ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP NGANH KHAI THÁC DẦU KHÍ

MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU........................................................................................16
BẢNG QUY ĐỔI CÁC ĐƠN VỊ..............................................................................25
MỞ ĐẦU

1

CHƯƠNG 1

3

ĐẶC ĐIỂM CÁC TẦNG CHỨA SẢN PHẨM, TÍNH CHẤT CỦA CHẤT LƯU VÀ
TÌNH HÌNH KHAI THÁC TẠI MỎ “BẠCH HỔ”.....................................................3
1.1. Các tầng sản phẩm của mỏ Bạch Hổ...........................................................3
1.1.1.Tầng Mioxen hạ:.....................................................................................4
1.1.2.Tầng Oligoxen thượng:...........................................................................4
Phức hệ chứa dầu thứ hai gồm các tầng sản phẩm Ia, I, II, III, IV, V thuộc
điệp Trà Tân, phụ thống Oligoxen thượng. Trầm tích của các tầng này được
phân biệt bởi sự thay đổi mạnh tướng đá. Đá chứa phát triển chủ yếu ở rìa
phía Bắc và cánh phía Đông của vòm Bắc. Đặc trưng của phức hệ này là áp
suất vỉa cao dị thường là 1,6 at/100m.................................................................4
1.1.3.Tầng Oligoxen hạ:...................................................................................4
Phức hệ chứa dầu thứ ba gồm các tầng sản phẩm VI, VII, VIII, IX, X thuộc
điệp Trà Cú, phụ thống Oligoxen hạ. Các tầng sản phẩm này là cát kết phát
triển trên toàn bộ diện tích của vòm Bắc tạo thành thân dầu thống nhất
dạng vòm vỉa khối. Các phân lớp sét giữa các tầng có chiều dày nhỏ lẫn cát,
có khả năng bị nứt nẻ và không thể làm màn chắn tin cậy được.....................4
1.1.4.Tầng đá móng nứt nẻ:.............................................................................4
Phức hệ chứa dầu thứ tư là đá nứt nẻ trong móng bao gồm granit và
granodiorit. Khả năng di dưỡng của đá được hình thành do có độ nứt nẻ và
hang hốc thông nhau bằng các khe nứt và sự giãn tách. Thân dầu trong

phức hệ này có dạng khối....................................................................................4
1.2. Đặc điểm tầng chứa sản phẩm của mỏ Bạch Hổ........................................6


1.2.1. Thành phần thạch học:..........................................................................6
1.2.2. Chiều dày:..............................................................................................6
1.2.3. Độ chứa dầu:..........................................................................................6
1.2.4. Tính di dưỡng:.......................................................................................7
1.2.5. Tính không đồng nhất:..........................................................................7
1.2.6. Gradien địa nhiệt và gradient áp suất của các vỉa sản phẩm mỏ
Bạch Hổ............................................................................................................8
1.2.6.1. Gradient địa nhiệt (GDN):.....................................................................8
1.2.6.2. Gradient áp suất:....................................................................................9
1.3. Tính chất của chất lưu trong điều kiện vỉa.................................................9
1.3.1. Các tính chất của dầu trong điều kiện vỉa: (Bảng 1.3)........................9
1.3.2. Thành phần và tính chất của khí hòa tan trong dầu:........................11
1.3.3. Đặc tính hóa lý của dầu tách khí:.......................................................11
1.3.4. Các tính chất của nước vỉa:.................................................................11
1.3.5. Các đặc trưng vật lý thủy động học:..................................................12
1.4. Hiện trạng khai thác tại mỏ Bạch Hổ........................................................12
1.4.1. Đối tượng 1:..........................................................................................12
1.4.2. Đối tượng 2:..........................................................................................13
1.4.3. Đối tượng 3:..........................................................................................13
1.4.4. Đối tượng 4:..........................................................................................13
CHƯƠNG 2

14

CÁC PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC CƠ HỌC, CƠ SỞ ĐỂ LỰA CHỌN KHAI
THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT CHO MỎ BẠCH HỔ................14

2.1. Tổng quan....................................................................................................14
2.2. Các phương pháp khai thác cơ học...........................................................14


2.2.1. Phương pháp khai thác dầu bằng máy bơm piston cần:...................14
2.2.2. Khai thác dầu bằng máy bơm thuỷ lực ngầm....................................15
2.2.3. Phương pháp khai thác dầu bằng máy bơm ly tâm điện ngầm........17
2.2.4. Khai thác dầu bằng phương pháp gaslift...........................................18
2.3. Cơ sở khoa học để lựa chọn phương pháp khai thác dầu bằng gaslift cho
mỏ Bạch Hổ........................................................................................................20
CHƯƠNG 3

24

CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ THIẾT KẾ KHAI THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP
GASLIFT

24

3.1. Nguyên lý hoạt động của phương pháp khai thác dầu bằng gaslift........24
3.1.1. Bản chất của phương pháp:................................................................24
3.1.2. Nguyên lý làm việc:..............................................................................25
3.2. Sơ đồ nguyên lý cấu trúc hệ thống ống khai thác bằng phương pháp
gaslift..................................................................................................................26
3.2.1. Cấu trúc hệ vành xuyến:.....................................................................27
3.2.2. Cấu trúc hệ trung tâm:........................................................................28
3.3. Quá trình khởi động giếng:........................................................................29
3.3.1. Đối với giếng không lắp van gaslift khởi động:.................................29
3.3.2. Đối với giếng có lắp van gaslift khởi động:........................................29
3.4. Tính toán cột ống nâng...............................................................................36

3.4.1. Tính toán cột ống nâng khi khống chế lưu lượng khai thác:............37
3.4.2. Tính toán cột ống nâng khi không khống chế lưu lượng khai thác..38
3.5. Tính toán độ sâu đặt van gaslift.................................................................39
3.5.1. Tính toán độ sâu đặt van gaslift theo phương pháp giải tích............39
3.5.2. Tính toán độ sâu đặt van gaslift theo phương pháp đồ thị Camco.. 41


