KỸ THUẬT DẦU KHÍ ĐẠI CƯƠNG

Kỹ thuật mỏ dầu khí:
Chương 1: Các tích tụ HC trong vỏ trái đất
Chương 2: Mỏ dầu khí
Kỹ thuật giếng:
Chương 3: Giếng dầu khí
Chương 4: Dàn khoan và khai thác
Chương 5: Thực hiện giếng thăm dò
Chương 6: Thực hiện giếng phát triển
Chương 7: Các phương pháp khai thác giếng
Kỹ thuật thu gom, xử lý:
Chương 8: Thu gom chất lưu khai thác
Chương 9: Xử lý, cất chứa, vận chuyển chất lưu khai thác
KỸ THUẬT DẦU KHÍ ĐẠI CƯƠNG
CÁC TÍCH TỤ HC TRONG VỎ TRÁI ĐẤT
KỸ THUẬT DẦU KHÍ ĐẠI CƯƠNG
CÁC TÍCH TỤ HC TRONG VỎ TRÁI ĐẤT


GVC.TS. Nguyễn Thế Vinh
Bộ môn Khoan - Khai thác
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Mobile: 0983655056
E-mail:





TÓM TẮT NỘI DUNG

 Nội dung chương này đề cập đến các khái niệm cơ bản nhất về dầu thô và

khí thiên nhiên; nguồn gốc, sự di cư và tích tụ Hydrocacbon
 Các hình thái tích tụ; các phân bố chất lưu trong một tích tụ; chế độ áp
suất và nhiệt độ trong một tích tụ và trạng thái pha trong các chúng.
CÁC TÍCH TỤ HC TRONG VỎ TRÁI ĐẤT
KẾT THÚC CHƯƠNG SINH VIÊN CẦN NẮM ĐƯỢC

 Khái niệm: Dầu thô, khí thiên nhiên và các thành phần cơ bản của chúng
 Nguồn gốc và các điều kiện cần thiết để hình thành các tích tụ
Hydrocacbon
 Các hình thái và phân bố chất lưu trong một tích tụ, đặc biệt trạng thái pha
cũng như điều kiện chuyển đổi pha trong các tích tụ

CÁC TÍCH TỤ HC TRONG VỎ TRÁI ĐẤT
 Khái niệm dầu thô và khí tự nhiên
 Dầu thô: Petroleum = Petra + oleum
 Khí tự nhiên đi kèm theo dầu, tự nhiên hàm ý trong điều kiện mỏ ở
thể khí
 Dầu và khí tự nhiên có tên gọi chung:
Hydrocacbon = Cacbon + Hydro Ký hiệu: HC
 Hydro và Cacbon có ái lực hóa học cao có thể kết hợp để cho các
cấu trúc từ đơn giản đến phức tạp
 Đồng hành cùng Hydrocacbon còn có các nguyên tố phi Hydrocacbon
(S, CO
2
, N, và các loại muối khoáng)
CÁC TÍCH TỤ HC TRONG VỎ TRÁI ĐẤT
 Khí tự nhiên
Chủ yếu là metan CH
4
là HC đơn giản nhất

Chứa các HC nặng hơn (C
2
H
6
, C
3
H
8
, C
4
H
10
)
Các thành phần phi HC (N, CO
2
, H
2
S, He, hơi H
2
O và hơi Hg)
 Dầu thô
Từ C
5
- C
17
là thành phần lỏng, > C
17
là thành phần rắn

Từ C

17
- C
36
gọi là Parafin (hòa tan vào dầu trong điều kiện mỏ)

Từ C
37
- C
71
gọi là Xeredin
 Tính chất dầu thô
Màu sắc: Đen bóng  Vàng nhạt
Mật độ: Nhẹ hơn nước  3/4 nước
Độ nhớt: Không chảy  Tương tự nước
Mùi: Thối  Không mùi
CÁC TÍCH TỤ HC TRONG VỎ TRÁI ĐẤT
 Sự hình thành các tích tụ HC
 Nguồn gốc
 Nguồn gốc Hữu cơ: HC hình thành từ xác động, thực vật sống dưới
đáy biển và chết cách đây hàng triệu năm

 Nguồn gốc Vô cơ: HC là kết quả của phản ứng kết hợp giữa H và C
trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao và không có các hợp chất hữu
cơ

CÁC TÍCH TỤ HC TRONG VỎ TRÁI ĐẤT
 Sự di cư và qui tập HC
Hình thức di cư là sự nổi của dầu trong nước (sự thay thế)
 Từ nơi có áp suất cao đến nơi cáo áp suất thấp

