Bài giảng điện tử công nghệ mỏ ts lê phước hảo
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (18.88 MB, 442 trang )
BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ
CÔNG NGHỆ MỎ
GIỚI THIỆU
Tác giả : PGS. TS. Lê Phước Hảo
Bộ môn : Khoan & Khai thác dầu khí
©Copyright 2007
THÔNG TIN CHUNG
Mã số môn học: 300020
Số tín chỉ: 02
Số tiết: 42
Lý thuyết: 28
Bài tập: 14
Ngành: Khoan và khai thác dầu khí
Môn học trước: Thủy địa cơ học
©Copyright 2007
GIỚI THIỆU
2
NỘI DUNG MÔN HỌC
Nhắc lại các tính chất của môi trường rỗng (đá)
và của chất lưu (khí, dầu và nước). Thiết lập
phương trình cân bằng vật chất (PTCBVC) tổng
quát của các loại vỉa dầu khí (khí một pha, khí
ngưng tụ, dầu chưa bão hoà và dầu bão hoà). Áp
dụng phương pháp cân bằng vật chất và phương
pháp thể tích để tính toán các thông số của vỉa.
Tính toán lượng nước xâm nhập vào vỉa. Nghiên
cứu sự chuyển dịch của dầu và khí bằng mô hình
dòng thấm hai pha. Các phương pháp thu hồi
dầu. Công nghệ thử vỉa và các thông số mô
phỏng vỉa.
©Copyright 2007
GIỚI THIỆU
3
HÌNH THỨC ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC
Kiểm tra thường kỳ (10%), giữa kỳ (20%), và cuối
kỳ (50%).
Bài tập về nhà (10%): nộp bài trước khi kiểm tra
giữa kỳ và thi cuối kỳ
Seminar (10%): mỗi SV (hoặc nhóm SV) chọn 1
chủ đề (nâng cao, mở rộng phần lý thuyết có
trong chương trình, hay ứng dụng thực tế...),
đăng ký vào đầu học kỳ, nhận tài liệu và chuẩn bị
báo cáo trước lớp (10 phút) và trả lời các câu hỏi
liên quan.
©Copyright 2007
GIỚI THIỆU
4
TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH
[1] Huỳnh Thanh Sơn, Lê Phước Hảo, Công nghệ mỏ ứng
dụng, NXB ĐHQG Tp. HCM, 2003.
[2] CRAFT B. C., HAWKINS M. F. and TERRY R. E. (1991).
Applied Petroleum Reservoir Engineering. Prentice-Hall
Inc., New Jersey.
[3] MIAN M. A. (1992). Petroleum Engineering Handbook for
the Practicing Engineer, Vol. I. PennWell Publishing
Company, Oklahoma.
[4] TIMMERMAN E.H. Practical Reservoir Engineering, Vol. I
and Vol II.
©Copyright 2007
GIỚI THIỆU
5
CÁC CHỦ ĐỀ CHÍNH
1. KỸ SƯ VỈA
2. ĐẠI CƯƠNG VỀ CÔNG NGHỆ MỎ
3. TÍNH CHẤT CỦA ĐÁ TẦNG CHỨA
4. ĐẶC TÍNH PVT CỦA DẦU
5. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
TỔNG QUÁT
6. VỈA KHÍ MỘT PHA
7. VỈA DẦU CHƯA BÃO HÒA
©Copyright 2007
GIỚI THIỆU
6
CÁC CHỦ ĐỀ CHÍNH
9. VỈA DẦU BÃO HÒA
10. VỈA KHÍ NGƯNG TỤ
11. DÒNG CHẢY MỘT PHA TRONG VỈA
12. TÍNH TOÁN LƯỢNG NƯỚC XÂM NHẬP
VÀO VỈA
13. SỰ CHUYỂN DỊCH CỦA DẦU VÀ KHÍ
14. THIẾT KẾ THỬ VỈA
15. CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG VỈA
©Copyright 2007
GIỚI THIỆU
7
BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ
CÔNG NGHỆ MỎ
KỸ SƯ VỈA
Tác giả : PGS. TS. Lê Phước Hảo
Bộ môn : Khoan & Khai thác dầu khí
©Copyright 2007
NỘI DUNG
Nhiệm vụ của Kỹ sư vỉa
Yêu cầu đối với kỹ sư vỉa
Công việc của kỹ sư vỉa
Ví dụ minh hoạ đề án phát triển mỏ
Dữ liệu
Đặc tính chung
Mô hình vỉa
Phương thức tiến hành
Những công việc chính của kỹ sư vỉa
©Copyright 2007
KỸ SƯ VỈA
2
Nhiệm vụ của Kỹ sư vỉa
Am hiểu về sự tương tác giữa đất đá và chất lưu
trong vỉa
Am hiểu về quá trình dịch chuyển phức tạp của
chất lưu trong vỉa
Thiết lập mô hình vỉa phù hợp từ dữ liệu về địa
chất, đặc tính của đất đá và chất lưu vỉa đo được
hoặc đã có trước đó
Dự đoán khả năng thu hồi trong tương lai
Xây dựng qui trình và phương pháp nâng cao khả
năng thu hồi hydrocarbons từ vỉa
©Copyright 2007
KỸ SƯ VỈA
3
Yêu cầu đối với kỹ sư vỉa
Hiểu biết về địa chất học và các quá trình địa chất
xảy ra trong vỉa
Am hiểu về cơ học chất lỏng và các phương pháp
toán học để giải quyết những vấn đề liên quan
đến dòng chảy
Am hiểu về nhiệt động lực học cơ bản
Có những kỹ năng về máy tính, điện tử, cơ khí,
hoá học, vật liệu...