3.6. Nghiên cứu giếng khai thác bằng gaslift:..................................................46
3.6.1. Phương pháp thay đổi chế độ khai thác ổn định:..............................46
3.6.2. Phương pháp thay đổi áp suất ở miệng giếng theo từng chế độ.......48
CHƯƠNG 4

49

CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG KHAI THÁC DẦU BẰNG GASLIFT.........49
4.1. Thiết bị miệng giếng...................................................................................49
4.1.1. Chức năng, nhiệm vụ:..........................................................................49
4.1.2. Các thành phần chính của thiết bị miệng giếng và chức năng của
chúng:.............................................................................................................49
4.2. Thiết bị lòng giếng:.....................................................................................53
4.2.1. Phễu định hướng:.................................................................................54
4.2.2 Nhippen:................................................................................................54
4.2.3. Ống đục lỗ:...........................................................................................54
4.2.4. Van cắt:.................................................................................................55
4.2.5. Paker:....................................................................................................56
4.2.6. Thiết bị bù trừ nhiệt:...........................................................................58
4.2.7. Van tuần hoàn:.....................................................................................58
4.2.8. Mandrel:...............................................................................................60
4.2.9. Van an toàn sâu:..................................................................................60
4.2.10. Các loại ống khai thác:......................................................................62

4.2.11. Van gaslift:.........................................................................................64
CHƯƠNG 5

67

THIẾT KẾ KHAI THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT CHO GIẾNG
817 – MSP8

67

5.1. Số liệu thiết kế của giếng 817 – MSP8.......................................................67


5.2. Lựa chọn ống nâng cho giếng thiết kế:......................................................67
5.3. Tính toán cột ống nâng cho giếng thiết kế.................................................68
5.3.1. Xác định chiều dài cột ống nâng L.....................................................68
5.3.2. Xác định đường kính cột ống nâng.....................................................69
5.4. Xây dựng biểu đồ xác định độ sâu đặt van gaslift....................................70
5.4.1. Xây dựng đường cong phân bố áp suất lỏng khí trong cột ống nâng
(đường số 1)....................................................................................................70
5.4.2. Xây dựng đường phân bố áp suất thuỷ tĩnh (đường số 2)................70
5.4.3. Xây dựng đường phân bố áp suất khí nén ngoài cần (đường số 3).. 70
5.4.4. Xây dựng đường gradient nhiệt độ của khí nén ngoài cần (đường số
4)...................................................................................................................... 71
5.4.5. Xây dựng đường gradient nhiệt độ chất lỏng trong cần (đường số 5).
......................................................................................................................... 71
5.5. Xác định độ sâu đặt van gaslift và các đặc tính của van..........................71
5.5.1. Van số 1:...............................................................................................71
5.5.2. Van số 2.................................................................................................73
5.5.3. Van số 3:...............................................................................................74

5.5.4. Van số 4:...............................................................................................75
5.5.5. Van số 5:...............................................................................................75
CHƯƠNG 6

87

SỰ CỐ VÀ PHỨC TẠP TRONG KHAI THÁC DẦU.............................................87
BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT..........................................................................87
6.1. Sự hình thành nút cát ở đáy giếng khai thác............................................87
6.1.1. Nguyên nhân phát sinh:.......................................................................87
6.1.2. Biện pháp phòng ngừa:.......................................................................87


6.1.3. Biện pháp khắc phục:..........................................................................87
6.2. Sự lắng đọng parafin trong ống khai thác................................................88
6.2.1. Nguyên nhân phát sinh:.......................................................................88
6.2.2. Biện pháp phòng ngừa:.......................................................................88
6.2.3. Biện pháp khắc phục:..........................................................................88
6.3. Sự tạo thành những nút rỉ sắt trong đường ống khai thác......................89
6.3.1. Nguyên nhân phát sinh:.......................................................................89
6.3.2. Biện pháp khắc phục:..........................................................................89
6.4. Sự tạo thành muối trong ống nâng............................................................89
6.4.1. Nguyên nhân phát sinh:.......................................................................89
6.4.2. Biện pháp phòng ngừa:.......................................................................89
6.4.3. Biện pháp khắc phục:..........................................................................90
6.5. Hiện tượng trượt khí..................................................................................90
6.6. Giếng không khởi động được.....................................................................90
6.7. Các sự cố thiết bị.........................................................................................91
6.7.1. Sự rò rỉ của các thiết bị chịu áp lực:...................................................91
6.7.2.Các thiết bị hư hỏng:............................................................................91

6.8. Sự cố về công nghệ......................................................................................91
6.8.1. Áp suất cung cấp không ổn định:.......................................................91
6.8.2. Sự cố cháy:............................................................................................92
CHƯƠNG 7

93

CÔNG TÁC AN TOÀN TRONG PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC BẰNG GASLIFT
VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG....................................................................................93
7.1. An toàn lao động khi khai thác các giếng bằng gaslift.............................93
7.1.1. Những yêu cầu chung:.........................................................................93


7.1.2. Những yêu cầu an toàn khi khai thác giếng gaslift :.........................93
7.2. An toan lao dộng khi vận hanh cac thiết bị gaslift...................................94
7.2.1. Những yêu cầu chung:.........................................................................94
7.2.2. Những yêu cầu an toàn khi vận hành thiết bị gaslift:.......................95
7.2.3. Những yêu cầu an toàn khi xảy ra sự cố:...........................................96
7.3. Bảo vệ môi trường trong hoạt động thăm dò và khai thác dầu – khí.....96
7.3.1. Một số khái niệm cơ bản về môi trường và công tác bảo vệ môi
trường tại XNLD Vietsovpetro.....................................................................96
7.3.2. Chất thải sản xuất trong các hoạt động dầu khí biển và biện pháp
khắc phục.......................................................................................................98
7.3.3. Chất thải sinh hoạt trong các hoạt động dầu khí biển và biện pháp
ngăn ngừa ô nhiễm.........................................................................................99
7.3.4. Chất thải nguy hại hiện có tại XNLD và phương pháp xử lý...........99
7.3.5. Các nguyên nhân sự cố tràn dầu, các phương pháp xử lý và nhiệm
vụ của bản thân............................................................................................100
KẾT LUẬN