 Theo hướng từ thấp lên cao
 Theo các lớp đá có độ rỗng, thấm thuận lợi
Kết quả quá trình di cư
 Mạch phun
 Khe vũng
 Tích tụ
CÁC TÍCH TỤ HC TRONG VỎ TRÁI ĐẤT
Làm thế nào để có một tích tụ HC trong vỏ trái đất?
Cần có 3 loại đá:
 Đá sinh dầu: Là dấu hiệu để thăm dò, tìm kiếm (thành phần hữu
cơ, nhiệt độ, áp suất)
 Đá chắn: Không có tính thấm hoặc rất thấp (đá phiến)
 Đá chứa: Có độ rỗng và thấm thỏa mãn sự qui tụ và di chuyển
của HC khi có chênh lệch áp suất (sa thạch, cacbonat)
Sự tồn tại HC trong đá chứa
CÁC TÍCH TỤ HC TRONG VỎ TRÁI ĐẤT
Sự tồn tại của nước trong tầng HC
Tồn tại dưới 2 dạng: Màng nước và chiếm chỗ hoàn toàn trong khe nứt nhỏ
 Màng nước: Do tẩm ướt nhờ áp suất phân tử bề mặt và sự phân cực
 Lớp nước phân tử: Không hòa tan muối, không chuyển động, không
truyền áp suất thủy tĩnh
 Lớp nước màng: Liên kết yếu, không truyền áp suất thủy tĩnh, tự điều
chỉnh bề dày
 Chiếm chỗ hoàn toàn trong các khe nứt nhỏ: Nhờ áp suất mao dẫn
Cả 2 dạng tồn tại của nước trong vùng HC đều nhờ lực liên kết vật lý nên
được gọi là nước liên kết W
c
hoặc nước ban đầu W
i
. Chiếm tỷ lệ 8-70%.

1- Hạt đá hoặc đá khối
2- Lỗ rỗng
3- Khe vừa
4- HC
5- Màng nước
6- Khe nứt vừa
7- Khe nứt nhỏ chứa nước mao dẫn
1
2
3
4
5
6
7
CÁC TÍCH TỤ HC TRONG VỎ TRÁI ĐẤT
Các hình thái tích tụ HC
 Còn được gọi là bẫy, được hình thành chủ yếu do các hoạt động địa
chất và biến đổi khí hậu
 Các hình thái tích tụ: Vòm nâng, đứt gãy, bất chỉnh hợp, nấm muối,
biến đổi thạch học, kết hợp
CÁC TÍCH TỤ HC TRONG VỎ TRÁI ĐẤT
Bẫy dạng vòm Bẫy đứt gãy kiến tạo Bẫy bất chỉnh hợp
Bẫy trụ muối Bẫy thạch học Bẫy hỗn hợp
CÁC TÍCH TỤ HC TRONG VỎ TRÁI ĐẤT
Phân bố chất lưu trong một tích tụ
 Chất lưu (lỏng, khí) là chất tham gia chuyển động khi có chênh lệch về
thế năng và động năng
 Trong 1 tích tụ:
 Chỉ chứa HC
 HC + Nước

 HC lỏng, HC khí và Nước
 Vùng chứa HC là vùng sản xuất, các vùng còn lại là vùng kế cận
 Trong vùng HC chỉ có dầu, khí, nước liên kết. Trong vùng nước chỉ có
nước
CÁC TÍCH TỤ HC TRONG VỎ TRÁI ĐẤT
Tích tụ thể tích
Tích tụ có vùng nước rìa
Tích tụ có nước đáy
Tích tụ dầu có 2 vùng liền kề
CÁC TÍCH TỤ HC TRONG VỎ TRÁI ĐẤT
Chế độ áp suất và nhiệt độ trong 1 tích tụ
Áp suất:
p
z
= p
ro
+ p
f
= const
p
ro
: Áp suất do đất đá tạo ra, nếu đá khô: p
z
= p
ro

p
f
: Áp suất chất lưu chứa trong lỗ rỗng bao gồm p
w

, p
o
, p
g
.
 Tại chiều sầu z (theo quy luật thủy tĩnh)
p
w(z)
= 
w
Z
 
w
: Tỷ trọng của nước trong mỏ thường >1
 Dầu và khí cũng tuân theo qui luật thủy tĩnh
Nhiệt độ
Được cung cấp từ khối macma, bình thường tăng 3
o
/100m
CÁC TÍCH TỤ HC TRONG VỎ TRÁI ĐẤT
a
Vùng khí
Vùng Lỏng + Khí
Khí ẩm
Khí khô
Khí
ngưng tụ
b
c
d

b’
c’
Vùng lỏng
ab- Đường điểm bọt
bd- Đường điểm sương
b- điểm tới hạn
bb’- Đường tới hạn
cc’- Đường nhiệt ngưng tụ
c- Điểm nhiệt ngưng tụ tới hạn

Phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất sẽ có tích tụ:
 1 pha: Khí (khí tự nhiên và khí ngưng tụ) hoặc Lỏng (dầu thô và khí đồng
hành
 2 pha: Lỏng + Khí (Dầu thô, khí đồng hành, khí tự nhiên và khí ngưng tụ


CÁC TÍCH TỤ HC TRONG VỎ TRÁI ĐẤT