›
›

Bài giảng Công nghệ khai thác dầu khí - Lê Phước Hảo

pdf 969 trang hapham 30
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Công nghệ khai thác dầu khí - Lê Phước Hảo", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_cong_nghe_khai_thac_dau_khi_le_phuoc_hao.pdf

Nội dung text: Bài giảng Công nghệ khai thác dầu khí - Lê Phước Hảo

  1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ oOo BÀI GIẢNG PGS. TS. LÊ PHƯỚC HẢO TP. HCM, Tháng 11/2006
  2. MỤC LỤC BÀI GIẢNG STT NỘI DUNG 1. Giới thiệu, yêu cầu và nội dung môn học 2. Các tính chất của đá và chất lưu 3. Dòng chảy trong giếng 4. Quy trình hoàn thiện giếng 5. Hoàn thiện giếng khai thác 6. Giếng đa nhánh 7. Công nghệ bắn mở vỉa Khảo sát độ nhạy của Các thông số bắn mở vỉa nhờ phương pháp phân tích điểm 8. nút 9. Gọi dòng sản phẩm Ứng dụng công nghệ coiled tubing trong đo log, bắn mở vỉa, xử lý axit và cứu sự 10. cố 11. Khảo sát giếng 12. Tối ưu hoá thử vỉa 13. Công nghệ duy trì áp suất vỉa 14. Mô hình dịch chuyển chất lưu trong vi lỗ rỗng 15. Các biện pháp xử lý nước bơm ép ở mỏ Bạch Hổ 16. Nguyên nhân gây nhiễm ban thành hệ và hiệu ứng skin 17. Phương pháp xử lý axit 18. Phương pháp nứt vỉa thủyy lực 19. Phương pháp trái nổ 20. Lựa chọn công nghệ xử lý vùng cận đáy giếng ở mỏ Bạch Hổ 21. Xử lý vùng cận đáy giếng mỏ Bạch Hổ bằng nhũ tương dầu -axít 22. Phương pháp khai thác tự phun 23. Thiết bị lòng giếng 24. Các hệ thống thiết bị khai thác dầu 25. Tổng quan các phương pháp khai thác cơ học và lựa chọn tối ưu 26. Phương pháp gaslift 27. Bơm ly tâm điện chìm 28. Các phương pháp thu hồi dầu tăng cường
  3. BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC DẦU KHÍ GIỚI THIỆU, YÊU CẦU VÀ NỘI DUNG MÔN HỌC Giảng viên : PGS.TS. Lê Phước Hảo Email : lphao@hcmut.edu.vn Tel : 84-8-8654086
  4. NỘI DUNG MÔN HỌC •Tênmônhọc: CÔNG NGHỆ KHAI THÁC DẦU KHÍ •Mãsố môn học: 300009 • Phân phốitiếthọc: 3 (3.1.6) + Lý thuyết: 42 + Bài tập & Seminar: 14 •Nội dung: Môn họcgiớithiệu các nguyên tắccơ bản trong công nghệ khai thác dầu khí bao gồmkỹ thuật hoàn thiệngiếng khai thác, công nghệ và kỹ thuậttácđộng lên vỉa, các phương pháp khai thác dầu khí, công nghệ và kỹ thuậtthuhồidầuthứ cấp, các phương pháp thiếtkế và tối ưu hóa khai thác dầukhítừ các mỏ dầuhoặctừ các giếng khai thác dầu riêng biệt. Công nghệ khai thác dầu khí 2 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  5. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Lê PhướcHảo. Bài giảng Công nghệ khai thác dầukhí 2- Phùng Đình Thực, Dương Danh Lam, Lê Bá Tuấn, NguyễnVân Cảnh. Công nghệ và kỹ thuật khai thác dầukhí, NXB Giáo dục 1999. 3- Lê PhướcHảo. Cơ sở khoan và khai thác dầukhí. NXB ĐHQG TP. HCM 2002. 4- Lê PhướcHảo, NguyễnKiênCường. Phương pháp phân tích hệ thống ứng dụng trong kỹ thuậtdầukhí. NXB ĐHQG TP. HCM 2003. 5- Lê PhướcHảo, NguyễnMạnh Thủy(dịch): Các vấn đề cơ bảntrong công nghệ khai thác dầukhí,XNLD Vietsovpetro, 1996. 6- Petroleum Engineering Handbook, SPE, 1992. Công nghệ khai thác dầu khí 3 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  6. TÀI LIỆU THAM KHẢO 7- Các nguồn học liệu mở (các bài giảng điện tử ở các trường đại học, bài báo, LVTN, LVThS, LVTS) 8- Thư viện điện tử SPE 9- Các trang web của các công ty dầu khí (BP, Exxon-Mobil, Shell, TotalElfFina, Vietsovpetro) và dịch vụ kỹ thuật dầu khí (Schlumberger, Halliburton, BJ, Transocean, Geoservices, PVDrilling ). Công nghệ khai thác dầu khí 4 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  7. Chương 1: Tổng quan về khai thác dầukhí 1.1. Các khái niệmcơ bản 1.2. Các nguồnnăng lượng vỉa 1.3. Các chếđộkhai thác mỏ dầu 1.4. Lý thuyếtchuyển động của dòng chấtlưu trong ống đứng 1.5. Tính toán tổnthấtápsuất do ma sát 1.6. Tình hình khai thác dầu khí trong nướcvàtrênthế giới Công nghệ khai thác dầu khí 5 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  8. Chương 2: Hoàn thiệngiếng khai thác 2.1. Đạicương về công tác hoàn thiệngiếng 2.1.1- Phân loại 2.1.2- Phương pháp hoàn thiệngiếng 2.1.3- Tính toán thiếtkế 2.1.4- Dung dịch hoàn thiệngiếng 2.2. Qui trình hoàn thiệngiếng 2.3. Thiếtbị hoàn thiệngiếng 2.3.1- Thiếtbị bắnmở vỉa 2.3.2- Thiếtbị lòng giếng 2.3.3- Thiếtbịđầugiếng 2.3.4- Thiếtbị kiểm soát dòng chảy Công nghệ khai thác dầu khí 6 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  9. Chương 2: Hoàn thiệngiếng khai thác 2.4. Công nghệ bắnmở vỉa 2.5. Những đặc thù trong công nghệ hoàn thiệngiếng ngang 2.6. Gọi dòng sảnphẩm 2.6.1- Nguyên lý gọi dòng 2.6.2- Các yêu cầucơ bản 2.6.3- Các phương pháp gọi dòng sảnphẩm 2.6.4- Các yếutốảnh hưởng đến công tác gọi dòng 2.7- Bài tập Công nghệ khai thác dầu khí 7 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  10. Chương 3: Khảo sát giếng 3.1. Mục đích và phương pháp khảo sát giếng 3.2. Khảo sát giếng làm việc ở chếđộổn định 3.3. Khảo sát giếng làm việc ở chếđộkhông ổn định 3.4. Các phương pháp khảo sát khác 3.5. Lựachọnchếđộlàm việccủagiếng 3.6. Kỹ thuậtvàthiếtbị khảosát Công nghệ khai thác dầu khí 8 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  11. Chương 4: Công nghệ duy trì áp suấtvỉa 4.1. Mục đích và phương pháp 4.2. Duy trì áp suấtvỉabằng bơmépnước 4.2.1- Sơđồbố trí các giếng bơmép 4.2.2- Các nguồnnướcbơmép 4.2.3- Xử lý nướcbơmép 4.2.4- Qui trình công nghệ bơmépnước 4.2.5- Hệ thống thiếtbị bơmépnước 4.3. Duy trì áp suấtvỉabằng bơmépkhí Kiểmtragiữahọckỳ Công nghệ khai thác dầu khí 9 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  12. Chương 5: Xử lý vùng cận đáy giếng 5.1. Vấn đề nhiễmbẩntầng chứa 5.1.1- Nguyên nhân 5.1.2- Các yếutốảnh hưởng chính 5.1.3- Hiệu ứng skin 5.2- Tổng quan các phương pháp xử lý (cơ sở lý thuyết, đốitượng áp dụng, ưunhược điểm) 5.2.1- Xử lý hóa học(axit) 5.2.2- Xử lý cơ học a- Trái nổ b- Nứtvỉathủylực (có và không có hạt chèn) c- Xử lý kếthợp Công nghệ khai thác dầu khí 10 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  13. Chương 6: Phương pháp tự phun 6.1. Khái niệmvề sự tự phun 6.2. Phương pháp xác định điềukiệntự phun 6.3. Các yếutốảnh hưởng đếnkhả năng tự phun 6.4. Tính toán cột ống khai thác 6.5. Thiếtbị lòng giếng khai thác tự phun 6.6. Chọnchếđộkhai thác tối ưu 6.7. Sự cố trong quá trình tự phun và biện pháp phòng ngừa Công nghệ khai thác dầu khí 11 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  14. Chương 7: Phương pháp gaslift 7.1. Nguyên lý củaphương pháp gaslift 7.2. Các loạithiếtbị gaslift 7.3. Chủng loạivàđặc tính của các van gaslift 7.4. Thiếtkế chếđộlàm việc cho giếng gaslift 7.5. Tối ưu hóa phương pháp gaslift Giao bài tập lớn Công nghệ khai thác dầu khí 12 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  15. Chương 8: Bơmly tâm điệnchìm 8.1. Ưunhược điểmcủaphương pháp 8.2. Thiếtbị 8.2.1- Thiệtbị lòng giếng 8.2.2- Thiếtbị bề mặt 8.3. Thiếtkế và chọnbơm 8.4. Những sự cố thường gặp 8.5. Các biện pháp nâng cao tuổithọ bơmly tâm điệnchìm Giao bài tập lớn Công nghệ khai thác dầu khí 13 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  16. Chương 9: Thu hồităng cường 9.1. Tầm quan trọng 9.2. Sự phân bố củadầudư trong vỉa 9.3. Các phương pháp thu hồidầutăng cường 9.4. Lựachọnphương pháp thích hợp ™ Khảo sát các phần mềm chuyên ngành ™ Nộp các bài tập lớn (tính toán thiết kế) ™ Thi học kỳ Công nghệ khai thác dầu khí 14 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  17. Chương 10: Những thành tựu mới • Production Facilities • Sand Control • Coiled Tubing • Multiphase Pumps • Downhole Separators • Marginal Field Development Công nghệ khai thác dầu khí 15 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  18. HÌNH THỨC ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC 1. Kiểm tra thường kỳ (10%), giữa kỳ (20%), và cuối kỳ (50%) bằng hình thức trắc nghiệm khách quan trên mạng 2. Bài tập lớn (10%): 2 bài tập tính toán thiết kế (nộp bài trước khi kết thúc học kỳ) 3. Seminar (10%): mỗi SV (hoặc nhóm SV) chọn 1 chủ đề (nâng cao, mở rộng phần lý thuyết có trong chương trình, hay ứng dụng thực tế ), đăng ký vào đầu học kỳ, nhận tài liệu và chuẩn bị báo cáo trước lớp (10 phút) và trả lời các câu hỏi liên quan. Công nghệ khai thác dầu khí 16 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  19. BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC DẦU KHÍ CAÙC TÍNH CHAÁT CUÛA ÑAÙ VAØ CHAÁT LÖU Giảng viên : PGS.TS. Lê Phước Hảo Email : lphao@hcmut.edu.vn Tel : 84-8-8654086
  20. NỘI DUNG 1. Caùc tính chaát cuûa Dvæa taùc ñoäng ñeán doøng chaûy 2. Caùc tính chaát cuûa löu chaát væa 3.Heä phöông trình moâ taû doøng chaûy trong væa Công nghệ khai thác dầu khí 18 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  21. Caùc tính chaát cuûa væa vaø chaát löu 1. Ñoä roãng 2. Ñoä thaám 3. Ñoä baõo hoøa 4. Tính mao daãn 5. Tính dính öôùt 6. Söï thay ñoåi theå tích theo aùp suaát 7. Aùp suaát væa 8. Nhieät ñoä væa Công nghệ khai thác dầu khí 19 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  22. Ñoä roãng - Trong ñaát ñaù luoân toàn taïi nhöõng loã hoång, khe nöùt khoâng chöùa nhöõng vaät raén - Thöïc teá, ñaát ñaù cöùng chaéc vaø lieàn khoái coù theå xem nhö khoâng coù loã roãng, coøn ñaát ñaù meàm, rôøi, ñaù nhieàu khe nöùt coù ñoä roãng lôùn Công nghệ khai thác dầu khí 20 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  23. Ñoä roãng toaøn phaàn Ñoä roãng toaøn phaàn bieåu thò baèng tyû soá giöõa toång theå tích khoâng gian roãng cuûa khoái ñaù vaø toåâng theå tích thöïc cuûa khoái ñaù Φ= theå tích roãng Vr theå tích khoái ñaù VΣ Công nghệ khai thác dầu khí 21 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  24. Ñoä roãng hieäu duïng Ñoä roãng hieäu duïng bieåu thò baèng tyû soá toång theå tích khoâng gian roãng cuûa khoái ñaù cho pheùp chaát löu (khí, daàu, nöôùc) chaûy qua treân toåâng theå tích thöïc cuûa khoái ñaù Φ=theå tích hieäu duïng Vhd hd theå tích khoái ñaù VΣ Công nghệ khai thác dầu khí 22 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  25. Ñoä roãng hieäu duïng - Giaù trò ñoä roãng hieäu duïng duøng ñeå tính toaùn tröõ löôïng vaø löu löôïng khai thaùc cuûa gieáng. Phaân loaïi ñoä roãng hieäu duïng: + 0%-5%: khoâng ñaùng keå + 5%-10%:ø ngheøo hoaëc thaáp + 10%-15%: khaù hoaëc trung bình + 15-20%: toát hoaëc cao + treân 20%: raát toát - Neáu ñoä roãng væa quaù thaáp, coù theå söû duïng caùc phöông phaùp nöùt væa ñeå taêng ñoä thaám Công nghệ khai thác dầu khí 23 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  26. Xaùc ñònh ñoä roãng Qui trình xaùc ñònh ñoä roãng cuûa ñaát ñaù trong phoøng thí nghieäm: -Saáykhoâmaãuôû1050C trong 8h ñeå khoái löôïng khoâng thay ñoåi - So saùnh khoái löôïng cuûa maãu khoâ vaø maãu öôùt, tìm ñöôïc khoái löôïng löu chaát chöùa trong maãu, töø ñoù suy ra ñöôïc ñoä roãng cuûa maãu Công nghệ khai thác dầu khí 24 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  27. Ñoä baõo hoøa chaát löu trong væa Ñoä baõo hoøa chaát löu trong væa laø tyû soá giöõa theå tích chaát löu chöùa trong caùc loã roãng vaø theå tích loã roãng V S = cl Vr Công nghệ khai thác dầu khí 25 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  28. Ñoä baõo hoøa chaát löu trong væa Töông öùng vôùi moãi pha daàu, khí, nöôùc ta laàn löôït coù ñoä baõo hoaø daàu, khí vaø nöôùc töông öùng” V V V = o = g = w So Sg Sw Vr Vr Vr Vaø: V ++ =VVow +g + = SSSogw 1 VVVrrr Công nghệ khai thác dầu khí 26 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  29. Quan heä giöõa ñoä thaám töông ñoái vaø ñoä baõo hoøa Công nghệ khai thác dầu khí 27 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  30. Quan heä giöõa ñoä baõo hoøa vaø aùp suaát Công nghệ khai thác dầu khí 28 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  31. Tính mao daãn - Nhöõng loã roãng trong ñaù ñöôïc xem töông töï nhö nhöõng oáng mao daãn coù kích thöôùc nhoû - Khi loã roãng trong ñaù coù kích thöôùc nhoû, löïc caêng beà maët gaây ra bôûi chaát löu coù tính dính öôùt ñaù chieám öu theá seõ gaây ra söï cheânh aùp giöõa 2 chaát löu daàu – nöôùc qua beà maët naøy Công nghệ khai thác dầu khí 29 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  32. AÙp suaát mao daãn Ñaù coù theå coù tính dính öôùt daàu hoaëc nöôùc chieám öu theá, vì vaäy theo quy öôùc, aùp suaát mao daãn daàu - nöôùc laø aùp suaát pha daàu tröø aùp suaát pha nöôùc =− PPPc(o− w) o w Töông töï, ta coù aùp suaát mao daãn giöõa pha khí – pha nöôùc laø: =− PPPc(g− o) g o Vaø aùp suaát mao daãn giöõa pha khí vaø pha daàu laø: =− PPPc(g− w) g w Công nghệ khai thác dầu khí 30 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  33. Quan heä giöõa AS mao daãn ñoä baõo hoøa chaát löu Công nghệ khai thác dầu khí 31 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  34. Ñoä thaám - Ñoä thaám laø moät trong nhöõng tính chaát quan troïng cuûa ñaát ñaù chöùa daàu khí, ñaëc tröng cho khaû naêng cho chaát löu chaûy qua heä thoáng loã roãng lieân thoâng nhau - Ñoä thaám ñöôïc bieåu thò qua heä soá thaám k – chæ phuï thuoäc vaøo moâi tröôõng loã roãng maø khoâng phuï thuoäc vaøo chaát löu thaám qua noù Công nghệ khai thác dầu khí 32 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  