101

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................102


DANH MỤC HÌNH VẼ
DANH MỤC BẢNG BIỂU........................................................................................17
BẢNG QUY ĐỔI CÁC ĐƠN VỊ..............................................................................26
MỞ ĐẦU

1

CHƯƠNG 1

3

ĐẶC ĐIỂM CÁC TẦNG CHỨA SẢN PHẨM, TÍNH CHẤT CỦA CHẤT LƯU VÀ
TÌNH HÌNH KHAI THÁC TẠI MỎ “BẠCH HỔ”.....................................................3
1.1. Các tầng sản phẩm của mỏ Bạch Hổ...........................................................3
Hình 1.1: Vị trí địa lý của mỏ Bạch Hổ....................................................................................3

1.1.1.Tầng Mioxen hạ:.....................................................................................4
1.1.2.Tầng Oligoxen thượng:...........................................................................4
Phức hệ chứa dầu thứ hai gồm các tầng sản phẩm Ia, I, II, III, IV, V thuộc
điệp Trà Tân, phụ thống Oligoxen thượng. Trầm tích của các tầng này được
phân biệt bởi sự thay đổi mạnh tướng đá. Đá chứa phát triển chủ yếu ở rìa
phía Bắc và cánh phía Đông của vòm Bắc. Đặc trưng của phức hệ này là áp
suất vỉa cao dị thường là 1,6 at/100m.................................................................4
1.1.3.Tầng Oligoxen hạ:...................................................................................4
Phức hệ chứa dầu thứ ba gồm các tầng sản phẩm VI, VII, VIII, IX, X thuộc

điệp Trà Cú, phụ thống Oligoxen hạ. Các tầng sản phẩm này là cát kết phát
triển trên toàn bộ diện tích của vòm Bắc tạo thành thân dầu thống nhất
dạng vòm vỉa khối. Các phân lớp sét giữa các tầng có chiều dày nhỏ lẫn cát,
có khả năng bị nứt nẻ và không thể làm màn chắn tin cậy được.....................4
1.1.4.Tầng đá móng nứt nẻ:.............................................................................4
Phức hệ chứa dầu thứ tư là đá nứt nẻ trong móng bao gồm granit và
granodiorit. Khả năng di dưỡng của đá được hình thành do có độ nứt nẻ và
hang hốc thông nhau bằng các khe nứt và sự giãn tách. Thân dầu trong
phức hệ này có dạng khối....................................................................................4
Hình 1.2:Cột địa tầng mỏ Bạch Hổ phần lát cắt chứa sản phẩm............................................5


1.2. Đặc điểm tầng chứa sản phẩm của mỏ Bạch Hổ........................................6
1.2.1. Thành phần thạch học:..........................................................................6
1.2.2. Chiều dày:..............................................................................................6
1.2.3. Độ chứa dầu:..........................................................................................6
1.2.4. Tính di dưỡng:.......................................................................................7
1.2.5. Tính không đồng nhất:..........................................................................7
1.2.6. Gradien địa nhiệt và gradient áp suất của các vỉa sản phẩm mỏ
Bạch Hổ............................................................................................................8
1.2.6.1. Gradient địa nhiệt (GDN):.....................................................................8
1.2.6.2. Gradient áp suất:....................................................................................9
1.3. Tính chất của chất lưu trong điều kiện vỉa.................................................9
1.3.1. Các tính chất của dầu trong điều kiện vỉa: (Bảng 1.3)........................9
1.3.2. Thành phần và tính chất của khí hòa tan trong dầu:........................11
1.3.3. Đặc tính hóa lý của dầu tách khí:.......................................................11
1.3.4. Các tính chất của nước vỉa:.................................................................11
1.3.5. Các đặc trưng vật lý thủy động học:..................................................12
1.4. Hiện trạng khai thác tại mỏ Bạch Hổ........................................................12
1.4.1. Đối tượng 1:..........................................................................................12

1.4.2. Đối tượng 2:..........................................................................................13
1.4.3. Đối tượng 3:..........................................................................................13
1.4.4. Đối tượng 4:..........................................................................................13
CHƯƠNG 2

14

CÁC PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC CƠ HỌC, CƠ SỞ ĐỂ LỰA CHỌN KHAI
THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT CHO MỎ BẠCH HỔ................14
2.1. Tổng quan....................................................................................................14


2.2. Các phương pháp khai thác cơ học...........................................................14
2.2.1. Phương pháp khai thác dầu bằng máy bơm piston cần:...................14
2.2.2. Khai thác dầu bằng máy bơm thuỷ lực ngầm....................................15
2.2.3. Phương pháp khai thác dầu bằng máy bơm ly tâm điện ngầm........17
2.2.4. Khai thác dầu bằng phương pháp gaslift...........................................18
2.3. Cơ sở khoa học để lựa chọn phương pháp khai thác dầu bằng gaslift cho
mỏ Bạch Hổ........................................................................................................20
CHƯƠNG 3

24

CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ THIẾT KẾ KHAI THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP
GASLIFT

24

3.1. Nguyên lý hoạt động của phương pháp khai thác dầu bằng gaslift........24
3.1.1. Bản chất của phương pháp:................................................................24

3.1.2. Nguyên lý làm việc:..............................................................................25
Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý làm việc của phương pháp khai thác bằng gaslift theo cấu trúc
hai dãy ống nâng - Hệ vành xuyến.......................................................................................25

3.2. Sơ đồ nguyên lý cấu trúc hệ thống ống khai thác bằng phương pháp
gaslift..................................................................................................................26
Hình 3.2: Các dạng cấu trúc cột ống nâng............................................................................26

