NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT BƠM ÉP CO2 BẰNG PHƯƠNG PHÁP BƠM ÉP KHÍ NƯỚC LUÂN PHIÊN ĐỂ TĂNG CƯỜNG THU HỒI DẦU MỎ SR, BỂ CỬU LONG

BẢO VỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT BƠM ÉP CO2 BẰNG PHƯƠNG PHÁP BƠM ÉP
KHÍ NƯỚC LUÂN PHIÊN ĐỂ TĂNG CƯỜNG THU HỒI DẦU MỎ SR, BỂ
CỬU LONG
SVTH:

LÊ QUỐC NAM

GVHD: TSKH. NGUYỄN XUÂN HUY
KS. NGUYỄN LÂM QUỐC CƯỜNG


Nội dung

 Đặt vấn đề
 Cơ chế bơm ép WAG
 Quy trình và kết quả thí nghiệm
 Kết luận và kiến nghị


Nội dung

 Đặt vấn đề
 Cơ chế bơm ép WAG
 Quy trình và kết quả thí nghiệm
 Kết luận và kiến nghị


Đa số các mỏ lớn Việt Nam:
Bạch Hổ, Ruby, Rạng Đông
đã bước vào giai đoạn khai

thác thứ cấp

Đặt
vấn đề

Bơm ép nước không còn
hiệu quả, dẫn đến ngập
nước cao (50-90%)

Duy trì sản lượng
hàng năm

Giá dầu đang cao

Nghiên cứu
thu hồi dầu
tăng cường


Lựa chọn phương pháp thu hồi dầu tăng cường
Mỏ SR

MEOR

STT

Tính chất vỉa

Mỏ SR

1

Tỷ trọng dầu
(0API)

35-37.9

Điều kiện áp dụng
bơm ép khí theo
Talber (1983)
> 31

3100

> 1030

91

> 32

2250-2400

> 650

Độ nhớt (cP) tại
điều kiện vỉa

0.833 cP

> 0.1

6

Độ bão hòa dầu
(%)

40-45

> 25

7

Độ thấm (mD)

2

Bơm ép
Áp suất vỉa (psig)
khí

3

Nhiệt độ vỉa (0C)

 Điều kiện vỉa và thực trạng mỏ SR hoàn
4 (CO2, HC,
Độ sâu
(m)
toàn phù hợp với bơm ép khí
N2)

5

EOR
Hóa học

8

Đã tiến hành bơm ép nước

9

1

Sản lượng cộng dồn đến năm 2010

82 MMBbls

2

Hệ số thu hồi dầu

26.7%

3

Độ ngập nước trung bình

55%

Phương >10

Đá thành hệ
pháp Cát kết
Dính ướtnhiệt
Nước

>5


Bơm ép khí
Khí bơm ép làm dầu trương nở, giảm độ nhớt để cải thiện hiệu suất đẩy (Displacement Efficiency)

Khí trộn lẫn
(Miscible gas)

WAG

Bơm ép khí
Khí không trộn
lẫn
(Immiscible gas)
Do độ linh động của khí
cao nên hiệu suất quét
kém

Luân phiên

Đồng thời

Giải pháp khắc phục

WAG (Water Alternating Gas)

Bơm ép khí  Cải thiện hiệu suất đẩy ()

WAG?

Là kỹ thuật bơm ép khí
luân phiên với nước

- Dùng nước để khống
chế độ linh động của khí
(Giảm tỷ số linh động)

Bơm ép nước  Cải thiện hiệu suất quét ()

- Tiết kiệm chi phí.


Lựa chọn loại khí để bơm ép WAG
Đặc tính của lưu chất tại điều kiện vỉa (910C, 3100 psig)
Tính chất
Độ hòa tan trong
nước (kg/m3)

Khí CO2
3.050

Khí
hydrocarbon

0.65

Khí N2
0.055

CH4: 113.8
Tỷ trọng tại điều kiện
nhiệt độ vỉa (kg/m3)

538

C2H6: 206
C3H8: 220

173

Chọn
khí
Tỷ trọng của CO2 cao hơn, hạn
chế hiện tượng
trượt trọng lực
CO2

CO2 có độ nhớt cao, hạn chế
hiện tượng phân dạng tỏa ngón

C4H10: 2549
Độ nhớt
Áp suất MMP (psig)

CO2 tan tốt trong trong nước,
tạo thành axit cacbonit làm giảm
sức căng bề mặt dầu-nước

0.04175

0.01814

0.01423

1450-4350

2900-6530

5800-10200

Áp suất MMP thấp, phù hợp với
điều kiện áp suất mỏ SR.


Lựa chọn loại khí để bơm ép WAG

Dùng CO2 để bơm ép là
giải pháp giảm hiệu ứng
nhà kính.

Kết hợp CCS và WAG
vừa có lợi về kinh tế vừa
bảo vệ môi trường

Phương pháp thu giữ và trữ CO2 (CCS)


Nội dung

 Đặt vấn đề
 Cơ chế bơm ép WAG
 Quy trình và kết quả thí nghiệm
 Kết luận và kiến nghị


Cơ chế không trộn lẫn trong bơm ép WAG
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

Mô hình kênh rỗng đôi
Pha dính ướt chiếm kênh rỗng bé
Pha không dính ướt chiếm kênh rỗng lớn.