35. Caùc loaïi ñoä thaám - Ñoä thaám tuyeät ñoái laø ñoä thaám cuûa ñaù ôû ñieàu kieän baõo hoøa 100% moät loaïi chaát löu - Ñoä thaám hieäu duïng laø ñoä thaám cuûa ñaù vôùi moät chaát löu coù ñoä baõo hoøa nhoû hôn 100% - Toång caùc ñoä thaám hieäu duïng luoân nhoû hôn ñoä thaám tuyeät ñoái +< kkkwo Công nghệ khai thác dầu khí 33 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  36. Caùc loaïi ñoä thaám Ñoä thaám töông ñoái laø tyû soá giöõa ñoä thaám hieäu duïng vaø ñoä thaám tuyeät ñoái k k k = w k = o rw k ro k Công nghệ khai thác dầu khí 34 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  37. Ñoä thaám töông ñoái - Moái quan heä giöõa tính thaám töông ñoái vôùi ñaëc tính cuûa ñaù taàng chöùa nhö caáu truùc loã roãng, loaïi ñaù, daïng hình hoïc laø raát phöùc taïp - Ñaùù coù ñoä roãng lôùn seõ coù ñoä baõo hoøa nöôùc giöõa haït thaáp bôûi vì haàu nhö taát caû caùc loã roãng ñeàu coù theå cho caû hai pha daàu vaø nöôùc ñi qua vaø ñoä thaám töông ñoái cuûa daàu ôû traïng thaùi baõo hoøa nöôùc dö ban daàu laø khaù lôùn Công nghệ khai thác dầu khí 35 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  38. Haèng soá C - Tính chaát cuûa moâi tröôøng roãng ñöôïc ñaëc tröng bôûi kích thöôùc haït trung bình d, caùc yeáu toá ñoä roãng, daïng haït, phaân boá vaø saép xeáp haït vaø ñöôïc theå hieän baèng moät haèng soá khoâng thöù nguyeân C - Heä soá thaám k coù theå xaùc ñònh döôùi daïng: kCd= 2 Công nghệ khai thác dầu khí 36 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  39. Ñònh luaät thaám Darcy Thoâng thöôøng, heä soá thaám k ñöôïc tính döïa vaøo ñònh luaät thaám Darcy: ururk Vpz=− ∇() +γ μ Suy ra: Q.lμ k = ApΔ Công nghệ khai thác dầu khí 37 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  40. Heä soá thaám töông ñöông Trong thöïc teá, ñoä thaám thöôøng thay ñoåi theo phöông (ngang vaø thaúng ñöùng). Vì vaäy heä soá thaám töông ñöông ñöôïc tính: ∑ L i + Theo phöông ngang k = i1= tñ L ∑ i i1= k i ∑ k.hii = i1= ktñ + Theo phöông thaúng ñöùng ∑ hi i1= Công nghệ khai thác dầu khí 38 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  41. Tính dính öôùt - Söï töông taùc giöõa beà maët cuûa ñaù vaø chaát löu chöùa trong loã roãng coù aûnh höôûng lôùn ñeán söï phaân boá cuûa chaát löu vaø tính chaát doøng chaûy trong væa - Khi hai pha chaát löu khoâng hoøa tan vôùi nhau, trong moâi tröôøng roãng cuøng tieáp xuùc vôùi ñaù thì thöôøng moät trong hai pha haáp phuï leân beà maët ñaù maïnh hôn pha kia - Pha haáp phuï maïnh hôn ñöôïc goïi laø pha dính öôùt coøn pha kia goïi laø pha khoâng dính öôùt - Tính dính öôùt quyeát ñònh ñeán söï phaân boá chaát löu trong moâi tröôøng loã roãng vaø coù aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán caùc tính chaát thuûy ñoäng löïc hoïc quan troïng cuûa ñaù chöùa daàu khí nhö ñoä thaám töông ñoái, hieäu quaû cuûa quaù trình ñaåy daàu vaø heä soá thu hoài daàu Công nghệ khai thác dầu khí 39 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  42. Tính neùn - Trong ñieàu kieän væa, nhieät ñoä ñöôïc xem nhö ít thay ñoåi. Vì vaäy ñeå ñôn giaûn khi tính toaùn ta chæ xem xeùt söï thay ñoåi theå tích cuûa ñaù chöùa khi aùp suaát thay ñoåi - Ñieàu naøy seõ daãn ñeán söï thay ñoåi theå tích loã roãng töùc thay ñoåi veà ñoä roãng vaø ñoä thaám tuyeät ñoái - Söï thay ñoåi naøy ñöôïc ñaëc tröng baèng heä soá neùn ñaúng nhieät: 1dV C =− p VdP - Söï thay ñoåi ñoä roãng ñoái vôùi moät loaïi ñaù chæ phò thuoäc vaøo söï khaùc bieät aùp suaát beân trong (aùp suaát gaây ra bôûi chaát löu) vaø aùp suaát beân ngoaøi (cuûa khung ñaù) maø khoâng phuï thuoäc vaøo giaù trò tuyeät ñoái cuûa caùc aùp suaát ñoù. Công nghệ khai thác dầu khí 40 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  43. Heä soá neùn ñaúng nhieät Theo Newman, heä soá neùn ñaúng nhieät cuûa moät soá loaïi ñaù chòu aùp suaát coù theå ñöôïc tính theo caùc coâng thöùc thöïc nghieäm sau: 97,32.10−5 Caùt keát: C = (0,02 < Φ<0,23) p (1+φ 55, 87 )1,43 0,854 C = Φ Ñaù voâi: p (1 +φ 2, 48.10 60,93 ) (0,02 < <0,33) Công nghệ khai thác dầu khí 41 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  44. AÙp suaát væa - Chaát loûng vaø khí naèm trong væa chòu moät aùp suaát nhaát ñònh goïi laø aùp suaát væa - Aùp suaát væa ban ñaàu laø aùp suaát væa tröôùc khi ñöa vaøo khai thaùc. Aùp suaát væa ban ñaàøu luoân tyû leä vôùi ñoä saâu cuûa væa vaø töông öùng vôùi aùp suaát thuûy tónh cuûa coät nöôùc Công nghệ khai thác dầu khí 42 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  45. AÙp suaát væa - Aùp suaát væa laø moät yeáu toá quan troïng khi tính toaùn phöông aùn khai thaùc toái öu. - Aùp suaát væa seõ quyeát ñònh chieàu vaø löu löôïng di chuyeån cuûa chaát löu trong væa - Neáu aùp suaát væa ñuû lôùn, ta coù theå söû duïng phöông phaùp khai thaùc töï phun, neáu aùp suaát væa suy giaûm maïnh, caàn coù nhöõng bieän phaùp duy trì aùp suaát væa. - Vôùi cuøng ñoä thaám cuûa ñaát ñaù, aùp suaát væa hay chính xaùc hôn laø ñoä cheânh aùp giöõa væa vaø ñaùy gieáng seõ quyeát ñònh ñeán phöông phaùp vaø löu löôïng khai thaùc Công nghệ khai thác dầu khí 43 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  46. Nhieät ñoä væa - Nhieät ñoä væa ñoùng vai troø quan troïng trong vieäc xaùc ñònh tính chaát vaät lyù cuõng nhö traïng thaùi pha cuûa löu chaát trong væa - Cuõng nhö aùp suaát, nhieät ñoä væa taêng daàn theo chieàu saâu - Nhieät ñoä væa töông ñoái oån ñònh vaø ñöôïc ño baèng nhieät keá ño saâu Công nghệ khai thác dầu khí 44 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  47. Caùc tính chaát cuûa chaát löu 1. Caùc tính chaát cuûa khí 2. Caùc tính chaát cuûa daàu thoâ 3. Caùc tính chaát cuûa nöôùc væa Công nghệ khai thác dầu khí 45 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  48. Caùc tính chaát cuûa khí a. Khí lyù töôûng Traïng thaùi khí lyù töôûng ñöôïc theå hieän qua phöông trình traïng thaùi khí lyù töôûng: PV = nRT b.Khoái löôïng rieâng vaø tyû troïng PV M - Khoái löôïng rieâng ρ=khoái löôïng = nM =RT = PM theå tích V V RT - Tyû troïng (so vôùi khoâng khí ôû cuøng ñieàu kieän) PM γ=RT = M g P.28,97 28,97 RT Công nghệ khai thác dầu khí 46 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  49. Caùc tính chaátcuûachaátlöutaùcñoäng ñeándoøng chaûy c. Aùp suaát Theo Raoul = Px.Pgjvj d. Khí thöïc Khí thöïc khoâng öùng xöû nhö khí lyù töôûng, vì vaäy phöông trình traïng thaùi khí thöïc coù daïng: PV = znRT vôùi z laø heä soá leäch khí Công nghệ khai thác dầu khí 47 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  50. Heä soá leäch khí Heä soá leäch khí laø tyû soá giöõa theå tích cuûa khí thöïc vaø theå tích cuûa khí lyù töôûng ôû cuøng ñieàu kieän nhieät ñoä vaø aùp suaát V z = actual Videal Công nghệ khai thác dầu khí 48 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  51. Heä soá theå tích thaønh heä khí Heä soá theå tích thaønh heä khí laø tyû soá giöõa theå tích khí ôû ñieàu kieän væa vaø theå tích cuûa löôïng khí ñoù ôû ñieàu kieän beà maët = Va Bg Va,sc Công nghệ khai thác dầu khí 49 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  52. Heä soá neùn ñaúng nhieät cuûa khí Khi aùp suaát thay ñoåi thì theå tích cuûa khí seõ thay ñoåi theo. Söï thay ñoåi naøy ñöôïc ñaëc tröng baèng heä soá neùn ñaúng nhieät cuûa khí: 11dz C()=− g PzdP Công nghệ khai thác dầu khí 50 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  53. Heä soá nhôùt ñoäng löïc - Tính nhôùt laø bieåu hieän löïc dính phaân töû vaø söï trao ñoåi naêng löôïng giöõa caùc phaân töû chaát löu khi huyeån ñoäng, gaây ra löïc ma saùt trong vaø toån thaát naêng löôïng trong doøng chaûy - Laø moät tính chaát vaät lyù cuûa chaát löu, heä soá nhôùt ñoâïng löïc caøng lôùn thì chaát löu chaûy caøng chaäm (trong cuøng moät ñieàu kieän) - Heä soá nhôùt ñoâïng löïc cuûa khí phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä, aùp suaát vaø caáu taïo cuûa khí Công nghệ khai thác dầu khí 51 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  54. Moái quan heä giöõa heä soá nhôùt ñoäng löïc vaø nhieät ñoä Công nghệ khai thác dầu khí 52 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  55. Caùc tính chaát cuûa daàu thoâ a.Tyû soá hoøa tan khí - daàu - Tyû soá hoøa tan khí - daàu laø khaû naêng khí thieân nhieân hoøa tan trong daàu thoâ, phuï thuoäc vaøo aùp suaát, nhieät ñoä, caáu taïo cuûa khí vaø daàu thoâ - Khi nhieät ñoâï khoâng ñoåi, aùp suaát taêng thì theå tích giaûm, khoái löôïng rieâng taêng daãn ñeán löôïng khí hoøa tan taêng - Khi aùp suaát khoâng ñoåi, nhieät ñoä taêng thì theå tích taêng, khoái löôïng rieâng giaûm daãn ñeán löôïng khí hoøa tan giaûm - Khi aùùp suaát vaø nhieät ñoä baát kì, löôïng khí hoøa tan taêng ñoái vôùi khí coù tyû troïng cao vaø daàu coù tyû troïng thaáp Công nghệ khai thác dầu khí 53 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  56. Caùc tính chaát cuûa daàu thoâ Coù theå xaùc ñònh ñöôïc baèng bieåu thöùc töông quan cuûa Standing vaø Beggs: 1,2048 =γ ⎡⎤P Rso g ⎢⎥Y ⎣⎦18.(10) g Y=− 0,00091T 0,0125ρ g o,0 API 141,5 ρ= −131,5 o,0 API γ o Công nghệ khai thác dầu khí 54 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  57. Caùc tính chaát cuûa daàu thoâ b. Heä soá theå tích thaønh heä daàu -Heä soá theå tích thaønh heä cuûa daàu ôû moät aùp suaát nhaát ñònh laø theå tích (bbl) maø moät barrel (goàm daàu vaø khí hoøa tan) chieám choã trong væa ôû aùp suaát ñoù. Ñôn vò laø bbl/STB - Bieåu thöùc thöïc nghieäm xaùc ñònh heä soá theå tích thaønh heä daàu cuûa Standing vaø Beggs coù daïng: = γγ Bf(R,,,T)o sogo Công nghệ khai thác dầu khí 55 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  58. Caùc tính chaát cuûa daàu thoâ - Heä soá theå tích thaønh heä hai pha (ñơn vị ño bbl/STB) ñöôïc ñònh nghóa laø theå tích (bbl) maø moät STB daàu vaø khí chieám choã trong væa ôû nhieät ñoä vaø aùp suaát baát kì: =+ − BBB(RR)togsoiso c. Heä soá neùn ñaúng nhieät 1dV C =− o VdP Công nghệ khai thác dầu khí 56 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  59. Caùc tính chaát cuûa daàu thoâ d. Heä soá nhôùt ñoäng löïc -Heä soá nhôùt ñoäng löïc cuûa daàu thoâ phuï thuoäc nhieàu vaøo aùp suaát vaø ñöôïc xaùc ñònh baèng caùc coâng thöùc thöïc nghieäm: *Khi P Pb: Theo Vasquez vaø Beggs μ=μ m oob() Pb m=−− 2,6P1,187 exp( 11,513 8,98.10− 5 P) Công nghệ khai thác dầu khí 57 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  60. Caùc tính chaát cuûa nöôùc væa a. Heä soá theå tích thaønh heä nöôùc Theo McCain: =+Δ +Δ B(1V)(1V)wwtwp Δ=−−−24 + + − 72 Vwt 1,00010.10 1,33391.10 T 5,50654.10 T Δ=−−−91327102 − − −− − Vwp 1,95301.10 PT 1,72834.10 P T 3,58922.10 P 2,25341.10 P Công nghệ khai thác dầu khí 58 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  61. Caùc tính chaát cuûa nöôùc væa b.Tyû soá hoøa tan khí – nöôùc R −− sw = 100,0840655 ST 0,285854 Rswp =+ + 2 Rswp A BP CP A=− 8,15839 6,12265.10−−−24273 T + 1,91663.10 T − 2,1654.10 T B=− 1,01021.10−−25 7,44241.10 T + 3,05553.10 − 72103 T − 2,94883.10 − T C=− 10−−−−7 (9,02505 − 0,130237T + 8,53425.10 426394 T − 2,34122.10 T + 2,37049.10 T ) Công nghệ khai thác dầu khí 59 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  62. Caùc tính chaát cuûa nöôùc væa c. Heä soá neùn ñaúng nhieät Khi P > Pb: 11∂ B C()=−w = wT∂+−+ BwNaCl P (7,033P 541,5C 537,0T 403,3) Khi P < P: 1 ∂ B C()(B2C.P)=−w + + wT∂ BPw Công nghệ khai thác dầu khí 60 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  63. Caùc tính chaát cuûa nöôùc væa d. Heä soá nhôùt ñoäng löïc -Heä soá nhôùt ñoäng löïc ôû nhieät ñoä væa vaø aùp suaát khí quyeån: μ= T w1 AB A=− 109,574 8,40564S + 0,313314S233 + 8,72213.10− S B=− 1,12166 + 2, 63951.10−−2425364 S − 6, 79461.10 S − 5, 47119.10 − S + 1, 55586.10 − S - Heä soá nhôùt ñoäng löïc ôû aùp suaát vaø nhieät ñoä væa: μ w =+0,9994 4,0296.10−−592 P + 3,1062.10 P μ w1 Công nghệ khai thác dầu khí 61 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  64. Doøng chaûy trong væa - Söï dòch chuyeån cuûa chaát löu trong væa luoân thay ñoåi theo khoâng gian vaø thôøi gian - Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán doøng chaûy cuõng thay ñoåi theo - Vieäc hieåu bieát quy luaät dòch chuyeån cuûa chaát löu theo khoâng gian vaø thôøi gian trong væa laø raát quan troïng, giuùp: + Tính toaùn ñöôøng ñaëc tính doøng vaøo + Tính toaùn löu löôïng khai thaùc hôïp lyù + Löïa choïn caùc phöông phaùp xöû lyù vuøng caän ñaùy + Xaùc ñònh heä soá skin gieáng - Ñeå giaûi quyeát baøi toaùn naøy, caàn söû duïng ñònh luaät thaám Darcy vaø khaûo saùt moät soá yeáu toá aûnh höôûng ñeán doøng thaám. Công nghệ khai thác dầu khí 62 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  65. Doøng chaûy trong væa 1. Ñònh luaät thaám Darcy 2. Söï thay ñoåi giöõa ñoä thaám töông ñoái vaø ñoä baõo hoøa chaát löu 3. Heä phöông trình toång quaùt cuûa doøng thaám nhieàu pha Công nghệ khai thác dầu khí 63 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  66. Doøng chaûy trong væa 1. Ñònh luaät thaám Darcy Ñònh luaät thaám Darcy toång quaùt cho doøng thaám baát kì: ururk Vpz=− ∇() +γ μ - Khi vaän