Quan trọng nhất là phải biết áp dụng những kiến
thức liên ngành
©Copyright 2007
KỸ SƯ VỈA
4
Công việc của kỹ sư vỉa
Xác định các tính chất của đất đá trong vỉa
Kết hợp với các nhà địa chất, địa vật lý để xác
định ranh giới vỉa
Sử dụng phương trình cân bằng vật chất để xác
định cơ chế vận động của vỉa, của hydrocarbon
Mô phỏng dòng chảy trong vỉa
Đưa ra các phương án quản lý vỉa
Thiết kế và phân tích các quy trình nâng cao khả
năng thu hồi dầu
©Copyright 2007
KỸ SƯ VỈA
5
Ví dụ minh hoạ đề án phát triển mỏ
Mục tiêu chính: Vạch ra biên của vỉa và đề xuất
chiến lược tối ưu cho công tác tìm kiếm thăm dò
Mô tả vỉa: cát kết thạch anh, độ hạt từ mịn đến
trung bình
Độ sâu vỉa: 10,000 ft
Độ rỗng: 16% - 23%
Độ thấm: 152 mD – 1 Darcy
Độ bão hoà nước đồng hành < 2% (oil wet rock)
Sự giảm độ rỗng và độ thấm trong vỉa (phụ thuộc
©Copyright 2007
vào quá trình hình thành trầm tích và ximăng
canxit)
KỸ SƯ VỈA
6
Dữ liệu
©Copyright 2007
KỸ SƯ VỈA
7
Đặc tính chung
Tỷ trọng thấp (57O API)
Chưa bão hoà
Độ nhớt: 0.09 cps
Hệ số thể tích thành hệ: 1.8 RB/STB
Tỷ số khí - dầu: 1.433 scf/STB
Áp suất vỉa: >1000psi
Vỉa rất thích hợp cho việc bơm ép
Cần phác hoạ các biên của vỉa
Dữ liệu địa vật lý: sóng địa chấn cao tần dùng để xác
định tầng thấm : < 8ft
©Copyright 2007
KỸ SƯ VỈA
8
Đặc tính chung
©Copyright 2007
KỸ SƯ VỈA
9
Đặc tính chung
©Copyright 2007
KỸ SƯ VỈA
10
Mô hình vỉa
©Copyright 2007
KỸ SƯ VỈA
11
Phương thức tiến hành
1. Xác định độ thấm bằng phương pháp thử giếng
và phân tích
2. Xác định phạm vi phân bố và thể tích vỉa
3. Dùng phương trình cân bằng vật chất để ước tính
trữ lượng đầu ban đầu (khoảng 22 – 27 tỷ thùng)
4. Dùng phương pháp thể tích, tính trữ lượng: 24 tỷ
thùng
5. Mô phỏng vỉa (dùng các mô hình địa chất cơ bản,
sự biến đổi về độ thấm, ước lượng tỷ lệ thu hồi
dầu có bơm ép) vào khoảng 66%
©Copyright 2007
KỸ SƯ VỈA
12
Những công việc chính của kỹ sư vỉa
1. Tổng hợp báo cáo về viả.
2. Thiết lập mô hình vỉa và dự đoán chương trình khai thác.
3. Kiểm soát vỉa và lập báo cáo thường kì về những thay đổi
của vỉa dựa trên những thông số khoan và hoàn thiện
giếng.
