(Luận án tiến sĩ) Nghiên Cứu Nâng Cao Hiệu Quả Xử Lý Khí Tự Nhiên Tại Mỏ Hải Thạch

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.25 MB, 202 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O

<b>TRõNG ắI HC Mõ - ịA CHT </b>

<b>NG¯âI H¯àNG DÀN KHOA HàC: 1. PGS.TS. Triáu Hùng Tr°ãng 2. TS. Ngô Hău HÁi </b>

<i>Hà Nội, 2022 </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>LâI CAM ĐOAN </b>

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cāu cÿa riêng tôi. Các sá liệu, kết quÁ nêu trong Luận án là trung thực và ch°a từng đ°ÿc công bá trong bất cā cơng trình nào khác.

Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 Tác giÁ Luận án

<b> TrÅn Ngác Trung </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>1.1. Téng quan về xā lý khí tą nhiên trên các giàn khai thác ... 24</b>

<b>1.2. Vß trí và vai trị căa mã khí – condensate HT-MT ... 33</b>

<b>1.4. Các ph°¢ng pháp nâng cao hiáu quÁ xā lý khí tą nhiên ... 56</b>

<i>1.4.1. Các phương pháp truyền thống nâng cao hiệu quả xử lý khí tự nhiên ... 56</i>

<i>1.4.2. Các giải pháp hiện đại nâng cao hiệu quả xử lý khí tự nhiên ... 63</i>

<i>1.4.3. Phương pháp nâng cao hiệu quả xử lý khí tự nhiên sử dụng cơng nghệ xử lý số liệu thông minh ... 72</i>

<i>1.4.4. Luận giải các phương pháp đang được áp dụng hiện nay và xu hướng trong thời gian tới ... 85</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<i>2.1.2. Các nghiên cāu xử lý số liệu thông minh trong dự báo lưu lượng khai thác</i>

<i>2.1.3. Nghiên cāu phát triển mơ hình dự báo sản lượng khí condensate sử dụng hệ thống suy luận mờ thần kinh thích āng cải tiến ... 99</i>

<i>2.1.4. Xây dựng mơ hình dự báo sản lượng khi condensate mỏ HT ... 111</i>

<b>2.2. Nghiên cąu mơ hình dą báo bÃt th°ãng nhÃm én đßnh áp st và đÁm bÁo dịng chÁy khí bay h¢i cho q trình xā lý khí t¿i mã HT ... 126</b>

<i>2.2.1. Giới thiệu phương pháp đang được áp dụng nhằm dự báo, theo dõi bất thường tại mỏ HT ... 126</i>

<i>2.2.2. Phương pháp xử lý số liệu thông minh nhằm dự báo bất thường ... 129</i>

<i>2.2.3. Nghiên cāu mơ hình phát hiện bất thường sử dụng mạng tự động mã hoá dựa trên bộ nhớ dài – ngắn hạn cải tiến (LSTM-AE) ... 135</i>

<i>2.2.4. Xây dựng mơ hình dự báo bất thường cho bộ dữ liệu giếng khai thác và máy nén khí cao áp HT ... 143</i>

<b>CH¯¡NG 3: ÁP DĀNG MƠ HÌNH XĀ LÝ Sä LIàU THÔNG MINH NHÂM NÂNG CAO HIàU QUÀ XĀ LÝ KHÍ T¾I Mâ HÀI TH¾CH ... 150</b>

<b>3.1. Áp dāng mơ hình dą báo sÁn l°ÿng khí condensate mã HT ... 150</b>

<i>3.1.1. Tập dữ liệu nhằm dự báo sản lượng giếng khai thác mỏ HT ... 150</i>

<i>3.1.2. Kiểm chāng kết quả áp dụng mơ hình dự báo lưu lượng khai thác tại mỏ HT ... 157</i>

<i>3.1.3. Áp dụng kết quả nghiên cāu trong q trình tối ưu hố khai thác các giếng cÿa mỏ HT-MT ... 160</i>

<b>3.2. Áp dāng mơ hình phát hián bÃt th°ãng cho q trình xā lý khí t¿i mã HT ... 166</b>

<i>3.2.2. Tập dữ liệu giếng khai thác và máy nén khí cao áp mỏ HT ... 168</i>

<i>3.2.3. Cơ chế phát hiện bất thường ... 171</i>

<i>3.2.4. Kiểm chāng và thảo luận kết quả phát hiện bất thường sử dụng phương pháp xử lý số liệu thông minh tại mỏ HT... 178</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>DANH MĀC CÁC BÀI BÁO, CƠNG TRÌNH KHOA HàC CĂA TÁC GIÀ ĐÃ CÔNG Bä ... 192TÀI LIàU THAM KHÀO ... 195</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>DANH MĀC CÁC KÝ HIàU, CHĂ VI¾T TÀT </b>

4 ANN M¿ng n¡-ron nhân t¿o Artificial Neural Network 5 BPF M¿ng thần kinh truyền thẳng

lan truyền ng°ÿc

Backpropagation forward

Feed-6 CNN M¿ng n¡-ron tích chập Convolutional Neural Network

8 DNN M¿ng thần kinh học sâu Deep Neural Networks 9 FCM Ph°¡ng pháp phân cām mß

C-mean

Fuzzy C-mean (FCM) clustering

10 FIS Hệ tháng suy luận mß Fuzzy Inference System

12 GA GiÁi thuật di truyền Genetic Algorithm

13 GAN M¿ng đái nghịch t¿o sinh Generative Adversarial Networks

14 HT-MT HÁi Th¿ch - Mác Tinh Hai Thach 3 Moc Tinh field 15 LeakyReLU Đ¡n vị chỉnh l°u tuyến tính

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

17 LSTM M¿ng bá nhớ dài - ngắn h¿n Long Short Term Memory network

18 LSTM-AE M¿ng tự đáng mã hóa dựa trên Bá nhớ dài - ngắn h¿n

Long Short Term Memory based Autoencoder network 19 MAE Trung bình sai sá tuyệt đái Mean Absolute Error

20 MAPE Phần trăm sai sá trung bình tuyệt đái

Mean Absolute Percent Error 21 MCC Hệ sá t°¡ng quan Matthews Matthews Correlation

Coefficient

24 MLP Perceptron nhiều lớp Multi-Layer Perceptrons 25 MSE Sai sá tồn ph°¡ng trung bình Mean Square Error

26 OCSVM Máy vector hß trÿ mát lớp One-class Support Vector Machine

27 PE N¡ron (phần tử xử lý PE) cÿa m¿ng ANN

Processing Elements for ANN

28 PSO Tái °u hoá bầy đàn Particle Swarm Optimization 29 R2 Hệ sá xác định Coefficient of determination 30 ReLU Đ¡n vị chỉnh l°u tuyến tính

(Rectified Linear Unit)

Rectified Linear Unit 31 RLOESS Mát phiên bÁn m¿nh mẽ cÿa

8loess9 chỉ định trọng sá thấp h¡n cho các giá trị ngo¿i biên (outliner) trong hồi quy

Robust Local regression using weighted linear least squares

32 RMSE Lßi trung bình bình ph°¡ng gác

Root Mean Squared Error 33 RNN M¿ng n¡-ron hồi quy Recurrent Neural Network

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

34 RS Tìm kiếm ngẫu nhiên Random Search

35 SVM Máy vector hß trÿ Support Vector Machines 36 TVD Đá sâu theo ph°¡ng thẳng

đāng

True Vertical Depth 37 VA Tính tốn ph°¡ng sai Variance Account

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>DANH MĀC CÁC BÀNG </b>

BÁng 1.1: Tiêu chuẩn kĩ thuật cho dịng khí th°¡ng m¿i, áp dung t¿i Bắc Mỹ, châu Âu và Trung Đơng ... 28BÁng 1.2: Tiêu chí kỹ thuật cho dịng khí th°¡ng m¿i đi vào đ°ßng áng dẫn khí Nam Cơn S¡n ... 29BÁng 1.3: BÁng phân tích thành phần khí khơ cho Mác Tinh ... 30BÁng 2.1: Các thơng sá chính cÿa Mơ hình ANFIS với hai kiểu thuật toán phân vùng trừ và FCM ... 117BÁng 2.2: Tái °u hóa siêu tham sá ... 144BÁng 3.1: So sánh mơ hình đang áp dāng và ANFIS cÁi tiến ... 160BÁng 3.2: Kết quÁ đá má từng giếng và sÁn l°ÿng condensate t°¡ng āng cho mẫu thử 2,169 triệu mét khái khí/ngày ... 163BÁng 3.3: Kết quÁ đá má từng giếng và sÁn l°ÿng condensate t°¡ng āng cho mẫu thử 6,044 triệu mét khái khí/ngày ... 164BÁng 3.4: TPR, FPR và giá trị ng°ỡng nhằm đ¿t đ°ÿc điểm F tái đa ... 177

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b>DANH MĀC CÁC HÌNH VẼ, Đỉ THÞ </b>

Hình 1.1: Q trình xử lý khí tự nhiên và chế biến thành phẩm á h¿ nguồn ... 25

Hình 1.2: Mơ hình thu gom và hệ tháng xử lý khí tự nhiên: (1) thiết bị đầu giếng; (2) hệ tháng tách và xử lý t¿p chất ... 26

Hình 1.3: S¡ đồ vị trí Lơ 05-2 và 05-3, bể Nam Cơn S¡n ... 35

Hình 1.4: SÁn l°ÿng khí đã và sẽ khai thác t¿i mß HT-MT ... 36

Hình 1.5: Các cām giàn t¿i mß HT-MT ... 37

Hình 1.6: S¡ đồ hệ tháng cơng nghệ xử lý khí t¿i giàn cơng nghệ PQP-HT ... 38

Hình 1.7: Q trình hình thành slug trong đ°ßng áng ... 48

Hình 1.8: Đ°ßng vận hành tái °u cho các thiết bị nh° máy nén, máy phát ... 54

Hình 1.9: Cơng cā RTO t¿i cơng trình xử lý khí Karso, Na Uy ... 65

Hình 1.10: Cơng suất nhà máy tăng lên 1% l°ÿng tiêu thā t¿i cơng trình xử lý khí Karso, Na Uy ... 66

