THIẾT KẾ KHAI THÁC DẦU BẰNG GASLIFT CHO GIẾNG N_0536 MSP6 MỎ BẠCH HỔ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

LÊ VĂN THANH
LỚP: KHOAN – KHAI THÁC K57VT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ KHAI THÁC DẦU BẰNG GASLIFT CHO GIẾNG
536 - MSP6 MỎ BẠCH HỔ

HÀ NỘI, 6-2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

LÊ VĂN THANH
LỚP: KHOAN - KHAI THÁC K57VT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ KHAI THÁC DẦU BẰNG GASLIFT CHO GIẾNG
536 - MSP6 MỎ BẠCH HỔ

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

GIÁO VIÊN CHẤM

PGS.TS HOÀNG DUNG

HÀ NỘI, 6-2017


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN

CHƯƠNG 1
CHƯƠNG 2
CHƯƠNG 3
CHƯƠNG 4


4

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
141,5
− 131,5
3
0
γ
.(
G
/
cm
)
API =
0

K = 273 + 0C

0

R = 460 + 0F
C 0 F − 32
=
5
9

0

4


5

MỞ ĐẦU
Dầu khí là nguồn năng lượng và nguồn nguyên liệu chủ đạo trong nền
kinh tế thế giới, mang tính chất chiến lược của mỗi quốc gia. Ngành dầu khí
nước ta tuy còn khá trẻ, nhưng đã có những đóng góp quan trọng vào sự phát
triển của nền kinh tế nước nhà. Từ nhiều năm nay dầu khí luôn là mặt hàng
xuất khẩu chủ lực của Việt Nam, chiếm tỷ lệ khoảng 30% tổng giá trị xuất
khẩu của cả nước. Đến nay ngành dầu khí đã tự khẳng định mình là một
ngành công nghiệp mũi nhọn trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại
hóa đất nước. Trong những năm qua đã có những bước đi vững chắc trong
lĩnh vực công nghệ khoan, khai thác dầu khí cũng như xây dựng các công
trình dầu khí.
Vào thời điểm hiện nay tuy rằng giá dầu sụt giảm nghiêm trọng và đang
ở mức thấp so với những năm gần đây nhưng ngành công nghiệp dầu khí vẫn
đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế nước ta. Nhiệm vụ của chúng ra
hông những đẩy mạnh tốc độ khoan và đưa vào khai thác các mỏ dầu mới mà
còn phải nghiên cứu để tùm ra các giải pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu tại có
mỏ đang và sẽ khai thác.
Những cột mốc đáng ghi nhớ đó là sự ra đời của XNLD Vietsovpetro
vào ngày 19-11-1981 trên cơ sở Hiệp định của hai chính phủ Việt Nam và
Liên Xô (cũ) về việc thành lập XNLD Vietsovpetro đã ký kết ngày 19-061981. Sau 5 năm tìm kiếm và thăm dò những tấn dầu đầu tiên đã được khai
thác tại mỏ Bạch Hổ vào năm 1986 và nhanh chóng đưa sản lượng dầu khai
thác đạt 50 triệu tấn vào năm 1997 lên 150 triệu tấn năm 2005. Cho đến nay
tổng sản lượng khai thác dầu của XNLD từ 2 mỏ Rồng và Bạch Hổ đạt trên
200 triệu tấn cũng như vận chuyển vào bờ hàng tỷ mét khối khí đồng hành,
chiếm đến 50% tổng sản lượng khai thác của toàn ngành. XNLD Vietsovpetro

đã trở thành con chim đầu đàn của Tập đoàn dầu khí Việt Nam.
Tại mỏ Bạch Hổ của XNLD Vietsovpetro gồm các đối tượng khai thác
như: Mioxen hạ, Oligoxen hạ và Móng đã lần lượt đưa vào khai thác. Hầu hết
trong thời gian đầu các giếng đều khai thác ở chế độ tự phun nhờ năng lượng
tự nhiên của vỉa. Theo thời gian năng lượng vỉa giảm dần mặc dù đã áp dụng
các biện pháp duy trì áp suất vỉa như: Bơm ép nước vào vỉa; nhiều giếng đã
5


6

ngừng tự phun và bị ngập nước. Vì vậy việc lựa chọn phương pháp khai thác
cơ học tiếp theo là hết sức cần thiết nhằm duy trì sản lượng khai thác ở mức
cao và nâng cao hệ số thu hồi dầu của mỏ. Phương pháp khai thác bằng bơm
điện ly tâm chìm đã được đưa vào áp dụng, nhưng hiệu quả kinh tế mang lại
không cao. Do đó phương pháp khai thác bằng gaslift đã và đang được đưa
vào áp dụng tại mỏ Bạch Hổ mặc dù với chi phí xây dựng cơ bản ban đầu lớn,
nhưng hiệu quả của nó mang lại lớn hơn nhiều so với các phương pháp khai
thác khác.
Được sự đồng ý của Bộ môn Khoan - Khai thác – Khoa dầu khí, em đã
tiến hành thực hiện Đồ án tốt nghiệp với đề tài:“Thiết kế khai thác dầu bằng
Gaslift cho giếng 536 - MSP6 mỏ Bạch Hổ”. Nội dung chính là: các bước
tính toán thiết kế khai thác dầu bằng gaslift, các thiết bị dùng trong khai thác
gaslift, vận hành hệ thống điều khiển cung cấp khí nén cho các giếng khai
thác dầu bằng gaslift trên giàn cố định số 6 mỏ Bạch Hổ, công tác an toàn và
bảo vệ môi trường.
Với kiến thức đã học kết hợp với thực tế, quá trình thực tập cùng với sự
nỗ lực của bản thân, sự cộng tác của bạn bè đồng nghiệp, sự giúp đỡ của
XNLD Vietsovpetro và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng
dẫn PGS.TS Hoàng Dung cùng các thầy cô trong bộ môn Khoan - Khai thác,

đồ án của em đã được hoàn thành. Mặc dù đã rất cố gắng, nỗ lực, song bản đồ
án chắc chắn không tránh khỏi những sai sót, vậy em rất mong nhận được sự
đóng góp ý kiến, phê bình của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để bản
đồ án được hoàn thiện hơn.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn PGS.TS
Hoàng Dung - người trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện
đồ án, các thầy cô giáo trong bộ môn, XNLD Vietsovpetro và các bạn đồng
nghiệp đã giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này!
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 05 năm 2017
Sinh viên
6


7

CHƯƠNG 5
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ MỎ BẠCH HỔ
5.1

Đặc điểm địa lý và khí hậu vùng mỏ.

