Ứng dụng công nghệ trong khai thác dầu

Ứng dụng công nghệ
Ứng dụng công nghệ trong khai thác dầu:


Khai thác dầu khí là công đoạn đầu tiên trong ngành công nghiệp dầu khí, Dầu và khí đồng hành được
khai thác bằng các phương pháp khác nhau (Tự phun, cơ học), bằng các thiết bị kỹ thuật cũng như các
biện pháp công nghệ nhằm tăng cường dòng sản phẩm từ vỉa. Nhờ vào năng lượng vỉa (phương pháp tự
phun) và nhân tạo (cơ học), hổn hợp dầu khí nước chuyển động từ vỉa lên bề mặt theo ống nâng của
giếng khai thác tới hệ thống thu gom, xử lý trên các công trình biển (giàn cố định và giàn CNTT).
Các phương pháp khai thác hiện tại của XNKTDK gồm:
• Phương pháp khai thác tự phun: Hổn hợp Dầu khí tự phun qua ống ép hơi lên bề
mặt tới hệ thống xử lý nhờ vào năng lượng của vỉa.
• Phương pháp nhân tạo (thứ cấp): Do áp suất vỉa giảm và hàm lượng nước trong
dầu tăng trong quá trình khai thác nên chuyển sang khai thác bằng phương pháp
thứ cấp: Gaslift hoặc bơm. Trong quá trình khai thác bằng máy bơm, XNLD sử dụng
loại bơm điện chìm ly tâm (ЭЦН). Bơm ЭЦН được thả vào giếng để khai thác những
sản phẩm dầu có lượng khí đồng hành thấp. Ưu việt nhất với quá trình khai thác các
vỉa dầu có sản lượng lớn là sử dụng phương pháp Gaslift. Trong quá trình khai thác
bằng phương pháp gaslift, điều kiện quan trọng chính để nâng hổn hợp dầu khí
trong cần ép hơi (HKT) là chọn lượng khí cho việc nâng lượng dầu lên theo đường
ống có đường kính cho trước với chi phí năng lượng thấp nhất (nghĩa là gradient áp
suất thấp nhất). Tại các mỏ do XNLD khai thác, phương pháp chính đang sử dụng
là phương pháp dùng khí nén (khí dầu) từ các trạm nén (ЦКП, МКС), qua các
đường ống ngầm dưới biển đưa tới giếng khai thác qua đầu giếng vào giếng trộn
với sản phẩm của giếng. Hai phương pháp gaslift đang được sử dụng trên mỏ Bạch
Hổ và Rồng là liên tục và không liên tục.
Khai thác các mỏ dầu Bạch Hổ, Rồng ở chế độ hòa khí thường bị giảm áp suất vỉa nhanh, kéo theo giảm
sản lượng khai thác và tăng yếu tố khí. Ở chế độ khai thác như thế đòi hỏi phải sử dụng hệ thống khai
thác mỏ năng động, đưa hệ thống ép vỉa bằng nước biển vào hoạt động nhằm duy trì áp suất vỉa trên áp
suất bảo hòa khí. Vì thế, XNLD đã xây dựng các trạm bơm ép vỉa công suất lớn (Giàn ép vỉa 40000,
30000, trạm ép vỉa 5000-2 trạm) để bơm nước vào vỉa với áp suất tố đa 250 bar. Đồng thời tại mỏ Rồng

ngoài nhiệm vụ bơm ép bằng các trạm máy bơm nhỏ, trong năm 2009 được lập kế hoạch để kết nối vào
hệ thống bơm ép của Bạch Hổ để tăng thêm hiệu quả của hệ thống bơm ép. Trên các mỏ của XNLDDK
Việt-Xô, hệ thống bơm ép theo diện tích được thực hiện vì nó có hiệu quả hơn các hệ thống khác đối với
việc khai thác các vỉa dầu không đồng nhất. Sau khi hệ thống này được sử dụng, áp suất vỉa được duy trì
và yếu tố khí được ổn định hơn. Đồng thời khai thác dầu từ thời điểm xuất hiện nước cũng giảm vì hàm
lượng nước trong dầu tăng.
Việc đưa hệ thống bơm ép vào duy trì áp suất vỉa là một trong nhiều phương pháp nhân tạo được thực
hiện, nhưng sản lượng các giếng khai thác dầu vẫn tiếp tục bị giảm xuống và khả năng tiếp nhận của các
giếng bơm ép cũng giảm. Một số giếng đưa vào khai thác lại thậm chí còn thấp hơn tính toán rất nhiều.
Lưu lượng các giếng khai thác dầu và độ tiếp nhận của các giếng ép nước bị ảnh hưởng bởi:
• Khi mở vỉa bằng dung dịch, được chuẩn bị bằng nước, xâm chiếm vào vỉa, sẽ làm giảm
độ thấm của vỉa;
• Trong quá trình khai thác các giếng độ thẩm thấu của các vùng cận đáy sẽ bị giảm đi do
các lỗ nhỏ bị bít lại bởi sự lắng đọng Parafin, các hạt sét và nhựa trong dầu.
• Trong các giếng bơm ép vỉa, vùng cận đáy giếng sẽ bị làm bẩn bởi các tạp chất cơ học
có trong nước biển (cặn sắt oxy hóa v.v).
Để loại trừ sự ảnh hưởng các yếu tố xấu này người ta sử dụng các biện pháp sau đây để tác động lên
vùng cận đáy giếng: Hóa học, cơ học, nhiệt và vật lý. Rộng rải nhất hiện nay đang sử dụng tại mỏ Bạch
Hổ và mỏ Rồng là các phương pháp tác động lên vùng cận đáy giếng bằng hóa học và cơ học. Sử dụng
phương pháp hóa học dựa trên các phản ứng của các chất hóa học, thành phần chính là A-xít, với các
lớp đất đá, hòa tan chúng và tăng kích thước của các rảnh nhỏ để tăng độ thẩm thấu của vỉa. Đối với các
phương pháp tác động lên vỉa bằng cơ học (nứt vỉa bằng thủy lực, bằng mìn), độ thẩm thấu của vỉa được
tăng lên nhờ tạo ra các rãnh và các khe nứt mới, làm thông vỉa trong vùng cận đáy giếng. Kết quả của
quá trình xử lý vùng đáy, nứt vỉa thủy lực chính là sự tăng lưu lượng giếng khai thác và độ tiếp nhận của
các giếng bơm ép. Hàng năm, XNKTDK nhận thêm được một lượng khai thác dầu và ép vỉa một cách ổn
định nhờ vào việc sử dụng các phương pháp trên. Hiện nay, trên mỏ Rồng và mỏ Bạch Hổ đang thử
nghiệm các phương pháp tác động lên vỉa bằng nhiệt và bằng vật lý. Đã nhận được những kết quả khả
quan đầu tiên và được quyết định mở rộng sử dụng trên các giếng thuộc XNKTDDK.
Các biện pháp mà XNKT áp dụng mang lại hiệu quả cao như:
• Điều chỉnh kịp thời quá trình khai thác khi tình trạng mỏ có những diễn biến phức tạp, độ