3.2.1. Cấu trúc hệ vành xuyến:.....................................................................27
3.2.2. Cấu trúc hệ trung tâm:........................................................................28
3.3. Quá trình khởi động giếng:........................................................................29
3.3.1. Đối với giếng không lắp van gaslift khởi động:.................................29
Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa áp suất khí nén và thời gian khi khởi động
giếng....................................................................................................................................29

3.3.2. Đối với giếng có lắp van gaslift khởi động:........................................29
Hình 3.4: Giếng đã sẵn sàng cho quá trình gọi dòng............................................................30
Hình 3.5: Quá trình bắt đầu nén khí vào giếng....................................................................31
Hình 3.6: Quá trình khí nén đi vào van gas lift khởi động số 1.............................................31


Hình 3.7: Quá trình khí nén tiếp tục đẩy cột chất lỏng trong khoảng không vành xuyến
xuống phía dưới...................................................................................................................32
Hình 3.8: Quá trình khí vào van gaslift khởi động số 2 và van số 1 đóng lại.........................32
Hình 3.9: Quá trình khí vào van gaslift khởi động số 2 và đẩy cột chất lỏng trong khoảng
không vành xuyến xuống phía dưới.....................................................................................33
Hình 3.10: Quá trình khí vào van gaslift khởi động số 3 và van gaslift khởi động số 2 sắp
đóng lại................................................................................................................................33
Hình 3.11: Quá trình khí vào van gaslift khởi động số 3 và van gaslift thứ 2 đóng lại..........34
Hình 3.12: Quá trình van gaslift làm việc sắp lộ ra và van gaslift khởi động cuối cùng sắp

đóng lại................................................................................................................................34
Hình 3.13: Quá trình khí vào van gaslift làm việc và van gaslift khởi động cuối cùng đóng lại
.............................................................................................................................................35
Hình 3.14: Biểu đồ áp suất trong cần (màu xanh) và ngoài cần khai thác (màu hồng) trong
quá trình khởi động giếng gaslift.........................................................................................35

3.4. Tính toán cột ống nâng...............................................................................36
3.4.1. Tính toán cột ống nâng khi khống chế lưu lượng khai thác:............37
3.4.2. Tính toán cột ống nâng khi không khống chế lưu lượng khai thác..38
Hình 3.15: Đồ thị xác định Pđế theo L và Rtối ưu.................................................................39

3.5. Tính toán độ sâu đặt van gaslift.................................................................39
3.5.1. Tính toán độ sâu đặt van gaslift theo phương pháp giải tích............39
Hình 3.16: Sơ đồ nguyên tắc tính toán chiều sâu đặt van....................................................40

3.5.2. Tính toán độ sâu đặt van gaslift theo phương pháp đồ thị Camco.. 41
Hình 3.17: Xác độ sâu van gaslift bằng phương pháp biểu đồ Camco.................................44

3.6. Nghiên cứu giếng khai thác bằng gaslift:..................................................46
3.6.1. Phương pháp thay đổi chế độ khai thác ổn định:..............................46
Hình 3.18: Đồ thị biểu thị mối quan hệ của sản lượng khai thác, lưu lượng riêng của khí
nén, áp suất khí nén với lưu lượng khí nén..........................................................................47

3.6.2. Phương pháp thay đổi áp suất ở miệng giếng theo từng chế độ.......48
CHƯƠNG 4

49

CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG KHAI THÁC DẦU BẰNG GASLIFT.........49
4.1. Thiết bị miệng giếng...................................................................................49

4.1.1. Chức năng, nhiệm vụ:..........................................................................49
4.1.2. Các thành phần chính của thiết bị miệng giếng và chức năng của
chúng:.............................................................................................................49
Hình 4.1. Sơ đồ thiết bị miệng giếng và cây thông khai thác................................................50
Hình 4.2: Sơ đồ thiết bị miệng giếng với cây thông kiểu chạc 3..........................................52
Hình 4.3: Sơ đồ thiết bị miệng giếng với cây thông kiểu chạc tư........................................53

4.2. Thiết bị lòng giếng:.....................................................................................53
4.2.1. Phễu định hướng:.................................................................................54
Hình 4.4: Phễu hướng dòng (a) và Thiết bị định vị (b,c).......................................................54

4.2.2 Nhippen:................................................................................................54
4.2.3. Ống đục lỗ:...........................................................................................54
Hình 4.5: Ống đục lỗ............................................................................................................55

4.2.4. Van cắt:.................................................................................................55
Hình 4.6: Sơ đồ van cắt........................................................................................................55

4.2.5. Paker:....................................................................................................56
Hình 4.7: Sơ đồ paker loại 1................................................................................................57

4.2.6. Thiết bị bù trừ nhiệt:...........................................................................58
Hình 4.8: Sơ đồ thiết bị bù trừ nhiệt...................................................................................58

4.2.7. Van tuần hoàn:.....................................................................................58
Hình 4.9: Sơ đồ van tuần hoàn............................................................................................59

4.2.8. Mandrel:...............................................................................................60

Hình 4.10: Mandrel..............................................................................................................60

4.2.9. Van an toàn sâu:..................................................................................60
Hình 4.11: Van an toàn sâu..................................................................................................61

4.2.10. Các loại ống khai thác:......................................................................62
Hình 4.12: Sơ đồ cấu trúc thiết bị lòng giếng.......................................................................63

4.2.11. Van gaslift:.........................................................................................64
Hình 4.13: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo van gaslift.....................................................................65


Hình 4.14: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo van gaslift hoạt động theo áp suất khí nén ngoài cần và
áp suất trong cần.................................................................................................................65

CHƯƠNG 5

67

THIẾT KẾ KHAI THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT CHO GIẾNG
817 – MSP8

67

5.1. Số liệu thiết kế của giếng 817 – MSP8.......................................................67
5.2. Lựa chọn ống nâng cho giếng thiết kế:......................................................67
5.3. Tính toán cột ống nâng cho giếng thiết kế.................................................68
5.3.1. Xác định chiều dài cột ống nâng L.....................................................68
5.3.2. Xác định đường kính cột ống nâng.....................................................69
5.4. Xây dựng biểu đồ xác định độ sâu đặt van gaslift....................................70