Mỏ Bạch Hổ nằm trong phạm vi lô 09-1 thuộc bồn trũng Cữu Long
thềm lục địa Việt Nam và cách thành phố Vũng Tàu 120km vê phía Đông
Nam. Tọa độ đọa lý: 9Ģ39.60’ ÷ 9Ģ52.00’ Vĩ độ Bắc. 107Ģ5.20’ - 108Ģ4.80’
Kinh độ Đông. Mỏ gần nhất là mỏ Rồng nằm cách 100km về hướng Tây
Nam.Thành phố Vũng Tàu là trung tâm công nghiệp dầu khí của Việt Nam và
là cơ sở kỹ thuật, sản xuất và cung ứng của xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro.
Khí hậu vùng mỏ là khí hậu nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hưởng sâu sắc
của biển với hai mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng 5 tới tháng 10, giai

đoạn này gió mùa Tây – Nam đoạt động mạnh, trời nóng hơn nhiệt độ không
khí từ 25ĢC - 32ĢC, lượng mưa tăng lên đến 260 – 270mm/tháng. Độ ẩm
không khí trung bình là từ 87% - 89%. Mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến
tháng 4 giai đoạn này chủ yếu là gió mùa Đông Bắc với tốc độ có thể đạt tới
20m/s, tạo nên sóng cao 5 – 8m. Những trận cuồng phong có gió đạt tới
60m/s và gây nên sóng cao tới 10m. Nhiệt độ ban ngày từ 24ĢC - 30ĢC,
chiều tối và đêm từ 22ĢC - 24ĢC. Mùa này lượng mưa rất nhỏ (trung bình ≤
1mm/tháng), độ ẩm không khí đạt 65% thời kỳ chuyển tiếp giữa hai mùa
(tháng 4 và tháng 5) gió chuyển hướng Tây Nam, độ ẩm không khí tăng lên
đáng kể đạt tới 85% và nhiệt độ trong ngày cân bằng hơn, ngày và đêm giao
động từ 26ĢC - 30ĢC.
Thời gian thuận lợi cho các hoạt động trên biển là giai đoạn gió mùa
Đông – Nam từ tháng 6 tới tháng 9, cũng như thời kỳ chuyển mùa trong các
tháng 4, tháng 5 và tháng 11 khi gió mùa chuyển hướng. Dòng chảy ngầm
dưới biển chịu ảnh hưởng của gió mùa và thủy chiều. Tốc độ dòng chảy ở độ
sâu 15 – 20m đạt 85cm/s, còn ở lớp nước gần đáy thì thay đổi từ 20 – 30cm/s.
Nhiệt độ nước biển trong năm thay đổi từ 25 - 30ĢC. Độ mặn nước biển thay
đổi từ 33 -35g/l.
Chiều sâu nước biển trong vùng mỏ khoảng 50m nên có thể sử dụng
được các giàn khoan tự nâng. Theo số liệu địa chất công trình, phần đất đá bề
mặt đáy biển có các tính chất thuận lợi cho việc xây dựng công trình mỏ. Mức
độ địa chấn ở vùng mỏ không vượt quá 6 độ Richter.

7


8

Hình 1.1 Sơ đồ vị trí mỏ Bạch Hổ

Việc chuyên chở hàng hóa nặng từ cơ sở sản xuất đến mỏ được thực
hiện bằng các tàu biển, còn hàng hóa nhẹ và nhân viên được chở bằng máy
bay từ sân bay Vũng Tàu. Nguồn năng lượng phục vụ cho các giàn là các
động cơ điện đặt trên giàn, phục vụ cho cơ sở sản xuất của xí nghiệp trên bờ
là đường điện 35kv dẫn từ trạm điện từ thành phố Hồ Chí Minh và từ nhà
máy điện khí Bà Rịa và Phú Mỹ
5.2

Đặc điểm kinh tế - xã hội.

5.2.1 . Cơ sở hạ tầng:
Hệ thống giao thông tương đối hoàn chỉnh, trục đường bộ nối với thành
phố Hồ Chí Minh và Đồng Nai hoàn chỉnh, tạo điều kiện thuận lợi cho việc
phát triển kinh tế giữa 3 khu vực này.
Hệ thống giao thông đường thủy nối với thành phố Hồ Chí Minh thông
qua đường Cần Giờ với chiều dài 80km khá thuận lợi trong việc vận chuyển
bằng đường thủy từ biển vào cảng Sài Gòn. Hai cảng Vũng Tàu có khả năng
tiếp nhận tàu trên 10.000 tấn, cảng dầu khí VSP chuyên đảm nhận mọi công
tác vận chuyển đường thủy phục vụ cho hoạt động dầu khí ở Vũng Tàu.
Hệ thống hàng không với sân bay Vũng Tàu có khả năng tiếp nhận các
loại máy bay nhẹ và các loại máy bay trực thăng phục vụ cho các đường bay
quốc nội và bay dịch vụ ra các giàn khoan ngoài biển.
8


9

Bên cạnh thế mạnh du lịch sẵn có, Vũng Tàu còn đầu tư phát triển các
ngành công nghiệp, các ngành chế biến thủy hải sản, thủ công mỹ nghệ.
Ngoài ra còn tạo điều kiện thuận lợi cho các ngành dịch vụ phục vụ công tác

dầu khí phát triển.
Đầu tư từ nước ngoài không ngừng tăng trong những năm vừa qua,
chính sách của tỉnh cũng khuyến khích các nhà đầu tư nước ngoài tham gia
các dự án phát triển về kinh tế cũng như văn hóa xã hội.
Vũng Tàu có nguồn nhân lực dồi dào, khả năng tiếp nhận ở trình độ
cao, giáo dục được đầu tư phát triển phục vụ tốt cho nhu cầu nhân lực của xã
hội, văn hóa truyền thống vẫn được bảo tồn và phát triển.
5.3

Lịch sử tìm kiếm thăm dò và khai thác ở mỏ Bạch Hổ

Việc tìm kiếm và thăm dò dầu khí ở mỏ Bạch Hổ do công ty Mobil của
Mỹ đảm nhận bắt đầu vào tháng 2 năm 1974 tại lô số 09 dến tháng 10nawm
1974 lại lô này tiến hành thăm dò chi tiết hơn và đã phát hiện ra dầu nhưng
phải đến tháng 6/1981, xí nghiệp Vietsoptro mới chính thức đưa mỏ đi vào
hoạt động ở thềm lục địa phía nam.
Mỏ Bạch Hổ được đưa vào khai thác công nghiệp từ năm 1986. Tầng
khai thác Mioxen dưới khai thác năm 1986, Oligoxen năm 1987 và tầng móng
Granit năm 1988. Tính đến tháng 01/2009 mỏ Bạch Hổ khai thác được hơn
169 triệu tấn dầu. Tổng số giếng là 315 trong đó số giếng khai thác 213, giếng
bơm ép nước 59, giếng theo dõi quan sát 7, giếng đóng tạm thời 20 và giếng
hủy 16.
Sản lượng khai thác mỏ hiện nay trung bình 17 – 18 nghìn tấn/ngày
đêm. Khối lượng nước bơm ép vỉa trung bình khoảng 37 – 38 nghìn m 3/ngày
đêm.
5.4

Địa tầng – Thạch học

Trầm tích Mioxen tại mỏ Bạch Hổ có tên là điệp Bạch Hổ, chúng được

nằm bất chỉnh hợp lên lớp trầm tích Trà Tân, nhờ vào cột địa tầng và tài liệu
các giếng khoan thấy rằng trong bồn trũng Cữu Long trầm tích điệp Bạch Hổ
phân bố rộng rãi, trải khắp bồn trũng, chiều dày thay đổi từ vòm đến cách cấu
tạo là 660 – 1300 m, dựa vào đặc điểm thạch học của trầm tích Mioxen mỏ
Bạch Hổ người ta chia thành hai phụ điệp, phụ điệp Bạch Hổ trên và phụ điệp
Bạch Hổ dưới.
9