Hình 1.11: Mơ hình mơ phßng tĩnh áp dāng t¿i hệ tháng đ°ßng áng dẫn khí NOGAT, Hà Lan ... 69

Hình 2.3: S¡ đồ khái cÿa hệ tháng suy luận mß ... 101

Hình 2.4: Mơ hình mß Sugeno c¡ bÁn bậc nhất với hai đầu và hai quy tắc ... 108

Hình 2.5: Mơ hình ANFIS t°¡ng đ°¡ng cho mơ hình mß Sugeno bậc nhất với 2 luật mß ... 109

Hình 2.6: Mơ hình chung cho các bài tốn Machine Learning ... 114

Hình 2.7: Phân chia dữ liệu cho các giai đo¿n cÿa quá trình học máy ... 115

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Hình 2.8: L°u đồ cho thuật toán ANFIS cÁi tiến để dự báo l°u l°ÿng giếng khí -

condensate ... 116

Hình 2.9: Kết q huấn luyện mơ hình ANFIS cÁi tiến cho tập huấn luyện ... 117

Hình 2.10: Các chỉ sá kiểm chāng mơ hình với phân vùng FCM 80 cām và 4 ph°¡ng pháp làm mịn khác nhau ... 120

Hình 2.11: Các chỉ sá kiểm chāng mơ hình với phân vùng trừ có bán kính Ánh h°áng = 0,2 và 4 ph°¡ng pháp làm mịn khác nhau ... 121

Hình 2.12: Các chỉ sá kiểm chāng mơ hình ANFIS cho phân vùng trừ với bán kính Ánh h°áng lần l°ÿt là 0,3, 0,2 và 0,1: (a) MSE; (b) R; (c) Trung bình sai sá và (d) Đá lệch chuẩn sai sá ... 122

Hình 2.13: Các chỉ sá kiểm chāng mơ hình ANFIS cho phân vùng FCM với sá cām lần l°ÿt = 30, 40 và 50: (a) MSE; (b) R; (c) Trung bình sai sá và (d) Đá lệch chuẩn sai sá ... 123

Hình 2.14: S¡ đồ quy trình xác thực chéo K-fold ví dā với k = 5 ... 124

Hình 2.15: Các chỉ sá đánh giá khi so sánh với nghiên cāu tr°ớc đây cÿa Elbaz và cáng sự cho ANFIS FCM, PSO-ANFIS cÁi tiến: (a) MSE, (b) ý2 và (c) VA ... 126

Hình 2.16: Hệ tháng giám sát thiết bị theo h°ớng dữ liệu ... 132

Hình 2.17: KhÁ năng học tập cÿa học sâu so với học máy truyền tháng ... 134

Hình 2.21: L°u đồ cho thuật toán LSTM-AE cÁi tiến để dự báo bất th°ßng ... 146

Hình 2.22: MAE cho tập dữ liệu đào t¿o và xác thực với điểm dừng sớm á khoÁng 2400 epoch ... 147

Hình 3.1: Hệ sá t°¡ng quan giữa dữ liệu đầu vào cho nghiên cāu dự báo sÁn l°ÿng giếng khai thác ... 152

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Hình 3.2: BÁng tháng kê dữ liệu đầu vào cho nghiên cāu dự báo sÁn l°ÿng giếng khai thác ... 152Hình 3.3: Hiện t°ÿng quá khớp trong khi áp dāng mơ hình ANFIS phân vùng trừ với kỹ thuật xáo trán ngẫu nhiên và không áp dāng kỹ thuật k-fold thơng qua việc kiểm tra hàm hồi quy tuyến tính ... 153Hình 3.4: Hiện t°ÿng quá khớp đã đ°ÿc lo¿i bß bằng cách sử dāng mơ hình ANFIS phân cām trừ với kỹ thuật xáo trán ngẫu nhiên và áp dāng k-fold thông qua việc kiểm tra hàm hồi quy tuyến tính ... 154Hình 3.5: Kết q phân vùng FCM trong tr°ßng hÿp có và khơng có xác thực chéo k-lần: (a) MSE; (b) R; (c) Trung bình sai sá và (d) Đá lệch chuẩn sai sá ... 155Hình 3.6: Kết q phân vùng trừ trong tr°ßng hÿp có và khơng có xác nhận thực k-lần: (a) MSE; (b) R; (c) Trung bình sai sá và (d) Đá lệch chuẩn sai sá ... 156Hình 3.7: Các chỉ sá đánh giá khi so sánh với nghiên cāu tr°ớc đây cÿa Elbaz và cáng sự cho ANFIS FCM, PSO-ANFIS cÁi tiến: (a) MSE, (b) ý2 và (c) VA ... 157Hình 3.8: Đá má choke các giếng cho 2 tháng kế tiếp cung cấp bái phịng Cơng Nghệ Mß ... 159Hình 3.9: Cơng thāc hồi quy để °ớc tính l°u l°ÿng từ van điều tiết sÁn l°ÿng giếng (choke size) cÿa giếng HT-Y ... 159Hình 3.10: Hệ sá t°¡ng quan giữa dữ liệu đầu vào cho nghiên cāu bất th°ßng giếng khai thác HT-X t¿i mß HT ... 169Hình 3.11: BÁng tháng kê các tham sá cÿa bá dữ liệu nghiên cāu bất th°ßng giếng khai thác HT-X ... 169Hình 3.12: Hệ sá t°¡ng quan giữa áp suất đầu vào và ra (PQPPI2180 và PQPPI2182), nhiệt đá đầu vào và ra (PQPTI2180 và PQPTI2182), l°u l°ÿng (PQPFI2180) và công suất cÿa máy nén cao áp khí tự nhiên (PQPKM2180) ... 170Hình 3.13: Tái °u hóa mơ hình bằng cách sử dāng Kỹ thuật tái °u hóa tìm kiếm ngẫu nhiên với hàm māc tiêu MAE ... 172Hình 3.14: Phân phái lßi xây dựng l¿i cho tập dữ liệu Đào t¿o (a) và Kiểm tra (b) ... 175

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Hình 3.15: Các giá trị Đá chính xác (Precision) và Đá phÿ (Recall) so với Ng°ỡng cho mát m¿ng đ°ÿc tái °u hóa với b°ớc thßi gian = 2 và hàm kích ho¿t = Leaky ReLU ... 176Hình 3.16: Phân phái mất mát cÿa tập dữ liệu và giá trị ng°ỡng ... 179Hình 3.17: Phát hiện bất th°ßng n°ớc khai thác cho giếng HT-X sử dāng ph°¡ng pháp kiểm tra DeltaP ... 180Hình 3.18: Phát hiện bất th°ßng n°ớc khai thác cho giếng HT-X dựa trên kết quÁ thử nghiệm giếng và ph°¡ng pháp đo đá mặn mẫu n°ớc ... 181Hình 3.19: Phát hiện bất th°ßng n°ớc khai thác cho giếng HT-X sử dāng dữ liệu Địa vật lý giếng khoan ... 182Hình 3.20: Mơ hình thuỷ đáng lực Eclipse E300 ... 183Hình 3.21: Phát hiện bất th°ßng n°ớc khai thác dựa trên kết q mơ hình đã hiệu chỉnh theo sá liệu khai thác ... 183Hình 3.22: Thßi điểm anomaly phát hiện ra (vùng màu xanh và vàng đ°ÿc highlight) dựa trên sai sá khôi phāc l¿i cÿa m¿ng LSTM-AE cÁi tiến cho giếng HT-X ... 184Hình 3.23: Chia dữ liệu (đ°ßng g¿ch ngang màu xanh lam) và biểu đồ bất th°ßng (đ°ßng g¿ch ngang màu đß) cho ba thc tính tiêu biểu là nhiệt đá, áp suất và l°u l°ÿng khí đầu vào máy nén ... 185Hình 3.24: Bất th°ßng thật sự (đ°ßng g¿ch ngang màu đß) và các điểm bất th°ßng đ°ÿc phát hiện (đ°ßng màu xanh lá cây tơ màu vàng) cho ba thc tính điển hình (a) và với phần phóng to cÿa tập dữ liệu (b)... 187

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<b>Mä ĐÄU </b>

Nằm trong 02 lô dầu khí 05-2 và 05-3 thc bể Nam Cơn S¡n, thềm lāc địa Việt Nam, HÁi Th¿ch (HT) - Mác Tinh (MT) thuác dự án Biển Đông 1 là mát trong những cām mß dầu khí xa bß - cách Vũng Tàu 320 km về phía Đơng Nam, với đá sâu d°ới mực n°ớc biển từ 118 đến 145m và có cấu t¿o địa chất rất phāc t¿p. Đây là vùng bất th°ßng áp suất lớn, nhiệt đá vỉa rất cao (nhiệt đá á đáy giếng lên đến 187<small>o</small>C và áp suất v°ÿt ng°ỡng 898atm). Đây cũng là dự án có quy mô lớn nhất từ tr°ớc tới nay t¿i Việt Nam, với tổng khái l°ÿng kết cấu lên tới h¡n 70 nghìn tấn, địi hßi các tiêu chuẩn hết sāc ngặt nghèo về kỹ thuật - công nghệ.

