MỘT số kết QUẢ NGHIÊN cứu xác ĐỊNH bão HOÀ dầu dư

MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
XÁC ĐỊNH BÃO HOÀ DẦU DƯ
Khai thác dầu bằng bơm ép nước hoặc khí kết hợp cho phép khai
thác khoảng 25% trữ lượng. Một trong những thông tin quan trọng
trong giai đoạn thu hồi này là phân bố lượng dầu còn lại trong vỉa
có thể khai thác được, hay còn gọi là phân bố bão hoà dầu dư
(BHDD) (Residual Oil Saturation).
Do độ bất đồng nhất cao về tính thấm giữa các vùng khai thác, chỉ
số BHDD biến đổi rất mạnh theo không gian và thời gian khai
thác. Xác định chỉ số BHDD luôn là nhu cầu lớn trong thiết kế và
điều chỉnh khai thác nhằm giải quyết các vấn đề kinh tế kỹ thuật
sau:
- Đưa ra phương án bơm ép thích hợp với phân bố dầu còn lại
trong mỏ để khai thác hiệu quả;
- Lựa chọn công nghệ khai thác (bơm ép nước, khí hỗn hợp,
polyme hay tạo thêm các giếng khác) để đạt hiệu quả kinh tế.

Hiện nay trên thế giới chỉ số BHDD được xác định bằng các
phương pháp sau:
1. Phương pháp địa vật lý lỗ khoan xác định tỷ lệ dầu/nước trong
vùng cận đáy giếng bằng máy phát nơtron hoặc siêu âm và phương
pháp mẫu lõi. Các phương pháp này cho độ phân giải không cao và
chỉ cung cấp thông tin về dầu dư trong một điểm (vùng xung
quanh giếng đơn).


2. Các phương pháp địa chấn, cân bằng vật chất,... là các phương
pháp gián tiếp, thường gặp sai số lớn.

3. Phương pháp dùng kỹ thuật đánh dấu (KT hoá học hoặc đồng vị
phóng xạ vùng cận đáy giếng đơn (single well tracer test).

Phương pháp đánh dấu xác định BHDD dựa trên nguyên lý của
chất đánh dấu khi đi qua môi trường rỗng xốp chứa 2 pha tĩnh
(BHDD) và động (nước-lưu thể đẩy). Chất đánh dấu phân tách như
alcohol, ester, có khả năng phân bố vào hai pha dầu và nước được
bơm vào vỉa cùng với chất đánh dấu bảo toàn trong pha nước và sự
di chuyển của chúng được quan trắc thông qua phân tích mẫu ở
chính giếng bơm ép (phương pháp đơn giếng) hoặc giếng khai thác
lân cận (phương pháp liên giếng). Do hiệu ứng sắc ký, chất đánh
dấu phân tách sẽ di chuyển trễ so với nước (pha động), phụ thuộc
vào khả năng phân bố trong pha dầu và lượng dầu còn lại mà chất
đánh dấu tiếp xúc. Chỉ số BHDD được xác định dựa trên mức độ
trễ và hệ số phân tách đo trong phòng thí nghiệm. Vì lý do kỹ
thuật, trong khảo sát giếng đơn sử dụng chất đánh dấu phân tách
ester có khả năng thuỷ phân một phần để tạo ra chất đánh dấu sơ
cấp như alcohol là chất bảo toàn đối với nước. Tốc độ thuỷ phân và
khả năng phân tách phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chủ yếu là nhiệt độ
và thành phần hoá học của nước vỉa. Điểm quyết định của công
nghệ là lựa chọn chất đánh dấu có tốc độ thuỷ phân và hệ số phân
tách thích hợp với nhệt dộ cao sao cho quan trắc được cả chất sơ
cấp và thứ cấp với đủ độ tin cậy.

