Nghiên cứu các phương pháp phá nhũ để nâng cao hiệu quả xử lý nhũ tương nghịch và sơ đồ công nghiệp, xử lý dầu trên trạm rót dầu ở bến Chí Linh đã tổng hợp một số kết quả nghiên cứu, ứng dụng đang tiến hành trong việc xử lý dầu khí.
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (552.89 KB, 121 trang )
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
LI NểI U
Ngnh cơng nghiệp dầu khí là một ngành mới hình thành và phát
triển ở nước ta, song đã chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc
dân. Trong năm 1996, ngành dầu khí Việt Nam đã sản xuất được hơn 7
triệu tấn dầu thơ thì năm 1997 đã sản xuất được hơn 10 triệu tấn tức là
tăng khoảng 14%, ngang tầm với các ngành khác. Theo kết quả thăm dò,
nghiên cứu nhiều năm của các nhà địa chất trong nước và nước ngồi đã
khẳng định rằng lịng đất Việt Nam, kể cả thềm lục địa và các vùng trên
đất liền có chứa đựng một tiềm năng dầu khí hấp dẫn. Hàng loạt các phát
hiện thương mại nối tiếp nhau được cơng bố đã chứng minh điều đó và đã
lơi kéo các Cơng ty nước ngồi đầu tư vào Việt Nam. Cơng nghiệp dầu khí có
thể là một ngành phát triển mạnh trong tương lai. Thực tế đó, đã đặt ra cho
đội ngũ những người làm công tác kỹ thuật và các nhà sản xuất hàng loạt các
vấn đề hoàn thiện công nghệ khai thác xử lý và vận chuyển dầu khí, tiến tới
khai thác sử dụng hợp lý, có hiệu quả nhất nguồn tài nguyên quý giá của đất
nước.
Dầu mỏ đang được khai thác ở thêm lục địa phía Nam bao giờ đưa
lên khỏi lòng đất cũng chứa một lượng nước vỉa dưới dạng nhũ. Lượng
nước này càng tăng lên khi áp dụng các phương pháp thứ cấp, tam cấp,
bơm ép nước có phụ gia hố phẩm... để tăng hệ số thu hồi dầu của mỏ.
Quá trình xử lý nước tách ra khỏi dầu thô là không thể thiếu được để đảm
bảo cho chất lượng dầu thô xuất khẩu và trong tương lai đảm bảo cho chất
lượng nguyên liệu cho nhà máy lọc dầu.
Để thực hiện nhiệm vụ này người ta tiến hành thu gom dịng sản
phẩm và bình chứa kết hợp với xử lý sơ bộ nhằm tách khí áp suất cao và
tách bớt phần nước cũng như tạp chất khơ chứa trong dịng sản phẩm.
Cơng đoạn này được thực hiện trên các giàn cố định (MSP). Sau đó là
cơng đoạn thu gom trên tồn mỏ để đưa dầu đã xử lý thô từ các giàn về các
trạm rót dầu khơng bến, kết hợp với việc xử lý triệt để, nhằm đạt dầu chất
lượng thương phẩm.
Nói chung cơng đoạn cuối cùng này rất phức tạp nhưng nó quyết
định đến giá trị tấn dầu. Đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu các
phương pháp phá nhũ để nâng cao hiệu quả xử lý nhũ tương nghịch và sơ
1
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
cụng nghip, xử lý dầu trên trạm rót dầu ở bến Chí Linh đã tổng hợp một
số kết quả nghiên cứu, ứng dụng đang tiến hành trong việc xử lý dầu khí. Với
sự giúp đỡ và hướng dẫn của PGS - PTS. Hồng Dung cùng tồn thể các cán
bộ của phịng thu gom vận chuyển và xử lý dầu khí của viện NCKH - TK dầu
khí biển. Bản đồ án đã được hoàn thành kịp thời và đúng quy định.
Kết cấu đồ án gồm:
Phần I - Tổng quan Mỏ dầu Vietsovpetro.
Phần II - Thành phần tính chất dầu thơ Mỏ VSP
Phần III - Các lý thuyết về nhũ tương.
Phần IV - Các phương pháp tách nước nhũ tương W/O và công
nghệ xử lý nhũ tương trên trạm rót dầu khơng bến “Chí Linh”.
Phần V - Kết luận.
Đồ án liên quan nhiều đến thực tế, bên cạnh đó lại là lần đầu tiên
tiếp xúc với việc làm khoa học, nghiên cứu và xử lý tài liệu, hơn nữa trình
độ và điều kiện có hạn nên cuốn đồ án này, không tránh khỏi những sai
sót.Tác giả rất mong sẽ nhận được nhiều ý kiến q báu của các thầy cơ
giáo cũng các độc giả và các bạn đồng nghiệp để đồ án này được hồn
chỉnh hơn.
Nhân dịp này tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến các thầy đã trực tiếp
hướng dẫn, các thầy cơ khoa Dầu khí trường Đại học Mỏ địa chất và các
cán bộ Phòng khai thác vận chuyển viện NCKH- TK dầu khí biển xí nghiệp
liên doanh VSP đã tận tình giúp đỡ đào tạo mọi điều kiện cho tơi hoàn
thành đồ án tốt nghiệp này.
Sinh viên: Lê Văn Tuấn.
Hà nội 1999.
2
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
PHN I
TNG QUAN MỎ DẦU
VIETSOPETRO.
3
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
CHNG I
V TR ĐIẠ LÝ- ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ NHÂN VĂN KHU
VỰC MỎ.
I. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ KHU VỰC MỎ.
Mỏ dầu Bạch Hổ nằm ở lô số 09 thềm lục địa Việt nam của vùng biển Đông,
cách đất liền khoảng 110km và cách cảng dầu khí Vietsovpetro khoảng 130 km.