5.4.1. Xây dựng đường cong phân bố áp suất lỏng khí trong cột ống nâng
(đường số 1)....................................................................................................70
5.4.2. Xây dựng đường phân bố áp suất thuỷ tĩnh (đường số 2)................70
5.4.3. Xây dựng đường phân bố áp suất khí nén ngoài cần (đường số 3).. 70
5.4.4. Xây dựng đường gradient nhiệt độ của khí nén ngoài cần (đường số
4)...................................................................................................................... 71
5.4.5. Xây dựng đường gradient nhiệt độ chất lỏng trong cần (đường số 5).
......................................................................................................................... 71
5.5. Xác định độ sâu đặt van gaslift và các đặc tính của van..........................71
5.5.1. Van số 1:...............................................................................................71
5.5.2. Van số 2.................................................................................................73
5.5.3. Van số 3:...............................................................................................74
5.5.4. Van số 4:...............................................................................................75
5.5.5. Van số 5:...............................................................................................75
Hình 5.1: Xác định chiều sâu đặt van gaslift bằng phương pháp đồ thị Camco....................77
Hình 5.2- Đường cong phân bố áp suất của hỗn hợp lỏng-khí............................................78


Hình 5.4: Cấu trúc cột ống nâng giêng 817- MSP8 sau khi thiết kế......................................80

CHƯƠNG 6

87

SỰ CỐ VÀ PHỨC TẠP TRONG KHAI THÁC DẦU.............................................87
BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT..........................................................................87
6.1. Sự hình thành nút cát ở đáy giếng khai thác............................................87
6.1.1. Nguyên nhân phát sinh:.......................................................................87
6.1.2. Biện pháp phòng ngừa:.......................................................................87
6.1.3. Biện pháp khắc phục:..........................................................................87

6.2. Sự lắng đọng parafin trong ống khai thác................................................88
6.2.1. Nguyên nhân phát sinh:.......................................................................88
6.2.2. Biện pháp phòng ngừa:.......................................................................88
6.2.3. Biện pháp khắc phục:..........................................................................88
6.3. Sự tạo thành những nút rỉ sắt trong đường ống khai thác......................89
6.3.1. Nguyên nhân phát sinh:.......................................................................89
6.3.2. Biện pháp khắc phục:..........................................................................89
6.4. Sự tạo thành muối trong ống nâng............................................................89
6.4.1. Nguyên nhân phát sinh:.......................................................................89
6.4.2. Biện pháp phòng ngừa:.......................................................................89
6.4.3. Biện pháp khắc phục:..........................................................................90
6.5. Hiện tượng trượt khí..................................................................................90
6.6. Giếng không khởi động được.....................................................................90
6.7. Các sự cố thiết bị.........................................................................................91
6.7.1. Sự rò rỉ của các thiết bị chịu áp lực:...................................................91
6.7.2.Các thiết bị hư hỏng:............................................................................91
6.8. Sự cố về công nghệ......................................................................................91


6.8.1. Áp suất cung cấp không ổn định:.......................................................91
6.8.2. Sự cố cháy:............................................................................................92
CHƯƠNG 7

93

CÔNG TÁC AN TOÀN TRONG PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC BẰNG GASLIFT
VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG....................................................................................93
7.1. An toàn lao động khi khai thác các giếng bằng gaslift.............................93
7.1.1. Những yêu cầu chung:.........................................................................93
7.1.2. Những yêu cầu an toàn khi khai thác giếng gaslift :.........................93

7.2. An toan lao dộng khi vận hanh cac thiết bị gaslift...................................94
7.2.1. Những yêu cầu chung:.........................................................................94
7.2.2. Những yêu cầu an toàn khi vận hành thiết bị gaslift:.......................95
7.2.3. Những yêu cầu an toàn khi xảy ra sự cố:...........................................96
7.3. Bảo vệ môi trường trong hoạt động thăm dò và khai thác dầu – khí.....96
7.3.1. Một số khái niệm cơ bản về môi trường và công tác bảo vệ môi
trường tại XNLD Vietsovpetro.....................................................................96
7.3.2. Chất thải sản xuất trong các hoạt động dầu khí biển và biện pháp
khắc phục.......................................................................................................98
7.3.3. Chất thải sinh hoạt trong các hoạt động dầu khí biển và biện pháp
ngăn ngừa ô nhiễm.........................................................................................99
7.3.4. Chất thải nguy hại hiện có tại XNLD và phương pháp xử lý...........99
7.3.5. Các nguyên nhân sự cố tràn dầu, các phương pháp xử lý và nhiệm
vụ của bản thân............................................................................................100
KẾT LUẬN

101

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................102


DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC BẢNG BIỂU........................................................................................16
BẢNG QUY ĐỔI CÁC ĐƠN VỊ..............................................................................25
MỞ ĐẦU

1

CHƯƠNG 1

3

ĐẶC ĐIỂM CÁC TẦNG CHỨA SẢN PHẨM, TÍNH CHẤT CỦA CHẤT LƯU VÀ
TÌNH HÌNH KHAI THÁC TẠI MỎ “BẠCH HỔ”.....................................................3
1.1. Các tầng sản phẩm của mỏ Bạch Hổ...........................................................3
Hình 1.1: Vị trí địa lý của mỏ Bạch Hổ....................................................................................3