Tăng hiệu suất
thu hồi dầu


Cơ chế trộn lẫn trong bơm ép WAG
Cơ chế khí trộn
lẫn

Trộn lẫn tiếp xúc
một lần

Trộn lẫn tiếp xúc
nhiều lần

LPG, Solvent
Cơ chế khí
bay hơi

Cơ chế khí
ngưng tụ

CO2, HC, N2,
khí thải

Khí được làm
giàu
(enriched gas)


CƠ CHẾ TRỘN LẪN TRÊN BIỂU ĐỒ BA THÀNH PHẦN
Click to edit Master text styles
C2-C4
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

Cơ chế trộn lẫn tiếp

xúc một lần

Cơ chế trộn lẫn khí ngưng tụ
Cơ chế trộn lẫn khí hóa hơi
Cơ chế không trộn lẫn
C4+

CO2,
N2, C1


Nội dung chính

 Đặt vấn đề
 Cơ chế bơm ép WAG
 Quy trình và kết quả thí nghiệm
 Kết luận và kiến nghị


Quy trình công việc

Lựa chọn
phương pháp
EOR

Xác định loại thí
nghiệm

Chuẩn bị chất
lưu và mẫu lõi

Phân tích PVT
và mẫu lõi

Bơm ép trên mô
hình vỉa

Bơm ép trên
mẫu lõi

Thí nghiệm xác
định MMP
(slimtube)

Thí nghiệm hòa
tan-trương nở


Phân tích PVT và mẫu lõi
Kết quả phân tích mẫu lõi

Kết quả phân tích PVT

Khối lượng

188.252 g

2097 psig

Đường kính

1.5 in (3.81 mm)

pressure)
Tỷ trọng dầu

37.9 0API

Chiều dài

3 in (7.62 mm)

Độ nhớt (cp)

0.833 (cP)

Độ thấm

403 mD

Khối lượng mol phân tử

118.4 g/mol

Thể tích rỗng

20.85 cc

Thành phần khí bơm ép

CO2 (100%)

Độ rỗng

24%

Tính chất lưu chất tại 1960F (910C)
Áp suất bão hòa (bubble point


Công việc thí nghiệm
 Thí nghiệm hòa tan trương nở (Solubility-Swelling Experiment)
 Thí nghiệm tìm áp suất trộn lẫn tối thiểu (MMP)
 Thí nghiệm bơm ép WAG trên mẫu lõi


Thí nghiệm trương nở dầu

Nén dầu và
CO2 vào cell

Giãn nở đẳng
nhiệt (910C)

Đo thể tích
và độ nhớt


Kết quả thí nghiệm:
Đồ thị thể tích trương nở với phần mol khí bơm ép Đồ thị độ nhớt tại áp suất bão hòa với phần mol khí bơm ép

1. 4
1. 2
1

Thể tích trương nở

1. 6

Độ nhớt (cP)

1. 8
0. 8

0. 9 0. 8 0. 7 0. 6 0. 5 0. 4 0. 3 0. 2 0. 1

2

Thể tích trương
nở 1.5 lần so với
ban đầu

Độ nhớt giảm 3
lần so với ban
đầu còn 0.274 cp

0

0. 6

4 .5

4

Phần mol khí bơm ép

3. 5

3

2. 5

2

1. 5

1

0. 5

7

6

5

4

3

2

1

0

Phần mol khí bơm ép


Công việc thí nghiệm
 Thí nghiệm hòa tan trương nở (Solubility-Swelling Experiment)
 Thí nghiệm tìm áp suất trộn lẫn tối thiểu (MMP)
 Thí nghiệm bơm ép WAG trên mẫu lõi


Slimtube được
bão hòa dầu

Bơm ép CO2 với
thể tích và cấp áp
suất khác nhau.

Phân tích mẫu
dầu.


Kết quả thí nghiệm:
Áp suất
đẩy (psi)

Nhiệt độ
vỉa
(0F)

Thu hồi dầu cộng dồn(%)
Với thể tích bơm ép là
1 PV

1.2 PV

2500

196

83.3

84.4

2650

196

87.8

88.2

2800

196

88.8

91.0

2950

196

93.1

95.0

3100

196

93.7

95.1

Điểm vọt khí

Tại cấp áp suất 2950 psig


Kết quả thí nghiệm:

Hệ số thu hồi dầu cộng dồn cho trường hợp bơm ép 1.2 PV (%) với áp suất (psig)

MMP?

12
8
6
4

Hệ số t hu t hôi t ích dồn (%)

10

Áp suất trộn lẫn tối
thiểu là 2950 psig

2
0

2950
psig
4 4 00

4 20 0

4 00 0

3800

3600

34 00

3200

3000

280 0

260 0

24 00

2200

Áp suất (Psig)


Công việc thí nghiệm
 Thí nghiệm hòa tan trương nở (Solubility-Swelling Experiment)
 Thí nghiệm tìm áp suất trộn lẫn tối thiểu (MMP)
 Thí nghiệm bơm ép WAG trên mẫu lõi


Thiết kế thí nghiệm WAG
3: Mẫu lõi

Bơm ép nước.
Bơm ép WAG sau bơm ép
nước.
Bơm ép WAG trước bơm
ép nước.

Theo Hopkin
1986

Kích cỡ một nút khí

0.05 IHCPV (Thể tích dầu ban dầu)

Tỷ số WAG

1:1 (1 thể tích khí bơm : 1 thể tích nước)

Tổng lượng khí bơm ép

0.4 IHCPV

4

Tổng số nút khí

2

Tổng số nút nước

8

Theo Andew
1985

8

Tốc độ bơm ép

16.2 cc/giờ

1

Áp suất duy trì trong mẫu tối thiểu

2950 psig

Theo Leas và
Rappaport

MMP