10

5.4.1 Phụ điệp Bạch Hổ trên:
Được tạo bởi các tập sét kết dày, rất ít các vỉa mỏng cát kết và bột kết
sét kết có màu xám nâu, xám xanh lẫn màu sặc sỡ, trong các lớp sét có màu
nâu đỏ, phần có lẫn glauconit, sét mềm dẻo, đặc biệt là phần trên của mặt cắt
có những khe nứt nhỏ và mặt trượt với cấu tạo phân lớp, khối, về thành phần
thạch học tương đối đồng nhất và có bề dày khoảng 200m( tương ứng với mặt
phản xạ số 5). Thành phần khoáng vật chủ yếu là monotmorit, kaolinit, thủy
mica và vật liệu cacbonat, ngoài ra còn có những kết hạt siderite, theo kết quả
phân tích hạt sét và các đá có độ chọn lọc kém cát - bột – sét. Thành phần cát
trung bình chứa 27,8%, hỗn hợp bột chiếm 39,2%, hợp phần sét 33,2%.
Theo phân tích rơn ghen( mẫu ở độ sâu 2643m) hợp phần sét của đá
chứa 40– 50% monotmorit, kaolinit 25 -30%, thủy mica 15 – 20%, hỗn hợp
thủy micavad montmorilonit 5 - 10%, clorit 5%.
5.4.2 . Phụ điệp Bạch Hổ dưới:
Thành phần chủ yếu là cát kết và bột kết màu xám, dạng khối được kết
dính bởi xi măng sét, sét vôi và vật liệu vôi, cát kết chủ yếu là cát kết arkor,
ngoài ra còn gặp cát kết thạch anh màu cám trắng, hạt nhỏ đến trung bình, độ
lựa chọn tốt, độc mài mòn trung bình, lớp bột kết màu xám nâu hồng loang lổ.
Hàm lượng xi măng dao động từ 3 – 35%. Căn cứ vào phân tích độ hạt trầm

tích của đá Mioxen hạ ta thấy lượng cát kết nhỏ và bột kết hạt lớn gần tương
đương nhau. Thành phần phần tram thạch học: Thạch anh 40 – 65%, fenpat
10 – 25%, độ rỗng dao động từ 0,15 – 0,22, độ thấm dao động từ 10 - 656 md.
Theo trình tự nghiên cứu bắt đầu bằng các phương pháp đo địa vật lý
toàn mặt, chủ yếu là đo địa chấn sau đó đến các phương pháp đo địa vật lý
trong lỗ khoan thăm dò và phân tích mẫu lõi thu được, người ta xác định khá
rõ ràng các thành hệ của mỏ Bạch Hổ. Đó là các trầm tích thuộc Đệ tứ,
Neogen, Paleogen phủ trên móng kết tinh Jura –Creta có tuổi tuyệt đối từ 97 ÷
108.4 triệu năm.
Từ trên xuống cột địa tầng tổng hợp của mỏ Bạch Hổ được miêu tả như
sau:

10


11

Hình 1.2 Cột địa tầng mỏ Bạch Hổ

11


12

5.5

Trầm tích Neogen và Đệ tứ

Trầm tích Plioxen – Plextoxen (Điệp Biển Đông). Điệp này được thành
tạo chủ yếu từ cát và cát dăm, độ gắn kết kém, thành phần chính là thạch anh,

Glaukonite và các tàn tích thực vật. Chiều dày từ 20 – 30 cm mặt cắt là những
vỉa kẹp Montmorilonite, đôi khi gặp những vỉa sét vôi mỏng. Đất đá này
thành tạo trong điều kiện biển nông, độ muối trung bình và chịu ảnh hưởng
của các dòng chảy. Nguồn vật liệu chính là các đá Macma axit. Bề dày điệp
này dao động từ 612 – 654m, dưới điệp biển Đông là các trầm tích của hệ
thống Mioxen thuộc hệ Neogen. Thống này chia làm 3 phụ thống:
a)

b)

Phụ thống Mioxen trên( điệp Đồng Nai)
Đất đá điệp này chủ yếu là cát dăm với cát với độ mài mòn từ trung
bình đến tốt. Thành phần Thạch anh chiếm từ 80 – 90% còn lại là Fenspat và
các thành phần khác như đá Macma, vỏ sò… Bột kết hầu như không có
nhưng cũng gặp những vỉa sét và sét kết dày đến 20m và những vỉa cuội
mỏng.
Phụ thống Mioxen giữa( điệp Côn Sơn)
Phần lớn đất đá của điệp này là cát, cát dăm và bột kết. Phần còn lại là
các vỉa sét, sét vôi mỏng và đá vôi. Đây là những đất đá lục nguyên dạng khối
bở rời màu xám vàng và xám xanh, kích thước hạt từ 0,1 - 10mm, loang lỗ,
bở rời, mềm dẻo, thành phần chính là Montmorilonite. Bề dày của điệp từ
870 – 950m.
c) Phụ thống Mioxen dưới( điệp Bạch Hổ)
Đất đá của điệp này nằm bất chỉnh hợp góc, thành tạo Olioxen trên.
Gồm chủ yếu là những tập sét dày và những vỉa cát mỏng nằm xen kẽ nhau,
sét có màu tối nâu loang lỗ xám, thường là mềm và phân lớp.
Thành phần của sét gồm có Kaolinit, Montmorilonite, Thủy Mica và
các khoáng vật Carbonate, hàm lượng xi măng từ 3- 35%, cấu trúc xi măng
lấp đầy hoặc tiếp xúc. Mảnh vụn là các khoáng vật như: Thạch anh, Fenspat
với khối lượng tương đương nhau. Ngoài ra còn có các loại đá khác nhau như

Granite, Phiến sét… Điệp này chứa các tầng dầu công nghiệp 22.23.24 và 25.
Chiều dày tăng từ vòm( 600m) đến 2 cánh( 1270m).
5.6

Trầm tích Paleogen – kỉ Kainozoi

Thành tạo của hệ paleogen được chia thành 2 hệ thống:
a.

Thống Ogiloxen Trên( điệp Trà Tân)
12


13

b.

c.

Các đất đá trầm tích này bao trùm toàn bộ diện tích mỏ. Phần trên là
các tập xét màu đen rất dày( tới 266m). Phần dưới là cát kết, sét kết và bột kết
nằm xen kẽ. Điệp này chứa 5 tầng dầu công nghiệp: 1,2,3,4,5.
Sự phân chia có thể thực hiện sâu hơn tại hàng loạt các giếng khoan
trong đó điệp Trà Tân được chia ra làm 3 phụ điệp: dưới, giữa và trên. Ở đây
có sự biến đổi tướng đá mạnh, trong thời kỳ hình thành trầm tích này có thể
có hoạt động của núi lửa ở phần trung tâm và khối phía bắc của mỏ vỡ hiện
tại do có sự gặp các đá phun trào gặp trong 1 số giếng khoan. Ngoài ra còn
gặp các trầm tích than, sét kết màu đen, xám tối đến nâu bị ép nén, khi vỡ có
mặt trượt. Khoáng vật chính là Kaolinit( 56%), Thủy Mica( 12%), các thành
phần khác: Clorite, Xiderite, Montmorilonite( 32%). Cát và bột kết có màu