1.1.1.Tầng Mioxen hạ:.....................................................................................4
1.1.2.Tầng Oligoxen thượng:...........................................................................4
Phức hệ chứa dầu thứ hai gồm các tầng sản phẩm Ia, I, II, III, IV, V thuộc
điệp Trà Tân, phụ thống Oligoxen thượng. Trầm tích của các tầng này được
phân biệt bởi sự thay đổi mạnh tướng đá. Đá chứa phát triển chủ yếu ở rìa
phía Bắc và cánh phía Đông của vòm Bắc. Đặc trưng của phức hệ này là áp
suất vỉa cao dị thường là 1,6 at/100m.................................................................4
1.1.3.Tầng Oligoxen hạ:...................................................................................4
Phức hệ chứa dầu thứ ba gồm các tầng sản phẩm VI, VII, VIII, IX, X thuộc
điệp Trà Cú, phụ thống Oligoxen hạ. Các tầng sản phẩm này là cát kết phát
triển trên toàn bộ diện tích của vòm Bắc tạo thành thân dầu thống nhất
dạng vòm vỉa khối. Các phân lớp sét giữa các tầng có chiều dày nhỏ lẫn cát,
có khả năng bị nứt nẻ và không thể làm màn chắn tin cậy được.....................4
1.1.4.Tầng đá móng nứt nẻ:.............................................................................4
Phức hệ chứa dầu thứ tư là đá nứt nẻ trong móng bao gồm granit và
granodiorit. Khả năng di dưỡng của đá được hình thành do có độ nứt nẻ và


hang hốc thông nhau bằng các khe nứt và sự giãn tách. Thân dầu trong
phức hệ này có dạng khối....................................................................................4
Hình 1.2:Cột địa tầng mỏ Bạch Hổ phần lát cắt chứa sản phẩm............................................5

1.2. Đặc điểm tầng chứa sản phẩm của mỏ Bạch Hổ........................................6

1.2.1. Thành phần thạch học:..........................................................................6
1.2.2. Chiều dày:..............................................................................................6
1.2.3. Độ chứa dầu:..........................................................................................6
1.2.4. Tính di dưỡng:.......................................................................................7
1.2.5. Tính không đồng nhất:..........................................................................7
Bảng 1.1: Các thông số vật lý của vỉa.................................................................................8

1.2.6. Gradien địa nhiệt và gradient áp suất của các vỉa sản phẩm mỏ
Bạch Hổ............................................................................................................8
1.2.6.1. Gradient địa nhiệt (GDN):.....................................................................8
1.2.6.2. Gradient áp suất:....................................................................................9
Bảng1.2: Gradient áp suất của các tầng ở mỏ Bạch Hổ......................................................9

1.3. Tính chất của chất lưu trong điều kiện vỉa.................................................9
1.3.1. Các tính chất của dầu trong điều kiện vỉa: (Bảng 1.3)........................9
Bảng 1.3: Các nhóm dầu của mỏ Bạch Hổ........................................................................10

1.3.2. Thành phần và tính chất của khí hòa tan trong dầu:........................11
Bảng 1.4: Thành phần và tính chất của khí hòa tan trong dầu.........................................11

1.3.3. Đặc tính hóa lý của dầu tách khí:.......................................................11
1.3.4. Các tính chất của nước vỉa:.................................................................11
1.3.5. Các đặc trưng vật lý thủy động học:..................................................12
1.4. Hiện trạng khai thác tại mỏ Bạch Hổ........................................................12
1.4.1. Đối tượng 1:..........................................................................................12
1.4.2. Đối tượng 2:..........................................................................................13


1.4.3. Đối tượng 3:..........................................................................................13
1.4.4. Đối tượng 4:..........................................................................................13

CHƯƠNG 2

14

CÁC PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC CƠ HỌC, CƠ SỞ ĐỂ LỰA CHỌN KHAI
THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT CHO MỎ BẠCH HỔ................14
2.1. Tổng quan....................................................................................................14
2.2. Các phương pháp khai thác cơ học...........................................................14
2.2.1. Phương pháp khai thác dầu bằng máy bơm piston cần:...................14
2.2.2. Khai thác dầu bằng máy bơm thuỷ lực ngầm....................................15
2.2.3. Phương pháp khai thác dầu bằng máy bơm ly tâm điện ngầm........17
2.2.4. Khai thác dầu bằng phương pháp gaslift...........................................18
2.3. Cơ sở khoa học để lựa chọn phương pháp khai thác dầu bằng gaslift cho
mỏ Bạch Hổ........................................................................................................20
Bảng 2.1: Tổng kết khả năng và hiệu quả áp dụng cácphương pháp khai thác dầu bằng cơ
học...................................................................................................................................22

CHƯƠNG 3

24

CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ THIẾT KẾ KHAI THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP
GASLIFT

24

3.1. Nguyên lý hoạt động của phương pháp khai thác dầu bằng gaslift........24
3.1.1. Bản chất của phương pháp:................................................................24
3.1.2. Nguyên lý làm việc:..............................................................................25
Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý làm việc của phương pháp khai thác bằng gaslift theo cấu trúc

hai dãy ống nâng - Hệ vành xuyến.......................................................................................25

3.2. Sơ đồ nguyên lý cấu trúc hệ thống ống khai thác bằng phương pháp
gaslift..................................................................................................................26
Hình 3.2: Các dạng cấu trúc cột ống nâng............................................................................26

3.2.1. Cấu trúc hệ vành xuyến:.....................................................................27


3.2.2. Cấu trúc hệ trung tâm:........................................................................28
3.3. Quá trình khởi động giếng:........................................................................29
3.3.1. Đối với giếng không lắp van gaslift khởi động:.................................29
Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa áp suất khí nén và thời gian khi khởi động
giếng....................................................................................................................................29