Sau h¡n 14 năm kể từ khi thành lập vào ngày 26/02/2009, và sau 10 năm kể từ khi khai thác dịng dầu khí th°¡ng m¿i đầu tiên t¿i mß HT-MT (6/9/2013), đến nay (31/09/2022), Chi nhánh Tập đồn Dầu khí Việt Nam - Cơng ty Điều hành Dầu khí Biển Đơng (Biển Đơng POC) đã khai thác an tồn, liên tāc, hiệu quÁ h¡n 16,29 tỷ m3 khí, h¡n 26,2 triệu thùng condensate và doanh thu lũy kế đ¿t h¡n 4 tỷ 405 triệu đô la Mỹ, náp ngân sách Nhà n°ớc h¡n 1,16 ỷ đô la Mỹ [1]. Dự án đã bổ sung khoÁng 2 tỷ m3 khí mát năm cho các nhà máy điện - đ¿m t¿i khu vực Đông Nam Bá. Doanh thu tr°ớc thuế cÿa dự án mang l¿i °ớc đ¿t h¡n 11,5 tỷ đô la Mỹ, thuế náp cho nhà n°ớc °ớc đ¿t h¡n 1,7 tỷ đô la Mỹ và lÿi nhuận sau thuế °ớc đ¿t h¡n 4,6 tỷ đô la Mỹ. Việc vận hành và khai thác hiệu q hai mß khí - condensate HÁi Th¿ch và Mác Tinh đã và đang đem l¿i những lÿi ích kinh tế và xã hái to lớn cho đất n°ớc, góp phần quan trọng đÁm bÁo an ninh năng l°ÿng quác gia.

Có thể thấy, á Việt Nam, việc tìm kiếm, thăm dị và khai thác các mß dầu khí (đặc biệt là mß khí và condensate) theo cách tiếp cận truyền tháng lâu nay đã đến giới h¿n biên cÿa việc mang l¿i hiệu quÁ kinh tế, địi hßi chúng ta phÁi nghiên cāu, áp dāng những công nghệ hiện đ¿i, phi truyền tháng nhằm nâng cao hiệu quÁ quÁn trị và khai thác mß. Ý thāc đ°ÿc vấn đề này, Biển Đông POC đã quan tâm và triển khai các nghiên cāu để āng dāng các thành tựu công nghệ mới, tiên tiến, hiện đ¿i nhằm tái °u hóa chi phí, tăng c°ßng tái đa l°ÿng dầu khí thu hồi, nâng cao hiệu quÁ khai

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

thác và xử lý t¿i mß HÁi Th¿ch - Mác Tinh. Đây cũng là māc tiêu, nhiệm vā hàng đầu đái với công ty trong thßi gian tới.

Thế giới phát triển không ngừng kéo theo nhu cầu năng l°ÿng ngày càng tăng cao. Hiện nay, các nguồn năng l°ÿng mới, tái t¿o đang đ°ÿc nghiên cāu và phát triển. Nh°ng các nguồn năng l°ÿng hóa th¿ch đặc biệt là dầu mß và khí tự nhiên vẫn là nguồn năng l°ÿng chính cÿa thế giới. Tuy nhiên, dầu mß và khí tự nhiên là nguồn tài ngun có h¿n, trữ l°ÿng dầu, khí cÿa các cấu t¿o dầu khí giÁm dần theo thßi gian khai thác. Vì vậy, nâng cao hiệu q tìm kiếm thăm dị các cấu t¿o mới, nâng cao hiệu suất và giÁm thiểu chi phí khai thác và nâng cao hệ sá thu hồi dầu khí á giai đo¿n suy giÁm năng l°ÿng mß ln là māc tiêu chiến l°ÿc và nhiệm vā sáng cịn đái với các doanh nghiệp dầu khí.

Có thể thấy, hiện nay phần lớn các mß dầu khí đang khai thác á n°ớc ta đ°ÿc đ°a vào khai thác trong giai đo¿n từ năm 1986 đến năm 2015 [2]. Trong đó, các mß có đóng góp sÁn l°ÿng lớn đều đã khai thác đ°ÿc 15 - 35 năm, đang á giai đo¿n khai thác cuái đßi mß, đá ngập n°ớc cao và tiếp tāc tăng theo thßi gian. Đá ngập n°ớc trung bình cÿa các mß này hiện á māc 50 - 90%, dẫn đến sÁn l°ÿng suy giÁm tự nhiên 15 - 25%/năm. Trong khi đó việc đầu t° phát triển mß mới gặp nhiều khó khăn. Việc tìm kiếm, thăm dị và khai thác các mß dầu khí (đặc biệt là mß khí và condensate) theo cách tiếp cận truyền tháng lâu nay đã đến giới h¿n biên cÿa việc mang l¿i hiệu quÁ kinh tế, địi hßi chúng ta phÁi nghiên cāu, áp dāng những công nghệ hiện đ¿i, phi truyền tháng nhằm nâng cao hiệu quÁ quÁn trị và khai thác mß dầu khí.

Ngành khai thác dầu khí mang nhiều yếu tá đặc thù và địi hßi hàm l°ÿng cao về khoa học kỹ thuật. Mọi quyết định từ tìm kiếm thăm dò đến khai thác, xử lý các biến cá trong quá trình khai thác đều dựa trên phân tích các dữ liệu lịch sử thu thập đ°ÿc từ nhiều nguồn và phā thuác rất lớn vào kinh nghiệm cÿa chun gia. Trong vịng đßi cÿa mát mß dầu khí, từ khi khÁo sát thăm dị cho đến khi vận hành khai thác, hàng trăm Terabyte dữ liệu đa cấu trúc đ°ÿc t¿o ra và chỉ mát phần thông tin

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

trong sá dữ liệu đó đ°ÿc sử dāng. Công nghệ xử lý sá liệu thông minh với các thuật tốn trí tuệ nhân t¿o có khÁ năng phân tích và khai phá khái dữ liệu khổng lồ thu thập đ°ÿc, sẽ giúp các công ty điều hành dầu khí tìm ra các mái quan hệ ẩn giữa các lớp thông tin vận hành sÁn xuất, xây dựng các mơ hình dự báo và đánh giá. Qua đó hß trÿ việc đ°a ra các quyết định mát cách chính xác, hiệu quÁ và khách quan h¡n.

So với các n°ớc Bắc Âu, Mỹ, Nga và Iran đã có lịch sử hình thành và phát triển cơng nghệ khai thác, xử lí và truyền tÁi khí tự nhiên thì Việt Nam vẫn cịn khá non trẻ. Sá l°ÿng nghiên cāu và bài báo khoa học cÿa Việt Nam trong lĩnh vực xử lí khí tự nhiên còn rất h¿n chế. Mặc dù vậy, xu h°ớng chuyển dịch từ khai thác dầu sang khai thác khí tự nhiên t¿i Việt Nam là tất yếu khi các mß dầu á gần bß đã gần c¿n kiệt. Vì vậy việc nghiên cāu chuyên sâu về công nghệ xử lý khí cũng nh° nâng cao hiệu q cÿa cơng nghệ xử lý khí đang đ°ÿc áp dāng t¿i mß khí condensate nh° cÿa Biển Đơng POC có tính cấp bách và xuất phát từ nhu cầu cÿa thực tiễn sÁn xuất.

Trong sá các giÁi pháp nâng cao hiệu quÁ xử lý khí trên thế giới và t¿i Việt Nam, phân tích dữ liệu là mát lĩnh vực mới nổi bao gồm việc sử dāng các thuật toán tháng kê và học máy tiên tiến để khám phá thông tin và mái quan hệ lịch sử và xu h°ớng hiện t¿i hiện diện trong các lo¿i dữ liệu khác nhau [3-5]. Đây là āng dāng dựa trên nền tÁng khoa học dữ liệu, khÁ năng tích hÿp cÁm biến thông minh, m¿ng kết nái diện ráng và các thuật tốn học máy m¿nh mẽ. Vì vậy, việc nghiên cāu áp dāng công nghệ xử lý sá liệu thông minh trên c¡ sá áp dāng trí tuệ nhân t¿o để hß trÿ đ°a ra những quyết định chính xác nhằm nâng cao hiệu quÁ xử lý khí đã trá thành mát nhu cầu thực tế trong quá trình phát triển.

Có thể nói, cām mß HT-MT là điển hình cÿa mát mß dầu khí với đầy đÿ các đặc tr°ng cÿa mát dự án thăm dị khai thác dầu khí, với dữ liệu khá hoàn thiện về địa chất cùng với dữ liệu vận hành khai thác h¡n 10 năm. Sau thßi gian dài khai thác, các vỉa chāa đã suy giÁm áp suất nên xuất hiện nhiều hiện t°ÿng phāc t¿p nh° ng°ng tā condensate vùng cận đáy giếng (condensate banking), ngập n°ớc, xâm nhập cát&; đồng thßi, hệ tháng xử lý khí trên giàn HÁi Th¿ch, do xuáng cấp cũng nh° l°u l°ÿng

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

khí giÁm thấp, dao đáng m¿nh, nên gặp nhiều sự cá thiết bị (máy nén khí, máy b¡m bình tách, đ°ßng áng thu gom nái mß) làm Ánh h°áng đáng kể đến sÁn l°ÿng khai thác khí condensate, tới cơng tác vận hành khai thác và hiệu quÁ xử lý khí tự nhiên t¿i mß HÁi Th¿ch. Mặt khác, đái với các giàn khai thác khí, việc đÁm bÁo q trình xử lý khí liên tāc từ đầu vào từ t¿i các giếng khai thác đến đầu ra cÿa t¿i máy nén khí, ln là nhiệm vā quan trọng hàng đầu. Mọi biến cá gây dừng bất kỳ cām công nghệ nào cũng Ánh h°áng đến cÁ quá trình xử lý, thậm chí t¿m dừng ho¿t đáng cÁ giàn cơng nghệ. Chính vì vậy, cần phÁi có mát cơng cā xử lý dữ liệu thơng minh để theo dõi bất th°ßng cÿa thiết bị và dự báo thông sá đầu vào cÿa hệ tháng khai thác, xử lý nhằm đ°a ra các phÁn āng, điều chỉnh hệ tháng liên tāc, chính xác và nhanh chóng. Qua đó nâng cao hiệu quÁ xử lý khí và khai thác mß HT. Vì vậy, việc nghiên cāu āng dāng trí tuệ nhân t¿o trong khai thác, xử lý khí tự nhiên t¿i mß HÁi Th¿ch là xu h°ớng qn trị mß kiểu mới, có thể giÁi quyết đ°ÿc những tồn t¿i mà hệ tháng các ph°¡ng pháp tr°ớc đây ch°a giÁi quyết đ°ÿc, giúp giÁm thiểu thßi gian sự cá phÁi dừng giàn hay đóng giếng khơng theo kế ho¿ch, đÁm bÁo tính an tồn và vận hành liên tāc cÿa hệ tháng cơng nghệ xử lý khí tự nhiên, qua đó nâng cao hiệu quÁ xử lý và khai thác mß HT.