sáng dạng khối rắn chắc, thành phần hạt từ 80% - 90% gồm: Thạch anh,
Fenspat và các thành phần vụn của các loại đất đá khác như: Kaolonite,
Carbonate, sét vôi. Chiều dày từ 176 – 1034m, Giảm ở phần vòm và đột ngột
tăng mạnh ở phần sườn.
Thống Oligoxen dưới( điệp Trà Cú)
Thành tạo này có tại vòm bắc và rìa nam của mỏ. Gồm chủ yếu là: sét
kết (60 – 70% mặt cắt) có màu từ đen đến xám tối và nâu, bị ép nén mạnh,
giòn mảnh vụn vỡ sắc cạnh có mặt trượt phân khối hoặc dạng lớp. Thành
phần gồm: Thủy Mica, Kaolinite, Clorite, Xiderite. Phần còn lại theo mặt cắt
là cát kết, bột kết, nằm xen kẽ xó sét màu sang, thành phần chính là Arkor, xi
măng Kaolinite, thủy Mica và sét vôi. Đá được thành tạo trong điều kiện biển
nông, ven bờ hoặc sông hồ. Thành phần vụn gồm: Thạch anh, Fenspat,
Granite, đá phun trào và đá biến chất. Ở đây gặp 5 tầng dầu công nghiệp
6,7,8,9,10.
Các tập đá cơ sở( vỏ phong hóa)
Đây là nền cơ sở cho các tập đá Oligoxen dưới phát triển trên mặt
móng. Nó được thành tạo trong thềm lục địa bởi sự phá hủy cơ học của địa
hình. Đá này nằm trực tiếp trên móng do sự tái trầm tích của mảnh vụn của đá
móng có kích thước khác nhau. Thành phần gồm: cuội, cát kết hạt thô, đôi lúc
gặp đá phun trào. Chiều dày của điệp Oligoxen dưới và các tập cơ sở thay đổi
từ
0 – 412m và từ 0 – 174m.
5.7

Đá móng kết tinh trước Kazozoi

Đây là các thành tạo Granite nhưng không đồng nhất mà có sự khác
nhau về thành phần thạch học, hóa học và về tuổi. Có thể giả thiết rằng có hai
thời kỳ thành tạo đá Granite: vòm bắc vào kỷ Jura vòm Nam và vòm Trung
tâm vào kỉ Kretta. Diện tích của bể Batholit Granite này có thể tới hàng nghìn

13


14

km2 và bề dày thường không quá 3km. Đá móng mỏ Bạch Hổ chịu tác động
mạnh của quá trình phong hóa thủy nhiệt và các hoạt động kiến tạo gây nứt nẻ
hang hốc và sinh ra các khoáng vật thứ sinh khác Kataclazite, Milonite. Sự
phong hóa kéo theo sự làm giàu sắt, Mangan, Canxi,Photpho và làm mất đi
các thành phần Natri và Canxi động. Các mẫu đá chứa dầu thu được có độ nứt
nẻ từ 0,5 – 1,0mm, rộng 0,1 – 0,5mm, độ lỗ hổng bằng từ 1/5 – 1/7 độ nứt nẻ.
Đá móng bắt đầu có từ độ sâu 3888 – 4400m. Đây là một bẫy chứa dầy dạng
khối điển hình và có triển vọng cao.
5.8

Đặc điểm kiến tạo mỏ Bạch Hổ

Nhìn chung, cấu tạo mỏ Bạch Hổ bị phân cách bởi hai hệ thống đứt gãy
chính: Đông – Đông – Bắc/ Tây – Tây – Nam và Đông – Đông – Nam/ Tây –
Tây – Bắc. Số lượng đứt gãy kiến tạo nhiều nhất được thấy ở móng( SH –
AF) thứ nhì ở Oligoxen( SH - 11, SH - 10) còn lại là ở trên Oligoxen. Theo
mức độ tắt dần của đứt gãy trong lát cắt chúng được chia ra thành đứt gãy
trước Kainozoi, Paleogen( Oligoxen) và Neogen.
Ngoài hai hệ thống chính nói trên còn có các hệ thống đứt gãy phụ khác
tác động đến cấu trúc khu vực mỏ Bạch Hổ, đó là hệ thống đứt gãy theo
phương Tây Bắc – Đông Nam và Bắc – Nam. Các hệ thống đứt gãy này tuy
không đặc trưng, nhưng nó làm phức tạp thêm cấu trúc của mỏ.
Hệ thống đứt gãy Đông – Đông – Bắc/ Tây – Tây – Nam thể hiện rõ nét
ở hai rìa phía Đông và Tây của mỏ. Góc cắm của hệ thống này thường từ 65 –
80Ģ và chúng có biên độ dịch chuyển từ 500m đến 2000m. Đáng chú ý là sựu

có mặt của một số đứt gãy ở rìa phía Tây và Tây Nam. Quá trình hoạt động
của đứt gãy này gắn liền với pha nén ép cục bộ xảy ra vào cuối Oligoxen đầu
Mioxen, tạo nên những vùng, khối nứt nẻ trong móng.
Hệ thống đứt gãy có phương Đông –Đông – Nam/ Tây – Tây – Bắc
biểu hiện rõ nhất ở giữa tâm mỏ Bạch Hổ. Chính hệ thống đứt gãy này đã tác
động đến các đặc trưng khác nhau của mỏ, để có thể phân chia rõ hai vòm
Bắc và Nam. Biên độ dịch chuyển của hệ thống đứt gãy này nhỏ hơn so với
hệ thống chính mô tả ở trên, thường chỉ từ 200 – 600m.
Yếu tố quan trọng nhất tạo thành cấu trúc là các phá hủy Oligoxen phát
triển không chỉ trong Oligoxen mà cả trong móng.
Các đứt gãy chính tuổi Oligoxen có phương Đông Bắc – Tây Nam, có
độ dài đáng kể và có biên độ lớn. Tất cả các đứt gãy này đều xuyên vào
móng. Trên bản đồ cấu tạo quan sát thấy chúng phân bố gần như song song và
theo kiểu xếp ngói, một số đứt gãy khớp với nhau và lần lượt phức tạp hóa
bởi các đứt gãy phân nhánh.
14


15

Cánh Tây của cấu tạo khu vực vòm Bắc: là phần phức tạp nhất của đới
nâng, được chia cắt bởi hệ thống đứt gãy chính của mỏ, tạo ra các dạng bậc
thang.
Vòm trung tâm và vòm Bắc bị phức tạp bởi các đứt gãy nghịch lớn, nơi
mà các thành tạo móng bị phủ lên trên bởi trầm tích Oligoxen.
Các đứt gãy phá hủy tuổi Neogen không đáng kể, chúng có phương á
kinh tuyến và Đông Bắc – Tây Nam, biên độ của chúng hông vượt quá 100m
và chạy dài khoảng 3 – 4km.
Như vậy hệ thống đứt gãy của mỏ Bạch Hổ đã thể hiện khá rõ trên mặt
móng và Oligoxen hạ. Số lượng đứt gãy, biên độ và mức độ liên tục của

chúng giảm dần từ dưới lên trên và hầu như mất đi ở Oligoxen thượng.
5.9





-

-

-

-

Các tầng sản phẩm dầu khí của mỏ Bạch Hổ

Trong mặt cắt mỏ Bạch Hổ từ trên xuống đã gặp các phức hệ chứa dầu
khí sau đây:
Phức hệ Bạch Hổ dưới( trầm tích Mioxen dưới)
Phức hệ Trà Cú( trầm tích Oligoxen dưới)
Phức hệ Trà Tân( trầm tích Oligoxen trên)
Phức hệ móng kết tinh
Phức hệ Bạch Hổ dưới: là những vỉa cát hạt từ trung đến thô, có độ thấm cao
trong đó các tầng sản phẩm được đánh số là: 22,23,24,25 và 26. Tầng 23 cho
sản lượng cao nhất, các tầng 23,24 chỉ chứa dầu ở phía Bắc và phần trung
tâm, phía Nam bị vát nhọn.
Phức hệ Trà Tân: là các điệp cát thấm độ hạt nhỏ và trung bình, phân bố rộng
nhất cánh phía Bắc của cấu tạo. Nhiều vỉa cát của phức hệ này bị vát nhọn,
hoặc có dạng thấu kính độ thấm kém. Trong đó có các tầng sản phẩm 1, 2, 3,4