toác doøng chaûy laø lôùn (Re >10) thì phöông trình Darcy khoâng coøn ñuùng nöõa. Trong tröôøng hôïp naøy, ta söû duïng phöông trình thaám phi tuyeán coù daïng: JaVbV=+2 - Tuy nhieân haàu heát caùc doøng chaûy trong moâi tröôøng loã roãng ñeàu laø doøng chaûy taàng (Re <10) Công nghệ khai thác dầu khí 64 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  67. Doøng chaûy trong væa 2. Söï thay ñoåi giöõa ñoä thaám töông ñoái vaø ñoä baõo hoøa chaát löu - Khi ñoä baõo hoøa thay ñoåi thì ñoä thaám hieäu duïng cuûa chaát löu thay ñoåi - Khi ñoä baõo hoøa nöôùc taêng thì ñoä thaám cuûa nöôùc seõ giaûm, coøn khi ñoä baõo hoøa daàu taêng thì ñoä thaám cuûa daàu seõ taêng Công nghệ khai thác dầu khí 65 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  68. Doøng chaûy trong væa Söï thay ñoåi giöõa ñoä thaám töông ñoái vaø ñoä baõo hoøa chaát löu Công nghệ khai thác dầu khí 66 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  69. Doøng chaûy trong væa 3.Heä phöông trình toång quaùt cuûa ñoøng thaám nhieàu pha Xeùt tröôøng hôïp doøng thaám goàm caû 3 pha nöôùc, daàu vaø khí. Ñònh luaät Darcy aùp duïng cho moãi pha nhö sau: - Pha nöôùc: uurkkk ur. ur Vpzpgz=−wrw ∇() +γρ =−− ∇ ( + ) wwwwwμμ ww - Pha daàu: uururkkk. ur Vpzp=−oro ∇() +γρ =−− ∇ ( + gz ) oooooμμ oo -Phakhí: uururkkk. ur Vpzpgz=−grg ∇() +γρ =−− ∇ ( + ) gggggμμ gg Công nghệ khai thác dầu khí 67 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  70. Doøng chaûy trong væa Phöông trình lieân tuïc aùp duïng cho töøng pha: + Pha nöôùc ∂(S)φρ r r ww +∇(V)0ρ = ∂t ww + Pha daàu ∂ (S)φρ r r oo +∇(V)0ρ = ∂t oo ∂ φρ (S)gg r r + Pha khí +∇(V)0ρ = ∂t gg Công nghệ khai thác dầu khí 68 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  71. Doøng chaûy trong væa Keát hôïp ñònh luaät Darcy vaø phöông trình lieân tuïc cho moãi pha, ta ñöôïc heä phöông trình: ∂(S)φρ r k.kur ww−∇[(pgz)]0ρ rw∇+ρ = ∂μwww t w ∂(S)φρ r k.kur oo−∇[(pgz)]0ρ ro∇+ρ = ∂μooo t o ∂ φρ (S)ggr k.k rgur −∇[(pgz)]0ρ ∇+ρ = ∂μggg t g Công nghệ khai thác dầu khí 69 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  72. Doøng chaûy trong væa Caùc pha lieân heä vôùi nhau qua caùc quan heä nöõa thöïc nghieäm giöõa aùp suaát vaø ñoä baõo hoøa: =− = PPPf(S,S)c(g− w) g w g w =−= PPPf(S,S)c(g− o) g o g o =− = PPPf(S,S)c(o− w) o w o w Công nghệ khai thác dầu khí 70 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  73. Doøng chaûy trong væa - Ngoaøi ra caàn quan taâm ñeán tính neùn ñöôïc cuûa löu chaát - Söï bieán thieân cuûa caùc heä soá thaám töông ñoái theo ñoä baõo hoøa - Söï bieán thieân cuûa caùc heä soá nhôùt ñoäng löïc theo aùp suaát vaø nhieät ñoä Công nghệ khai thác dầu khí 71 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  74. Doøng chaûy trong væa - Döïa vaøo caùc ñieàu kieän ban ñaàu vaø ñieàu kieän bieân, caùc phöông trình treân coù theå giaûi ñöôïc baèng phöông phaùp soá. - Lôøi giaûi caùc heä phöông trình treân cho bieát quy luaät dòch chuyeån cuûa chaát löu trong væa, töø ñoù coù theå xaây döïng ñöôïc ñöôøng ñaëc tính doøng vaøo vôùi ñoä chính xaùc cao, giuùp vieäc khai thaùc ñaït hieäu quaû cao nhaát Công nghệ khai thác dầu khí 72 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  75. BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC DẦU KHÍ DOØNG CHAÛY TRONG GIEÁNG Giảng viên : PGS.TS. Lê Phước Hảo Email : lphao@hcmut.edu.vn Tel : 84-8-8654086
  76. NOÄI DUNG ™ Giôùi thieäu chung ™ Tính toaùn doøng chaûy trong gieáng ƒ Phöông trình naêng löôïng toång quaùt ƒ Caùc tính chaát cô baûn cuûa löu chaát ƒ Caùc thoâng soá cuûa doøng chaûy hai pha ƒ Phöông trình gradient aùp suaát cuûa doøng chaûy hai pha trong oáng khai thaùc ƒ Doøng chaûy trong caùc boä phaän caûn doøng Công nghệ khai thác dầu khí 74 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  77. Giôùi thieäu chung Công nghệ khai thác dầu khí 75 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  78. ™ Doøng chaûy trong heä thoáng khai thaùc bao goàm: ™ Doøng chaûy töø væa vaøo ñaùy gieáng ™ Doøng chaûy töø ñaùy gieáng leân beà maët ™ Ñeå phaân tích toaøn boä heä thoáng khai thaùc, caàn tính toaùn toån thaát aùp suaát trong töøng boä phaän cuûa heä thoáng: ™ Toån thaát aùp suaát cuûa doøng chaûy töø væa vaøo ñaùy gieáng ñöôïc theå hieän qua ñöôøng ñaëc tính doøng vaøo IPR. ™ Toån thaát aùp suaát töø ñaùy gieáng leân beà maët, (ñieåm 6 – ñieåm 1) ñöôïc theå hieän qua ñöôøng ñaëc tính naâng VLF. Công nghệ khai thác dầu khí 76 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  79. LYÙ THUYEÁT ÑIEÅM NUÙT Choïn ñaùy gieáng laø ñieåm nuùt. AÙp suaát ñieåm nuùt tính theo doøng ra luùc naøy laø: Δ Δ Δ Δ Δ Δ Psep + P oáng TG + Pchoke + P oáng KT + P sssv + P srt = Pwf Trong ñoù: Δ Psep: AÙp suaát bình taùch Δ P oáng TG: Ñoä giaûm aùp trong oáng thu gom Δ P choke: Ñoä giaûm aùp trong van tieát löu beà maët Δ P oáng KT :Ñoä giaûm aùp trong oáng khai thaùc Δ P sssv : Ñoägiaûmaùptrongvan an toaøngieángsaâu Δ P rst: Ñoä giaûm aùp trong boä phaän caûn doøng khaùc Pwf: AÙp suaát ñaùy gieáng Công nghệ khai thác dầu khí 77 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  80. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙT Công nghệ khai thác dầu khí 78 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  81. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙT 2 2 ' + +m.v1 +m.g.Z1 + ' + ' = ' + +m.v2 +m.g.Z2 U1 p1.V1 q Ws U2 p2.V2 2.gc gc 2.gc gc Chia phöông trình treân cho m vaø laáy vi phaân hai veá, ta ñöôïc: p vdp g dU+d( )+ + .dZ+dq+dW =0 ρ s gc gc Công nghệ khai thác dầu khí 79 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  82. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙT Phöông trình treân raát khoù aùp duïng. Döïa vaøo lyù thuyeát nhieät ñoäng hoïc bieán ñoåi phöông trình treân nhö sau: dU = dh – d(p/ρ); dh = T.dS + (dp/ρ) dU = TdS + dp/ρ -d(p/ρ) Thay theá vaøo phöông trình treân ta ñöôïc: ρ TdS + dp/ + vdv/gc +gdz/gc + dq + dWs = 0 (*) Tieáp tuïc bieán ñoåi, ñöôïc keát quaû: ≥ dS -dq/T; dS = -dq + dLw. dLw laø toån thaát ma saùt. Giaû söû Ws = 0, phöông trình (*) trôû thaønh: dp v.dv g + + .dZ + dL = 0 ρ w g c g c Công nghệ khai thác dầu khí 80 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  83. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙT Maët khaùc, neáu oáng thu gom nghieâng moät goùc θ thì dz=dLsinθ vaø nhaân hai veá phöông trình treân cho ρ/dL: dp ρ .v.dv g dL + + .ρ .sin θ + ρ . w = 0 dL g c .dL g c dL Công nghệ khai thác dầu khí 81 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  84. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙT Trong caùc phöông trình treân, ñoä giaûm aùp dp = p2 –p1 0, ta coù phöông trình xaùc ñònh gradient aùp suaát: dp ⎡ ρ.v.dv g ⎛ dp ⎞ ⎤ = ⎢ + .ρ.sin θ + ⎜ ⎟ ⎥ dL ⎣⎢ g c .dL g c ⎝ dL ⎠ f ⎦⎥ Công nghệ khai thác dầu khí 82 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  85. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙT ρ (dp/dL)f= dLw/dL: gradient aùp suaát do ma saùt (hay tröôït) gaây neân Heä soá ma saùt f ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: f = 64/NRE NRE laø soá Reynolds, laø thoâng soá duøng ñeå phaân bieät cheá ñoä doøng chaûy. Trong oáng troøn, giaù trò phaân chia giöõa doøng chaûy taàng vaø doøng chaûy roái thöôøng laø NRE = 2100 hoaëc 2300. Công nghệ khai thác dầu khí 83 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  86. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙT Ñoái vôùi doøng chaûy roái, thaønh oáng trôn, heä soá ma saùt ñöôïc xaùc ñònh baèng caùc phöông trình sau: 6 3000 5 NRE 10 , aùp duïng phöông trình Blasius: -0.25 f = 0.316NRE Ñoái vôùi doøng chaûy roái, thaønh oáng nhaùm (ε/d≠ 0) heä soá ma saùt ñöôïc xaùc ñònh baèng phöông trình Colebrook vaø White (1939): 1 ⎛ 2 .ε 18 ,7 ⎞ = 1,74 − 2 . log ⎜ + ⎟ ⎜ d ⎟ f ⎝ N Re . f ⎠ Công nghệ khai thác dầu khí 84 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  87. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙT Vì heä soá ma saùt khoâng theå xaùc ñònh tröïc tieáp ñöôïc töø phöông trình treân neân caàn bieán ñoåi thaønh phöông trình sau ñaây, ñoàng thôøi keát hôïp phöông phaùp thöû vaø sai: 2 ⎡ ⎛ ⎛ ε ⎞⎞⎤ = ⎢ ⎜ − ⎜ 2. + 18,7 ⎟⎟⎥ fc 1 1,74 2.log ⎢ ⎜ ⎜ d N . f ⎟⎟⎥ ⎣ ⎝ ⎝ Re g ⎠⎠⎦ Công nghệ khai thác dầu khí 85 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  88. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙT Duøng phöông trình Drew, Koo vaø Mc Adams ñeå xaùc ñònh giaù trò fg ñaàu tieân , sau ñoù thay vaøo phöông trình treân xaùc ñònh giaù trò fc. Neáu fc khoâng gaàn baèng giaù trò fg thì gaùn fc vöøa tính baèng fg vaø tieáp tuïc tính cho ñeán khi naøo giaù tri fg vaø fc töông ñöông vôùi nhau. 3 < < 8 -6 <ε < -2 Neáu 5.10 NRE 10 vaø 10 /d 10 , aùp duïng phöông trình Jain: 1 ⎛ ε 21 .25 ⎞ = 1 .14 − 2 log ⎜ + ⎟ ⎜ d 0 .9 ⎟ f ⎝ N RE ⎠ Công nghệ khai thác dầu khí 86 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  89. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT Muoán tính toaùn doøng chaûy trong oáng khai thaùc, ñaàu tieân phaûi bieát nhöõng tính chaát cuûa löu chaát (heä soá theå tích thaønh heä, tyû soá khí daàu, vaän toác doøng chaûy, khoái löôïng rieâng, ñoä nhôùt, heä soá neùn ñaúng nhieät, söùc caêng beà maët, ) seõ thay ñoåi nhö theá naøo trong ñieàu kieän khai thaùc. Ñaây laø cô sôû ñeå tính söï cheânh aùp, toån hao do ma saùt trong oáng khai thaùc. Vaän toác löu chaát Công nghệ khai thác dầu khí 87 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  90. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT ƒ Vaän toác bieåu kieán moät pha: vaän toác doøng chaûy chæ 1 pha trong toaøn boä maët caét cuûa oáng. ƒ Vaän toác thöïc: Khi moät löu chaát di chuyeån khoâng chieám toaøn boä maët caét cuûa oáng, thì luùc naøy toàn taïi moät pha khaùc trong tieát dieän cuûa oáng. Do ñoù vaän toác thöïc luùc naøo cuõng lôùn hôn vaän toác bieåu kieán. Vì vaäy, ñeå tính vaän toác thöïc cuûa hoãn hôïp ta caàn quan taâm ñeán vaän toác bieåu kieán cuûa töøng pha rieâng bieät. Vaän toác hoãn hôïp laø vaän toác cuûa caùc pha. Caàn chuù yù raèng, löu löôïng cuûa caùc pha thay ñoåi tuyø thuoäc vaøo aùp suaát, nhieät ñoä cuûa caùc pha vaø vò trí cuûa chuùng trong oáng khai thaùc. Do ñoù, vaän toác töùc thôøi cuûa löu chaát laø moät haøm phuï thuoäc vaøo aùp suaát, nhieät ñoä, heä soá theå tích thaønh heä, heä soá neùn cuûa löu chaát taïi ñieåm ñoù. Công nghệ khai thác dầu khí 88 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  91. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT ƒ Vaän toác khí bieåu kieán ƒ Khí laø löu chaát neùn ñöôïc neân löu löôïng cuûa khí taïi moät vò trí trong oáng khai thaùc seõ baèng löu löôïng khí taïi ñieàu kieän beà maët chia cho heä soá theå tíchthaønhheäkhítaïivòtríñoù. q q B V = g = sc . g sg A A Trong ñoù: + Vsg : vaän toác khí bieåu kieán (ft/s) + qsc : löu löôïng khí töï do ño taïi ñieàu kieän beà maët (scf/s) + Bg : heä soá theå tích thaønh heä khí (ft3/scf) + A = π d2/4 : tieát dieän cuûa ñöôøng oáng (ft2) + d : ñöôøng kính trong cuûa oáng (ft) Trong tröôøng hôïp khí hoaø tan trong daàu thì löu löôïng khí töï do dòch chuyeån trong ñöôøng oáng luùc naøy seõ baèng löu löôïng toång tröø ñi löu löôïng khí hoaø tan trong daàu. Công nghệ khai thác dầu khí 89 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  92. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT q q B V = g = sc . g sg A A Trong ñoù: + Vsg : vaän toác khí bieåu kieán (ft/s) + qsc : löu löôïng khí töï do ño taïi ñieàu kieän beà maët (scf/s) 3 + Bg : heä soá theå tích thaønh heä khí (ft /scf) + A = π d2/4 : tieát dieän cuûa ñöôøng oáng (ft2) + d : ñöôøng kính trong cuûa oáng (ft) Trong tröôøng hôïp khí hoaø tan trong daàu thì löu löôïng khí töï do dòch chuyeån trong ñöôøng oáng luùc naøy seõ baèng löu löôïng toång tröø ñi löu löôïng khí hoaø tan trong daàu. Công nghệ khai thác dầu khí 90 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  93. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT Vaän toác daàu bieåu kieán Ñeå xaùc ñònh vaän toác bieåu kieán cuûa daàu caàn phaûi ño ñöôïc löu löôïng daàu ñaõ giaõn nôû ôû ñieàu kieän beà maët: q = 0 v so Trong ñoù: B 0 . A + vso : vaän toác daàu bieåu kieán (ft/s) + q0 : löu löôïng daàu khai thaùc (scf/s) 3 + B0 : heä soá theå tích thaønh heä daàu (ft /scf) + A : tieát dieän ñöôøng oáng (ft2) Neáu löu löôïng daàu khai thaùc q0 laø STB/ngaøy thì vaän toác bieåu kieán cuûa daàu: × −5 = 6,5 10 .q0 vso B0 A Công nghệ khai thác dầu khí 91 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  94. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT Vaäân toác nöôùc bieåu kieán 6 ,5 × 10 − 5 .q .B v = w w sw A Trong ñoù: + vsw : vaän toác nöôùc bieåu kieán (ft/s) + qw : löu löôïng nöôùc khai thaùc (STB/ngaøy) + Bw : heä soá theå tích thaønh heä nöôùc (bbl/STB) + A : tieát dieän oáng (ft2). Công nghệ khai thác dầu khí 92 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  95. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT ™ Vaän toác pha loûng bieåu kieán Trong oáng khai thaùc, nöôùc vaø daàu ñöôïc xem coù cuøng vaän toác do nöôùc coù khoái löôïng rieâng lôùn hôn nhöng buø laïi nöôùc coù ñoä nhôùt thaáp hôn daàu. Do ñoù vaän toác loûng bieåu kieán baèng toång vaän toác bieåu kieán cuûa nöôùc vaø daàu: vsl = vso + vsw Hay q v = l sl d 2 π . 4 Vôùi: ql : löu löôïng pha loûng bao goàm caû nöôùc vaø daàu. Neáu pha loûng bao goàm caû daàu, nöôùc vaø nöôùc ngöng tuï thì: q .B +(q −w .q ).B v = 0 0 w c g w sl π.d2 4 + wc : löôïng nöôùc ngöng tuï (bbl/MMscf) + d : ñöôøng kính trong cuûa oáng khai thaùc (ft) Công nghệ khai thác dầu khí 93 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  96. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT Vaän toác hoãn hôïp bieåu kieán baèng vaän toác loûng bieåu kieán vaø vaän toác khí bieåu kieán: vm = vsl + vsg Khoái löôïng rieâng cuûa löu chaát ƒ Doøng chaûy trong oáng khai thaùc laø doøng chaûy cuûa hoãn hôïp caùc pha, do ñoù ñeå tính khoái löôïng rieâng cuûa hoãn hôïp, ta caàn tính khoái löôïng rieâng cuûa töøng thaønh phaàn: khí, daàu vaø nöôùc Công nghệ khai thác dầu khí 94 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  97. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT Khoái löôïng rieâng cuûa daàu khi coù khí hoaø tan trong daàu: (350.γ +0,0764.γ .R ) ρ = 0 g s 0 5,615.B0 Trong ñoù: ρ 3 + 0 : khoái löôïng rieâng cuûa daàu (lbm/ft ) + Rs : tyû soá hoaø tan khí daàu (scf/STB) Công nghệ khai thác dầu khí 95 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  98. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT + B0 : heä soá theå tích thaønh heä daàu (bbl/STB) + 350 : khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc ôû ñieàu kieän tieâu chuaån (lbm/STB). + 0,0764 : khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí ôû ñieàu kieän chuaån (lbm/STB). + 5,615 : heä soá chuyeån ñoåi (ft3/bbl). ≥ Khi aùp suaát lôùn hôn hoaëc baèng aùp suaát ñieåm boït khí (p pb), khoái löôïng rieâng cuûa daàu coù theå xaùc ñònh theo phöông trình sau: ρ = ρ []()− 0 0b.expC0 p pb Trong ñoù: ρ + 0 : khoái löôïng rieâng cuûa daàu ôû nhieät ñoä T vaø aùp suaát p ρ + 0b : khoái löôïng rieâng cuûa daàu ôû nhieät ñoä T vaø aùp suaát pb + pb : aùp suaát ñieåm boït khí + C0 : heä soá neùn ñaúng nhieät ôû nhieät ñoä T (psia) + exp(x) = ex Công nghệ khai thác dầu khí 96 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  99. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc ρ = ρ γ = γ w wsc. w / Bw 62,4. w / Bw Trong ñoù: ρ + w : khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc ôû nhieät ñoä T vaø aùp suaát p (lbm/ft3) ρ + wsc : khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc nguyeân chaát ôû ñieàu kieän tieâu chuaån =62,4 (lbm/scf) γ + w : tyû troïng nöôùc 3 + Bw : heä soá theå tích thaønh heä nöôùc (ft /scf) Công nghệ khai thác dầu khí 97 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  100. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Heä soá leäch khí Heä soá leäch khí Z (hay coøn goïi laø heä soá neùn khí) phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä giaû giaûm (Tpr) vaøaùpsuaátgiaûgiaûm(ppr). Vôùi: Tpr = T/Tpc; Tpr = p/ppc Trong ñoù: + Tpc vaø ppc: nhieät ñoä vaø aùp suaát giaû tôùi haïn (psia) Σ + Tpc = yipci Σ + ppc = yiTci Vôùi: + yi : tyû leä mol cuûa thaønh phaàn thöù i. + Tci : nhieät ñoä tôùi haïn cuûa thaønh phaàn thöù i. + pci : aùp suaát tôùi haïn cuûa thaønh phaàn thöù i. Công nghệ khai thác dầu khí 98 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  101. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Neáu khoâng bieát thaønh phaàn khí thì coù theå tính nhieät ñoä giaû tôùi haïn vaø aùp suaát giaû tôùi haïn theo phöông trình sau: γ + Tpc = 170,5 + 307,3. g γ + ppc = 709,6 – 58,7. g Công nghệ khai thác dầu khí 99 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  102. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Tyû soá hoaø tan khí daàu = γ c2 + Rs C1. gc.p .exp[C3 (API)/(T 460)] Trong ñoù: + T : nhieät ñoä (0F) 0 + C1, C2, C3 : haèng soá phuï thuoäc vaøo API γ + gc : tyû troïng khí chính xaùc. Công nghệ khai thác dầu khí 100 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  103. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm 0 Caùc heä soá C1, C2, C3 theo tyû troïng daàu API Haèng soá 0API≤ 30 0API> 30 C1 0.0362 0.0178 C2 1.0937 1.1870 C3 25.7240 23.9310 Công nghệ khai thác dầu khí 101 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  104. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Tyû troïng khí cuõng coù theå ñöôïc tính theo coâng thöùc sau: ⎡ ⎤ γ = γ + × − 5 () ⎛ p ⎞ gc g ⎢1 5,192 10 API .T . log ⎜ ⎟ ⎥ ⎣ ⎝ 114 ,7 ⎠ ⎦ Trong ñoù: γ + g : tyû troïng khí ño ñöôïc ôû bình taùch + T : nhieät ñoä bình taùch (0F) + p : aùp suaát bình taùch (psia) + API : tyû troïng theo ñoä API Công nghệ khai thác dầu khí 102 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  105. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Heä soá theå tích thaønh heä Heä soá theå tích thaønh heä daàu 0,0283 .Z .T B = g p ⎛ API⎞ ⎛ API⎞ B =1+C R +C ()T −60⎜ ⎟+C R ()T −60⎜ ⎟ 0 1 s 2 ⎜ γ ⎟ 3 s ⎜ γ ⎟ ⎝ gc ⎠ ⎝ gc ⎠ Công nghệ khai thác dầu khí 103 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  106. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Haèng soá 0API≤ 30 0API> 30 -4 -4 C1 4.6778* 10 4.670*10 -5 -5 C2 1.751*10 1.100*10 -8 -9 C3 -1.811*10 1.337*10 > Khi p pb thì Bo ñöôïc xaùc ñònh: Bo= Bobexp[Co(pb-p)] Trong ñoù: + Bbo : heä soá theå tích thaønh heä daàu ôû aùp suaát pb (bbl/STB) -1 + Co : heä soá neùn ñaúng nhieät cuûa daàu (psi ). Công nghệ khai thác dầu khí 104 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  107. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Heä soá theå tích thaønh heä nöôùc = + × −4 B w B wp (1 XY 10 ) 2 BWP = C1 + C2P + C3P Trong ñoù + Bw : heä soá theå tích thaønh heä cuûa nöôùc bieån (bbl/STB) + Bwp : heä soá theå tích thaønh heä cuûa nöôùc nguyeân chaát (bbl/STB) + Y : noàng ñoä muoái trong nöôùc Công nghệ khai thác dầu khí 105 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  108. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm X=5,1×10−8.p+(T−60)(5,47×10−6 −1,95×10−10.p)+(T−60)2(8,5×10−13.p−3,32×10−8 = + × −5 + × −7 2 C1 0,9911 6,35 10 .T 8,5 10 .T = × −6 − × −9 + × −12 2 C2 1,093 10 3,497 10 4,57 10 .T =− × −11 + × −13 − × −15 2 C3 5 10 6,429 10 .T 1,43 10 .T Công nghệ khai thác dầu khí 106 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  109. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Caùc thoâng soá cuûa doøng chaûy hai pha Tyû leä löu chaát Tyû leä loûng HL = (dieän tích maët caét chöùa chaát loûng)/(toång dieän tích maët caét oáng) ÷ HL: 0 1 Neáu boû qua söï tröôït giöõa caùc pha, tyû leä theå tích loûng ñöôïc xaùc ñònh nhö sau q λ = 1 L + q 1 q g . B g Chia töû vaø maãu cho tieát dieän cuûa oáng ta ñöôïc λ = V sl L V m Công nghệ khai thác dầu khí 107 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  110. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Tyû leä khí Hg = (dieän tích maët caét chöùa chaát khí)/(toång dieän tích maët caét oáng) Hay: Hg = 1 - HL Neáu khoâng keå ñeán hieän töôïng tröôït, tyû leä khí ñöôïc tính nhö sau: q . B λ = g g g + q g . B g q l Trong ñoù: + ql : löu löôïng pha loûng taïi aùp suaát, nhieät ñoä taïi vò trí ñang xeùt. + qg : löu löôïng pha khí taïi ñieàu kieän chuaån. Công nghệ khai thác dầu khí 108 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  111. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm ƒ Ñoái vôùi doøng chaûy boït khí: q λ = g σ q + q + 0,233 .d 2 g l σ n Ñoái vôùi doøng chaûy nuùt khí d q λ = g g σ d q + 0,6023.q + 0,0942.d1,5 g 1 σ n Công nghệ khai thác dầu khí 109 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  112. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Khoái löôïng rieâng hoãn hôïp daàu vaø nöôùc - Khoái löôïng rieâng cuûa pha loûng: ρ ρ ρ L = 0.f0 + w.fw Trong ñoù: + Tyû leä daàu trong pha loûng:f0=q0/(q0+qw) . + Tyû leä nöôùc trong pha loûng: fw = 1 – f0. Công nghệ khai thác dầu khí 110 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  113. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm ƒ Khoáilöôïngrieângcuûahoãnhôïptrongtröôønghôïptheánaêngthay ñoåi (coù tröôït) ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: ρ ρ ρ s = L.HL + g.Hg Khoái löôïng rieâng cuûa hoãn hôïp trong tröôøng hôïp khoâng tröôït giöõa caùc pha ñöôïc xaùc ñònh: ρ ρ λ ρ λ n = L. L + g. g Khoái löôïng rieâng cuûa hoãn hôïp nhaèm xaùc ñònh toån thaát aùp suaát vaø NRE ñöôïc tính theo coâng thöùc: ρ λ 2 ρ .λ 2 ρ = L . L + g g k H L H g Công nghệ khai thác dầu khí 111 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  114. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Vaän toác khí bieåu kieán: Vsg=qg/A Vaän toác thöïc cuûa khí: Vg=qg/AHg Vaän toác loûng bieåu kieán: Vsl=qL/A Vaän toác thöïc cuûa pha loûng: VL=qL/AHl = + Vaän toác doøng hoãn hôïp: V m V sL V sg Công nghệ khai thác dầu khí 112 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  115. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Ñoä nhôùt hai pha (boû qua söï tröôït) μ = μ λ + μ λ n L . L g . g Ñoä nhôùt hai pha coù xeùt ñeán söï tröôït vaø ñoä nhôùt pha loûng μ = μ + μ s L .H L g .H g Trong ñoù μ = μ + μ L 0 . f 0 w . f w Công nghệ khai thác dầu khí 113 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  116. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm ƒ Söùc caêng beà maët Söùc caêng beà maët giöõa khí vaø nöôùc, khí vaø daàu phuï thuoäc vaøo aùp suaát, nhieät ñoä, troïng löôïng cuûa daàu, khí vaø löôïng khí khoâng hoaø tan. Söùc caêng beà maët cuûa pha loûng ñöôïc tính: σ = σ + σ L 0 . f 0 w . f w Trong ñoù: σ + 0 : söùc caêng beà maët cuûa daàu vaø khí. σ + w: söùc caêng beà maët cuûa daàu vaø nöôùc Công nghệ khai thác dầu khí 114 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  117. PHÖÔNG TRÌNH GRADIENT AÙP SUAÁT CUÛA DOØNG CHAÛY HAI PHA TRONG OÁNG KHAI THAÙC Phöông trình gradient aùp suaát cuûa doøng chaûy hai pha dp ⎛ dp ⎞ ⎛ dp ⎞ ⎛ dp ⎞ = ⎜ ⎟ + ⎜ ⎟ + ⎜ ⎟ dl ⎝ dl ⎠ el ⎝ dl ⎠ f ⎝ dl ⎠ acc Trong gieáng daàu, khoái löôïng rieâng cuûa löu chaát lôùn, chính vì theá thaønh phaàn toån thaát thuyû tónh chieám tyû leä lôùn, coøn trong gieáng khí, khí di chuyeån nhanh vôùi vaän toác lôùn, vì theá thaønh phaàn phaàn toån thaát do ma saùt chieám öu theá. Công nghệ khai thác dầu khí 115 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  118. Thaønh phaàn toån thaát trong caùc gieáng khai thaùc Thaønh phaàn % Toån thaát ñoái vôùi % Toån thaát ñoái vôùi gieáng daàu gieáng khí Theá naêng 70 ÷ 90 20 ÷ 50 (thuyû tónh) Ma saùt 10 ÷ 30 30 ÷ 60 Ñoäng naêng 0 ÷ 10 0 ÷ 10 Công nghệ khai thác dầu khí 116 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  119. Toån thaát aùp suaát do söï thay ñoåi aùp naêng Ñoái vôùi doøng chaûy nhieàu pha trong oáng, thaønh phaàn toån thaát do söï thay ñoåi aùp naêng laø lôùn nhaát (chieám 70 ÷ 98%) treân toaøn boä toån thaát aùp suaát cuûa doøng chaûy) vaø laø thaønh phaàn khoù tính toaùn nhaát vì noù chòu taùc ñoäng cuûa nhieàu yeáu toá. Thaønh phaàn toån hao do söï thay ñoåi theá naêng: ⎛ dp ⎞ = g ρ θ ⎜ ⎟ . hh . sin ⎝ dl ⎠ el g c Trong ñoù: + gc : heä soá tyû leä ρ + hh : khoái löôïng rieâng cuûa hoãn hôïp + θ : goùc nghieâng cuûa gieáng Công nghệ khai thác dầu khí 117 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  120. Toånthaátaùpsuaátdo söïthayñoåiaùpnaêng Ñeå tính toaùn chính xaùc khoái löôïng rieâng cuûa hoãn hôïp thì phaûi tính ñeán söï tröôït giöõa caùc pha. Toån thaát aùp suaát do aùp naêng coøn ñöôïc xaùc ñònh theo bieåu thöùc sau: 1 ⎛ dp ⎞ ⎛ ρ ⎞ =1− H ⎜1− k ⎟ ρ ⎜ ⎟ g ⎜ ρ ⎟ L .g ⎝ dl ⎠an ⎝ l ⎠ Công nghệ khai thác dầu khí 118 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  121. Toån thaát aùp suaát do ma saùt Toån thaát aùp suaát do ma saùt coù theå chieám töø 1 ÷ 30% treân toång giaù trò aùp suaát cuûa doøng chaûy nhieàu pha trong oáng vaø ñöôïc tính baèng bieåu thöùc sau: ⎛ dp ⎞ f .ρ .v 2 f .G .v ⎜ ⎟ = ns m = hh hh hh ⎝ dl ⎠ f 2.g c .d 2.g c .d Trong ñoù: + fhh : heä soá ma saùt cuûa hoãn hôïp ρ + ns : khoái löôïng rieâng cuûa hoãn hôïp ôû traïng thaùi khoâng tröôït + d : ñöôøng kính trong cuûa oáng khai thaùc + Ghh : löu löôïng khoái löôïng cuûa hoãn hôïp + vhh : vaän toác chuyeån ñoäng cuûa hoãn hôïp Công nghệ khai thác dầu khí 119 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  122. Toån thaát aùp suaát do ma saùt Toån thaát aùp suaát do ma saùt coøn ñöôïc xaùc ñònh theo bieåu thöùc sau: 2 1 ⎛ dp ⎞ q ⎛ qg ⎞ ⎜ ⎟ = 0,331× f . l ⎜1+ ⎟ ρ hh 5 ⎜ ⎟ l .g ⎝ dl ⎠ ms d ⎝ ql ⎠ Trong ñoù: + ql : löu löôïng theå tích pha loûng + qg : löu löôïng theå thích pha khí Heä soá ma saùt cuûa hoãn hôïp chaát löu hai pha: f × f = 1 2 f hh q + × g 1 0 ,141 f 1 q l Công nghệ khai thác dầu khí 120 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  123. Toån thaát aùp suaát do ma saùt Trong ñoù: -0.266 f1= 0.11*NRE ≤ ≤ Neáu: 0,5 A0 1,0 thì heä soá f2 ñöôïc tính theo bieåu thöùc sau: = 0 ,826 − f 2 0 , 033 A 0 Neáu: A0 0,5 thì f2 =0,2 ρ Vôùi: q 1 .g A = f g 3 d 2 d = d 0 1 0 0 σ q 1 Vôùi σ laø söùc caêng beà maët giöõa hai pha loûng - khí (N/m) Công nghệ khai thác dầu khí 121 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  124. Toån thaát aùp suaát do söï thay ñoåi ñoäng naêng ⎛∂p⎞ ρ .v .d()v ρ .v ⎡ d ⎛G ⎞ d ⎛G ⎞⎤ = hh hh hh = hh hh ⎜ L ⎟+ ⎜ k ⎟ ⎜∂ ⎟ ⎢ ⎜ρ ⎟ ⎜ρ ⎟⎥ ⎝ L⎠dn gc.dL gc ⎣dL⎝ L ⎠ dL⎝ k ⎠⎦ ⎛ dp ⎞ ()ρ .v .v dp ⎜ ⎟ = − hh hh k . ⎝ dL ⎠dn gc .p dL Công nghệ khai thác dầu khí 122 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  125. Toån thaát aùp suaát do söï thay ñoåi ñoäng naêng Gradient aùp suaát khi löu chaát di chuyeån töø ñaùy gieáng leân beà maët trong oáng khai thaùc Phöông trình cô baûn tính toaùn toån thaát aùp suaát cuûa doøng chaûy nhieàu pha trong oáng: f .G .v ρ .v .v dp = g ρ θ + hh hh hh − hh hh g dp . hh.sin . dL gc 2.gc.d gc.p dL Hay g f .G .v .