vỉa cơ chế nén khí trên điểm áp suất điểm bọt khí Ngoại lệ, có trường hợp mà vỉa dầu mà dưới điểm bọt khí thì suy giảm dường như suy giảm tỷ lệ không đổi nếu đó là vỉa nén khí Tuy nhiên, thường thì đa số là suy giảm hyperbol Rõ ràng tỷ lệ suy giảm thường thấp hơn quá trình phía trên điểm bọt khí Giếng khí trong những giai đoạn phát triển sau, khi

mà áp suất vỉa gần với áp suất đáy thường là hàm mũ suy giảm Khi b=0 thì các công thức được ARP’S đưa ra:

D

=

( 2 5)

i a pa

2.1.2 Đường suy giảm hyperpol (hyperbolic decline):

Đối với giếng mà cơ chế trọng lực là cơ chế chính của suy giảm hyperbol với hệ số là 0,5

là xấp xỉ gần đúng Đối với giếng khí mà khai thác với tỷ lệ tương đối ổn định sẽ có 1 điểm

mà áp suất thấp nhất mà ống dẫn và máy nén có thể đạt được Sau điểm này, giếng sẽ khai thác với tỷ lệ suy giảm Nếu áp suất đáy nhỏ hơn nhiều so với áp suất vỉa trung bình, đường suy giảm có thể gần như là suy giảm hyperbol với b=0,5 Khi 0< b<1 thì các công thức được ARP’s đưa ra:

i t i

q r

i

r t

2.1.3 Đường suy giảm điều hòa (harmonic decline)

Một ví dụ của loại suy giảm này là cơ chế nước dầu độ nhớt cao Với tỉ lệ độ nhớt cao tương phản với khả năng di chuyển kém dẫn tới sự xâm nhập nước sớm Khối dầu thu được

sẽ ở tỷ lệ nước dầu cao Nếu sản lượng chất lưu không đổi thì sản lượng dầu suy giảm và suy giảm này là suy giảm điều hòa Độ nhớt, như là sự phản ảnh của khả năng di chuyễn sẽ ảnh hưởng tới độ lệch của đường suy giảm điều hòa Đối với dầu độ nhớt thấp thì độ lệch từ

đường cong suy giảm điều hòa có thể bắt đầu trước khi giới hạn kinh tế phần nước thu được

Khi b=1 thì các công thức được ARP’s đưa ra:

i t

i

q q

D t

=

( ) i ln( )i p

q r

Với: ta : Thời gian để đạt được lưu lương giới hạn cho phép (năm)

Npa: Lưu lượng cộng dồn tại lưu lượng giới hạn cho phép (MMStb)

Npt : Lưu lượng cộng dồn tại thời điểm t (MMStb)

qa : Lưu lượng giới hạn kinh tế cho phép (STB/D)

Phân tích suy giảm và đánh giá dự trữ dựa vào phân tích suy giảm nên có một nền tảng

tốt về hiểu biết các yếu tố ảnh hưởng tới suy giảm Không nên dùng các phương pháp suy

giảm giống nhau cho tất cả các mỏ và các cơ chế Đặc biệt, việc chuyên dùng suy giảm hệ số

mũ cho cơ chế nước vỉa, khí hay trọng lực không chính xác về kỹ thuật và thực nghiệm

Dùng suy giảm hệ số mũ trong quá trình tăng trữ lượng với hiệu suất dàn trải (ví dụ, xâm

nhập nước) sẽ đánh giá thấp đi hệ số thu hồi tối ưu Phân tích suy giảm hệ số mũ không nên

được sử dụng vô ý thức, mặc dù nó có thể là truyền thống hoặc là phương pháp phân tích suy

giảm đơn giản nhất

Phân tích suy giảm có thể áp dụng được như là một kỹ thuật, khi mà tham số thể tích

thay đổi chậm và độ thấm tương đối ảnh hưởng tới hệ số dầu Để sử dụng thích hợpkỹ thuật

suy giảm để dự đoán hệ số dầu, mối liên kết với suy giảm ngập nước cùng thời kỳ nên tuân theo tiêu chuẩn sau