và 5, phức hệ này cho lưu lượng thay đổi từ 0,8 đến 110,5m 3/ng.đ, đặc trưng
của phức hệ này là có dị thường áp suất vỉa cao tới 0,172at/m.
Phức hệ Trà Cú: đây là các vỉa cát có độ hạt trung bình, đôi chổ ở cánh Bắc bị
nứt nẻ, tầng sản phẩm 6,7,8 ,9 và 10. Lưu lượng thu được từ 180,4 –
337m3/ng/đ.
Phức hệ móng: là các đá Granitoid bị phong hóa và nứt nẻ mạnh, độ hang hốc
lớn, gặp trong rất nhiều giếng khoan ở vòm Bắc và vòm trung tâm. Lưu lượng
lớn nhất là ở phần phía đỉnh vòm trung tâm có thể đạt tới 996m 3/ng.đ. Vòm
Bắc đạt tới 700m3/ng.đ. Còn lại phần sụt lún của móng lưu lượng thấp chỉ đạt
4m3/ng.đ.

15


16

5.10 Tình hình khai thác ở mỏ Bạch Hổ
Mỏ Bạch Hổ được đưa vào khai thác công nghiệp từ năm 1986. Tầng
khai thác Mioxen dưới khai thác năm 1986, Oligoxen năm 1987 và tầng móng
Granit năm 1988. Tính đến tháng 01/2009 mỏ Bạch Hổ khai thác được hơn
169 triệu tấn dầu. Tổng số giếng khai thác 213, giếng bơm ép nước 59, giếng
theo dõi quan sát 7, giếng đóng tạm thời 20 và giếng hủy 16.
5.10.1. Tình hình khai thác tầng Mioxen
Vỉa 23 tầng Mioxen dưới thuộc vòm trung tâm được đưa vào khai thác
thử nghiệm công nghiệp từ tháng 6 năm 1986. Hiện nay trong vỉa này có 55
giếng khoan, trong đó 32 giếng khai thác, 8 giếng bơm ép, 4 giếng theo dõi, 1
giếng dừng tạm thời và 10 giếng hủy.Hiện tại chỉ có 3 giếng khai thác theo
chế độ tự phun, 28 giếng khai thác theo chế độ Gaslift, Các giếng hiện nay
phần lớn khai thác với sản phẩm có hệ số ngập nước khác cao. Quá trình bơm
ép nước duy trì áp suất vỉa được tiến hành tốt và đem lại hiệu quả cao.

Lưu lượng khai thác trung bình 648 tấn/ng.đ với độ ngập nước 67,6%.
5.10.2 Tình hình khai thác tầng Oligoxen
Vỉa dầu tầng Oligoxen dưới được đưa vào khai thác thử công nghiệp
tháng 5 năm 1987. Tính đến thời điểm 01/01/2009 vỉa này có 84 giếng, trong
đó có 65 giếng khai thác( 5 giếng khai thác theo chế độ tự phun, 60 giếng
Gaslift), 12 giếng bơm ép và 5 giếng hủy.
Lưu lượng khai thác trung bình 1725 tấn/ng.đ với độ ngập nước 11,8%.
5.10.3. Tình hình khai thác tầng móng.
Vỉa dầu trong đá móng nứt nẻ vòm trung tâm được đưa vào khai thác
thử công nghiệp tháng 9 năm 1988. Tính đến thời điểm 01.01.2009 tầng móng
có 124 giếng, trong đó có 63 giếng khai thác bằng chế độ tự phun với sản
lượng cao,22 giếng gaslift, 26 giếng bơm ép, 3 giếng theo dõi, 10 giếng đóng
tạm thời và 1 giếng hủy. Các giếng khai thác với lưu lượng cao, trung bình
khoảng 400 tấn/ng.đ.
Lưu lượng khai thác trung bình 15134 tấn/ng.đ với độ ngậm nước 20,2%.

16


17

CHƯƠNG 6
CÁC PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC CƠ HỌC VÀ CƠ SỞ ĐỂ LỰA
CHỌN KHAI THÁC BẰNG GASLIFT TẠI MỎ BẠCH HỔ
Trong quá trình khai thác dầu, tùy thuộc vào chế độ năng lượng vỉa mà
giếng sau khi khoan xong được chuyển sang khai thác theo các phương pháp
khác nhau. Nếu năng lượng vỉa đủ thắng tổn hao năng lượng trong suốt quá
trình dòng sản phẩm chảy( với một lưu lượng khai thác nhất định nào đó) từ
vỉa vào đáy giếng, dọc theo cột ống khai thác nâng lên bề mặt vào theo các
đường ống vận chuyển đến hệ thống thu gom, xử lý thì giếng sẽ khai thác

theo chế độ tự phun. Một khi điều kiện này không đáp ứng hoặc hiệu quả khai
thác tự phun kém thì phải chuyển sang khai thác cơ học.
Mục đích áp dụng giải pháp cơ học là nhằm bổ sung thêm năng lượng
bên ngoài( nhân tạo) cùng với năng lượng vỉa(tự nhiên) để đảm bảo giếng
hoạt động. Việc cung cấp năng lượng bổ sung này thường để giảm chiều cao
mực chất lỏng trong giếng hoặc để giảm mật độ của dòng sản phẩm trong ống
khai thác nhằm tăng chênh áp P = Pv - Pñ.
Nhưng thực tế trong khai thác dầu trên thế giới, phương pháp tự phun
thường kéo dài trong vài năm đầu tiên của đời mỏ. Do vậy cần phải có biện
pháp kéo dài chế độ tự phun của giếng dầu càng lâu càng tốt. Khi chế độ tự
phun không thực hiện được, người ta phải nghiên cứu và tìm ra các giải pháp
khai thác dầu bằng phương pháp cơ học. Tuy nhiên dựa theo nguyên lý truyền
năng lượng mà các phương pháp khai thác cơ học được phân loại theo các
nhóm sau:
-

Truyền lực bằng thủy lực.
Truyền lực bằng điện năng.
Truyền lực bằng khí nén cao áp.
Truyền lực bằng cần.
Sau đây là tổng quan các phương pháp khai thác cơ học hiệu quả và
phạm vi ứng dụng của từng phương pháp trong công nghiệp khai thác dầu
trên thế giới.