ρ .sin θ + hh hh hh g hh 2.g .d dp = c c dL ρ .v .v 1 + hh hh g g c .p Công nghệ khai thác dầu khí 123 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  126. CAÁU TRUÙC DOØNG CHAÛY TRONG OÁNG KHAI THAÙC ™ Doøng chaûy boït khí ™ Doøng chaûy daïng nuùt khí ™ Doøng chaûy chuyeån tieáp ™ Doøng chaûy söông muø Công nghệ khai thác dầu khí 124 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  127. Caùc phöông phaùp xaùc ñònh gradient aùp suaát + Phöông phaùp Poettman vaø Carpenter + Phöông phaùp Hagedon vaø Brown + Phöông phaùp Duns vaø Ros + Phöông phaùp Orkiszewski + Phöông phaùp Aziz, Govier vaø Fogarasi + Phöông phaùp Chierici, Ciucci vaø Sclocchi + Phöông phaùp Beggs and Brill + Phöông phaùp Mona, Asheim + Phöông phaùp Hassan vaø Kabir Công nghệ khai thác dầu khí 125 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  128. DOØNG CHAÛY TRONG CAÙC BOÄ PHAÄN CAÛN DOØNG Maëc duø toån thaát aùp suaát chuû yeáu xaûy ra ôû ñaùy gieáng, heä thoáng oáng khai thaùc vaø heä thoáng thu gom nhöng trong moät soá gieáng, toån thaát ôû boä phaän caûn doøng cuõng chieám moät tyû leä ñaùng keå. Caùc boä phaän caûn doøng chuû yeáu laø: + Van tieát löu beà maët + Van an toaøn gieáng saâu + Goùc van vaø goùc oáng Công nghệ khai thác dầu khí 126 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  129. Van tieát löu beà maët Löu chaát laø khí Phöông trình toång quaùt ñöôïc xaây döng baèng caùch keát hôïp phöông trình Bernoulli vaø phöông trình traïng thaùi aùp duïng cho löu chaát laø khí trong caû hai tröôøng hôïp tôùi haïn vaø chöa tôùi haïn: 2 C (P )(d ) k + q = n 1 ( )( y 2 / k − y k 1 / k ) sc γ − g (T1 )Z 1 k 1 Trong ñoù: + qsc: Löu löôïng khí + d: Ñöôøng kính cuûa van + γg: Tyû troïng khí Công nghệ khai thác dầu khí 127 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  130. Van tieát löu beà maët + P1: aùp suaát doøng vaøo +P2: AÙp suaát doøng ra +T1: Nhieät ñoä doøng vaøo +Z1: Heä soá leäch khí ôû nhieät ñoä T1 vaø aùp suaát p1 +Psc: AÙp suaát tieâu chuaån +Tsc: Nhieät ñoä tieâu chuaån +Cs, Cd, Cn : Heä soá chuyeån ñoåi ñôn vò (Cn = Cs* Cd *Tsc /Psc) + K: Tyû soá nhieät dung rieâng (k=Cp /Cv) + y: tyû soá aùp suaát doøng ra vaø doøng vaøo (y=p2 /p1) Công nghệ khai thác dầu khí 128 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  131. Van tieát löu beà maët Khi löu löôïng doøng khí ñaït tôùi giaù trò tôùi haïn, tyû soá aùp suaát (y=yc) vaø phuï thuoäc vaøo ñoä k theo phöông trình sau: yc=[2/(k+1)]k/(k-1) Trong tröôøng hôïp van tieát löu ngaén, doøng chaûy tôùi haïn qua van coù loã môû gaàn troøn, coâng thöùc lieân heä giöõa löu luôïng, aùp suaát doøng vaøo vaø kích thöôùc van nhö sau: 2 = 0 , 487 C n d P1 q sc γ 0 , 5 (T g ) Thoâng thöôøng ngöôøi ta laáy Cd =0,82 trong tröôøng hôïp khoâng xaùc ñònh ñöôïc caùc soá lieäu cuï theå. Công nghệ khai thác dầu khí 129 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  132. Van tieát löu beà maët Löu chaát hai pha pq R = l c P1 a Trong ñoù: d +P1 :AÙp suaát doøng vaøo (psia) +ql: Löu löôïng pha loûng (STB/d) + R: Tyû soá khí/ loûng (scf/stb) + d: Ñöôøng kính van tieát löu (in) Công nghệ khai thác dầu khí 130 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  133. Vanan toaøngieángsaâu(SSSV) Phöông trình xaùc ñònh ñoä giaûm aùp cuûa doøng chaûy chöa tôùi haïn qua van an toaøn gieáng saâu: 1,048.10−6γ zTq 2(1−β4) p − p = g 1 1 sc 1 2 4 2 2 p1d Cd y + β=d/D + Cd: Thöôøng choïn 0,9 + K: Tyû soá nhieät dung rieâng cuûa khí + y: Heä soá giaõn nôû Công nghệ khai thác dầu khí 131 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  134. Van an toaøn gieáng saâu (SSSV) Heä soá giaõn nôû y thay ñoåi trong khoaûng 0,67-1 vaø thöôøng ñöôïc tính baèng phöông phaùp laëp vôùi giaù trò giaû ñònh ban ñaàu thöôøng laø 0,85: p − p Y = 1 − (0,41 + 0,35β 4 )( 1 2 ) 0,5 kp1 ™ Tröôøng hôïp doøng chaûy hai pha qua van Phöông trình xaùc ñònh ñoä giaûm aùp cuûa doøng chaûy chöa tôùi haïn qua van an toaøn gieáng saâu: Công nghệ khai thác dầu khí 132 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  135. Van an toaøn gieáng saâu (SSSV) 1,087.10 −4 ρ v 2 − = n m p1 p2 Cd ρ 3 + n: Khoái löôïng rieâng khoâng tröôït (lbm/ft ) ρ ρ λ ρ λ + n = l l + g g + vm: Vaän toác cuûa hoãn hôïp qua van -4 β β + Cd = 0,233+8,4.10 Nv+6,672 -11,66 2 λ λ + Nv= qg /ql =(1- l)/ l; λ + l=ql /(ql +qg); +β=d/D vôùi d: Ñöôøng kính cuûa van vaø D: Ñöôøng kính trong oáng khai thaùc; Công nghệ khai thác dầu khí 133 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  136. Goùc van vaø goùc oáng ρ 2 ρ 2 Δ = fL v = v p f K d 2 g c 2 g c fL/d = K L = Kd/f Trong ñoù: + D: Ñöôøng kính oáng töông ñöông; + f: heä soá ma saùt cuûa doøng chaûy trong oáng + L: Chieàu daøi oáng töông ñöông + K: Phuï thuoäc vaøo loaïi van. Công nghệ khai thác dầu khí 134 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  137. Baûng haèng soá K theo loaïi van Loaïi van K Van cöûa 0,15 Van goùc 0,2-0,3 Van caàu 3-5 Van chaën 6-8 Công nghệ khai thác dầu khí 135 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  138. BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC DẦU KHÍ QUY TRÌNH HOÀN THIỆN GIẾNG Giảng viên : PGS.TS. Lê Phước Hảo Email : lphao@hcmut.edu.vn Tel : 84-8-8654086
  139. QUY TRÌNH HOÀN THIỆN GIẾNG 1. Trám xi măng cột ống chống khai thác 2. Bắnmở vỉa 3. Lắp đặtthiếtbị khai thác 4. Gọi dòng sảnphẩm Công nghệ khai thác dầu khí 137 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  140. CÁC CỘT ỐNG CHỐNG Các loại ống (Tubulars) Ống chống Production Ống chống Ống chống Trung gian Casing bề mặt định hướng Công nghệ khai thác dầu khí 138 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  141. CHỐNG ỐNG KHAI THÁC Mộtsố bộ phậncủa ống chống Công nghệ khai thác dầu khí 139 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  142. CÁC DỤNG CỤ ĐỊNH TÂM Công nghệ khai thác dầu khí 140 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  143. CÁC DỤNG CỤ NẠO Công nghệ khai thác dầu khí 141 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  144. VÒNG XOÁY VÀ GIỎ TRÁM Công nghệ khai thác dầu khí 142 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  145. HẠ CỘT ỐNG CHỐNG KHAI THÁC + Cầnhạ cột ống càng nhanh càng tốt, nhưng vậntốcthả cột ống cũng bị hạnchế tùy theo áp lựcdư mà nó gây lên đáy và thành giếng khoan. + Khi hạ cột ống đến đáy, có thểđiềuchỉnh thành phần dung dịch tuần hoàn đồng thời thao tác nâng thả cột ống chống để làm cho các dụng cụ nạo thành giếng khoan hoạt động. Việctuần hoàn dung dịch dừng lạikhi: - Dung dịch không còn nâng mùn khoan lên nữa - Lượng khí ít và không thay đổi - Không có hiệntượng mất dung dịch và xâm nhậpcủachấtlỏng - Toàn bộ thể tích dung dịch khoan tuần hoàn là đồng nhất Công nghệ khai thác dầu khí 143 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  146. QUY TRÌNH TRÁM XI MĂNG Trám xi măng là đặtvữaxi măng thích hợp trong khoảng không hình xuyếngiữa thành giếng khoan và lớp lót thành giếng ở mộtchiều sâu xác định. Có nhiềucáchtrámxi măng khác nhau: -Trámxi măng lót thành giếng hoặccột ống -Trámxi măng dướiápsuấtgọilàtrámlènchặt qua các lỗđục thủng ống - Đặtcácnúttrámxi măng ở giếng khoan trần Công nghệ khai thác dầu khí 144 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  147. CÁC GIAI ĐOẠN TRÁM XI MĂNG -Trámxi măng sơ cấp -Trámxi măng hai tầng -Trámxi măng cột ống chống lửng -Épxi măng - Đặtcácnúttrámxi măng Khi tiến hành trám xi măng, cầnchúý đếnnhững đặctính củaxi măng và chọnvữaxi măng phù hợp. Công nghệ khai thác dầu khí 145 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  148. BẮN MỞ VỈA •Saukhitrámxi măng cột ống chống khai thác, tầng chứabị cột ống chống và vành đáxi măng bít kín, nên phảitiến hành bắnmở vỉa. •Phương pháp bắnmở vỉaphổ biếnnhất là dùng đạnnổ tạoáp suất •Cóthể thả thiếtbị bắnmở vỉabằng cáp hoặccần khoan trướckhi lắp đặtthiếtbị lòng giếng khai thác, hay thả súng bắnmở vỈabằng cáp vào trong ống khai thác, hoặcgắntrựctiếpvàođầucột ống khai thác. Phương pháp này cho phép tiến hành khai thác nếu dòng chảy đượcthiếtlập ngay sau quá trình bắnmở vỉa mà không phảidậpgiếng về sau để lắp đặtthiếtbị khai thác lòng giếng Công nghệ khai thác dầu khí 146 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  149. QUY TRÌNH BẮN MỞ VỈA Gồmbagiaiđoạn: 1. Súng bắnmở vỉa đượchạđốidiệntầng sảnphẩm 2. Kích nổ 3. Dòng chấtlưutừ vỉachảy vào giếng Công nghệ khai thác dầu khí 147 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  150. BẮN MỞ VỈA Công nghệ khai thác dầu khí 148 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  151. BẮN MỞ VỈA Công nghệ khai thác dầu khí 149 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  152. BẮN MỞ VỈA Công nghệ khai thác dầu khí 150 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  153. VỊ TRÍ BẮN MỞ VỈA Vị trí bắnmở vỉathường đượcxácđịnh như sau: -Khivỉachứadầucótầng nước đáy, nên mở vỉa ở phần trên (nóc) của đớisảnphẩm -Khivỉachứadầucómũ khí, nên mở vỉa ở phầngần đáy của đớisảnphẩm -Khivỉachứadầuvừacómũ khí và tầng nước đáy, nên mở vỉa ở phầngiữacủa đớisảnphẩm Công nghệ khai thác dầu khí 151 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  154. LẮP ĐẶT THIẾT BỊ KHAI THÁC - Sau khi hoàn tất công việcbắnmở vỉa, mộtcột ống đường kính nhỏ (cột ống khai thác) sẽđượclắpvào giếng làm đường dẫndầutừđáy giếng lên bề mặt - Packer được đặtgiữacột khai thác và cột ống chống khai thác ở ngay trên nóc tầng sảnphẩmgiúpchochất lưu khai thác chảytừ thành hệ qua các lỗ bắnmở vỉa vào trong cột ống khai thác và đilênbề mặt. Công nghệ khai thác dầu khí 152 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  155. LẮP ĐẶT ỐNG KHAI THÁC Công nghệ khai thác dầu khí 153 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  156. PACKER Công nghệ khai thác dầu khí 154 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  157. LẮP ĐẶT ĐẦU GIẾNG KHAI THÁC ƒ Đầugiếng khai thác đượclắp đặtphíatrênbộđầu ống chống. Cột ống khai thác trong giếng đượctreotừ cây thông khai thác sao cho sảnphẩm khai thác chảytheo cột ống khai thác vào cây thông khai thác. ƒ Sảnphẩm khai thác có thểđượckiểmsoátnhờ các van tiếtlưulắp trên cây thông khai thác Công nghệ khai thác dầu khí 155 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  158. LẮP ĐẶT ĐẦU GIẾNG KHAI THÁC Cây thông khai thác (Christmas Trees) Đầu ống khai thác và thiết bị treo (Tubing Heads and Hangers) Công nghệ khai thác dầu khí 156 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  159. LẮP ĐẶT VAN TIẾT LƯU Van tiết lưu (Beans and Chokes) Công nghệ khai thác dầu khí 157 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  160. BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC DẦU KHÍ HOÀN THIỆN GIẾNG KHAI THÁC Giảng viên : PGS.TS. Lê Phước Hảo Email : lphao@hcmut.edu.vn Tel : 84-8-8654086