Các phương pháp này cho kết quả thực nghiệm tin cậy so với các
phương pháp truyền thống để ước lượng BHDD trong vùng quét
của nước bơm ép. Giá trị BHDD xác định bằng phương pháp này


cho ước lượng tối thiểu về lượng dầu dư trong tầm quét và kết hợp
so sánh với các phương pháp đánh giá trữ lượng khác làm thành cơ
sở để tiếp tục phương án thu hồi bằng bơm ép nước (thu hồi lần 2)

hay chuyển sang thu hồi lần 3 hoặc dừng khai thác. Đặc biệt kỹ
thuật đánh dấu liên giếng còn là phương pháp duy nhất hiện nay
cho phép xác định BHDD trung bình trong toàn vùng quét của
nước bơm ép.
Kỹ thuật đánh dấu đồng vị phóng xạ trong khảo sát BHDD được
phát triển bởi Exxon vào những năm 1970 hiện đang được áp dụng
rộng rãi tại các mỏ dầu trên thế giới và được thừa nhận là phương
pháp ưu việt trong đánh giá trữ lượng khai thác đem lại hiệu quả
kinh tế lớn.

Hiện nay các mỏ trên thế giới thường phải thuê dịch vụ khảo sát
SWTT hay IWTT của các công ty dịch vụ đánh dấu như Exxon,
Chemical Tracer, Tracerco Dianostics,...

Tuy nhiên cho đến nay kỹ thuật đánh dấu chủ yếu thành công ở
các mỏ trầm tích, nhiệt độ không cao, từ 100oC trở lại, là những
mỏ phổ biến ở Châu Mỹ, Biển Bắc, một phần Trung Đông. Ở nước
ta, các mỏ quan trọng như Bạch Hổ, Rạng Đông, Sư Tử,... lại có
cấu trúc khá đặc biệt, ít phổ biến trên thế giới với bề dày thân dầu
rất lớn, nhiệt độ vỉa cao đến 150-160oC, môi trường thấm chứa là
khe nứt, hang hốc, là những thách thức thực sự đối với việc áp
dụng kỹ thuật đánh dấu nói riêng và các kỹ thuật khảo sát khác.

Trong SWT xác định BHDD, chất đánh dấu sơ cấp dưới dạng các
ester được bơm vào giếng tạo thành vành xuyến trong đã vỉa sau
đó để cho thuỷ phân trong khoảng từ 24h đến 72h tạo thành chất


đánh dấu thứ cấp. Cả hai chất đánh dấu thứ cấp và sơ cấp sau đó
được hút ra để phân tích phân bố hàm lượng. Chất thứ cấp alcohol

phải có hệ số phân tách vào pha dầu nhỏ để khác biệt về thời gian
trễ với chất sơ cấp ester lớn, dễ phân tích và không cản trở đến việc
lựa chọn chất monitor và chất dùng để cân bằng vật chất trong quá
trình bơm. Các chất thứ cấp có thể là ethanol, propanol hoặc
methanol. Như vậy, lượng chất sơ cấp ester bị thuỷ phân khoảng
50-70% là đủ để tạo ra lượng chất thứ cấp để phân tích. Mặt khác,
hệ số phân tách Kd trong dầu/nước khoảng 1/4 đến 2/3 là vừa đủ
về mặt độ nhạy xác định sor.

Về mặt lý thuyết, các ester có gốc axit với số liên kết CH cao thì bị
thuỷ phân chậm nhưng đồng thời các liên kết nhánh CH trong axit
cũng gây hiệu ứng che lấp liên kết C-H trong việc trao đổi ion OHtrong nước cũng có thể làm chậm tốc độ thuỷ phân.

15 loại ester khác nhau về gốc axit hữu cơ đã được khảo sát các
đặc trưng thuỷ phân và phân tách trong điều kiện nhiệt độ vỉa 130150oC và thành phần nước vỉa. Kết quả là đề tài nghiên cứu năm
2003 đã chọn được ra thêm 2 chất mới có khả năng ứng dụng là
ethyl 2 hydroxy isobutyrate và ethyl lactate bên cạnh hai chất ethyl
acetate và ethyl propionate thường được sử dụng trên thế giới.
Thành công này mở ra triển vọng áp dụng kỹ thuật đánh dấu xác
định BHDD cho các mỏ có nhiệt độ cao và khoảng nhiệt độ rộng
(đến 20-30oC) do thân dầu có bề dày lớn.

Những nghiên cứu tiếp theo là khảo sát hành vi của chất đánh dấu
trong điều kiện vỉa và áp dụng thử trong quy mô PTN cũng như
qui mô pilot trên thực địa.