Đề tài <Nghiên cāu nâng cao hiệu quÁ xử lý khí tự nhiên t¿i mß HÁi Th¿ch= có ý nghĩa khoa học và thực tiễn nhằm giÁi quyết các vấn đề đặt ra từ thực tế sÁn xuất đái với ngành dầu khí Việt Nam. Kết quÁ cÿa luận án cũng sẽ góp phần thực hiện chuyển đổi sá trong ngành dầu khí, nâng cao tỉ lệ āng dāng thành tựu CMCN 4.0 trong nền công nghiệp n°ớc nhà, trá thành nhóm tiên phong trong lá trình chuyển đái sá Quác gia.

<b>2. Māc đích nghiên cąu căa lu¿n án </b>

▪ Nâng cao hiệu quÁ khai thác, xử lý khí tự nhiên t¿i mß HÁi Th¿ch bằng ph°¡ng pháp āng dāng trí tuệ nhân t¿o hß trÿ q trình theo dõi, liên kết sá liệu khai thác, phân tích và dự báo.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

▪ Xây dựng ph°¡ng pháp mới và phù hÿp nhằm dự báo sÁn l°ÿng khai thác khí condensate t¿i mß HT, đÁm bÁo khÁ năng thu hồi và khai thác cÿa từng giếng; cung cấp nguồn dữ liệu và ổn định điều kiện đầu vào cÿa hệ tháng xử lý.

▪ Phát hiện kịp thßi những bất th°ßng cÿa giếng khai thác và máy nén khí cao áp nhằm ổn định áp suất và đÁm bÁo dịng chÁy khí cho q trình xử lý và thu hồi khí bay h¡i (flash gas).

<b>3. Đåi t°ÿng và ph¿m vi nghiên cąu </b>

<i><b>3.1. Đối tượng nghiên cứu </b></i>

Hệ tháng khai thác và xử lý khí tự nhiên t¿i mß HÁi Th¿ch.

<i><b>3.2. Phạm vi nghiên cứu </b></i>

Nghiên cāu, phát triển ph°¡ng pháp nâng cao hiệu quÁ khai thác, xử lý khí tự nhiên bằng cơng nghệ trí tuệ nhân t¿o giúp hß trÿ q trình theo dõi, phân tích và dự báo t¿i mß khí - condensate HÁi Th¿ch thc dự án Biển Đông 1, Lô 05.2 và 05.3, t¿i bồn trũng Nam Cơn S¡n, nằm cách bß biển Việt Nam khoÁng 300 km về phía Nam.

<b>4. Nßi dung nghiên cąu </b>

Đánh giá thực tr¿ng về tình hình nghiên cāu và thực tế khai thác xử lý khí trên thế giới, t¿i Việt Nam và mß HT-MT. Phân tích và tóm tắt những thành tựu hiện có, tìm ra những tồn t¿i h¿n chế cần hồn thiện và đề xuất ph°¡ng h°ớng nghiên cāu nâng cao hiệu q khai thác, xử lý khí t¿i mß HT.

Đánh giá, phân tích thực tr¿ng tình hình nghiên cāu cơng nghệ xử lý sá liệu thông minh trong ngành công nghiệp dầu khí trên thế giới và t¿i Việt Nam. Đánh giá và phân tích c¡ hái cÿa cơng nghệ xử lý sá liệu thông minh trong ho¿t đáng nâng cao hiệu q xử lý khí tự nhiên t¿i mß HT.

Đánh giá hiện tr¿ng ch°¡ng trình kiểm tra giếng và dự báo sÁn l°ÿng khai thác t¿i mß HT. Nghiên cāu tổng quan ph°¡ng pháp dự báo chußi thßi gian sử dāng Học máy trong ngành dầu khí. Nghiên cāu và phát triển ph°¡ng pháp dự báo sÁn l°ÿng

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

khí 3 condensate dựa trên Hệ tháng suy luận mß thần kinh thích āng cÁi tiến (Improved Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System - ANFIS), đÁm bÁo khÁ năng thu hồi và khai thác cÿa từng giếng; cung cấp nguồn dữ liệu và ổn định điều kiện đầu vào cÿa hệ tháng xử lý.

Nghiên cāu tổng quan các ph°¡ng pháp học sâu để phát hiện bất th°ßng. Nghiên cāu và phát triển ph°¡ng pháp phát hiện bất th°ßng cho n°ớc xâm nhập giếng khai thác và máy nén khí cao áp sử dāng M¿ng tự đáng mã hóa cÁi tiến dựa trên Bá nhớ dài - ngắn h¿n (Improved Long Short Term Memory based Autoencoder network 3 Improved LSTM-AE), nhằm ổn định áp suất và đÁm bÁo dịng chÁy khí bay h¡i cho q trình xử lý khí.

<b>5. Ph°¢ng pháp nghiên cąu và cách ti¿p c¿n </b>

Tiến hành phân tích, đánh giá thực tr¿ng về tình hình nghiên cāu và thực tế xử lý khí trên thế giới, t¿i Việt Nam và mß HT-MT. Tìm hiểu các thành tựu khoa học, cơng nghệ tiên tiến và các thuật toán xử lý dữ liệu mới, thông minh đang áp dāng trong ngành công nghiệp dầu khí trên thế giới và t¿i Việt Nam. Phân tích và tóm tắt những thành tựu hiện có, làm sáng tß những yêu cầu cấp thiết, những tồn t¿i và thách thāc cÿa công nghệ xử lý sá liệu thông minh. Từ đó đề xuất ph°¡ng h°ớng và tiến hành các nghiên cāu nâng cao hiệu quÁ khai thác, xử lý khí t¿i mß HT.

<i><b>5.2. Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng </b></i>

<b>Nghiên cąu lý thuy¿t: đánh giá thực tr¿ng nghiên cāu āng dāng công nghệ </b>

xử lý sá liệu thông minh trên c¡ sá áp dāng các thuật tốn trí tuệ nhân t¿o trong ngành dầu khí trên thế giới và t¿i Việt Nam. Nắm vững ph°¡ng pháp luận, cơng nghệ và các thuật tốn xử lý dữ liệu mới, thông minh để giÁi quyết các vấn đề nghiên cāu đặt ra trong đề tài.

<b>Điều tra khÁo sát, thu th¿p, thång kê và xā lí så liáu: Tiến hành điều tra, </b>

khÁo sát hiện tr¿ng thực tế sÁn xuất, khÁ năng thu thập tháng kê và xử lí sá liệu về

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

lịch sử khai thác t¿i mß HT. Từ đó, định h°ớng vấn đề nghiên cāu phù hÿp với yêu cầu đặt ra cÿa thực tiễn sÁn xuất.

<b>Nghiên cąu mơ hình: Trên c¡ sá các kết q nghiên cāu lý thuyết và kết quÁ </b>

điều tra khÁo sát, thu thập, tháng kê và xử lí sá liệu, tiến hành nghiên cāu lựa chọn mơ hình phù hÿp. Thử nghiệm và đánh giá để hiệu chỉnh tái °u mơ hình đã chọn.

<b>Ph°¢ng pháp chuyên gia: Tham khÁo, xin ý kiến t° vấn cÿa các chuyên gia, </b>

các nhà khoa học, các nhà quÁn lý giàu kinh nghiệm trong và ngoài n°ớc để định h°ớng các nái dung nghiên cāu, cũng nh° hoàn thiện và cÿng cá đá tin cậy cÿa các kết quÁ nghiên cāu.

<i><b>6.1. Ý nghĩa khoa học </b></i>

Công nghệ xử lý sá liệu thông minh trên c¡ sá áp dāng ph°¡ng pháp Học máy có thể khai thác tái đa lÿi ích cÿa c¡ sá dữ liệu lịch sử và thßi gian thực cÿa hệ tháng khai thác, xử lý t¿i mß khí condensate HT. Việc khai thác mát cách hiệu quÁ khái dữ liệu này có ý nghĩa vô cùng quan trọng về khoa học và thực tiễn, và là mát trong những trọng tâm nghiên cāu hiện nay cÿa Biển Đông POC nhằm nâng cao hiệu quÁ khai thác và khÁ năng c¿nh tranh. Đây cũng là h°ớng nghiên cāu đang đ°ÿc các nhà khoa học rất quan tâm triển khai áp dāng trong tất cÁ các lĩnh vực cÿa đßi sáng, xã hái.