4. Đánh giá và tối ưu hoá công tác hoàn thiện giếng và quá
trình khai thác.
5. Tham gia công tác quản lý, dự hội thảo, tham gia báo cáo
chuyên đề, cung cấp dữ liệu cho các báo cáo.
6. Bảo đảm liên lạc cũng như cộng tác tốt với các nhóm kỹ
thuật khác: khoan, hoàn thiện giếng, khai thác, địa chất.
7. Đóng góp vào công tác phát triển nhân sự: giám sát, hướng
©Copyright 2007
dẫn, đào tạo chuyên gia địa chất, kỹ sư dầu khí, kỹ thuật
viên…
KỸ SƯ VỈA
13
NỘI DUNG
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
VIDEO
VỈA DẦU KHÍ VÀ QUÁ TRÌNH KHAI THÁC VỈA
DẦU KHÍ
CÁC HỆ THỐNG ĐƠN VỊ
MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA ĐÁ
MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA CHẤT KHÍ
MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA DẦU THÔ
MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC TRONG VỈA
©Copyright 2007
ĐẠI CƯƠNG VỀ CÔNG NGHỆ MỎ
2
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
Dầu thô, khí thiên nhiên và nước gọi chung là chất lưu
Phân chia các chất lưu thành các pha lỏng và khí phụ thuộc vào
nhiệt độ và áp suất
Từ 1928, thiết bị đo những dữ liệu cận đáy (áp kế đo sâu) đầu tiên
đã được chế tạo để đo áp suất vỉa.
Từ 1933, nghiên cứu về vật lý vỉa như độ rỗng, độ thấm, suất dẫn
điện, cấu trúc khe rỗng, dòng chảy hai pha và ba pha
Từ 1935, phương pháp đo các quan hệ về áp suất - thể tích - nhiệt
độ (PVT), sự bão hoà hay áp suất điểm bọt khí, tổng lượng khí hoà
tan trong dầu, lượng khí được phóng thích dưới những điều kiện
nhiệt độ và áp suất khác nhau
Từ 1936, Schilthuis đã thiết lập phương trình cân bằng vật chất,
cho phép tính toán thể tích và khối lượng của chất lưu ban đầu,
khai thác hay bơm ép.
©Copyright 2007
ĐẠI CƯƠNG VỀ CÔNG NGHỆ MỎ
3
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
Vào những năm 1960, thuật ngữ “Mô phỏng số vỉa dầu
khí” và “Mô hình toán vỉa dầu khí” đã trở nên phổ biến,
nhờ sử dụng các phương trình toán học và vật lý để mô
phỏng động thái của vỉa dầu khí nhằm dự đoán hiệu suất
khai thác của chúng. Cùng với sự phát triển nhanh chóng
của các máy tính tốc độ cao, quy mô lớn và các phương
pháp tính số phức tạp (sai phân hữu hạn, phần tử hữu hạn),
cho đến ngày nay việc mô phỏng vỉa dầu khí đã có nhiều
tiến bộ đáng kể.
Kỹ thuật tính toán vỉa dầu khí có thể được định nghĩa như là
sự áp dụng các nguyên lý khoa học vào những bài toán khai
thác chất lưu từ vỉa và bơm ép chất lưu vào vỉa trong quá
trình khai thác dầu khí nhằm mục đích nâng cao hệ số thu
hồi dầu.
©Copyright 2007
ĐẠI CƯƠNG VỀ CÔNG NGHỆ MỎ
4
VIDEO
Các nguồn dữ liệu vỉa
(Reservoir Engineering Data Sources)
©Copyright 2007
ĐẠI CƯƠNG VỀ CÔNG NGHỆ MỎ
5
VỈA DẦU KHÍ VÀ QUÁ TRÌNH KHAI THÁC
h Bẫy dầu khí:
¬ được tạo nên do những đặc điểm địa tầng và/hay cấu trúc địa
chất, trong đó dầu và khí được tích tụ trong những khe rỗng liên
thông, các kênh dẫn và đứt gãy, chủ yếu trong cát, sa thạch, đá
vôi, dolomite và đôi khi trong đá móng nứt nẻ
©Copyright 2007
ĐẠI CƯƠNG VỀ CÔNG NGHỆ MỎ
6