3.3.2. Đối với giếng có lắp van gaslift khởi động:........................................29
Hình 3.4: Giếng đã sẵn sàng cho quá trình gọi dòng............................................................30
Hình 3.5: Quá trình bắt đầu nén khí vào giếng....................................................................31
Hình 3.6: Quá trình khí nén đi vào van gas lift khởi động số 1.............................................31
Hình 3.7: Quá trình khí nén tiếp tục đẩy cột chất lỏng trong khoảng không vành xuyến
xuống phía dưới...................................................................................................................32
Hình 3.8: Quá trình khí vào van gaslift khởi động số 2 và van số 1 đóng lại.........................32
Hình 3.9: Quá trình khí vào van gaslift khởi động số 2 và đẩy cột chất lỏng trong khoảng
không vành xuyến xuống phía dưới.....................................................................................33
Hình 3.10: Quá trình khí vào van gaslift khởi động số 3 và van gaslift khởi động số 2 sắp
đóng lại................................................................................................................................33
Hình 3.11: Quá trình khí vào van gaslift khởi động số 3 và van gaslift thứ 2 đóng lại..........34
Hình 3.12: Quá trình van gaslift làm việc sắp lộ ra và van gaslift khởi động cuối cùng sắp
đóng lại................................................................................................................................34
Hình 3.13: Quá trình khí vào van gaslift làm việc và van gaslift khởi động cuối cùng đóng lại

.............................................................................................................................................35
Hình 3.14: Biểu đồ áp suất trong cần (màu xanh) và ngoài cần khai thác (màu hồng) trong
quá trình khởi động giếng gaslift.........................................................................................35

3.4. Tính toán cột ống nâng...............................................................................36
3.4.1. Tính toán cột ống nâng khi khống chế lưu lượng khai thác:............37
3.4.2. Tính toán cột ống nâng khi không khống chế lưu lượng khai thác..38
Hình 3.15: Đồ thị xác định Pđế theo L và Rtối ưu.................................................................39

3.5. Tính toán độ sâu đặt van gaslift.................................................................39
3.5.1. Tính toán độ sâu đặt van gaslift theo phương pháp giải tích............39
Hình 3.16: Sơ đồ nguyên tắc tính toán chiều sâu đặt van....................................................40

3.5.2. Tính toán độ sâu đặt van gaslift theo phương pháp đồ thị Camco.. 41
Hình 3.17: Xác độ sâu van gaslift bằng phương pháp biểu đồ Camco.................................44


3.6. Nghiên cứu giếng khai thác bằng gaslift:..................................................46
3.6.1. Phương pháp thay đổi chế độ khai thác ổn định:..............................46
Hình 3.18: Đồ thị biểu thị mối quan hệ của sản lượng khai thác, lưu lượng riêng của khí
nén, áp suất khí nén với lưu lượng khí nén..........................................................................47

3.6.2. Phương pháp thay đổi áp suất ở miệng giếng theo từng chế độ.......48
CHƯƠNG 4

49

CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG KHAI THÁC DẦU BẰNG GASLIFT.........49
4.1. Thiết bị miệng giếng...................................................................................49
4.1.1. Chức năng, nhiệm vụ:..........................................................................49

4.1.2. Các thành phần chính của thiết bị miệng giếng và chức năng của
chúng:.............................................................................................................49
Hình 4.1. Sơ đồ thiết bị miệng giếng và cây thông khai thác................................................50
Hình 4.2: Sơ đồ thiết bị miệng giếng với cây thông kiểu chạc 3..........................................52
Hình 4.3: Sơ đồ thiết bị miệng giếng với cây thông kiểu chạc tư........................................53

4.2. Thiết bị lòng giếng:.....................................................................................53
4.2.1. Phễu định hướng:.................................................................................54
Hình 4.4: Phễu hướng dòng (a) và Thiết bị định vị (b,c).......................................................54

4.2.2 Nhippen:................................................................................................54
4.2.3. Ống đục lỗ:...........................................................................................54
Hình 4.5: Ống đục lỗ............................................................................................................55

4.2.4. Van cắt:.................................................................................................55
Hình 4.6: Sơ đồ van cắt........................................................................................................55

4.2.5. Paker:....................................................................................................56
Hình 4.7: Sơ đồ paker loại 1................................................................................................57

4.2.6. Thiết bị bù trừ nhiệt:...........................................................................58
Hình 4.8: Sơ đồ thiết bị bù trừ nhiệt...................................................................................58

4.2.7. Van tuần hoàn:.....................................................................................58
Hình 4.9: Sơ đồ van tuần hoàn............................................................................................59


4.2.8. Mandrel:...............................................................................................60
Hình 4.10: Mandrel..............................................................................................................60

4.2.9. Van an toàn sâu:..................................................................................60
Hình 4.11: Van an toàn sâu..................................................................................................61

4.2.10. Các loại ống khai thác:......................................................................62
Bảng 4.1: Ống OKT sản xuất theo tiêu chuẩn API.............................................................62
Bảng 4.2: Ống OKT sản xuất theo tiêu chuẩn GOST 633 - 80...........................................62
Hình 4.12: Sơ đồ cấu trúc thiết bị lòng giếng.......................................................................63

4.2.11. Van gaslift:.........................................................................................64
Hình 4.13: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo van gaslift.....................................................................65
Hình 4.14: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo van gaslift hoạt động theo áp suất khí nén ngoài cần và
áp suất trong cần.................................................................................................................65
Bảng 4.3: Các loại van gaslift thường dung......................................................................66

CHƯƠNG 5

67

THIẾT KẾ KHAI THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT CHO GIẾNG
817 – MSP8

67

5.1. Số liệu thiết kế của giếng 817 – MSP8.......................................................67
Bảng 5.1: Các thông số của vỉa và giếng...........................................................................67

5.2. Lựa chọn ống nâng cho giếng thiết kế:......................................................67
5.3. Tính toán cột ống nâng cho giếng thiết kế.................................................68
5.3.1. Xác định chiều dài cột ống nâng L.....................................................68
5.3.2. Xác định đường kính cột ống nâng.....................................................69

5.4. Xây dựng biểu đồ xác định độ sâu đặt van gaslift....................................70
5.4.1. Xây dựng đường cong phân bố áp suất lỏng khí trong cột ống nâng
(đường số 1)....................................................................................................70
5.4.2. Xây dựng đường phân bố áp suất thuỷ tĩnh (đường số 2)................70
5.4.3. Xây dựng đường phân bố áp suất khí nén ngoài cần (đường số 3).. 70