Kết quÁ nghiên cāu có giá trị và đá tin cậy, đã góp phần phát triển và āng dāng các mơ hình thuật tốn, cơng nghệ xử lý sá liệu thơng minh trong công tác dự báo sÁn l°ÿng khai thác và phát hiện các bất th°ßng, góp phần nâng cao hiệu q xử lý khí tự nhiên. Mơ hình xử lý dữ liệu trong nghiên cāu này có khÁ năng đánh giá, hiệu chỉnh và có đá tin cậy cao, hß trÿ các kĩ s° điều hành đ°a ra các phÁn āng phù hÿp và nhanh chóng giúp giÁm thiểu đ°ÿc rÿi ro trong ho¿t đáng vận hành khai thác. Qua đó, đÁm bÁo tính an tồn và vận hành liên tāc và nâng cao hiệu quÁ khai thác, xử lý khí tự nhiên t¿i mß HT. Do đó, đây là hệ tháng, ph°¡ng pháp qn trị mß mới, có tính sáng t¿o, có hàm l°ÿng khoa học cao.

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<i><b>6.2. Ý nghĩa thực tiễn </b></i>

Trong t°¡ng lai gần, chúng ta chỉ cịn các mß phi truyền tháng: mß cận biên; mß nhß, rßi r¿c, xa bß, á tầng sâu, trong vùng n°ớc sâu, khó khai thác, nhiệt đá cao, áp suất cao& Chi phí đầu t° khai thác dầu khí càng ngày càng lớn. Do vậy, việc nghiên cāu áp dāng công nghệ tiên tiến, đồng thßi vẫn phát huy đ°ÿc c¡ sá h¿ tầng sẵn có đóng vai trị quan trọng trong việc giÁm chi phí và nâng cao hiệu quÁ khai thác, xử lý t¿i các mß dầu khí. Việc phát huy tái đa nguồn lực t¿i chß, h¿n chế việc lệ thuác vào n°ớc ngồi có ý nghĩa vơ cùng quan trọng trong thực tế sÁn xuất t¿i mß HT và đặc biệt là trong điều kiện kinh tế cÿa Việt Nam đang gặp nhiều khó khăn nh° hiện nay.

Luận án đã cho thấy rằng, việc nghiên cāu áp dāng công nghệ xử lý sá liệu thơng minh có thể nâng cao hiệu quÁ khai thác, xử lý khí tự nhiên t¿i mß HÁi Th¿ch. Đặc biệt trong cơng tác dự báo sÁn l°ÿng khai thác và phát hiện bất th°ßng, giúp đÁm bÁo tính an tồn, hiệu q và liên tāc cÿa hệ tháng xử lý khí tự nhiên; giÁm thiểu thßi gian sự cá phÁi dừng giàn hay đóng giếng không theo kế ho¿ch. Đây là giÁi pháp °u việt và phù hÿp với xu thế phát triển công nghệ để phāc vā cho ho¿t đáng dầu khí t¿i các khu vực đặc biệt khó khăn phāc t¿p thuác thềm lāc địa Việt Nam.

Với kết quÁ nghiên cāu đ°ÿc āng dāng vào thực tế góp phần hiện đ¿i hóa và nâng cao hiệu quÁ khai thác và xử lý t¿i các mß khí condensate; giÁm thiểu thßi gian và chi phí tự đầu t° nghiên cāu cÿa các cơng ty dầu khí, góp phần làm tăng hiệu quÁ đầu t° cÿa các dự án thăm dò và khai thác dầu khí t¿i Việt Nam.

7.1. Luận án đã giÁi quyết đ°ÿc những vấn đề đặt ra từ yêu cầu cÿa thực tế sÁn xuất t¿i mß HÁi Th¿ch bằng ph°¡ng pháp xử lý sá liệu thơng minh. ¯u điểm chính là có kết quÁ nhanh và so sánh đánh giá đ°ÿc rất nhiều giÁi pháp với chi phí thấp h¡n hẳn so với khÁo sát trên thực tế hệ tháng thiết bị khai thác, đồng thßi giÁm thiểu các sự cá không mong muán. Kết quÁ nghiên cāu cÿa luận án đã khẳng định tính khÁ thi, tính hiệu quÁ kinh tế và hiệu quÁ khai thác khi áp dāng. Cho đến nay, ch°a có mát

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

nghiên cāu nào trong cùng lĩnh vực cÿa đề tài đ°ÿc triển khai, thực hiện. Do vậy, đề tài có tính mới và đác đáo.

7.2. Việc āng dāng Học máy vào việc nâng cao hiệu quÁ xử lý khí á mß HT là giÁi pháp mới, phù hÿp và hiệu quÁ để có thể tận dāng đ°ÿc c¡ sá h¿ tầng và dữ liệu khai thác t¿i mß khí 3 condensate HT (dự án có quy mơ lớn nhất từ tr°ớc tới nay t¿i Việt Nam, nằm trong vùng bất th°ßng áp suất lớn, nhiệt đá vỉa rất cao, nhiệt đá á đáy giếng lên đến 187<small>o</small>C và áp suất v°ÿt ng°ỡng 898 atm), giúp cho việc dự báo, phân tích chính xác và tin cậy h¡n. Đây là hệ tháng, ph°¡ng pháp quÁn trị mß mới, sáng t¿o, rất khoa học và mang tính thực tiễn cao theo h°ớng tiếp cận cÿa khoa học dữ liệu.

7.3. Việc áp dāng Hệ tháng suy luận mß thần kinh thích āng cÁi tiến (Improved ANFIS) đã nâng cao đ°ÿc đá chính xác dự báo l°u l°ÿng giếng khai thác giúp kiểm tra, giám sát mát cách có hiệu quÁ hiệu suất cÿa giếng và tái °u hoá phân chia ng°ÿc sÁn phẩm cho từng giếng (back allocation), qua đó, cung cấp nguồn dữ liệu đầu vào tin cậy cho mơ hình mơ phßng xử lý khí condensate t¿i mß HT.

7.4. Thuật toán M¿ng tự đáng mã hoá dựa trên bá nhớ dài ngắn h¿n cÁi tiến có thể dự báo đ°ÿc bất th°ßng n°ớc xâm nhập giếng khai thác và máy nén khí cao áp với nhiều cÁm biến (multivariate) dữ liệu chußi thßi gian, giúp ổn định áp suất, đÁm bÁo dịng chÁy khí cho q trình xử lý và thu hồi khí bay h¡i. Tác giÁ đã chọn đ°ÿc mơ hình LSTM-AE cÁi tiến tái °u hóa bằng cách sử dāng kỹ thuật tái °u Tìm kiếm Ngẫu nhiên (Random Search optimization) cho các bá siêu tham sá khác nhau dựa trên tính tốn chỉ sá Trung bình sai sá tuyệt đái (MAE) cÿa hàm mất mát. Giá trị ng°ỡng (threshold) tái °u sau đó đ°ÿc lựa chọn để phân lo¿i chính xác nhiều nhất các điểm bất th°ßng với điểm F-score cao nhất trong sá các mơ hình đ°ÿc tái °u hóa.

Āng dāng thành cơng thuật tốn Suy luận mß thần kinh thích āng cÁi tiến (Improved ANFIS) cho phép nâng cao đá chính xác dự báo sÁn l°ÿng khai thác và

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

ổn định q trình xử lý khí 3 condensate thông qua việc đ¿t đ°ÿc giá trị RMSE 0,0645 và Hệ sá xác định R<small>2</small> 0,9482.

Āng dāng thành cơng thuật tốn M¿ng tự đáng mã hoá dựa trên bá nhớ dài ngắn h¿n cÁi tiến (Improved LSTM-AE) để dự báo các bất th°ßng đái với giếng khai thác và máy nén khí cao áp với F-score tát nhất đ¿t 0,57143, tránh rÿi ro, đÁm bÁo ho¿t đáng ổn định, an toàn và hiệu quÁ cho quá trình khai thác và xử lý khí 3 condensate mß HT.

Luận án đ°ÿc hình thành trên c¡ sá các lo¿i tài liệu, sá liệu sau đây:

▪ Các tài liệu tham khÁo; sá liệu tổng hÿp, phân tích, tháng kê, so sánh từ hệ tháng các tài liệu tham khÁo (sách, bài báo, các kết quÁ nghiên cāu liên quan đến luận án&).

▪ Các kết quÁ nghiên cāu cÿa tác giÁ trình bày trong các bài báo đăng trên các t¿p chí khoa học chuyên ngành trong và ngoài n°ớc.

▪ Các sá liệu và kết quÁ nghiên cāu cÿa đề tài cấp nhà n°ớc <Nghiên cāu xây dựng bá cơng cā trí tuệ nhân t¿o hß trÿ đánh giá phân tích, liên kết tài liệu địa chất, địa vật lý giếng khoan và sá liệu khai thác để nâng cao hiệu quÁ quÁn lý, khai thác mß khí condensate HÁi Th¿ch - Mác Tinh Lô 05-2; 05-3, thuác Biển Đông Việt Nam=, thc <Ch°¡ng trình KH và cơng nghệ trọng điểm cấp quác gia phāc vā đổi mới, hiện đ¿i hóa cơng nghệ khai thác và chế biến khống sÁn đến năm 2025=, Mã sá ĐT.CNKK.QG.007/21, mà tác giÁ là thành viên chính thực hiện đề tài.

Cấu trúc cÿa luận án gồm có: phần má đầu, 3 ch°¡ng, kết luận - kiến nghị và danh māc tài liệu tham khÁo. Trong đó:

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

▪ Ch°¡ng 1: Tổng quan tình hình nghiên cāu trong lĩnh vực khai thác, xử lý khí trên thế giới, Việt Nam và các giÁi pháp nâng cao hiệu quÁ xử lý khí t¿i mß HÁi Th¿ch

▪ Ch°¡ng 2: Xây dựng mơ hình xử lý sá liệu thơng minh nhằm nâng cao hiệu q xử lý khí t¿i mß HÁi Th¿ch.

▪ Ch°¡ng 3: Áp dāng mơ hình xử lý sá liệu thông minh nhằm kiểm chāng khÁ năng nâng cao hiệu quÁ khai thác, xử lý khí t¿i mß HÁi Th¿ch.

▪ Kết luận và kiến nghị.

