Chuyen de petroleum

ỨNG DỤNG CHẤT HOẠT
ĐỘNG BỀ MẶT TRONG KHAI
THÁC DẦU MỎ
Lê Thị Hồng Nhan
2011

1


Cấu trúc của mỏ dầu

Dầu mỏ được giữ dưới các lớp địa tầng ở
hai dạng sau:
• Dạng cấu trúc (dạng đứt đoạn (fault traps)
và dạng nếp lồi (anticlines) )
• Dạng địa tầng

2


Cấu trúc của mỏ dầu
Dạng cấu trúc: tái định hình lớp đá chứa hydrocarbons

Dạng nếp lồi - anticlines

Dạng đứt đoạn - fault traps

3


Cấu trúc của mỏ dầu

Dạng địa tầng: bể dầu bị bịt kín bởi tầng khác hay bởi sự thay đổi
cấu trúc lỗ trống hay độ thấm của bản thân tầng chứa dầu

4


Các giai đoạn khai thác dầu
•Giai đoạn khởi đầu. (Primary Recovery)

•Giai đoạn thứ hai. (Secondary Recovery)
•Giai đoạn ba hay giai đoạn nâng cao khả năng rút dầu (Enhanced
Oil Recovery – EOR)

mục đích thu được lượng dầu thơ lớn nhất
đẩy dầu ra khỏi đầu giếng và bơm khỏi bề mặt.

5


Các giai đoạn khai thác dầu
•Giai đoạn khởi đầu:

•Áp lực tự nhiên + hệ thống bơm
•Chỉ có 12-15% lượng dầu được lấy ra

6


Các giai đoạn khai thác dầu
•Giai đoạn thứ 2:

•Khí và chất lỏng hỗ trợ+ hệ thống bơm
•Có 15-20% lượng dầu được lấy ra
•Water Flooding là phương pháp thường

sử dụng
•Mất 6-10 năm cho giai đoạn này

7


Các giai đoạn khai thác dầu
Phương pháp ngập lụt nước

8


Các giai đoạn khai thác dầu
•Giai đoạn thứ 3 (EOR):
•Cịn lại khoảng 2/3 lượng dầu
•bơm khí hay dịch lỏng vào bể dầu

=> nâng cao áp suất trong bể hay nhằm làm giảm độ nhớt của dầu
Các chất bơm vào:

•Hơi nóng: dùng cho phương pháp nhiệt.
•Polymer, gel, chất hoạt động bề mặt : phương pháp hóa học.
•Carbon dioxide, nitrogen, khí thiên nhiên: phương pháp bơm khí.

•Phương pháp thứ 4 là phương pháp EOR nhờ vào vi trùng.

9


Các giai đoạn khai thác dầu

Phương pháp bơm trong EOR

10


Các giai đoạn khai thác dầu

Phương pháp nhiệt trong EOR
hơi nóng hay hơi nước được bơm vào => giảm độ nhớt dầu
11


Các giai đoạn khai thác dầu

Phương pháp nhiệt trong EOR
hơi nóng hay hơi nước được bơm vào => giảm độ nhớt dầu
12


Các giai đoạn khai thác dầu
•Polymer và gel: điều khiển

sự chuyển động của nước và
dầu trong bể. (polymer
flooding)

•Chất hoạt động bề mặt:
dầu thốt ra khỏi bề mặt đá
(surfactant flooding)

•Bọt : chuyển dầu từ bể
chứa đến giếng sản phẩm.
Phương pháp hóa học trong EOR
13


Các giai đoạn khai thác dầu
hỗn hợp các hydro-carbon

(hydro-carbon flooding) hay
carbon dioxide, nitrogen, …

CO2 phổ biến nhất
=> nâng cao áp suất trong bể

chứa dầu và làm giảm độ
nhớt của dầu
Phương pháp bơm khí trong EOR
14


phương pháp bơm chất hoạt động bề mặt
Dung dịch hoạt động bề mặt được bơm vào
Sự thay thế dòng HĐBM cho dịng nước biển diễn ra từ từ
HĐBM có thể biến đổi bởi các chất trong bể => suy giảm HĐBM

Tiêu chuẩn dịng hóa học:
•Chỉ là chất hoạt động hay polymer.

•Nồng độ thấp (chất hoạt động bề mặt có nồng độ từ 0,1 đến 0,5 wt%,
nồng độ polymer <500ppm).
•Khơng có nhiều giá trị của gradient độ mặn

•Các chất hóa học khơng nhạy cảm với các cation đa trị.
•Nên là dịng hai pha với sự có mặt của chất hoạt động bề mặt và
polymer trong pha nước, hình thành nên nhũ micro dầu trong nước.

15


phương pháp bơm chất hoạt động bề mặt

Tác dụng của dòng chất hoạt động bề mặt

16


phương pháp bơm chất hoạt động bề mặt

Tác dụng của dòng chất hoạt động bề mặt

17


phương pháp bơm chất hoạt động bề mặt

Các hiện tượng vật lý xảy ra:
•Sự tạo thành hệ nhũ micro trong khai thác

•Sự kết hợp các thành phần như dầu, nước /muối , chất hoạt
động bề mặt/chất đồng hoạt động bề mặt/ rượu

Hệ nhũ micro: sức căng bề mặt phân pha đạt giá trị rất bé
=> quá trình tận thu dầu triệt để hơn.

18


phương pháp bơm chất hoạt động bề mặt
Các yếu tố ảnh hưởng:
•loại đá
•thành phần khống của mỏ dầu

•lượng muối sử dụng và thành phần của chúng
•pH
•vận tốc bơm dịng lỏng thay thế

•thành phần dịng thay thế
•loại polymer sử dụng và lượng sử dụng
•độ nhớt của dầu

•Thành phần của dầu
•áp suất, nhiệt độ …
19

phương pháp bơm chất hoạt động bề mặt

Tác động của nồng độ chất hoạt

động bề mặt petroleum sulphonate
(ptrostep-420) và nhiệt độ lên sức
căng bề mặt với nồng độ muối sử

dụng là 1,5%

20