ngập nước tầng dầu trong móng vòm trung tâm mỏ Bạch Hổ tăng từ 14,5% trong tháng
6/2008 lên 19% trong tháng 11 năm 2008; tầng móng khu vực Đông Nam Rồng từ 18% vào
đầu năm 2008 lên 28% vào tháng 11/2008 đã giữ được độ ngập nước trong tháng 12/2008 là
20%. Nếu như theo sơ đồ công nghệ được duyệt mới nhất năm 2008 thì độ ngập nước
móng Bạch Hổ năm 2009 là 19.8% thì tại thời điểm hiên tại là 19.6%; độ ngập nước móng
đông nam Rồng theo sơ đồ công nghệ tháng 12 năm 2008 là 41.4% ở thời điểm 10.2009 giữ
ổn định ở mức 25.5%. Đây là kết quả của cả quá trình điều chỉnh khai thác và bơm ép nước
của XNKT.
• Mỗi năm tiến hành 35-40 lần xử lý axít vùng cận đáy giếng. Hiệu quả thu được từ biện pháp
này giai đoạn 2004-2008 là tăng thêm 445.000 tấn dầu.
• Áp dụng công nghệ mới trong khai thác: Công nghệ tác động nhiệt hóa vùng lân cận giếng
để tăng sản lượng dầu khai thác (tăng 3,55 ngàn tấn); xử lý vùng cận đáy giếng khai thác
tầng Oligoxen bằng các thành phần axít mới làm tăng lưu lượng giếng từ 3-10 lần (tăng
8,167 ngàn tấn); công nghệ vi sinh hoá lý vào vỉa, công nghệ xử lý axít có lựa chọn…
• Đối với các giếng đã ngừng hoạt động do ngập nước hoặc năng lượng vỉa quá thấp, XNKT
đã kịp thời ngăn cách nước, chuyển tầng, cắt thân ở nhiều giếng nhằm tiết kiệm quỹ giếng,
tăng hệ số thu hồi dầu ở vùng khó khai thác. Kết quả rất khả quan, nhiều giếng đã hoạt động
trở lại với lưu lượng trung bình 300 tấn/ngày.
• Đối với các giếng có độ ngập nước cao hoặc cho dầu rất ít (1-2 tấn/ngày), XNKT đã đưa
giếng vào hoạt động bằng sự trợ giúp của hệ thống Gazlift, để tăng hiệu quả hơn nữa. XNKT
còn áp dụng khai thác Gazlift chu kỳ ở nhiều giếng khai thác có lưu lượng nhỏ trên mỏ Bạch
Hổ, kết hợp khai thác chu kỳ và bơm ép nước chu kỳ nhằm thu hồi tối đa trữ lượng dầu từ
vỉa.
• Tiến hành “Vỡ vỉa thuỷ lực” ở một số giếng khai thác tầng Mioxen và Oligoxen mỏ Bạch Hổ.
Kết quả thu được dòng dầu ổn định từ các giếng này với lưu lượng tăng từ 2-5 lần trước khi
thực hiện.
Áp dụng phương pháp bơm ép nước vào vỉa nhằm giữ ổn định áp suất vỉa, đẩy dầu về phía các giếng
khai thác để lấy dầu lên khỏi lòng đất theo nguyên tắc “Từ dưới lên trên và từ ngoài vào trong”; xác định
và tuân thủ nghiêm ngặt chế độ bơm ép tối ưu cho từng giếng, từng vùng; linh động trong việc chuyển
giếng bơm ép thành giếng khai thác và chuyển giếng khai thác thành giếng bơm ép theo hiệu quả của

mỗi giếng đối với từng khu vực của mỏ (mỏ Bạch Hổ có cấu tạo địa chất rất không đồng nhất).