Luận án đ°ÿc hồn thành t¿i bá mơn Khoan-Khai thác và bá mơn Thiết bị Dầu khí và Cơng trình, khoa Dầu khí, Tr°ßng Đ¿i học Mß Địa chất, d°ới sự h°ớng dẫn khoa học cÿa PGS. TS. Triệu Hùng Tr°ßng và TS. Ngơ Hữu HÁi.

Trong q trình thực hiện, tác giÁ ln nhận đ°ÿc sự quan tâm h°ớng dẫn tận tình và giúp đỡ quý báu cÿa các thầy giáo và các nhà khoa học thuác Bá môn Khoan Khai thác, Bá môn Thiết bị Dầu khí và Cơng trình, khoa Dầu khí, phịng Đào t¿o Sau đ¿i học, Lãnh đ¿o Tr°ßng Đ¿i học Mß - Địa chất; các nhà khoa học, các c¡ quan trong và ngồi Tập đồn Dầu khí Qc gia Việt Nam& Đặc biệt, tác giÁ cũng đã nhận đ°ÿc sự h°ớng dẫn giúp đỡ nhiệt tình và đóng góp nhiều ý kiến quý giá cÿa các nhà khoa học, các đồng nghiệp thc cơng ty Điều hành Dầu khí Biển Đơng 3 Chi nhánh Tập đồn Dầu khí Qc gia Việt Nam. Tác giÁ xin chân thành bày tß lịng biết ¡n sâu sắc về sự giúp đỡ quý báu này.

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

<b>CH¯¡NG 1: </b>

<b>KHÍ TRÊN TH¾ GIàI, VIàT NAM VÀ CÁC GIÀI PHÁP NÂNG CAO HIàU QUÀ XĀ LÝ KHÍ </b>

<b>1.1. Téng quan về xā lý khí tą nhiên trên các giàn khai thác </b>

Trong đßi sáng xã hái, cho đến nay nhiên liệu hố th¿ch vẫn là nguồn năng l°ÿng chính, đóng mát vai trị quan trọng cho sự tăng tr°áng kinh tế tồn cầu và tiến bá cơng nghệ. Khí tự nhiên sau khi đ°ÿc xử lý, trá thành mát nguồn nhiên liệu s¿ch và thân thiện với mơi tr°ßng, thÁi ra ít CO2 và NOx (là các nhân tá chính gây ra sự nóng lên tồn cầu và m°a acid) so với dầu và than đá. Cùng với sự suy giÁm đáng kể về trữ l°ÿng cÿa dầu, khí tự nhiên đã trá thành mát giÁi pháp s¿ch và kinh tế h¡n. Trong năm 2020, dầu đã đóng góp 31,2%, theo sau là than đá 27,2% và khí tự nhiên chiếm 27,1% tổng năng l°ÿng tiêu thā [6].

Khí tự nhiên đ°ÿc āng dāng ráng rãi trong công nghiệp, từ sÁn xuất năng l°ÿng đến sÁn xuất nguyên liệu đầu vào cho các ngành kinh tế khác. Quá trình xử lý khí tự nhiên bao gồm các q trình nh° chiết suất condensate, tách các t¿p chất, thu hồi các thành phần lßng, duy trì và ổn định pha các thành phẩm, nén 3 vận chuyển sÁn phẩm khí và condensate th°¡ng m¿i. Trong mát vài thập kỉ gần đây, rất nhiều các nghiên cāu khoa học về xử lý khí tự nhiên trên thế giới đã tập trung giÁi quyết các vấn đề lớn gắn liền với công nghệ khai thác, xử lý và vận chuyển khí tự nhiên [7, 8]. Māc tiêu chung cÿa hầu hết các đề tài nghiên cāu là nâng cao hiệu quÁ xử lí khí tự nhiên, góp phần mang l¿i lÿi ích kinh tế lớn nhất cho các đ¡n vị liên quan trong khi vẫn đÁm bÁo các yếu tá kỹ thuật, an toàn và mơi tr°ßng.

Q trình xử lý khí bao gồm các cơng đo¿n (Hình 1.1): Upstream (khai thác và xử lý thô trên bề mặt); Midstream (vận chuyển và xử lý khí thành phẩm); Refining (xử lý tinh) và Petrochemical (Hố dầu) [8]. Trong đó mát sá cơng đo¿n đ°ÿc thực hiện gần hay ngay t¿i đầu giếng và giàn cơng nghệ xử lý, cịn tồn bá việc xử lý sâu khí tự nhiên đ°ÿc tiến hành t¿i mát c¡ sá chế biến/xử lý sâu, th°ßng đặt trong bß.

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

Khí tự nhiên khai thác lên đ°ÿc vận chuyển đến các c¡ sá chế biến/xử lý h¿ nguồn qua mát hệ tháng đ°ßng áng thu gom.

Việc xử lý khí tự nhiên t¿i các giàn khai thác trên biển là công đo¿n vô cùng quan trọng tr°ớc khi đ°a khí đến với khách hàng. Giàn khai thác khí tự nhiên thực hiện các cơng đo¿n nh° tách lọc, làm khơ, thu hồi khí bay h¡i và nén khí để vận chuyển bằng đ°ßng áng về n¡i tiêu thā, trong khi các sÁn phẩm d¿ng lßng khác nh° Khí tự nhiên hố lßng (Liquefied Natural Gas 3 LNG) hay khí tự nhiên d¿ng lßng (Natural Gas Liquid 3 NGL), Khí dầu mß hố lßng (Liquefied Petroleum Gas 3 LPG) và condensate đ°ÿc chāa trong các bồn chāa (hoặc tàu chāa) và sẵn sàng đ°ÿc vận chuyển đến khách hàng (Hình 1.2) [7].

<small>Exploration (Thăm </small>

• Bao gồm đánh giá toàn cÁnh, đánh giá địa chất và các ho¿t đáng khoan phÁi thực hiện tr°ớc khi quyết định phát trin mò.

<small>Upstream (X lý b </small>

ã Bao gm cỏc hot đáng khai thác, xử lí và tách lọc dầu và khí thành phẩm t¿i giàn đầu khai thác.

<small>Midstream (Xử lý thành phẩm)</small>

• Bao gồm việc xử ly khí, xử lí Natural Liquid Gas (NLG), Liquefied Natural Gas (LNG), đ°ßng áng dẫn dầu và khí.

<small>Refining (Xử lý </small>

• Q trình t¿o ra các sÁn phẩm nh°: Xăng dầu, dầu Diesel và các sÁn phẩm phāc vā Hố dầu.

<small>Petrochemical (Hố </small>

• Quá trình t¿o ra các sÁn phẩm nh°: nhựa, phân bón và các sÁn phẩm khác.

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Trong q trình xử lý khí tự nhiên, các yếu tá nh° dòng chÁy, thành phần, nhiệt đá và áp suất cÿa dịng khí đầu vào đến giàn xử lý khí trung tâm là những thông sá quan trọng trong việc thiết kế và vận hành hệ tháng xử lý khí. Các yếu tá này sẽ không chỉ Ánh h°áng đến chất l°ÿng và sá l°ÿng cÿa các sÁn phẩm th°¡ng m¿i đầu ra (khí và condensate) mà cịn Ánh h°áng trực tiếp đến việc vận hành hệ tháng xử lý khí trên giàn xun st cÁ đßi mß. Thơng th°ßng, chất lßng đi lên từ giếng có chāa mát sá t¿p chất nh° thÿy ngân, Nit¡, CO<small>2</small>, H<small>2</small>S, Mercaptans và các hÿp chất l°u huỳnh khác. Những t¿p chất trong khí tự nhiên làm Ánh h°áng đến hiệu quÁ cÿa hệ tháng xử lý khí. Chúng có thể gây ra những vấn đề về vận hành nếu không đ°ÿc trang bị hoặc thiết kế phù hÿp để đái phó với các t¿p chất này (nh° cháng ăn mòn, lựa chọn các vật liệu thi cơng phù hÿp). Do đó, t¿i các giàn cơng nghệ, những t¿p chất này th°ßng phÁi đ°ÿc lo¿i bß bằng ph°¡ng pháp xử lý đặc biệt để t¿o ra những sÁn phẩm lßng và khí th°¡ng m¿i. Tr°ớc khi khí th°¡ng m¿i đ°ÿc đẩy vào đ°ßng áng vận chuyển, các thành phần và tính chất vật lý phÁi đ°ÿc đÁm bÁo. Khí th°¡ng m¿i có thành phần

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

chính là khí Methane (chiếm khng 89%), ngồi ra có các thành phần thiểu sá nh° Ethane, Propane, Carbon dioxide (nhß h¡n 4%) và các hydrocarbon khác từ 4 nguyên tử carbon trá lên chiếm thiểu sá (nhß h¡n 0.5%). Ngồi ra, khí th°¡ng m¿i có thể chāa các thành phần t¿p chất với tỉ lệ cho phép đ°ÿc chấp nhận t¿i Bắc Mỹ, châu Âu và Trung Đông nh° miêu tÁ á BÁng 1.1 [7]. Theo tiêu chuẩn kĩ thuật cÿa đ°ßng áng dẫn khí Nam Cơn S¡n, giàn cơng nghệ trung tâm HÁi Th¿ch (PQP-HT) đ°ÿc thiết kế để xử lí dịng khí th°¡ng m¿i có tính chất nh° miêu tÁ á BÁng 1.2.