  161. NỘI DUNG + Phân loại + Các phương pháp hoàn thiện + Tính toán thiếtkế + Dung dịch hoàn thiệngiếng + Bắnmở vỉa + Gọi dòng sảnphẩm Công nghệ khai thác dầu khí 159 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  162. PHÂN LOẠI + Theo số tầng khai thác: đơntầng, đatầng + Theo số cần khai thác: Cần đơn, cần đôi, cầnba + Theo bề mặt phân cách giữa đáy giếng và tầng sảnphẩm: . Hoàn thiệngiếng thân trần . Hoàn thiệngiếng với ống lọcvàchènsỏi . Hoàn thiệngiếng với ống chống, trám xi măng và bắnmở vỉa + Theo phương pháp khai thác: . Tự phun . Các phương pháp cơ học: - Gaslift -Bơmlytâmđiệnchìm -Bơmcầnhút -Bơm pittông thuỷ lực Công nghệ khai thác dầu khí 160 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  163. HỆ SỐ HOÀN THIỆN GIẾNG - Để tính toán tổnthấtápsuấtgâyra Gas Sales Flowing Wellhead Pressure Horizontal Flowline bởi công tác hoàn thiệngiếng, hệ số Separator Stock Tank hoàn thiện được bổ sung giếng vào phương trình dòng vào: Vertical or Inclined Tubing 2 PR –Pwf = A.q0 + B.q0 2 2 2 PR –Pwf = A.qsc + B.qsc Intake Flow Through Porus Media P, K, IPR Công nghệ khai thác dầu khí 161 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  164. HỆ SỐ HOÀN THIỆN GIẾNG 0.00708 k .h ( p − p ) q = 0 r wf 0 μ + 0 .B 0 [ln( 0.472 re / rw ) S ' −6 2 2 703.10 k .h( p r − p wf ) q = g sc μ + g .Z.T[ln(0.472re / rw ) S' ƒ A: hệ số chảytầng ƒ B : hệ số chảyrối Công nghệ khai thác dầu khí 162 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  165. HỆ SỐ HOÀN THIỆN GIẾNG A= AR + AP + AG B= BR + BP + BG AR, BR: các thành phầnchảytầng và rối trong vỉa AP,BP: các thành phầnchảytầng và rối trong lỗ bắn AG, BG : các thành phầnchảytầng và rối trong lèn sỏi Công nghệ khai thác dầu khí 163 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  166. HOÀN THIỆN GIẾNG THÂN TRẦN - Ống chống đặttrênnóccủatầng sảnphẩm, thành hệ không trám xi măng và không bắnmở vỉa -Thíchhợpvớitầng sảnphẩmcóchiềudàylớn, cấutạo bởiloại đácứng, vững chắc không bị sụplỡ -Cácưunhược điểm(tham khảo Cơ sở khoan & khai thác dầu khí) Công nghệ khai thác dầu khí 164 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  167. HỆ THỐNG ĐIỂM NÚT 3 Δ P 3-1 = P wh - P sep ) 1 Node Location 1 Separator Δ P = (P - P ) 3 Wellhead 6-3 wf wh 6 Pwf 8 Pr Δ P 8-6 = (P r - P wf ) 6 8 Công nghệ khai thác dầu khí 165 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  168. HỆ SỐ HOÀN THIỆN GIẾNG Ảnh hưởng củaquátrỉnh hoàn thiệngiếng đến đặctính dòng chảylàlàmthayđổihệ số thấmcủavỉado bị nhiễm bẩnhoặc đượckíchthích 141.2μ .B 0.472r 0 0 e + Đốivớidầu: AR = [ln Sd k0R .h rw 141.2μ .Z.T 0.472r Đốivới khí: A = g e + R [ln S d k gR .h rw Công nghệ khai thác dầu khí 166 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  169. HỆ SỐ HOÀN THIỆN GIẾNG Sd =(kR/kd -1)ln(rd/rw) koR: độ thấm không đổicủavỉa đốivớidầu kgR: độ thấm không đổicủavỉa đốivới khí Sd: hệ số skin do thay đổi độ thấm xung quanh giếng kR: độ thấmcủavỉa kD: độ thấmcủa vùng nhiễm bẩn rw: bán kính giếng rd: bán kính vùng bị nhiễm bẩn Công nghệ khai thác dầu khí 167 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  170. HỆ SỐ HOÀN THIỆN GIẾNG Ta tính BR từ các phương trình sau: × − 14 β 2 ρ 2 .3 10 R .B 0 . 0 Đốivớidầu: B = 2 R h .r w × −12 β γ 3.161 10 R . g .Z.T Đốivới khí: BR= 2 h .rw 2.33×1010 Hệ số vậntốc β = R 1,2 k R Công nghệ khai thác dầu khí 168 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  171. HOÀN THIỆN BẰNG ỐNG CHỐNG LỬNG, ĐỤC LỖ VÀ LÈN SỎI - Trong vỉatrầm tích, xi măng gắnkếtgiữa các hạtyếu dần nên cát sẽ theo dòng sảnphẩmvàogiếng -Sử dụng ống chống lửng có đục lỗđốidiệnvớitầng sảnphẩm - Vành xuyếngiữa thân giếng và ống lửng đựơclèn đầycátthô hơn cát vỉa -Hầuhết các giếng đượclènsỏicóđộ thấm cao do tính không gắnkếttự nhiên củasỏi lèn -Sỏilènlàmgiảmtổnthấtápsuất do vùng nén ép gây ra xung quanh lỗ lọc - Sau một thời gian khai thác, tổnthấtápsuấtcủa dòng chảydọc theo những lỗ lọc bị lấp đầycátsẽ tăng đáng kể Công nghệ khai thác dầu khí 169 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  172. HỆ THỐNG ĐIỂM NÚT 3 2 1A 1 4 1B Node Location Remarks 1 Separator 2 Surface Choke Functional 3 Wellhead 4 Safety Valve Functional 5 5 Restriction Functional 6 Pwf 7 Pwfs 8 Pr 1A Gas Sales 1B Stock Tank 6 7 8 Công nghệ khai thác dầu khí 170 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  173. HỆ SỐ HOÀN THIỆN GIẾNG μ 282.4 0.B0.L - Đốivớidầu: AG= 2 kG .N.rP × −14β 2 ρ 9.2 10 GB 0. 0L BG= 2 4 N .rP μ 2844 Z . G .L - Đốivớikhí: AG= 2 k G .N .rP × −11 β γ 1.263 10 G g .Z.T.L N: tổng số lổ bắnBG= 2 4 N .rP k : độ thấmcủasỏilèn × G β = 1.47 107 G 0.,55 L: chiềudàikênhdẫncủalổ bắn kG Công nghệ khai thác dầu khí 171 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  174. HỆ SỐ HOÀN THIỆN GIẾNG ™ Chiều dài kênh dẫnbằng hiệugiữa bánkínhgiếng khoan và bán kính ngoài của ống lọc (hay bán kính giếng khoan trừ bánkínhtrongcủa ống chống). ™ Để phân tích công tác hoàn thiệngiếng bằng ống lọccó lèn sỏi, cầntáchhaithànhphầntổnthấtápsuấttrong vỉavàtốnthấtdọctheolớpsỏilèn: PR –Pwf = PR-Pwfs + (Pwfs-Pwf) Công nghệ khai thác dầu khí 172 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  175. HỆ SỐ HOÀN THIỆN GIẾNG Phương trình biểudiễn hai loạitổnthấtápsuấtnày có dạng: 2 • Đốivớidầu: PR-Pwfs =AR.q0 + GR.q0 2 Pwfs-Pwf =AG.q0 + BG.q0 2 2 2 • Đốivớikhí: PR -Pwfs = AR.qsc + BR.qsc 2 2 2 Pwfs -Pwf = AG.qsc + BG.qsc Công nghệ khai thác dầu khí 173 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  176. HOÀN THIỆN GIẾNG BẰNG ỐNG CHỐNG, TRÁM XI MĂNG VÀ BẮN MỞ VỈA -Chiềudàiống chống khai thác được đặtsuốtthànhhệ và xi măng phải được lấp đầy khoảng không vành xuyếngiữa ống chống và thành giếng khoan - Cho phép chọnlựatầng cầnbắnmở vỉa - Dùng cho giếng sâu, đá thành hệ yếuvàkémbềnvững -Vấn đề quan trọng nhấtlàxácđịnh hiệusuấtbắnmở vỉa. Hiệuquả củacông tàc hoàn thiệnphụ thuộcvào:số lượng lỗ bắn, kích thước và chiềusâulỗ bắn, kiểulỗ bắn, góc pha -Sự nén ép của thành hệ xung quanh lỗ bắn sau khi bắnvỉacóthể làm giảm đáng kể hiệuquả hoàn thiệngiếng -Cầnxácđịnh chính xác khoảng bắnmở vỉa, tránh các vùng có thành hệ quá yếuhoặc không có sảnphẩm, tránh dòng chấtlưu không mong muốnchảyvào Công nghệ khai thác dầu khí 174 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  177. HỆ SỐ HOÀN THIỆN GIẾNG Hiệuquả của công tác hoàn thiệngiếng phụ thuộcvàocả vỉavàlỗ bắn 2 PR-Pwf = (AR + AP) + (BR + BP)q0 2 2 2 PR –Pwf = (AR + AP)qsc + (BR + BP)qsc Thành phầnchảytầng trong lổ bắnbaogồm ảnh hưởng củamật độ và kiểulổ bắn, ảnh hưởng củasự nén chặt xung quanh lổ bắn. Những ảnh hưởng này có tính đến trong các phương trình: Công nghệ khai thác dầu khí 175 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  178. HỆ THỐNG ĐIỂM NÚT Δ Gas Sales Pwh P8 Δ P6 Separator Δ P5 Psep P DSV Stock Tank Δ P4 P USV Δ P1 = (Pr - Pwfs) = Loss in Porus Medium Δ P2 = (Pwfs - Pwf) = Loss across Completion Δ P3 = (P UR - P DR ) = Loss across Restriction Δ P7 Δ P4 = (P USV - P DSV ) = Loss across Safety Valve Δ P5 = (Pwh - P DSC ) = Loss across Surface Choke Δ P6 = (P DSC - Psep) = Loss in Flowline Δ P7 = (Pwf - Pwh) = Total Loss in Tubing P DR Δ P8 = (Pwh - Psep) = Total Loss in Flowline Δ P3 P UR Pwf Pwfs Pr Δ P2 Δ P1 Công nghệ khai thác dầu khí 176 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  179. HỆ SỐ HOÀN THIỆN GIẾNG 141 × 2μ .B 0 0 + Đốivớidầu: AP = (S P S dp ) k 0 R .h 141× 2μ .Z.T g + Đốivớikhí: AP = (S P S dp) k gR .h ⎡ ⎛ 0.5 ⎞ ⎤ ⎛ h ⎞ ⎜ h ⎛ k R ⎞ ⎟ Khi biết độ thấmdọc: S = ⎜ −1⎟⎢ln ⎜ ⎟ − 2⎥ P ⎜ h ⎟ ⎜ r ⎜ k ⎟ ⎟ ⎝ P ⎠⎢ ⎝ w ⎝ v ⎠ ⎠ ⎥ h: chiềudàitổng công củavỉa, ft ⎣ ⎦ hp: chiềudàikhỏang bắnmở vỉa, ft kR độ thấmcủavỉatheophương ngang, md K: độ thấmdọc, md Công nghệ khai thác dầu khí 177 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  180. DÒNG CHẢY DỌC THEO VÙNG BỊ NÉN ÉP ⎛ h ⎞⎛ k k ⎞ r S = ⎜ R − R ⎟ dP dP ⎜ ⎟⎜ ⎟ ln ⎝ L P .N ⎠⎝ k dP k d ⎠ rP h chiềudàytổng công củavỉa, ft Lp chiềudàilỗ bắn, ft N: tổng số lỗ bắn kR: độ thấmvỉa, md kdp: độ thấm vùng bị nén ép, md rP: bán kính lỗ bắn, in rdP: bán kính vùng bị nén ép, in Công nghệ khai thác dầu khí 178 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  181. DÒNG CHẢY DỌC THEO VÙNG BỊ NÉN ÉP -Phẩntổnthấtápsuấtlớnnhấtdọctheolỗ bắnlàdo dòng chảyrối qua vùng bị nén ép. Các phương trình: × −14 β 2 ρ 2.3 10 . dP B0 . 0 +Đốivớidầu:BP = 2 2 2 rP .L P .N × −12 β γ 3.161 10 dP . g .Z.T + Đốivớikhí: BP = 2 2 rP .LP .N × 10 β = 2.33 10 + Hệ số vậntốc: dP 1., 2 k dP Công nghệ khai thác dầu khí 179 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  182. VỮA XI MĂNG Phụ thuộcvào: ƒ Nhiệt độ tĩnh ởđáy giếng khoan quy định thờigianđông cứng (thời gian có thể bơm phun xi măng) ƒ Nhiệt độ tuần hoàn ởđáy giếng khoan (sẽ làm thay đổithờigianđông cứng) ƒ Tỷ trọng phụ thuộc vào áp lực địatĩnh củamộtsố tầng đất đá đã khoan qua ƒ Độ nhớtdẻocủavữa và đặc tính lọccủanó ƒ Các thông số lưubiếncủavữa ƒ Thờigianđông cứng và gia tăng độ bềnchịunén ƒ Độ bềncủa đá xi măng và các nhân tố khác nhau có thể làm hư hạinó (nướcvỉa ăn mòn, nhiệt độ cao) -Vữasử dụng chủ yếugồmxi măng và nước, có thêm mộtsố chấtphụ gia -Chủng loạixi măng sử dụng tuỳ thuộc vào chiều sâu và nhất là nhiệt độ ở đáy giếng khoan và có thể tiếp xúc vớinướcvỉa ănmòn -Cácloạixi măng và điềukiệnsử dụng (xem sách Cơ sở khoan và khai thác dầu khí) Công nghệ khai thác dầu khí 180 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  183. HIỆN TƯỢNG NGẬM NƯỚC CỦA XI MĂNG - Quá trình: bắt đầutừ thành phần khan với các chấtkémổn định rồitới các chất ổn định hơn. -Khilượng nước không đủ, các thành phầnnàykết tinh lạivàtạorasự hoà tan mớicủa các thành phần khan. Như vậysẽ xảyrasự liên kếtdầndầncủa các tinh thể hình kim cho đếnkhiđông cứng toàn bộ hệ thống. -Mộtsố yếutố tác động đếnsự ngậmnướccủaxi măng: ƒ Nhiêt độ: ảnh hưởng rấtlớn đếnvậntốcngậmnướccủaxi măng. Khi nhiệt độ tăng sẻ làm giảmthờigianđông cứng xi măng ƒ Áp lực: sự ngậmnướctăng theo áp lực Công nghệ khai thác dầu khí 181 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  184. SỰ NHIỄM BẨN -Xảy ra trong quá trình trộnvớinước dùng hoặctrộnlẫnvới các chấtlỏng có trong giếng khoan -Mọisự thay đổi tính cân bằng trong pha có nước do bổ sung mà không kiểm tra các nguyên tố tan đượchoặc không tan đềutác động đếnviệcngậmnướccủaxi măng như NaOH, Na2CO3 Na2SiO3 làm tăng nhanh quá trình đông cứng (khó có thể dựđoán đựơc) Công nghệ khai thác dầu khí 182 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  185. CÁC CHẤT PHỤ GIA -Chấtlàmđông nhanh: làm tăng nhanh quá trình đông cứng xi măng ở nhiệt độ thấphoặckhắcphụchiệu ứng làm đông chậmcủa các chấtphụ gia khác, cho phép giảmthờigianchờđợitrước khi khoan tiếp -Chấtlàmđông chậm: làm chậmquátrìnhđông cứng củaxi măng, tăng thờigian bơmvữa khi nhiệt độ đáy giếng cao hoặchiệu ứng củachấtphụ gia khác có nguy cơ làm giảm đáng kể thờigianbơmvữa vào giếng -Chấtlàmnhẹ: khi trộnvớixi măng thì gây hiệu ứng làm giảmtỷ trọng vữa đồng thờigiảmgiáthànhnhưng ảnh hưởng đếnthờigianđông cứng và sức kháng nén củaxi măng nên phảikhắcphụcbằng các chấtphụ gia thích hợp -Cácchấtkiểmsoátđộ lọc: làm vữa không mấtnước do lọc qua các tầng thấm nhưng có thể gây ra sựđông cứng không đúng lúc hoặc đông cứng do thiếunước cầnthiết để thuỷ phân và kết tinh các thành phầncủaxi măng Công nghệ khai thác dầu khí 183 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  186. ĐỤC LỖỐNG CHỐNG TRONG GIẾNG Có thể sử dụng 1 trong 4 phương pháp sau: + Đạn + Mìn (đạn lõm) + Tia xuyên + Tia thuỷ lực - cát Công nghệ khai thác dầu khí 184 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  187. ĐỤC BẰNG ĐẠN •Loại đạncótácdụng bắntừng loạt: tạoáplực 700KG/cm2 và ở nhiệt độ làm việc là 1270C •Loại đạncóchứathuốcnổ nhằmgia tăng khả năng đục mở và hiệuquả để bắnvỉadày ƒ Loại đạncótácdụng bắnnốitiếp: để giảmtácđộng của áp lựclênống chống và giữống chống khỏibị biến dạng và nứtvỡ ƒ Loại đạccótácdụng bắntáchbiệt: chỉ bắntừng viên theo thứ tự đã định. Loại đạnnàyđượcsử dụng để bắn vỉasảnphẩmmỏng và giữa chúng có xen kẻ bởicác tầng chứanướchoặcchứasét →Đụcbằng đạn đượcsử dụng cho đất đá không quá cứng và vành xi măng xung quanh ống chống yếu Công nghệ khai thác dầu khí 185 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  188. ĐỤC BẰNG MÌN HAY ĐẠN LÕM -Loại đạn lõm khác với các loại đạnkể trên là thay thếđầu đạn bằng đầulõm(ngư lôi) có tác dụng nổ chậm - Đầu đạn lõm phóng ra đụccột ống chống và vành trám xi măng rồitiếptục đisâuvàovỉa để nổ và tạo thành những khe rãnh phụ → Bắn mìn ở những lớp đất đáchặtsítvàcóđộ thấmthấp Công nghệ khai thác dầu khí 186 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  189. ĐỤC BẰNG TIA XUYÊN - Đụcbằng tia xuyên, chấttạonổ và có sức xuyên rấtmạnh -Vậntốccủanhững tia nổ khoảng 8000- 10000 m/s vớiáplực khoảng 300 triệu KG/cm2 -Loại tia xuyên cho phép tạonhững khe sâu vào vỉanênbảo đảm tăng độ thấm → Sử dụng tốtnhất cho loại đácứng, độ thấm kém. Công nghệ khai thác dầu khí 187 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  190. ĐỤC BẰNG TIA THỦY LỰC - CÁT -Nướctrộncátcótínhmàimòncaođượcbơm qua vòi phun củathếtbị vớiáp suấttừ 1500- 3000 KG/cm2 -Miệng củathiếtbị phun cát đượcchế tạotừ hợpkimrấtcứng để chống mài mòn. Đường kính của vòi phun khoảng 3 – 6 mm -Cátcóđường kính từ 0.2 – 1.2 mm -Tỷ lệ cát trong nuớctừ 50 – 200 g/l (lượng cát khoảng 8 – 10 tấn/lần xử lý) -Vậntốc đụclỗ cột ống chống và đất đá 0.6 – 0.9 mm/s -Khibắnthuỷ lực cát, thiếtbị miệng giếng khi làm viêc phải đạttới 70 MPa và máy bơmtrámxi măng có công suấtlớn để ép hổnhợpchấtlỏng cát -Nhược điểmcủaphương pháp bắntiathuỷ lực–cátlàcầnkhốilượng thiếtbị kỹ thuật có công suấtlớn và công tác chuẩnbị và tiến hành trên quy mô lớn, số lượng người tham gia nhiều nên chi phí rất cao (ít đượcápdụng) Công nghệ khai thác dầu khí 188 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  191. GỌI DÒNG SẢN PHẨMVÀQUÁTRÌNH KHỞI ĐỘNG GIẾNG Phụ thuộc vào các yếutố: + Độ sâu củagiếng và áp suấtcủavỉa + Tính chất của dầuhoặc khí có trong vỉa + Đặctínhvậtlýcủa đất đávàmức độ bềnvững của chúng và cấu trúc giếng. + Thiếtbị kỹ thuậtsẵncó Công nghệ khai thác dầu khí 189 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  192. CÁC PHƯƠNG PHÁP + Giảm tỷ trọng cột dung dịch trong giếng bằng cách thay dung dịch nhẹ hơnnhư nước, dầu, chấtlỏng tạobọt, chấtlỏng ngậm khí + Hạ mựcchất lỏng trong giếng: nhờ máy nén khí hoặcmáy bơm sâu, pittông hoặcgàumúc + Kết hợp cả 2 phương pháp (xem Cơ sở khoan và khai thác dầu khí) Công nghệ khai thác dầu khí 190 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  193. BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC DẦU KHÍ GIẾNG ĐA NHÁNH Giảng viên : PGS.TS. Lê Phước Hảo Email : lphao@hcmut.edu.vn Tel : 84-8-8654086