17


18

6.1 Phương pháp khai thác dầu bằng máy bơm piston cần và máy bơm

guồng xoắn
6.1.1 Bản chất của phương pháp
Loại máy bơm này hoạt động nhờ năng lượng của động cơ được
chuyển trực tiếp xuống máy bơm ngầm thông qua hệ thống cần truyền lực.
Đối với máy piston cần thì chuyển động quay của động cơ điện thông qua cần
truyền lực chuyển thành chuyển động tịnh tiến để kéo thả piston trong giếng.
Trên piston có lắp van ngược, khi piston hạ xuống thì dầu tràn qua van ngược
đi lên phía trên, khi piston chuyển lên phía trên thì van ngược sẽ đóng lại và
nâng dầu lên mặt đất. Cứ như vậy dầu được chuyển từ đáy giếng lên mặt đất.
Đối với máy bơm guồng xoắn thì chuyển động quay của động cơ được
chuyển thành chuyển động xoay theo phương thẳng đứng để quay guồng xoắn
trong giếng. Nhờ vậy mà dầu sẽ di chuyển lên mặt đất theo các rảnh xoắn.
6.1.2 Ưu điểm
-

Đáng tin cậy, ít gặp sự cố trong quá trình hoạt động.
Hệ thống cấu tạo cơ học tương đối đơn giản.
Dễ dàng thay đổi tốc độ khai thác cho phù hợp.
Dễ dàng tháo lắp và di chuyển đến các giếng khác với chi phí thấp.
Quá trình vận hành đơn giản, hiệu quả.
Ứng dụng với giếng có lưu lượng nhỏ và khai thác ở nhiều tầng sản phẩm, ở
áp suất thấp, nhiệt độ và độ nhớt cao.
Dễ dàng xác định hư hỏng của bơm và xử lý khi bị ăn mòn.
6.1.3 Nhược điểm

-

Phải lắp đặt ở vị trí trung tâm của giếng.
Hệ thống bơm piston cần nặng nề và cồng kềnh đối với việc khai thác dầu khí
trên biển.

Rất nhạy cảm với trường hợp có parafin.
Không thể sơn phủ bên trong ống khai thác một lớp chống ăn mòn.
Độ sâu thả bơm hạn chế bởi nồng độ H2S.
Ở độ sâu lớn bơm không hiệu quả do cần dài nên tốn năng lượng kéo thả cần
liên tục.
6.1.4 Phạm vi ứng dụng
Giải pháp này được áp dụng chủ yếu ở các mỏ của các nước thuộc Liên
Xô cũ, các mỏ ở Trung cận Đông và các mở ở Mỹ. Các mỏ này có chung đặc
điểm là vỉa sản phẩm ó độ sâu không lớn, đang trong giai đoạn khai thác giữa
18


19

và cuối đời của mỏ có áp suất đáy giếng thấp dao động trong khoảng 10 ÷ 15
atm. Bơm piston cần chỉ sử dụng hiệu quả trong những giếng có lưu lượng
khai thác ít hơn 70 tấn/ng.đ. Do điều kiện khai thác trên biển bằng giàn cố
định hay giàn vệ tinh có diện tích sử dụng nhỏ, nếu áp dụng phương pháp này
sẽ có nhiều hạn chế so với các phương pháp cơ học khác. Phương pháp này
không được áp dụng ở mỏ Bạch Hổ.
6.2

Khai thác dầu bằng máy bơm thủy lực ngầm

6.2.1 . Bản chất của phương pháp

-

-

Hiện nay trong công nghiệp khai thác dầu người ta sử dụng 2 loại máy
bơm thủy lực ngầm chính: Bơm đẩy thủy lực ngầm và bơm tỉa.
Bơm đẩy thủy lực ngầm làm việc bằng động cơ piston thủy lực được nối với
piston của bản than máy bơm. Dòng chất lỏng mang năng lượng (dầu hoặc
nước) được bơm xuống từ mặt đất theo không gian giữa cột ống khai thác và
cột ống chống khai thác, cung cấp năng lượng cho máy bơm, sau đó dòng
chất lỏng mang năng lượng cùng với dòng sản phẩm khai thác từ giếng được
đẩy lên bề mặt.
Bơm tia hoạt động nhờ vào sự biến đỗi các dạng năng lượng từ áp suất sang
vận tốc và ngược lại. Dòng chất lỏng mang năng lượng cao( áp suất cao) được
bơm xuống giếng từ miệng giếng theo ống khai thác đến thiết bị chuyển hóa
năng lượng. Ở đó năng lượng, áp suất được biến thành năng lượng vận tốc.
Dòng chất lỏng có vận tốc lớn nhưng áp suất nhỏ này tiếp tục đẩy dòng sản
phẩm khai thác cùng đi vào bộ phận phân ly và sau đó cùng đi lên bề mặt theo
khoảng không gian giữa ống chống khai thác và ống khai thác.
6.2.2 Ưu điểm

-

Không cần lắp đặt tại vị trí trung tâm giếng.
Không bị ảnh hưởng do giếng khoan bị lệch.
Dễ dàng thay đỗi tốc độ cho phù hợp với lưu lượng giếng.
Có thể khai thác với áp suất tương đối thấp và độ nhớt của dầu tương đối cao
nhờ chất lỏng mang năng lượng có thể nung nóng sản phẩm khai thác.
Có thể khai thác nhiều tầng sản phẩm cùng một lúc và áp dụng khai thác trên
biển.
Hệ thống khép kínđã hạn chế được sự ăn mòn.
Dễ dàng chọn chế độ bơm theo chu kỳ với thời gian định sẵn.
Các hóa phẩm chống lắng đọng hay chống ăn mòn có thể bơm xuống cùng
với chất lỏng mang năng lượng.

19


20

6.2.3 Nhược điểm
-

Lưu lượng khai thác của giếng phải tương đối lớn.
Khả năng hư hỏng thiết bị khai thác trong quá trình hoạt động tương đối cao,
khi sửa chữa phải dùng hệ thống cơ học chuyên dụng.
Không áp dụng được trong trường hợp dòng sản phẩm có hàm lượng chất rắn
cao.
Giá thành vận hành thường cao hơn dự tính.
Việc xử lý phần rỉ sắt bên dưới paker rất khó.
Mất an toàn do áp suất vận hành trên bề mặt cao.
Đòi hỏi đội ngũ công nhân vận hành lành nghề hơn so với máy bơm ly tâm
điện chìm hay gaslift, vì vận tốc máy bơm cần hiệu chỉnh thường xuyên và
không cho phép vượt quá giới hạn.
6.2.4 Phạm vi ứng dụng
Phương pháp khai thác cơ học này chủ yếu được áp dụng ở những vùng
mỏ trên dất liền và ngoài biển của Liên Xô cũ, các vùng mỏ trên đất liền và
thềm lục địa của Mỹ, vùng Biển Bắc. Giếng khai thác bằng bơm thủy lực
ngầm có sản lượng vừa và trung bình, thường đạt 100m 3/ng.đ. Các vùng, mỏ
kể trên có độ sâu tầng sản phẩm từ 1500 ÷ 2500m. Thân giếng có độ nghiêng
trung từ 20Ģ ÷ 30Ģ. Phương pháp này không được áp dụng tại mỏ Bạch Hổ.
6.3

Phương pháp khai thác dầu bằng bơm ly tâm điện chìm

6.3.1 Bản chất của phương pháp
Đây là loại máy bơm ly tâm nhiều cấp, hệ thống hoạt động nhờ năng
lượng điện được cung cấp từ máy biến thế trên mặt đất theo cáp truyền xuống
mô tơ điện đặt trong giếng ở phần dưới của bơm. Chuyển động qua của động
cơ điện được ruyền qua trục dẫn làm quay các bánh công tác( roto). Chất lỏng
sẽ bị đẩy theo hướng các cánh của roto đập vào bánh tĩnh( stato) có chiều
ngược lại, tạo ra sự tăng áp đẩy dầu chuyển động lên tầng trên.Cứ như vậy,
dầu khi qua mỗi tầng bơm sẽ được tăng áp và được đẩy lên mặt đất theo cột
ống khai thác. Đối với giếng khai thác có tỷ số khí lớn thì người ta lắp thêm
bộ phận tách khí đặt ở phía dưới cửa vào của bơm. Tổ hợp máy bơm ly tâm
điện chìm bao gồm các thành phần chính: động cơ điện 3 pha, thiết bị bảo vện
động cơ, thiết bị tách khí kiểu ly tâm, máy bơm, cáp tải điện năng và thiết bị
chuyên dụng trên bề mặt như đầu giếng, trạm điều khiển, trạm biến thế.