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

<i>Bảng 1.1: Tiêu chuẩn kĩ thuật cho dịng khí thương mại, áp dung tại Bắc Mỹ, châu Âu và Trung Đông </i>

Tỉ lệ n°ớc (Bắc Mỹ) Điểm s°¡ng n°ớc (Châu Âu, Trung Đông)

4-7 lbm H<small>2</small>O/MMscf

0 to -5<small>o</small>C at P < 70 bar

5<small>o</small>C t¿i áp suất < áp suất

phân phái

Nồng đá H<small>2</small>S

0.25-1.0 grain/2,83 m<small>3</small> khí

chuẩn (std)

5-7 mg/Nm<small>3 </small> 4 mg/m<small>3</small> khí chuẩn (std)

Tổng Sulfur <sup>0,5-20 grain/2,83 </sup>m<small>3</small> khí chuẩn (std)

10-150 mg/Nm<small>3</small>

120 mg/m<small>3</small>

khí chuẩn (std) Nồng đá Mercaptan

0,25-1,0 grain/2,83 m<small>3</small> khí

chuẩn (std)

6-15 mg/Nm<small>3</small> 15 mg/ m<small>3</small> khí chuẩn (std)

KhÁ năng toÁ nhiệt (Heating Value - HHV)

33550-42380 Btu/

m<small>3</small> khí chuẩn <sup>40-46 MJ/Nm</sup>

36730-38140 Btu/ m<small>3</small> khí

chuẩn

N/A = khơng có * th°ßng khơng ghi rõ Note: 1lbm = 7000 grains

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

<i>Bảng 1.2: Tiêu chí kỹ thuật cho dịng khí thương mại đi vào đường ống dẫn khí Nam Cơn Sơn </i>

Điểm s°¡ng n°ớc cao nhất -10<small>o</small>C á 70 barg Điểm s°¡ng hydrocarbon cao

nhất

30<small>o</small>C á 90 barg Nhiệt trị tồn phần (Gross

Khí tr¡ (CO<small>2</small> and N<small>2</small>) (mol %) 6.0 (cao nhất)

Thành phần t¿p chất Khơng có mùi hơi; khơng có vật liệu, bāi, chất rắn và chất lßng khác, sáp, chất gôm hoặc các thành phần

t¿o thành từ gơm.

Đái với xử lý khí tự nhiên, các yếu tá nh° dòng chÁy, thành phần, nhiệt đá và áp suất cÿa dịng khí đầu vào đến Giàn xử lý khí trung tâm là những thơng sá quan trọng trong việc thiết kế và vận hành mát c¡ sá xử lý khí. Các yếu tá này sẽ khơng chỉ Ánh h°áng đến chất l°ÿng và sá l°ÿng cÿa các sÁn phẩm th°¡ng m¿i đầu ra (khi và condensate) mà còn Ánh h°áng trực tiếp đến việc vận hành hệ tháng xử lý khí trên giàn xun st cÁ đßi mß. Theo báo cáo mơ phßng quy trình xử lý và kế ho¿ch phát triển mß HÁi Th¿ch 3 Mác Tinh, có 2 bá thành phần cho Mác Tinh: thành phần ban đầu và cuái cùng (Initial Mol % and Final Mol %). Thành phần ban đầu đ°ÿc xem

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

xét trong tr°ßng hÿp mơ hình áp suất cao và thành phần ci cùng cho mơ hình sÁn xuất áp suất thấp.

Thành phần Mol% ban đầu (Initial Mol %)

Mol% cuái dự án (Final Mol %)

Component Thành phần

Mol % bắt đầu 1/1/2013 Mol % dự đoán vào 1/1/2025

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

Việc nâng cao tính chính xác dự báo l°u l°ÿng giếng khai thác có ý nghĩa vơ cùng quan trọng, giúp kiểm tra và giám sát hiệu suất cÿa giếng khai thác theo thßi gian thực. Đồng thßi giúp tái °u phân chia ng°ÿc sÁn phẩm cho từng giếng (back allocation). Trong mát nghiên cāu cÿa mình, Seemann và cáng sự từ Saudi Aramco

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

đã phát triển mát ph°¡ng pháp dự báo l°u l°ÿng sÁn phẩm thông minh để tiến hành phân tích đ°ßng cong suy giÁm áp suất cÿa giếng (DCA). Māc tiêu cÿa họ là để dự báo và ho¿ch định kế ho¿ch sÁn xuất mát cách hiệu quÁ; giám sát hiệu quÁ khai thác từng giếng [9]. Mát sá nghiên cāu nổi bật có thể kể đến là hệ tháng dự báo l°u l°ÿng khai thác dựa trên mái quan hệ giữa vận tác chất l°u trong vỉa chāa và quá trình giÁm áp suất trong lịng giếng và đ°ßng áng khai thác [10]; giám sát dịng chÁy nhiều pha thßi gian thực và hệ sá phân bổ l°u l°ÿng chất l°u giữa các giếng bằng ph°¡ng pháp t°¡ng quan giữa l°u l°ÿng và áp suất đầu giếng [11], và dự báo phÁn āng áp suất tāc thßi sử dāng m¿ng ANN mà khơng cần kiểm tra giếng thực tế [12, 13]. Trong lĩnh vực dự đoán l°u l°ÿng vỉa, nhiều nhà nghiên cāu đang sử dāng các thuật tốn và mơ hình khác nhau, chẳng h¿n nh° dự đoán sÁn l°ÿng dầu nh° mát th°ớc đo hiệu suất cÿa vỉa chāa bằng cách sử dāng Autoregressive Integrated Moving Average (ARIMA) models [44], dự đoá sÁn l°ÿng khí sử dāng utilizing Log-derived permeability [17], dự đoán hiệu suất dài h¿n cÿa các giếng khác th°ßng dựa trên mơ hình hồi quy tuyến tính, linear regression model [10], dự đốn mái quan hệ giữa áp suất và tác đá dòng chÁy đầu giếng bằng cách sử dāng ANN với dữ liệu thu thập trên bề mặt [42].

Vào năm 2014, Kulkarni và cáng sự đã sử dāng trí tuệ nhân t¿o trong việc theo dõi, dự đoán ngắn h¿n và lên kế ho¿ch dài h¿n cho mát hệ tháng khai thác dầu [14]. Hệ tháng này bao gồm 5 giàn khai thác và 1 giàn điều khiển trung tâm, tiếp nhận dầu và n°ớc từ 5 giàn khai thác. Những mô hình trí tuệ nhân t¿o đ°ÿc nhóm tác giÁ đ°a ra 3 chế đá hß trÿ: theo dõi thßi gian thực (Real-Time Mode 3 RTM), dự báo trong t°¡ng lai gần (Look-Ahead Mode 3 LAM) và lên kế ho¿ch (What-If Mode 3 WIM). Các nghiên cāu này đều cho kết quÁ khÁ quan và cho thấy khÁ năng āng dāng trong thực tế. Có thể nói mấu chát cÿa tồn bá quy trình cơng nghệ đều đ°ÿc điều khiển dựa trên các điều kiện nhiệt đá, áp suất, l°u l°ÿng đồng thßi dựa trên c¡ học chất l°u. Việc tái °u hóa quy trình cơng nghệ chính là liên tāc giÁi các ph°¡ng trình c¡ học chất l°u và khơng ngừng tìm ra và thay đổi các giá trị thiết đặt về nhiệt đá, áp

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

suất, l°u l°ÿng phù hÿp nhằm liên tāc thích āng với các thay đổi và tái °u các māc tiêu đề ra.

<b>1.2. Vß trí và vai trị căa mã khí – condensate HT-MT </b>

Việt Nam là mát trong những qc gia có vị trí địa lý và điều kiện thiên nhiên vơ cùng thuận lÿi để hình thành nên các mß khí tự nhiên. Chính vì vậy mà trữ l°ÿng khí tự nhiên á Việt Nam chiếm tỷ trọng khá lớn. Nhận thāc sâu sắc về sự đúng đắn trong chiến l°ÿc tăng c°ßng khai thác dầu khí, ngày 23/7/2015, Bá Chính trị đã có Ngh<i>ị quyết sá 41-NQ/TW về <Định hướng Chiến lược phát triển ngành Dầu khí Việt </i>

<i>Nam đến năm 2025 và tầm nhìn đến năm 2035=, trong đó khẳng định quan điểm: <Cơng nghiệp Khí và Chế biến Dầu khí là hai trong 5 lĩnh vực chính trong Chiến lược phát triển ngành Dầu khí Việt Nam=. Māc tiêu mà Bá Chính trị đề ra là: <Xây </i>

Theo lịch sử cÿa Petrovietnam - PVN, giếng khí tự nhiên đầu tiên đã đ°ÿc khai thác vào năm 1975 á Thái Bình. Sau gần 50 năm nß lực không ngừng nghỉ, PVN hiện là chÿ sá hữu cÿa hai hệ tháng đ°ßng áng dẫn khí tự nhiên t¿i miền Nam Việt Nam. Trong năm 2017, PVN đã sÁn xuất đ°ÿc 9.89 tỷ m<small>3</small>khí th°¡ng m¿i. Trong quý I/2022, PVN cung cấp 1,4 tỷ m<small>3</small> khí cho sÁn xuất điện.