5.4.4. Xây dựng đường gradient nhiệt độ của khí nén ngoài cần (đường số
4)...................................................................................................................... 71
5.4.5. Xây dựng đường gradient nhiệt độ chất lỏng trong cần (đường số 5).
......................................................................................................................... 71
5.5. Xác định độ sâu đặt van gaslift và các đặc tính của van..........................71
5.5.1. Van số 1:...............................................................................................71
5.5.2. Van số 2.................................................................................................73
5.5.3. Van số 3:...............................................................................................74
5.5.4. Van số 4:...............................................................................................75
5.5.5. Van số 5:...............................................................................................75
Bảng 5.2: Thông số các van gaslift sau khi thiết kế...........................................................76
Hình 5.1: Xác định chiều sâu đặt van gaslift bằng phương pháp đồ thị Camco....................77
Hình 5.2- Đường cong phân bố áp suất của hỗn hợp lỏng-khí............................................78
Hình 5.4: Cấu trúc cột ống nâng giêng 817- MSP8 sau khi thiết kế......................................80
Bảng 5.3: Bảng hệ số áp suất cột khí - Tỷ trọng 0,65........................................................81
Bảng 5.4: Hệ số hiệu chỉnh áp suất và đường kính tối đa của van...................................82
Bảng 5.5a: Bảng hệ số hiệu chỉnh áp suất mở van...........................................................83
Bảng 5.5b: Bảng hệ số hiệu chỉnh áp suất mở van...........................................................84
Bảng 5.5c: Bảng hệ số hiệu chỉnh áp suất mở van...........................................................85
Bảng 5.5d: Bảng hệ số hiệu chỉnh áp suất mở van...........................................................86

CHƯƠNG 6

87

SỰ CỐ VÀ PHỨC TẠP TRONG KHAI THÁC DẦU.............................................87
BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT..........................................................................87
6.1. Sự hình thành nút cát ở đáy giếng khai thác............................................87
6.1.1. Nguyên nhân phát sinh:.......................................................................87
6.1.2. Biện pháp phòng ngừa:.......................................................................87
6.1.3. Biện pháp khắc phục:..........................................................................87
6.2. Sự lắng đọng parafin trong ống khai thác................................................88


6.2.1. Nguyên nhân phát sinh:.......................................................................88
6.2.2. Biện pháp phòng ngừa:.......................................................................88
6.2.3. Biện pháp khắc phục:..........................................................................88
6.3. Sự tạo thành những nút rỉ sắt trong đường ống khai thác......................89
6.3.1. Nguyên nhân phát sinh:.......................................................................89
6.3.2. Biện pháp khắc phục:..........................................................................89
6.4. Sự tạo thành muối trong ống nâng............................................................89
6.4.1. Nguyên nhân phát sinh:.......................................................................89
6.4.2. Biện pháp phòng ngừa:.......................................................................89
6.4.3. Biện pháp khắc phục:..........................................................................90
6.5. Hiện tượng trượt khí..................................................................................90
6.6. Giếng không khởi động được.....................................................................90
6.7. Các sự cố thiết bị.........................................................................................91
6.7.1. Sự rò rỉ của các thiết bị chịu áp lực:...................................................91
6.7.2.Các thiết bị hư hỏng:............................................................................91
6.8. Sự cố về công nghệ......................................................................................91
6.8.1. Áp suất cung cấp không ổn định:.......................................................91
6.8.2. Sự cố cháy:............................................................................................92
CHƯƠNG 7

93

CÔNG TÁC AN TOÀN TRONG PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC BẰNG GASLIFT
VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG....................................................................................93
7.1. An toàn lao động khi khai thác các giếng bằng gaslift.............................93
7.1.1. Những yêu cầu chung:.........................................................................93
7.1.2. Những yêu cầu an toàn khi khai thác giếng gaslift :.........................93
7.2. An toan lao dộng khi vận hanh cac thiết bị gaslift...................................94


7.2.1. Những yêu cầu chung:.........................................................................94
7.2.2. Những yêu cầu an toàn khi vận hành thiết bị gaslift:.......................95
7.2.3. Những yêu cầu an toàn khi xảy ra sự cố:...........................................96
7.3. Bảo vệ môi trường trong hoạt động thăm dò và khai thác dầu – khí.....96
7.3.1. Một số khái niệm cơ bản về môi trường và công tác bảo vệ môi
trường tại XNLD Vietsovpetro.....................................................................96
7.3.2. Chất thải sản xuất trong các hoạt động dầu khí biển và biện pháp
khắc phục.......................................................................................................98
7.3.3. Chất thải sinh hoạt trong các hoạt động dầu khí biển và biện pháp
ngăn ngừa ô nhiễm.........................................................................................99
7.3.4. Chất thải nguy hại hiện có tại XNLD và phương pháp xử lý...........99
7.3.5. Các nguyên nhân sự cố tràn dầu, các phương pháp xử lý và nhiệm
vụ của bản thân............................................................................................100
KẾT LUẬN

101

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................102

BẢNG QUY ĐỔI CÁC ĐƠN VỊ
HỆ THỐNG ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG

*Hệ quốc tế SI:
1. Độ dài: m
2. Khối lượng: kg
3. Thời gian: s
4. Lực: N; 1 KG = 9,80665N
5. Áp suất: N/m2 = Pa; 1KG/cm2 = 0,981 bar; Kpa = 1000 pa
6. Độ nhớt: à; 1P = 10-6 bar.s; 1CP = 10-8 bar.s
*Qui đổi hệ Anh sang hệ SI:
1 inch = 2,540 cm
1 m = 3,281 ft
1 mile = 1,609 km
1 bbl = 0,1589 m3
1 m3/m3 = 5,62 ft3/bbl
1 bbl/SCF = 5,615 m3/m3
1 at = 14,7 psi
1 psi = 0,07031 KG/cm2
1 at = 1,033 KG/cm2
1 psig = 1,176 psi
0

API =

141,5
− 131,5
γ .(G / cm 3 )

0

K = 273 + 0C
0
R = 460 + 0F
C 0 F − 32
=
5
9

0