  194. NOÄI DUNG ™ Toång quan veà gieáng ña nhaùnh ™ Phân loại giênǵ đa nhanh́ ™ Coâng ngheä hoaøn thieän gieáng ña nhaùnh ™ Keát luaän Công nghệ khai thác dầu khí 192 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  195. Khaùi nieäm ™ Gieáng đa nhaùnh (multilateral well) goàm moät thaân gieáng chính vôùi nhieàu nhaùnh phaùt trieån vaø keùo daøi töø thaân gieáng chính ™ Thaân gieáng chính (thaúng ñöùng hoaëc naèm ngang) coù ñöôøng kính lôùn seõ ñöôïc khoan ñeán chieàu saâu xaùc ñònh ™ Caùc gieáng nhaùnh ñöôïc khoan ñònh höôùng xuaát phaùt töø thaân gieáng chính ñeán chieàu saâu thieát keá, coù theå cuøng naèm trong 1 thaønh heä hay trong nhöõng taàng saûn phaåm khaùc nhau ™ Gieáng ña nhaùnh coù theå laø söï keát hôïp giöõa gieáng khoan ñònh höôùng vaø gieáng khoan ngang Công nghệ khai thác dầu khí 193 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  196. Minh hoïa cuûa gieáng ña nhaùnh Công nghệ khai thác dầu khí 194 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  197. Lòch söû hình thaønh vaø phaùt trieån gieáng ña nhaùnh Caùc kyõ sö khoan cuûa Nga ñaõ thöû nghieäm gieáng ña nhaùnh ñaàu tieân töø nhöõng naêm 1950. - Ngaøy nay, vôùi nhöõng heä thoáng chuaån giuùp xaùc ñònh chinh xaùc caùc ñoái töôïng aùp duïng coâng ngheä khoan gieáng ña nhaùnh, söï tieán boä cuûa coâng ngheä cheá taïo vaät lieäu, kyõ thuaät hoaøn thieän, söï thoáng nhaát veà caùch phaân loaïi ñaõ ñöa coâng ngheä gieáng ña nhaùnh trôû neân raát phoå bieán treân toaøn theá giôùi. Maët caét ñöùng cuûa gieáng ña nhaùnh ñaàu tieân treân theá giôùi Công nghệ khai thác dầu khí 195 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  198. Lôïi ích cuûa gieáng ña nhaùnh Lôïi ích veà kyõ thuaät - Taêng söï tieáp xuùc vôùi væa - Taêng ñoä lieân thoâng giöõa caùc væa bò caùch ly - Taêng hieäu suaát queùt - Giaûm söï hình thaønh muõ nöôùc - Giaûm hieän töôïng sinh caùt - Thaêm doø hieäu quaû vuøng coù caáu truùc ñòa chaát phöùc taïp - Giaûm thieåu caùc yeáu toá taùc ñoäng moâi tröôøng Công nghệ khai thác dầu khí 196 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  199. Lôïi ích cuûa gieáng ña nhaùnh Lôïi ích veà kinh teá - Coù theå ñöôïc phaùt trieån töø gieáng thoâng thöôøng saün coù - Ñoái vôùi caùc gieáng khoan treân ñaát lieàn, giaûm dieän tích vaøthieát bò beà maët - Ñoái vôùi caùc gieáng khoan ngoaøi bieån, giaûm soá löôïng subsea, giaûm troïng löôïng vaø coâng suaát cho caùc coâng trìnhbieån - Chuyeån caùc moû caän bieân thaønh caùc moû thoâng thöôøng - Giaûm chi phí vaän haønh vaø phaùt trieån moû Công nghệ khai thác dầu khí 197 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  200. Khoù khaên thöôøng gaëp Khoù khaên veà kyõ thuaät - Kyõ thuaät khoan vaø hoaøn thieän gieáng phöùc taïp - Moät soá loaïi gieáng khoâng phuø hôïp cho coâng taùc can thieäp gieáng veà sau: laøm saïch, kích thích, kieåm soaùt caùt - Kieåm soaùt gieáng trong quaù trình khoan vaø khai thaùc phöùc taïp - Nhaïy caûm ñoái vôùi ñaát ñaù khoâng ñoàng nhaát vaø dò höôùng Khoù khaên veà kinh teá - Chi phí khoan gieáng ban ñaàu cao hôn so vôùi gieáng ngang, vaø gieáng thoâng thöôøng - Xaùc suaát ruûi ro cao hôn gieáng thoâng thöôøng - Phaûi xaùc ñònh vaø löïa choïn ñoái töôïng thích hôïp Công nghệ khai thác dầu khí 198 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  201. Ñoái töôïng uùng duïng cuûa gieáng ña nhaùnh •- Caùc væa daàu naëng •- Caùc væa coù ñoä thaám thaáp vaø caùc khe nöùt töï nhieân •- Caùc ñôùi phaân lôùp hay nhöõng thaønh heä khoâng ñoàng nhaát •- Caùc væa bò caùch ly thaønh töøng ngaên •- Caùc væa veä tinh Công nghệ khai thác dầu khí 199 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  202. Nhöõng vaán ñeà caàn caân nhaéc khi löïa choïn giaûi phaùp khoan vaø hoaøn thieän gieáng ña nhaùnh - Löïa choïn heä thoáng gieáng ña nhaùnh thích hôïp - Phaân tích nhöõng ruûi ro coù theå xaûy ra - Coâng ngheä khoan ñònh höôùng - Nhöõng vaán ñeà trong ñieàu haønh – thi coâng gieáng - Tính oån ñònh vaø ñaëc ñieåm cuûa ñaát ñaù trong thaønh heä nhaùnh khoan gieáng - Aûnh höôûng tính baát ñoàng nhaát vaø baát ñaúng höôùng cuûa haønh heä - Kyõ thuaät hoaøn thieän gieáng phuø hôïp - Döï ñoaùn veà doøng saûn phaåm trong toaøn boä gieáng ña nhaùnh Công nghệ khai thác dầu khí 200 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  203. Phaân loaïi gieáng ña nhaùnh •Phaân loaïi theo möùc ñoä phöùc taïp Döïa theo möùc ñoä phöùc taïp cuûa gieáng (nôi tieáp xuùc giöõa thaân chính vaø thaân nhaùnh) thì heä thoáng gieáng ña nhaùnh ñöôïc chia laøm 6 caáp ñoä: Caáp 1 : caû thaân gieáng chính vaø thaân nhaùnh ñeàu laø gieáng thaân traàn, khoâng coù oáng loïc löõng hoaëc ñaàu noái reõ nhaùnh Gieáng ñöôïc söû duïng trong thaønh heä coá keát vöõng chaéc, ñaëc bieät laø taïi nôi reõ nhaùnh. Khaû naêng can thieäp vaøo gieáng vaø kieåm soaùt doøng chaûy laø raát haïn cheá Công nghệ khai thác dầu khí 201 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  204. Phaân loaïi gieáng ña nhaùnh Caáp 2 : thaân gieáng chính ñöôïc choáng oáng vaø traùm xi maêng coøn nhaùnh beân vaãn ñeå thaân traàn hay coù theå treo vaøo nhaùnh beân oáng loïc löûng coù caùc raõnh daøi vaø heïp hay duøng ñaàu noái cô hoïc - Gieáng loaïi naøy dho pheùp can thieäp vaøo gieáng chính deã daøng vaø caûi thieän khaû naêng phuïc hoài nhaùnh beân. - Nhaùnh beân ñeå thaân traàn neân khoâng coù khaû naêng phaân taùch doøng chaûy hay baûo toaøn aùp suaát qua nhaùnh reõ. Loaïi gieáng naøy raát thoâng duïng cho thaønh heä carbonate hay thaønh heä seùt oån ñònh (khoâng caàn caùc thieát bò kieåm soaùt caùt) Công nghệ khai thác dầu khí 202 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  205. Phaân loaïi gieáng ña nhaùnh Caáp 3 : Veà cô baûn töông töï nhö loaïi gieáng caáp 2, nhöng nhaùnh beân cuõng choáng oáng nhöng khoâng traùm xi maêng. - OÁng choáng löûng hay oáng loïc ñöôïc ñöa vaøo nhaùnh beân vaø neo trong thaân chính nhôø ñaàu treo oáng choáng löûng - Loaïi gieáng naøy khoâng coù khaû naêng caùch ly moät caùch chuû ñoäng giöõa thaân chính vaø thaân nhaùnh, nhöng noù keát noái khaù hieäu quaû giöõa thaân nhaùnh vaø thaân chính so vôùi loaïi gieáng caáp 2 - Loaïi gieáng naøy thích hôïp ñeå khai thaùc keát hôïp caùc taàng carbonate hay caùc thaønh heä caùt keát Công nghệ khai thác dầu khí 203 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  206. Phaân loaïi gieáng ña nhaùnh Caáp 4 : Thaân gieáng chính vaø thaân nhaùnh ñeàu ñöôïc choáng oáng vaø traùm xi maêng - OÁng choáng löûng trong thaân nhaùnh ñöôïc traùm xi maêng lieàn vaøo thaân chính taïo ñoä beàn cô hoïc raát cao - Loaïi gieáng naøy thích hôïp cho caùc taàng saûn phaåm coù aùp suaát thaáp - Gieáng caáp 4 khoâng coù khaû naêng ngaên caùch aùp suaát, nhöng coù theå can thieäp vaøo gieáng chính laãn nhaùnh beân thuaän lôïi hôn Công nghệ khai thác dầu khí 204 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  207. Phaân loaïi gieáng ña nhaùnh Caáp 5: Loaïi gieáng naøy laø söï keát hôïp cuûa gieáng caáp 3 vaø 4 - Coù caùc thieát bò caùch ly aùp suaát taïi nôi tieáp xuùc giöõa oáng choáng trong thaân chính vaø oáng löûng ôû thaân nhaùnh - Loaïi gieáng naøy thích hôïp cho khai thaùc caùc taàng saûn phaåm rieâng bieät coù aùp suaát cao hay ñieåm reõ nhaùnh naèm trong taàng saûn phaåm caàn coù nhöõng thieát bò ngaên aùp suaát hay phaân taùch chaát löu vaø taïp chaát cô hoïc trong væa - Khaû naêng can thieäp vaøo gieáng laø deã daøng Công nghệ khai thác dầu khí 205 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  208. Phaân loaïi gieáng ña nhaùnh Caáp 6: Loaïi gieáng naøy coù khaû naêng ngaên caùch aùp suaát baèng chính baûn thaân oáng choáng ñöôïc traùm xi maêng caùch ly maø khoâng söû duïng caùc thieät bò hoaøn thieän -Loaïi gieáng caáp 6 thích hôïp cho caùc væa caàn ngaên aùp suaát vôùi oáng choáng coù ñöôøng kính lôùn, taïi nhöõng vuøng bieån saâu - Ñoä cheânh aùp taïi ñaàu reõ nhaùnh seõ raát khaùc nhau, phuï thuoäc vaøo kieåu cuõng nhö kích thöôùc cuûa ñaàu noái Công nghệ khai thác dầu khí 206 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  209. Phaân loaïi gieáng ña nhaùnh Caáp 6S : laø loaïi gieáng coù möùc phöùc taïp cao hôn caáp 6 - Duøng thieát bò ñaàu noái reõ nhaùnh ñaëc bieät chia thaân gieáng chính ñöôøng kính lôùn thaønh 2 thaân gieáng nhaùnh nhoû hôn vaø coù kích thöôùc baèng nhau - Veà maët caáu truùc hoaøn thieän gieáng thì caáp 6S coù ñoä phöùc taïp cao nhaát. Nhöng beân caïnh ñoù caáp 6S laïi coù khaû naêng caùch ly aùp suaát vaø thuyû löïc cao nhaát Công nghệ khai thác dầu khí 207 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  210. Phaân loaïi gieáng ña nhaùnh Phaân loaïi theo chöùc naêng - Döïa vaøo 2 yeáu toá: caùc moâ taû veà thaân gieáng vaø moâ taû ñaàu noái - Caùch phaân loaïi naøy moâ taû veà nhöõng ñaëc tính kyõ thuaät cuûa thaân gieáng chính vaø thaân gieáng nhaùnh Công nghệ khai thác dầu khí 208 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  211. Caùc boä duïng cuï ño – Thieát bò ño log trong khi khoan (LWD) Thieát bò naøy ño caùc thoâng soá veà ñòa chaát, ñaëc tính vaät lyù cuûa ñaát ñaù thaønh heä ñang khoan qua (ñoä baõo hoøa hydrocacbon, thaønh phaàn thaïch hoïc) Soá lieäu LWD ñöôïc duøng ñeå ñaùnh giaù tröõ löôïng væa, chaát löôïng thaønh heä – Thieát bò ño trong khi khoan (MWD) Thieát bò naøy ño caùc thoâng soá nhö: goùc phöông vò, goùc nghieâng, goùc doác Hai thoâng soá cô baûn laø goùc phöông vò vaø goùc nghieâng cuûa loã khoan seõ giuùp ñieàu chænh chooøng khoan ñi theo quyõ ñaïo ñaõ thieát keá moät caùch hieäu quaû Công nghệ khai thác dầu khí 209 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  212. Caáu truùc cuûa boä duïng cuï ñaùy Công nghệ khai thác dầu khí 210 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  213. BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC DẦU KHÍ COÂNG NGHEÄ HOAØN THIEÄN GIEÁNG ÑA NHAÙNH Giảng viên : PGS.TS. Lê Phước Hảo Email : lphao@hcmut.edu.vn Tel : 84-8-8654086
  214. Khaùi nieäm vaø ñaëc ñieåm Hoaøn thieän gieáng bao goàm nhöõng coâng taùc noái tieáp nhau keå töø khi keát thuùc quaù trình khoan ñeán khi coù theå ñöa gieáng vaøo khai thaùc. Nhöõng coâng taùc cô baûn bao goàm: ™ Choáng oáng khai thaùc ñeán vò trí thieát keá taïi noùc taàng saûn phaåm ™ Traùm xi maêng vaøo ñoaïn oáng choáng ñaõ ñaët ™ Laép ñaët caùc thieát bò coâng ngheä caàn thieát phuïc vuï cho coâng taùc khai thaùc ™ Goïi doøng saûn phaåm, taïo keânh daãn cho chaát löu töø væa chaûy vaøo ñaùy gieáng vôùi löu löôïng thích hôïp Công nghệ khai thác dầu khí 212 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  215. Caùc phöông phaùp hoaøn thieän gieáng ña nhaùnh Caùc phöông phaùp vaø thieát bò hoaøn thieän thoâng thöôøng - Trong hoaøn thieän gieáng ña nhaùnh thì vieäc hoaøn thieän caùc nhaùnh beân cuõng raát quan troïng. Coù 3 phöông phaùp ñeå hoaøn thieän caùc thaân nhaùnh cuûa gieáng ña nhaùnh keát hôïp vôùi heä thoáng caùc ñaàu noái reõ nhaùnh: ƒ Thaân nhaùnh beân coù theå ñöôïc hoaøn thieän thaân traàn ƒ Choáng oáng vaø traùm xi maêng vaø baén môû væa oáng choáng ƒ Hoaøn thieän vôùi caùc oáng khai thaùc ñuïc loã coù löôùi loïc – cheøn soûi - Ngaøy nay trong haàu heát caùc gieáng ña nhaùnh, moái lieân keát giöõa thaân nhaùnh vaø thaân chính ñeàu döïa treân chaát löôïng cuûa xi maêng traùm ñeå taïo neân nhöõng söï keát noái toát vôùi khaû naêng caùch ly cao. - Khi hoaøn thieän gieáng keát hôïp söû duïng nhöõng heä thoáng ñaàu noái reõ nhaùnh naøy thì seõ traùnh ñöôïc hieän töôïng suy giaûm ñöôøng kính trong theo caùc caáp oáng choáng vaø khai thaùc Công nghệ khai thác dầu khí 213 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  216. Caùc phöông phaùp hoaøn thieän gieáng ña nhaùnh Vôùi nhöõng gieáng coù thaân gieáng nhaùnh nhoû hôn hoaëc baèng 6 ¼ inch thì heä thoáng thieát bò hoaøn thieän gieáng bao goàm: – Heä thoáng baén môû loã treân oáng choáng vaän haønh thoâng qua coiled tubing – Ñaàu treo oáng löûng – Packer khai thaùc – Thieát bò kieåm soaùt doøng chaûy Công nghệ khai thác dầu khí 214 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  217. Caùc phöông phaùp hoaøn thieän gieáng ña nhaùnh Heä thoáng baén môû væa: nhöõng maûnh vuïn cuûa quaù trình baén môû væa coù theå giaûm ñoä thaám hieäu duïng daãn ñeán vieäc haïn cheá doøng chaûy. Vôùi vieäc söû duïng heä thoáng baén môû væa döôùi caân baèng ñöôïc thaû baèng tubing 2 1/8 inch seõ giaûm thieåu khaû naêng laøm nhieãu baån taàng saûn phaåm. Kieåm soaùt doøng chaûy : heä thoáng bao goàm caùc oáng tröôït (sliding sleeves), nipple, vaø caùc nuùt caën vaän haønh treân tubing hay coiled tubing vôùi aùp suaát vaø nhieät ñoä leân ñeán 10.000 psi vaø 450oF. Caùc thieát bò naøy coù theå ñaët taïi baát cöù vò trí naøo trong thaân nhaùnh vaø coù theå thu hoài ñöôïc Thieát bò loïc caùt : coù theå laép ñaët trong caùc thaân nhaùnh naèm ngang, thaân gieáng