CHƯƠNG II LÝ THUYẾT VỀ DỰ BÁO BẰNG PHÂN TÍCH ĐƯỜNG CONG SUY GIẢM
2.2. Lý Thuyết Về Đường cong suy giảm
Tổng quan,những đương cong suy giảm khác nhau không hoàn toàn dựa trên cơ sở thuyết dòng chảy chuyển động như Phương pháp thực nghiệm hoặc ngoại suy đường trạng thái khai thác. Tuy nhiên, nó có một vài cơ sở học thuyết, điều mà nó gắn kết với những ứng dụng của các hệ số suy giảm khác nhau và tính chất vỉa hay quá trình dòng chảy.
2.2.1 Vỉa cơ chế nước đáy (Water Drive Oil Reservoirs):
Cơ chế tác động: Nước thiên nhiên xâm nhập vào vỉa do áp suất vỉa giảm
* *( )
e w t i
w = v C p − p
Với
We: Tổng lượng nước xâm nhập vỉa Vw: thể tích nước vỉa trong mỏ dầu Ct: độ nén tổng= Cw+Cr (l/psi)
ΔP =Pi-p: Pi : áp suất vỉa ban đầu, p: áp suất tại điểm tính We
Hiệu ứng phân dị trọng lực: do nước có tỷ trọng lớn hơn dầu,dưới tác động phân dị trọng lực nước có xu thế chìm xuống phần dưới của mỏ,như vậy cho phép duy trì mặt nước đồng dạng khi tịnh tiến lên trên, hạn chế tạo kênh nước trong các lớp thấm nước tốt.
Tỷ lệ nước xâm nhập vào sản phẩm vỉa phụ thuộc vào hệ số dịch chuyển của nước so với dầu:
rw w ro
o
K M
M K
M
=
Krw, Kro tại giá trị bão hòa của nước và dầu.
34 Nếu không có biện pháp khống chế, giếng khai thác sẽ có chiều cao cột nước xâm nhập lớn tạo hiệu ứng áp suất nghịch (đối kháng) và làm giếng chết.
Biện pháp khống chế: bơm trám đới xâm nhập bằng xi măng với áp lực lớn và tái hoàn thiện giếng tại đới sản phẩm khác.
Tổng quan thì những đương suy giảm này chỉ ổn định ở mực độ hoạt động ổn định trong mỏ và khi độ nén tổng là hằng số. Ngay khi có hoạt động khoan trong mỏ hoặc độ nén tổng thay đổi thì đường thẳng sẽ bị ảnh hưởng bởi những điều đó. Vì thế, rất quan trọng khi chọn ra 1 thời kỳ tiêu biểu trong suốt đời giếng hoặc mỏ khi tính toán trạng thái suy giảm. Chúng ta cần xem xét việc ngoại suy trữ lượng từ đường cong suy giảm điều hòa.
.
2.2.2 Vỉa cơ chế trọng lực ( Gravity Drainage Oil Reservoirs)
Vỉa có bề dày tầng chứa lớn, tính liên thông trước và liên tục theo phương thẳng đứng, vỉa mỏng thì dốc, góc dốc ít nhất từ 10-150. Vỉa chứa nhiều thấu kính sét, hoặc phân lớp mỏng không thuận lợi cho cơ chế này. Điều kiện và các thông số cho phép khai thác bằng cơ chế phân dị trọng lực được biểu thị bởi tốc độ phân dị. Bất lợi chính của cơ chế này là: quá trình vận động trong vỉa đòi hỏi nhiều thời gian.
Trang thái khai thác của vỉa loại này và giai đoạn mà khí ở áp suất thấp mà trọng lực là yếu tố cơ bản đẩy dầu sẽ theo dạng đường cong hyperbol với suy giảm cố định là 0,5. Nó chỉ xảy ra với vỉa có mặt thoáng tự do giữa khí và dầu. Nếu nó được xem như là độ dày cột dầu và vì thế không có mặt thoáng tự do giữa khí và dầu và toàn bộ giếng trong cột dầu suy giảm sẽ giống hàm mũ hơn. Vài nghiên cứu đã được thực hiện bởi Matthews và Lefkovits để làm cơ sở cho thuyết này và cũng là để có kinh nghiệm thực nghiệm dùng mô hình tỉ lệ vỉa.