20


21

6.3.2 Ưu điểm
-

Có thể khai thác với lưu lượng lớn.
Có thể áp dụng cho các giếng khai thác đơn lẻ trong điều kiện chi phí hạn chế.
Chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn phương pháp Gaslift.
Thuận lợi trong khai thác các giếng có độ ngập nước cao( lớn hơn 80%) và
yếu tố khí thấp, nhất là trong giai đoạn khai thác thứ cấp.
Không gian dành cho thiết bị này ít hơn so với các phương pháp khác, phù
hợp khai thác ngoài khơi.
Nguồn năng lượng điện cung cấp cho các máy bơm là nguồn điện săn có hoặc

được tạo ra nhờ động cơ diezen.
Là phương pháp khai thác an toàn, việc theo dõi và điều khiển dễ dàng.
Cho phép đưa ngay giếng vào khai thác sau khi khoan xong.
6.3.3 Nhược điểm

-

-

Không tận dụng được nguồn năng lượng tự nhiên( khí đồng hành).
Hàm lượng tạp chất ảnh hưởng đến hoạt động của máy bơm.
Kém hiệu quả trong những giếng có yếu tố khi cao, hệ số sản phẩm thấp,
nhiệt độ vỉa cao, hàm lượng vật cứng lớn và hàm lượng parafin cao.
Hạn chế bởi độ nghiêng của giếng.
Khó khăn trong việc lắp đặt các thiết bị an toàn sâu.
Đòi hỏi phải có thiết bị kiểm tra và điều khiển cho từng giếng.
Thực tế không khai thác giếng có lưu lượng thấp hơn 21m 3/ng.đ đối với giếng
sâu 2500m.
Do bị giới hạn bởi đường kính ống chống khai thác nên không thể khai thác
các giếng có sản lượng lớn hơn 700m 3/ng.đ ở độ sâu 2400m đối với máy bơm
có trục nhỏ và không lớn hơn 1100m 3/ng.đ đối với máy bơm có trục lớn từ
giếng có đường kính ống chống khai thác 168m.
Lưu lượng giảm nhanh theo chiều sâu lắp đặt, thường khai thác ở độ sâu nhỏ
hơn 3000m.
Khó tiến hành khảo sát nghiên cứu giếng, đo địa vật lý ở các vùng nằm dưới
máy bơm và khó xử lý vùng cận dấy giếng nhằm tăng cường sản lượng giếng,
Khó điều chỉnh lưu lượng khai thác.
6.3.4 Phạm vi ứng dụng
Phương pháp này tương đối phổ biến vì cấu trúc thiết bị và hệ thống
khai thác đơn giản, máy làm việc dẽ dàng, có khả năng thu được lượng dầu

tương đối lớn đến hàng tram tấn ngày đêm. Loại máy bơm này rất thuận lợi
khi khai thác dầu ở những vỉa có tỷ số khí dầu thấp, nhiệt độ vỉa dưới 250ĢF.

21


22

Đặc biệt hiệu quả trong những giếng khai thác nước, giếng dầu có độ ngậm
nước cao và giếng dầu chưa bão hòa nước.
Ngày nay với sự phát triển của kỹ thuật, hệ thống bơm ly tâm điện chìm
được sử dụng trong những giếng có nhiệt độ lên tới 350ĢF, khắc phục những
giếng có tỷ lệ khí dầu cao, bằng cách lắp đặt các thiết bị tách khí đặc biệt. Các
chất ăn mòn gây hư hỏng như H 2S, O2 có thể khắc phục nhờ các vật liệu đặc
biệt phủ bên ngoài. Phương pháp này hiện đang được áp dụng tại một số
giếng ở mỏ Rồng.
6.4

Khai thác dầu bằng phương pháp Gaslift

6.4.1 Bản chất của phương pháp
Khai thác dầu bằng phương pháp Gaslift dựa trên nguyên tắc bơm khí
nén cao áp vào vùng không gian vành xuyến giữa ống khai thác và ống chống
khai thác, nhằm đưa khí cao áp đi vào trong ống khai thác qua van gaslift với
mục đích làm giảm tỷ trọng của sản phẩm khai thác, dẫn đến giảm áp suất đáy
và tạo nên độ chênh áp cần thiết để sản phẩm chuyển động từ vỉa vào giếng.
Đồng thời do sự thay đổi nhiệt độ và áp suất trong ống khai thác làm cho khí
giản nở góp phần đẩy dầu đi lên, nhờ đó mà dòng sản phẩm được nâng lên
mặt đất và vận chuyển đến hệ thống thu gom xử lý.
Cụ thể là khí nén qua van gaslift vào OKT hòa trộn với chất lỏng tạo

thành hỗn hợp lỏng – khí làm giảm mật độ dẫn đến giảm trọng lượng riêng,
tạo nên sự chênh áp giữa chất lỏng bên dưới và hỗn hợp bên trên nên hỗn hợp
được đẩy lên. Khi có dòng chảy từ dưới lên trên kéo theo sự chênh áp giữa
đáy giếng và vỉa, do đó tạo dòng chảy từ vỉa vào giếng và từ đáy giếng lên bề
mặt.
Mặt khác các bọt khí trong hỗn hợp càng đi lên càng nở to nên càng
chuyển động đi lên nhanh,điều đó cũng góp phần nâng sản phẩm lên.
6.4.2 Ưu điểm
-

Có thể đưa ngay giếng vào khai thác khi giai đoạn tự phun hiệu quả chấm dứt.
Cấu trúc của cột ống nâng đơn giản không có chi tiết chóng hỏng.
Phương pháp này có thể áp dụng với giếng có độ sâu và độ nghiêng lớn.
Khai thác với giếng có yếu tố khí lớn và áp suất bảo hòa cao.
Khai thác lưu lượng lớn và điều chỉnh lưu lượng khai thác dể dàng.
Có thể khai thác ở những giếng có nhiệt độ cao và hàm lượng parafin lớn,
giếng có cát và có tính ăn mòn cao.
22


23
-

Khảo sát và xử lý giếng thuận lợi, không cần kéo cột ống nâng lên và có thể
đưa dụng cụ qua nó để khảo sát.
Sử dụng triệt để khí đồng hành.
Ít gây ô nhiễm môi trường.
Có thể khai thác đồng thời các vỉa trong cùng một giếng.
Giới hạn đường kính ống chống khai thác không ảnh hưởng đến sản lượng
khai thác khi dùng phương pháp gaslift.