nhaùnh coù baùn kính cong nhoû, phuïc hoài hay xöû lyù gieáng Công nghệ khai thác dầu khí 215 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  218. Moät soá thieát bò hoaøn thieän thaân nhaùnh tieân tieán Expandable Completion Liner (ECL) - Taêng tính oån ñònh cuûa thaønh gieáng, taïo khaû naêng caùch ly vaø xöû lyù cuïc boä nhöõng ñoaïn gieáng xaùc ñònh. - Cho pheùp can thieäp vaøo gieáng vôùi khaû naêng quaûn lyù væa hieäu quaû hôn. - ECL ñöôïc keát hôïp vôùi heä thoáng treo oáng löûng (Liner Hanger System) vaø döïa treân nguyeân taéc giaõn nôû oáng nhôø aùp suaát thuûy löïc. ECL coù theå giaõn nôû trong khoaûng töø 2 7/8 inch cho ñeán 5 ½ inch tuøy theo oáng chuaån ban ñaàu. - Vieäc öùng duïng ECL trong khai thaùc laø giaûm ñöôïc löôïng nöôùc væa xaâm nhaäp vaø taêng saûn löôïng khai thaùc -Thieát bò ECL thích hôïp cho caùc gieáng ña nhaùnh coù ñöôøng kính nhoû (vaän haønh khoù khaên hôn so vôùi gieáng thoâng thöôøng) - ECL söû duïng trong gieáng ña nhaùnh khoâng bò giôùi haïn bôûi chieàu saâu vaø ñoä daøi cuûa thaân nhaùnh trong taàng saûn phaåm. Heä thoáng ECL giuùp cöïc ñaïi hoùa ñöôøng kính trong cuûa caùc thieát bò khai thaùc, nhôø vaäy toái öu hoùa ñöôïc quaù trình khai thaùc sau naøy Công nghệ khai thác dầu khí 216 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  219. Moät soá thieát bò hoaøn thieän thaân nhaùnh tieân tieán EXPressTM Expandable ScreenS Heä thoáng thieát bò cuûa Baker Hughes giuùp tieát kieäm chi phí hoaøn thieän gieáng ña nhaùnh. ExpressTM aùp duïng trong gieáng ña nhaùnh thaân traàn seõ giuùp cho gieáng coù nhöõng ñaëc tính kyõ thuaät nhö laø gieáng ñöôïc choáng oáng suoát vaø traùm xi maêng. Heä thoáng ñaëc bieät naøy keát hôïp oáng loïc caùt coù khaû naêng giaõn nôû (expandable sand control isolation) vôùi ñaàu noái caùch ly cuïc boä öùng vôùi khaû naêng giaõn nôû (solid expandable zonal isolation) vaø cuøng ñöôïc thaû vaøo ñaùy thaân gieáng nhaùnh. Öu ñieåm cuûa heä thoáng naøy laø: ƒ Chæ soá saûn phaåm khai thaùc toát hôn ƒ Taêng tuoåi thoï cho gieáng ƒ Ngaên ngöøa söï hö haïi cuûa thaønh heä ƒ Giaûm doøng chaûy vaø giaûm aùp trong vaønh xuyeán ƒ Taêng ñoä beàn vaø ñoä oån ñònh cuûa thaønh gieáng ƒ Coù theå hoaøn thieän gieáng vôùi ñöôøng kính trong lôùn hôn neân gieáng ña nhaùnh khai thaùc seõ hieäu quaû hôn, taïo khaû naêng caùch ly cuïc boä ƒ Coù theå söû duïng dung dòch hoaøn thieän gieáng goác daàu hay goác nöôùc Công nghệ khai thác dầu khí 217 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  220. Coâng ngheä hoaøn thieän gieáng ña nhaùnh caùc caáp Gieáng caáp 1: vaøo nhöõng naêm 1980, khi coâng ngheä khoan ngang phaùt trieån thì kieåu hoaøn thieän gieáng ña nhaùnh caáp 1 trôû neân phoå bieán. Khoâng caàn caùc thieát bò môû cöûa soå oáng choáng, oáng löûng, caùc thieát bò kieåm soaùt doøng chaûy khai thaùc vaø cuõng khoâng ñöôïc traùm xi maêng. Gieáng caáp 2: kieåu hoaøn thieän gieáng caáp 2 thoâng duïng nhaát laø ñaët oáng tröôït (sliding sleeve) giöõa packer ñònh höôùng vaø packer thöù hai phía treân vó trí reõ nhaùnh- Khaû naêng taùch doøng töø caùc gieáng nhaùnh cuõng laø öu ñieåm cuûa kieåu hoaøn thieän naøy. - Neáu caàn khaû naêng can thieäp vaøo caùc nhaùnh thì thay vì söû duïng oáng tröôït coù theåõ söû duïng nipple. Thieát bò naøy laøm ñoåi höôùng trong oáng khai thaùc seõ ñöôïc ñaët trong nipple naøy (hình a). Coiled tubing sau ñoù coù theå laøm vieäc thoâng qua nipple ñeå phuïc vuï coâng taùc söõa gieáng. Ngoaøi ra coù theå söû duïng maùng xieân “flow through” vaø oáng löûng coù nhöõng raõnh daøi ñöôïc ñaët ôû nhaùnh treân thoâng cöûa soå oáng choáng (hình b). Công nghệ khai thác dầu khí 218 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  221. Hoaøn thieän gieáng caáp 2 Công nghệ khai thác dầu khí 219 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  222. Coâng ngheä hoaøn thieän gieáng ña nhaùnh caùc caáp Gieáng caáp 3: oáng choáng löûng ñöôïc traùm xi maêng vaø ñöôïc noái vaøo thaân gieáng chính ñaõ choáng oáng vaø traùm xi maêng cuøng vôùi maùng xieân, sau ñoù tieán haønh röûa gieáng vaø thu hoài maùng xieân. •- Caùc thaân nhaùnh ñöôïc hoaøn thieän baèng caùc heä thoáng cho pheùp can thieäp vaøo gieáng hay heä thoáng oáng tröôït coù cuøng ñaëc tính kyõ thuaät nhö gieáng caáp 2 phía treân. •- Quy trình traùm xi maêng vaø röûa oáng choáng löûng laø moät phaàn trong quy trình laép ñaët heä thoáng ñaàu noái reõ nhaùnh Công nghệ khai thác dầu khí 220 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  223. Coâng ngheä hoaøn thieän gieáng ña nhaùnh caùc caáp Gieáng caáp 4 : ñeå hoaøn thieän gieáng ña nhaùnh caáp 4 goàm 2 nhaùnh rieâng bieät, 1 packer caùch ly ñöôïc ñaët trong oáng choáng löûng cuûa thaân nhaùnh -Thieát bò hoaøn thieän reõ nhaùnh 2 thaân keùp (dual-bore diverter tool) ñöôïc ñaët treân packer ñònh höôùng - 1 nhaùnh cuûa thieát bò gaén vôùi packer ñònh höôùng trong thaân gieáng chính, nhaùnh coøn laïi höôùng vaøo thaân nhaùnh vaø noái vaøo packer caùch ly thuûy löïc - Sau ñoù 1 packer keùp ñöôïc ñaët vaøo phía treân thieát bò hoaøn thieän keùp phía treân cöûa soå reõ nhaùnh. Nhö vaäy trong gieáng coù 3 ñieåm ñöôïc bòt kín caùch ly hoaøn toaøn coù theå chòu ñöôïc möùc cheânh aùp leân ñeán 5000 psi - Doøng saûn phaåm coù theå ñöôïc kieåm soaùt (ñoùng hay môû) nhôø vaøo heä thoáng van trong chuoãi oáng khai thaùc maø khoâng caàn söû duïng caùc nuùt caùch ly ñaùy gieáng hoaëc oáng tröôït taïm thôøi Công nghệ khai thác dầu khí 221 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  224. Caùc kieåu hoaøn thieän gieáng caáp 4 a. Khai thaùc rieâng bieät; b. Khai thaùc keát hôïp c. Heä thoáng Downhole SplitterTM Công nghệ khai thác dầu khí 222 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  225. Dung dòch hoaøn thieän gieáng (Drill-in Fluid) Caùc dung dòch drill-in fluid (DIF) ñöôïc thieát keá ñaëc bieät cho öùng duïng khoan taïo nhaùnh cuûa gieáng ña nhaùnh. 1- PERFLOW (DIF): raát thích hôïp cho thaønh heä caùt keát, baûo veä chaéc chaén cho taàng saûn phaåm vaø caùc lôùp voû seùt taïo ra deã daøng bò röûa troâi bôûi doøng saûn phaåm ñi leân. - Thieát keá söû duïng trong caùc væa aùp suaát bình thöôøng hoaëc suy giaûm nhieàu. Hieäu quaû trong vieäc taùi taïo doøng chaûy cuûa saûn phaåm trôû laïi trong caùc thaân gieáng ñaõ bò hö haïi. 2- CLEAR-DRILLSM: Heä dung dòch khoâng coù nhöõng haït raén töï do keát hôïp maø duøng muoái coù ñoä hoøa tan cao ñeå baûo veä taàng saûn phaåm neân thích hôïp cho quaù trình taïo nhaùnh. Vì khoâng söû duïng axit hoøa tan neân khoâng phaù huûy thaønh heä. 3- BIOLOSESM90: cuõng gioáng nhö CLEAR-DRILLSM nhöng vôùi ñaëc tính löu bieán thaáp vaø ñoä boâi trôn cao neân khoâng theå ñaùp öùng ñöôïc nhöõng ñieàu kieän khoan khaéc nghieät (yeâu caàu khoâng maát dung dòch vaø haïn cheá thaønh taïo nhuõ töông trong quaù trình taïo nhaùnh). Công nghệ khai thác dầu khí 223 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  226. KEÁT LUAÄN - Coâng ngheä khoan ña nhaùnh laø söï tích hôïp cuûa caùc coâng ngheä tieân tieán nhaát trong gieáng ñöùng, gieáng ñònh höôùng vaø nhöõng kyõ thuaät hieän ñaïi thuoäc moät soá lónh vöïc khaùc - Öùng duïng cuûa gieáng ña nhaùnh laø raát ña daïng töø caùc hoaït ñoäng thaêm doø–khai thaùc, phaùt trieån moû ñeán phuïc hoài caùc gieáng cuõ - Coâng ngheä naøy giuùp caûi thieän chæ soá khai thaùc, naâng cao heä soá thu hoài daàu, taêng hieäu quaû bôm eùp so vôùi caùc gieáng thoâng thöôøng - Vôùi coâng ngheä khoan vaø hoaøn thieän gieáng ña nhaùnh, coù theå tieát kieäm ñöôïc raát nhieàu chi phí ñaàu tö cuõng nhö chi phí vaän haønh khai thaùc. Tính hieäu quaû cuûa coâng ngheä naøy laø moät ñaëc ñieåm noåi baät so vôùi caùc coâng ngheä khoan truyeàn thoáng khaùc Tuy nhieân, ñeå ñaït ñöôïc nhöõng hieäu quaû thì thieát keá cuõng nhö thi coâng gieáng phaûi thaät khoa hoïc vaø chi tieát, choïn löïa aùp duïng vaøo nhöõng ñoái töôïng phuø hôïp Công nghệ khai thác dầu khí 224 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  227. KEÁT LUAÄN Nhöõng vaán ñeà caàn xem xeùt khi thieát keá heä thoáng gieáng khoan ña nhaùnh laø: - Ñoái töôïng laø caùc gieáng cuõ hay gieáng môùi ? Vôùi caùc gieáng môùi bao giôø cuõng taïo ñöôïc möùc ñoä linh hoaït trong thieát keá vaø khoâng phuï thuoäc vaøo caùc thieát bò hieän coù. Neân söû duïng heä thoáng phaân tích ñieåm nuùt trong khai thaùc vaø moâ hình hoùa væa ñeå coù theå tính toaùn ñöôïc nhöõng thoâng soá toái öu cho vieäc thieát keá gieáng khoan ña nhaùnh - Ñaàu noái reõ nhaùnh ñöôïc söû duïng döïa treân caùc yeàu caàu veà ñoä beàn cô hoïc, khaû naêng baûo toaøn aùp suaát cho nhöõng thaân nhaùnh, öùng suaát cuûa thaønh heä vaø khaû naêng can thieäp vaøo caùc thaân gieáng nhaùnh sau naøy - Nhöõng hieåu bieát veà taàng saûn phaåm laø raát quan troïng, ñaëc bieät laø ñoái vôùi coâng taùc khoan thaêm doø hay phaùt trieån caùc gieáng môùi trong nhöõng khu vöïc hoaøn toaøn môùi. Công nghệ khai thác dầu khí 225 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  228. BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ KHAI THÁC DẦU KHÍ CÔNG NGHỆ BẮN MỞ VỈA Giảng viên : PGS.TS. Lê Phước Hảo Email : lphao@hcmut.edu.vn Tel : 84-8-8654086
  229. NỘI DUNG TRÌNH BÀY ‰ Khái niệm ‰ Mục đích ‰ Các thông số bắnmở vỉa ‰ Qui trình bắnmở vỉa ‰ Kếtluận Công nghệ khai thác dầu khí 227 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  230. KHÁI NIỆM BẮN MỞ VỈA Bắnmở vỉa là qui trình đụcthủng các lỗ trên thành ống chống, vành đáximăng và thông sâu vào thành hệ nhằm tạo kênh dẫn vào đáy giếng Công nghệ khai thác dầu khí 228 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  231. MỤC ĐÍCH BẮN MỞ VỈA Sau quá trình trám ximăng cột ống chống, tầng chứabị cách ly hoàn toàn đáy giếng. Để có dòng sảnphẩm, phảitạo kênh dẫn liên thông từ vỉavàođáy giếng khai thác. Theo kênh dẫnnày, chấtlưusẽđi vào giếng giếng khai thác. Như vậy, bắnmở vỉalànhằmmục đích tạo kênh dẫn cho phép chấtlưutừ vỉachảy vào giếng khai thác. Công nghệ khai thác dầu khí 229 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  232. MÔ HÌNH VÙNG BẮN MỞ VỈA Công nghệ khai thác dầu khí 230 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  233. CÁC THÔNG SỐ BẮN MỞ VỈA Việcbắnmở vỉatạo kênh dẫnchochấtlưuchảy vào giếng nhưng cũng có thể gây nhiễmbẩn thành hệ, giảm độ thấm của đất đá vây quanh Vì vậy, công tác bắnmở vỉa đòi hỏiphải được thiết kế hợp lý nhằm khai thác hiệu quả,duytrìápsuấtvỉavàtăng cường hệ số thu hồidầu. Sự hợplý đượcthể hiện qua việc xác định các thông số bắnmở vỉa. Công nghệ khai thác dầu khí 231 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  234. CÁC THÔNG SỐ BẮN MỞ VỈA 1. Mật độ lỗ bắn 2. Chiềusâuxâmnhập 3. Đường kính lỗ bắn 4. Góc pha Công nghệ khai thác dầu khí 232 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  235. MẬT ĐỘ LỖ BẮN ™ Mật độ lỗ bắnlàsố lỗ bắn trên 1 feet chiều dài của súng, chiếutấtcả lỗ bắnlênđường sinh của súng thì số lỗ bắn trên 1 ft chiều dài. ™ Thông thường mật độ lỗ bắnlà4 lỗ/feet. Nếu thành hệ yếu thì giảmxuống 2 lỗ/feet. Đặcbiệt đốivới thành hệ chặtsítítcátthìmật độ có thể tới24 lỗ/feet. ™ Mật độ lỗ bắnlớnthìsảnlượng khai thác nhiềuvà ngượclại. Tuy nhiên, mật độ lỗ bắn quá lớndễ dẫn đến nguy cơ làm yếucột ống chống và sụplỡ thành hệ. Công nghệ khai thác dầu khí 233 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  236. CHIỀU SÂU XÂM NHẬP Chiềusâuxâmnhập là khoảng cách từ thành giếng đến cuối khe nứt (do đạnbắn mở vỉa hay áp lực do khốithuốcnổ, tia thủy lực) gây ra trong thành hệ. Công nghệ khai thác dầu khí 234 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  237. ĐƯỜNG KÍNH LỖ BẮN - Đường kính lỗ bắnlàđường kính những lỗ trên ống chống do sự phá hủycủa súng bắn gây ra. - Đường kính này phụ thuộcvàoloại súng, loại đạn và yêu cầu của công tác bắnmở vỉa. Công nghệ khai thác dầu khí 235 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  238. GÓC PHA - Góc pha bắn là góc lệch giữa hai hàng lỗ bắn gần nhau. - Góc pha thay đổitừ 00 – 1800 tùy theo loại súng, mật độ lỗ bắnvàtínhchất thành hệ Công nghệ khai thác dầu khí 236 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  239. QUI TRÌNH BẮN MỞ VỈA 1. Các phương pháp kéo thả súng bắnmở vỉa 2. Các phương pháp bắnmở vỉa Công nghệ khai thác dầu khí 237 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  240. Kéo thả bằng cáp trong ống chống -Súngđượcthả bằng cáp trướckhithả cột ống khai thác, lỗ bắnvàchiềusâu xâm nhậplớn. -Cápđuợc điềukhiểntrênbề mặt, đượcdẫn qua ròng rọc, súng bắnvỉa đượcnốivào cáp và thả qua thiếtbị chống phun bề mặtxuống giếng. Hạnchế: khó vận hành đốivới giếng ngang và giếng có góc lệch lớn Công nghệ khai thác dầu khí 238 PGS. TS. Lê PhướcHảo
  241. Kéo thả bằng cáp trong ống khai thác - Súng đượcthả vào trong cột ống khai thác. Sau đólắp đặtmột paker ở trên vùng bắn mở vỉa. Ưu điểm: cho phép khai thác ngay sau khi bắn Hạnchế: + kích thước súng bị giớihạn nên mật độ bắnmở vỉavàchiều sâu xâm nhậpcũng giới hạn. + hạnchế trong giếng khoan ngang và giếng có độ lệch lớn. Công nghệ khai thác dầu khí 239 PGS. TS. Lê PhướcHảo