Thêm vào đó, tác giả phân tích trạng thái tách của 1 số vỉa cơ chế trong lực ở Mỹ và nhìn vào hệ số suy giảm của 1 số mỏ khác nhau. Mối liên hệ thực nghiệm này được đưa ra bởi Matthews và Lefkovits, phù hợp rất nhiều với suy giảm hyperbol và hệ số suy giảm là 0,5. Bởi thế, đường cong suy giảm này dường như có thể dùng đầu tiên cho mỏ cơ chế trọng lực. Tuy nhiên, nó nên được chú ý rằng vỉa cho những trạng thái khai thác khác nhau bởi tính chất vỉa khác nhau. Không thể mong đợi hoàn toàn tất cả các vỉa với cơ chế này đều theo dạng hyperbol và có hệ số là 0,5.
35 2.2.3 Vỉa cơ chế khí tự nhiên (natural gas reservoirs)
2.2.3.1 Khí hòa tan
Do sự giản nở của dầu, khí hòa tan trong dầu, đá chứa và nước đồng hành. Trong vỉa có thể có 2 pha cùng hình thành. Pha thứ nhất là pha của chất lưu khi áp suất vỉa lớn hơn áp suất điểm xuất khí, trong giai đoạn này không tồn tại pha khí dạng tự do và dầu chưa bão hòa.
Pha thứ 2 xuất hiện khi áp suất vỉa giảm đến giá trị nhỏ hơn áp suất điểm bọt khí.
Vỉa chưa bão hòa:
Không có mũ khí
Rs (tỷ số khí dầu hòa tan) = Rsi=Rp: do tất cả khí hòa tan trong dầu Bt = Bo
Nước xâm nhập không đáng kể
Với trường hợp này duy trì áp suất vỉa bằng bơm ép nước là tối ưu nhất. Tiến hành bơm ép khi P vỉa gần bằng P điểm xuất khí: vì nếu để áp suất giảm đáng kể khi đó: (Rp- Rsi)*Bg là đại lượng đáng kể nên tổng thể tích khai thác cho 1 đơn vị thể tích bề mặt lớn, khi đó phải tiêu tốn nhiều nước bơm ép hơn để cho phép khai thác thêm 1 thể tích dầu.
2.2.3.2 Khí mũ khí
Không có hiện tượng phân dị trọng lực của khí được giải phóng từ đầu. Khí mũ khí phân ly vào dầu đồng thời cung cấp thêm năng lượng thì ranh giới dầu-khí trong vỉa vẫn giữ nguyên vị trí so với ban đầu. GOR thấp cho đến khi mũ khí lan đến giếng khai thác.
Yếu tố dòng chảy: khi mũ khí chạm đến phần thu của giếng khi đó giếng cần được đóng hoặc tái hoàn tất ở độ sâu lớn hơn, bởi tiếp tục khai thác mà không tái hoàn tất ở độ sâu lớn hơn sẽ làm mất đáng kể lượng khí (theo dòng sản phẩm) mà khí này đóng vai trò duy trì áp suất vỉa thì GOR cao hơn ở trong các giếng được bố trí ở phần trên của cấu trúc vỉa. Nước trong vỉa có nguồn gốc đồng sinh.
Tổng quan, có một đoạn trong thời kỳ khai thác với sự suy giảm áp suất ống khai thác ngay khi nó bằng áp suất ép buộc (đường ống dẫn, áp suất đầu vào). Sau khi hệ số khai thác giảm theo hàm suy giảm mũ cho tới khi bằng với khả năng được cải thiện của giếng. Suy giảm hàm mũ sẽ bị giới hạn bởi giới hạn ống khai thác của giếng khi mà áp suất vỉa còn cao. Tuy nhiên, chú ý rằng giếng khí có độ thấm tự nhiên thấp cong theo dạng suy giảm hyperbol với hệ số suy giảm là 0,5. Chú ý rằng vỉa phân tầng không có dòng chéo thường suy giảm chậm
36 hơn hàm mũ. Nó xảy ra bởi khả năng cung ứng thấp của các lớp mà làm chậm lại suy giảm mũ. Bởi thế giếng khe nứt vỡ bằng thủy lực thường tuân theo suy giảm hyperbol với hệ số suy giảm cao ( b>0,5), nếu thêm vào những lớp mỏng liên kết bởi khe nứt vỡ bởi thủy lực.
Trang thái cung thường áp dụng vào các vỉa có cấu tạo tự nhiên, nơi mà những khối lớn làm chậm sự xâm nhập vào hệ thống khe nứt.
37 Chương III: DỰ BÁO KHẢ NĂNG KHAI THÁC CHO CÁC GIẾNG MỎ