- Tỷ lệ độ rỗng thay thế phải gần như bằng 1

- Áp suất vỉa nên ổn định

- Áp suất khai thác giếng nên ổn định

- GOR nên ổn định

- Lượng water-cut nên trên 50%

- Tổng số giếng ổn định

- Thể tích nước xâm nhập tích lũy nên > 25% thể tích lỗ rỗng hydrocarbon

Vì có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng và kết quả dữ liệu rời rạc trong biểu đồ suy giảm, vì thế nên sử dụng nhiều loại kỹ thuật về đường cong suy giảm Phương pháp suy giảm quy ước bao gồm log (qo) so với t, qo/log(qo) so với Np, Hàm lượng dầu (Oil cut) hoặc log oil cut với Np Hơn thế nữa yếu tố thu hồi so với thể tích lỗ rỗng hydrocarbon xâm nhập và WOR

so với phương pháp nước xâm nhập tích lũy thường được khuyến khích để nâng cao về kỹ

thuật suy giảm

Không có phương pháp suy giảm hay dạng phương trình suy giảm nào dự đoán chính xác thu hồi tối ưu vào thời kỳ ban đầu của đời mỏ Trong trường hợp mỏ thật, tham số thể tích thay đổi dàn trải, độ thấm tương đối và hệ số chất lỏng xâm nhập có ý nghĩa về giai đoạn sớm mà dựa vào đường cong suy giảm không hữu dụng Mô phỏng và phương pháp phân tích và sự tương tự là cách duy nhất tiêp cận mà có khả năng phù hợp để dự đoán chính xác

về diễn biến của giai đoạn Tuy nhiên, biểu đồ các yếu tố phục hồi so với trữ lượng hydrocacbon trong lỗ rỗng và log(q0) so với Np cho một dự đoán chính xác hơn về diễn biến sớm trong giai đoạn ngập nước hơn là dùng phương pháp log(q0) so với thời gian

Mỗi loại là một đường cong suy giảm có một độ cong khác nhau mô tả hình dạng đặc trưng của mỗi loại đường cong suy giảm khi lưu lượng dòng chảy với thời gian hoặc với lưu lương cộng dồn trên tọa độ đề các

Đặc trưng chính của đường cong suy giảm có thể sử dụng lựa chọn mô hình suy giảm lưu lượng dòng chảy cho thích hợp cho mô tả mối quan hệ của hệ thống lưu lượng với thời gian của hydrocacbon

Từ công thức chính (2.1) và các công thức sản lượng cộng dồn, và Oil cut, ta có thể xác lập mối quan hệ của chúng, từ đó có thể dự đoán vỉa đang suy giảm theo khuynh hướng nào và có thể lựa chọn được hướng phù hợp cho việc khai thác diễn ra trong tương lai Với Oil cut được định nghĩa là bằng tỷ lệ của lưu lượng dầu thu được trên lưu lượng của chất lỏng khai thác được Sau đây là một trong nhiều cách để xác định giai đoạn khai thác của giếng đang được ứng dụng rộng, chứng minh những giả thuyết này, và áp dụng cho các công tác dự báo ở chương sau:

Hình 2.1 cho thấy được đồ thị giữa tỷ lệ dầu và sản lượng cộng dồn sẽ có 2 dạng 1 là thẳng 2 là cong, mức độ cong của nó còn phụ thuộc vào hệ số b

Chứng minh giả thuyết:

i

q

D − b = A,

1 b i

q − = B, C = (1-b)

Phương trình có dạng Np(t)=A(B-qt c ) =A(B- c

liquid

Với Np là 1 hàm mũ, nên đồ thị là đường cong

Hình 2.1: Mối quan hệ giữa Hàm lượng dầu với Sản lượng cộng dồn

* Harmonic : chứng minh tương tự với b=1, thì phương trình

( ) i ln( )i p

Np(t) = A*ln(B*

liquid

q oilcut ) Phương trình có dạng đường cong