Có thể sử dụng kỹ thuật tời trong dịch vụ sửa chữa thiết bị lòng giếng. Điều
này không những tiết kiệm thời gian mà còn làm giảm chi phí sửa chữa.
6.4.3 Nhược điểm

-

Đầu tư cơ bản ban đầu rất cao so với phương pháp khác.
Năng lượng sử dụng để khai thác một tấn sản phẩm cao hơn so với các
phương pháp khác.
Không tạo được chênh áp lớn nhất để hút cạn dòng dầu trong vỉa ở giai đoạn
cuối của quá trình khai thác.
Nguồn cung cấp năng lượng khí phải đủ lớn cho toàn bộ đời mỏ.
Chi phí vận hành và bảo dưỡng trạm khí nén cao. Đòi hỏi đội ngũ công nhân
vận hành và công nhân cơ khí lành nghề.
6.4.4 Phạm vi ứng dụng
Hiện nay giải pháp khai thác dầu bằng phương pháp Gaslift đang được
áp dụng rộng rải trên cả đất liền và ngoài biển, đặc biệt đối với vùng xa dân
cư và khó đi lại. Giải pháp này thích ứng với những giếng có tỷ số khí dầu
cao, có thể khai thác ở những giếng có độ sâu lớn và độ nghiêng trung bình
của vỉa sản phẩm cao trên 3000m. Phương pháp này hiện đang được áp dụng
rộng rải trên mỏ Bạch Hổ.
6.5

Cơ sở để áp dụng phương pháp Gaslift ở mỏ Bạch Hổ

Điều kiện khai thác dầu ngoài biển phức tạp và khó khăn hơn rất nhiều
so với đất liền. Do vậy thời gian khai thác và phát triển mỏ thường kéo dài
trong khoảng 20 ÷ 30 năm vì vậy bên cạnh việc đưa nhanh tốc độ khoan và
đưa giếng mới vào khai thác, chúng ta cần áp dụng các phương pháp khai thác
khác nhau, nhằm gia tăng sản lượng khai thác và tận dụng cơ chế năng lượng

của vỉa sản phẩm.
Với điều kiện hiện tại ở mỏ Bạch Hổ ngoài đối tượng móng đang khai
thác theo chế độ tự phun cho sản lượng cao và áp suất giảm không đáng kể,
thì hầu hết các giếng khai thác ở tầng Mioxen và Oligoxen ở thời kỳ cuối của
23


24

quá trình tự phun hoặc ngừng phun và bị ngập nước. Do đó việc đưa các
giếng này vào khai thác thứ cấp là rất cần thiết.
Qua phân tích các ưu, nhược điểm của từng phương pháp khai thác cơ
học ở phần trên, ta nhận thấy rằng một số hạn chế cửa phương pháp này có
thể khắc phục bằng cách sử dụng phương pháp khác. Nhưng điều này hông
toàn diện vì bản thân ưu và nhược điểm của các phương pháp trên không thể
bù trừ nhau. Để có cơ sở lựa chọn phương pháp khả thi và hiệu quả nhất đối
với điều kiện mỏ Bạch Hổ cần phải xét đến các yếu tố sau:
- Tính chất lưu thể của vỉa( dầu, khí, nước).
- Tính chất colectơ của đá chứa.
- Điều kiện địa chất của mỏ tiến hành khai thác.
- Tình trạng kỹ thuật áp dụng trên mỏ, công nghệ và thiết bị hiện có.
- Điều kiện thời tiết, khí hậu và kinh tế xã hội.
- Đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật thông qua các thí nghiệm trên mỏ.

Trên cơ sở phân tích ưu, nhược điểm của các phương pháp khai thác
dầu bằng cơ học trên thế giới, liên hệ với điều kiện thực tế tại mỏ Bạch Hổ, ta
thấy rằng: Với các giếng khai thác tập trung trên giàn cố định hay giàn vệ tinh
với diện tích sử dụng hạn chế, độ sâu vỉa sản phương tương đối lớn từ 3000 ÷
5000m, sản lượng khai thác lớn, nên giải pháp khai thác bằng máy bơm piston
cần là không khả thi đối với mỏ Bạch Hổ.

Năm 1989, viện nghiên cứu khoa học và thiết kế dầu khí biển của xí
nghiệp liên doanh Vietsovpetro đã tiến hành thử nghiệm với bộ máy bơm
piston thủy lực và máy bơm ly tâm điện chìm trên một số giàn có định( MSP).
Kết quả thí nghiệm cho thấy khả năng sử dụng piston thủy lực khi khai thác
các giếng có lưu lượng 30 ÷ 50m 3/ng.đ và sản phẩm khai thác có độ ngậm
nước cao là không hiệu quả. Các lần thử nghiệm máy bơm thủy lực đã chỉ ra
hàng loạt nhược điểm về đặc tính kỹ thuật của máy bơm, do vậy máy bơm
không bền và chóng hỏng.
Từ năm 1991 tại mỏ Bạch Hổ đã tiến hành thử nghiệm khai thác bằng
máy bơm ly tâm điện chìm với mục đích xác định phạm vi sử dụng của máy
bơm đối với mỏ dầu có yếu tố khí cao và nhiệt độ vỉa cao. Kết quả thí nghiệm
như sau:

24


25
- 50%

hỏng hóc của máy bơm ly tâm điện chìm xảy ra ở phần diện trong đó
30% hỏng là do đường dây điện bị xây xước trong khi thả máy xuống
giếng nghiêng và sâu.
- 83% máy bơm ly tâm điện ngầm làm việc trong điều kiện có hệ số hiệu
dụng tối ưu.
- Chu kỳ giữa 2 lần sửa chửa giếng khai thác bằng máy bơm ly tâm điện
chìm tại mỏ Bạch Hổ thay đổi trong phạm vi tương đối lớn, trung bình
từ 6 ÷ 8 tháng.
Kết quả thí nghiệm cho thấy nhiệt độ làm việc của động cơ trong thời
gian làm việc luôn gần giá trị tới hạn của động cơ, nhất là khi khai thác ở tầng
móng có nhiệt độ cao. Trong điều kiện làm việc như vậy, tuổi thọ và khả năng

làm việc của máy bơm giảm. mặt khác ở mỏ Bạch Hổ có nhiều giếng khoan
nghiêng, khoan ngang có độ nghiêng lớn, điều đó dẫn tới khó khan trong việc
thả máy bơm. Hệ thống bảo vệ dây cáp bị xây xát trong quá trình thả hoặc
máy bơm có thể bị kẹt không quay được do độ nghiêng của giếng lớn.
Bên cạnh đó, phần lớn giếng ở mỏ Bạch Hổ có đường kính ống chống
khai thác là 168mm. Với đường kính đó nếu lưu lượng khai thác nhỏ hơn
200m3/ng.đ thì có thể sử dụng máy bơm ly tâm điện chìm, đối với các giếng
có độ sâu 3500m và không thể sử dụng máy bơm ly tâm điện chìm để khai
thác với sản lượng lớn hơn 300T/ng.đ. Vì đường kính ống chống khai thác
nhỏ( 168mm).
Nếu dùng máy bơm ly tâm điện chìm cho toàn bộ mỏ, đặc biệt với các
giếng khai thác trên giàn vệ tinh thì vấn đề kéo thả máy bơm trong quá trình
sửa chữa trở thành nan giải vì cần đến tàu khoan và điều kiện thời tiết cho
phép. Giải pháp sử dụng máy bơm ly tâm điện chìm để khai thác chỉ có tính
khả thi khi khai thác cục bộ ở từng giếng và cho mỏ Rồng.
Ngày nay với lưu lượng khí đồng hành cao và áp suất lớn cho phép mỏ
Bạch Hổ áp dụng phương pháp khai thác bằng gaslift trên toàn bộ mỏ. Nó đã
chứng tỏa ưu điểm hơn so với các phương pháp khai thác cơ học khác, không
những về mặt kỹ thuật, công nghệ mà còn về mặt kinh tế. Với các trang thiết
bị hiện đại rất phù hợp, phương pháp khai thác này đã hứa hẹn mang lại hiệu
quả cao hơn các phương pháp cơ học khác. Do vậy việc áp dụng phương pháp
khai thác dầu bằng gaslift là hiệu quả và thích hợp đối với giếng mà em sẽ
thiết kế.
25