Dự án Biển Đông 1 phát triển các mß khí 3 condensate HÁi Th¿ch (Lơ 05-2) và Mác Tinh (Lô 05-3) nằm trong bồn trũng Nam Côn S¡n (NCS), cách Vũng Tàu khng 320 km về phía Đơng Nam (Hình 1.3). Là dự án trọng điểm quác gia, cơng ty Biển Đơng POC đ°ÿc Tập Đồn Dầu Khí Quác Gia Việt Nam và sau này thêm đái tác Gazprom (Liên Bang Nga) tháng nhất chọn là đ¡n vị phát triển, xây dựng, vận hành và khai thác dự án. Dự án Biển Đông 1 là mát dự án với điều kiện địa chất đặc biệt phāc t¿p, n°ớc sâu (118 3 145 m), xa bß, nằm trong khu vực có bất th°ßng áp

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

suất rất lớn, hệ tháng dầu khí đặc biệt phāc t¿p cÿa bể NCS và là dự án đầu tiên cÿa Việt Nam và Đơng Nam Á có điều kiện áp suất rất cao (890 atm), nhiệt đá v°ÿt ng°ỡng (h¡n 190 đá C) đ°ÿc đ°a vào phát triển. SÁn l°ÿng trung bình cÿa mß khí 3 condensate HÁi Th¿ch - Mác Tinh (HT-MT) là khoÁng 6-7 triệu mét khái khí tiêu chuẩn và 8000-9000 thùng condensate tiêu chuẩn ngày đêm. L°ÿng khí khai thác (liên tāc trung bình 2 tỷ mét khái và 2,5 triệu thùng condensate mßi năm) từ hai mß HÁi Th¿ch và Mác Tinh đã góp phần bổ sung quan trọng cung cấp cho các Nhà máy điện 3 đ¿m t¿i khu vực Đông Nam Bá trong bái cÁnh sÁn l°ÿng khai thác khí bị suy giÁm nghiêm trọng, góp phần đÁm bÁo an ninh năng l°ÿng, phát triển hệ tháng khí 3 điện 3 đ¿m cho n°ớc nhà. Việc phát triển thành công dự án khai thác khí - condensate HÁi Th¿ch - Mác Tinh phù hÿp với chiến l°ÿc phát triển cÿa Ngành dầu khí Việt Nam, có ý nghĩa đặc biệt quan trọng về chiến l°ÿc, kinh tế, xã hái, chính trị và an ninh qc phịng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

Cho đến nay á mß HÁi Th¿ch đã có 3 giếng khoan thăm dị, 9 giếng khoan khai thác, và á mß Mác Tinh có 2 giếng khoan thăm dò, 7 giếng khoan khai thác. Tất cÁ các giếng khoan đều thành cơng. Nếu tính chung cho cÁ 2 Lô 05-3 và 05-2, tỷ lệ thành công cÿa khoan thăm dò/thẩm l°ÿng là 7/8 (~86%), mát tỷ lệ thành cơng rất lớn. Vị trí các lơ 05-2 và 05-3, nằm trên đới nâng trung tâm bồn trũng Nam Cơn S¡n, với kết q khoan có tỷ lệ thành công rất lớn, cho nên đ°ÿc đánh giá là khu vực có tiềm năng dầu khí thc lo¿i tát nhất cÿa bồn trũng. Trong những năm vừa qua, mß HT-MT đã khai thác đ°ÿc 620 tỷ bá khái khí (bscf) và trữ l°ÿng khí cịn l¿i là khng 354 tỷ bá khái.

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

<i>Hình 1.4: Sản lượng khí đã và sẽ khai thác tại mỏ HT-MT </i>

<b>1.3. Há thång khai thác, xā lý khí t¿i mã HT-MT </b>

T¿i Giàn Cơng Nghệ Trung Tâm, Khí Th°¡ng M¿i (Sales Gas) sẽ đ°ÿc tách và xử lí tr°ớc khi đ°a vào Máy Nén Khí Áp Suất Cao (Export Gas Compressors) để về đ°ßng áng dẫn khí Nam Cơn S¡n 1. Trong khi đó, condensate sẽ đ°ÿc tách và ổn định hoá (stabilization) tr°ớc khi xuất sang tàu chāa Condensate Biển Đơng 1.

Các giàn và cām thiết bị chính t¿i mß HÁi Th¿ch 3 Mác Tinh gồm:

▪ Hai giàn đầu giếng (WHP) HÁi Th¿ch và Mác Tinh đ°ÿc đặt cách nhau khoÁng 20km.

▪ Giàn công nghệ trung tâm (Production and Quater Platform in Hai Thach, viết tắt là PQP-HT) đ°ÿc đặt gần giàn đầu giếng HT. Thiết kế hệ tháng giàn PQP-HT có khÁ năng xử lý 10,1 triệu m<small>3</small> khí chuẩn, 25 ngàn thùng condensate và 4600 thùng n°ớc thÁi mát ngày đêm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

▪ Từ 2 Giàn Đầu Giếng, khí và condensate từ các giếng khai thác sẽ đ°ÿc dẫn về Giàn PQP-HT để xử lí bằng hệ tháng đ°ßng áng hai pha Khí và Condensate Trung Chuyển Nái Mß (Well Fluid Pipelines).

▪ Giàn Đầu Giếng WHP-MT1 đ°ÿc kết nái về Giàn công nghệ trung tâm PQP-HT qua hệ tháng đ°ßng áng ba pha 12= nái mß.

▪ Tàu chāa Condensate Biển Đông 1 (Floating Storage and Offloading 3 FSO Biển Đông 1) và Hệ tháng dẫn Condensate từ giàn đầu giếng HÁi Th¿ch sang tàu chāa condensate Biển Đơng 1.

▪ Hệ tháng dẫn khí vào Đ°ßng àng Dẫn Khí Nam Cơn S¡n 1.

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

<i>CM – Dung dịch làm mát (Cooling Medium); GT – Máy nén khí tua bin (Gas </i>

<i>Nước vỉa đã xử lý (Produced Water). </i>

<i><b>1.3.1. Hệ thống thu gom khí đầu vào và bình tách lỏng </b></i>

Nh° Hình 1.6, sÁn phẩm khai thác (hßn hÿp khai thác) (1) từ giàn đầu giếng WHP-HT1 và WHP-MT1 (Hình 1.5) đ°ÿc dẫn đến bình tách chính 2 pha (đ°ÿc gọi là Bình tách giai đo¿n 1, (2)) có chāc năng tách cát và các t¿p chất thơ khác. Bình tách giai đo¿n 1 có ng°ỡng áp suất vận hành từ 45-75 bar, nhiệt đá từ 68-150<small>o</small>C và khÁ năng xử lý 11 triệu m<small>3</small> khí chuẩn, 27325 thùng condensate, 4300 thùng n°ớc.

Khí đ°ÿc tách từ bình tách giai đo¿n 1 sẽ đ°ÿc dẫn đến bình làm mát đầu vào (Gas Inlet Cooler, (3)) để làm mát dịng khí nhiệt đá cao sử dāng hệ tháng N°ớc làm mát (Cooling medium). Sau đó, khí tiếp tāc đ°ÿc làm khơ và tách lßng t¿i lần l°ÿt

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

bình tách đāng 2 pha đ¡n Gas Inlet Cooler KO Vessel (6) và bình Gas Gas Exchanger (7). Khí tiếp tāc đ°ÿc đ°a qua lần l°ÿt bình Dehydration Inlet Scrubber (10) và bình tiếp xúc Glycol (Glycol Contactor, (11)) để tiếp tāc tách chất lßng (n°ớc và condensate) ra khßi dịng khí tr°ớc khi đ°a đến hệ tháng nén và xử lý khí. Bằng cách thay đổi áp suất và nhiệt đá cÿa khí t¿i các thiết bị khác nhau cÿa hệ tháng, dầu và n°ớc đ°ÿc ng°ng tā và tách ra khßi dịng khí ẩm.

Trong khi đó, những chất lßng đ°ÿc tách ra từ Bình tách giai đo¿n 1 và từ các cấp tách thā cấp nêu trên (6, 10) đ°ÿc dẫn đến Bình tách giai đo¿n 2 (4), rồi qua Bình tách giai đo¿n 3 (5). T¿i Bình tách giai đo¿n 2 và 3 (4, 5), khí bay h¡i có thành phần là hydrocarbon nặng đ°ÿc tách và thu hồi từ hßn hÿp chất lßng (condensate). Sau đó, condensate đ°ÿc đ°a vào phân đo¿n ổn định hoá (stabilization) và vận chuyển sÁn phẩm condensate.

<i><b>1.3.2. Hệ thống làm khơ khí </b></i>

Việc kiểm sốt điểm s°¡ng hydrocarbon (Hydrocarbon dew pointing) giúp ngăn chặn sự xuất hiện cÿa sự ng°ng tā sáp trong đ°ßng áng xuất khí. T¿i Hình 1.6, hệ tháng cơng nghệ này sử dāng bá trao đổi nhiệt khí đầu vào (Inlet Gas-Gas Heat Exchanger (7)) để làm mát tr°ớc và sau đó là Giàn l¿nh c¡ khí (Mechnical Refrigeration 3 MR (8)) nhằm đ¿t đ°ÿc nhiệt đá điểm s°¡ng tát nhất cho dịng khí th°¡ng m¿i. Hệ tháng MR là hệ tháng làm l¿nh vòng lặp sử dāng Freon R134a để làm mát mát hệ tháng khép kín sử dāng mát hßn hÿp glycol-n°ớc. Hệ tháng n°ớc làm mát khép kín này đ°ÿc sử dāng để kiểm soát đặc tính kỹ thuật điểm s°¡ng hydrocarbon là 30<small>o</small>C á 70 barg cho dịng khí th°¡ng m¿i. Mát hệ tháng Giàn l¿nh c¡ khí có khÁ năng làm mát là 2.87 MW

Ngoài ra, Hệ tháng làm khơ khí sử dāng Glycol (gọi là hệ tháng Glycol Dehydration, (12)) đ°ÿc dùng để xử lý dịng khí th°¡ng m¿i đáp āng đặc tính điểm s°¡ng n°ớc là -10<small>o</small>C t¿i 70 barg, tr°ớc khi đ°a vào đ°ßng áng xuất khí. Trong q trình này, Glycol đ°ÿc dùng nh° tác nhân chÿ yếu có nhiệm vā hút h¡i n°ớc từ dịng khí, hay cịn gọi là chất khử n°ớc. Glycol là chất có ái lực hoá học với n°ớc, khi tiếp xúc với mát dịng khí tự nhiên có chāa n°ớc, Lean Glycol sẽ đÁm nhiệm việc hấp thā n°ớc ra khßi dịng khí này t¿i bình tiếp xúc.

</div>