Trong khu vực có mỏ Rồng cách mỏ Bạch Hổ 35 km về phía Tây Nam.
II. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ NHÂN VĂN KHU VỰC MỎ.
1. Khí hậu:
Tồn bộ khí hậu vùng mỏ là khí hậu nhiệt đới gió mùa và được chia làm hai
mùa chính là: mùa mưa và mùa khơ.
Mùa khơ bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, thời gian này chủ yếu có
gió mùa Đơng Bắc, lượng mưa rất ít cỡ 0,7 mm, độ ẩm trung bình 65%, nhiệt độ
khơng khí ban ngày 24 250C, ban đêm 22 240C, ngồi ra cịn có gió biển thổi
theo hướng Tây Bắc - Bắc Tây Bắc, sóng biển cao nhất thời kỳ này là 8 m.
Mùa mưa bắt đầu từ tháng 6 tháng 9, chủ yếu có gió Tây Nam. Nhiệt độ
trung bình từ 25 300C, nhiệt độ ban ngày và ban đêm lệch nhau lớn.
Ngoài ra cịn có mùa chuyển tiếp từ tháng 4 tháng 5 do xảy ra các hiện
tượng di chuyển các luồng khí lạnh từ phương Bắc xuống nên độ ẩm khơng khí tăng
lên, lượng mưa khơng lớn, nhiệt độ trung bình 25 300C về thời tiết biển tương đối
ơn hồ, thỉnh thoảng có bão. Bão thường gặp từ tháng 6 tháng 10. Trung bình 10
trận trong một năm. Do có hiện tượng gió mùa nên thời kỳ này sóng biển tương đối
cao, khoảng 10m.
2. Giao thơng vận tải.
Thành phố Vũng Tàu là nơi bố trí trụ sở hành chính của Xí nghiệp liên doanh
dầu khí Vietsovpetro (VSP). Đây là nơi trung tâm du lịch lớn được nối với thành phố
Hồ Chí Minh bằng quốc lộ 51, dải nhựa, dài 125 km và đường thuỷ dài 80 km. Sân bay
Vũng Tàu có thể tiếp nhận loại máy bay AN - 24; AN - 26; trực thăng loại M1 - 8.
3. Dân cư.
Thành phố Vũng Tàu có trên 4 vạn dân, trong đó 1/3 là dân bản xứ chủ yếu
sống bằng nghề đánh cá và các nghề phụ khác, còn lại là dân Bắc di cư vào. Với
nguồn nhân lực này thực sự là một lực lượng hùng hậu đáp ứng một cách đầy đủ
cho quá trình xây dựng các cơng trình dầu khí.
4
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
CHNG II
LCH S PHÁT TRIỂN KHU MỎ VÀ TIỀM NĂNG CỦA MỎ.
I - LỊCH SỬ THĂM DÒ, KHAI THÁC.
Bồn trũng Cửu Long được các nhà địa chất quan tâm từ trước ngày miền
Nam hồn tồn giải phóng. Tính đến nay việc nghiên cứu bồn trũng Cửu Long nói
chung, mỏ Bạch Hổ nói riêng trải qua các giai đoạn sau:
1. Giai đoạn trước 1975.
Công cuộc tìm kiếm và thăm dị dầu khí trước ngày Miền Nam giải phóng
được tiến hành bởi các Cơng ty dầu khí Tư Bản. Kết quả cho thấy rằng có khả năng
tìm thấy dầu khí trong tầng Kainozoi ở thềm lục địa Nam Việt Nam nói chung và
mỏ Bạch Hổ nói riêng. Mỏ dầu khí Bạch Hổ được cơng ty Mobil của Mỹ phát hiện
bằng các tài liệu địa chấn cho đến 1974 thì cơng ty này và một số công ty tư bản
khác tiến hành khoan.
Công ty PECTEN khoan giếng hồng 1 X, dừa 1X, dừa 2X và mía 1X, công
ty Mobil khoan giếng Bạch Hổ 1X. Trong các giếng khoan trên đã tìm thấy dầu khí
ở tầng Mioxen hạ.
2. Giai đoạn 1975- 1980:
Sau ngày Miền Nam giải phóng, cơng cuộc tìm kiếm và thăm dị dầu khí vẫn
được tiến hành, thăm dò địa chấn lại và khoan các giếng thăm dò trên mỏ. Trên cơ
sở tài liệu cũ trước 1975, kết quả thăm dò các tuyến địa chấn và các giếng khoan
trên khu vực mỏ Bạch Hổ nói riêng và thềm lục địa Việt Nam nói chung, Hồ Đắc
Hồi và Ngơ Trường San đã báo cáo tổng hợp đầu tiên mang tên: “ Cấu trúc địa
chất và triển vọng dầu khí thềm lục địa Nam Việt Nam”.
3. Giai đoạn 1980 - nay:
Xí nghiệp liên doanh “ Vietsovpetro” được thành lập vào 19/6/1981. Sự kiện
này đánh dấu bước phát triển mới rất quan trọng đối với ngành công nghiệp dầu khí
Việt Nam, Nhà nước Việt Nam giao cho xí nghiệp liên doanh “Vietsovpetro” nhiệm
vụ “ Nhanh chóng tìm ra dầu mỏ khí đốt, đưa vào khai thác sớm phục vụ cho nền
kinh tế quốc dân. Xây dựng cơ sở vật chất kỹ thuật, đào tạo đội ngũ cán bộ quản lý,
khoa học kỹ thuật, chuyên môn nghiệp vụ và cơng nhân lành nghề cho ngành dầu
khí xây dựng và phát triển ngành dịch vụ dầu khí tại Việt Nam. Chỉ 2,5 năm xí
nghiệp liên doanh “Vietsovpetro” cịn phát hiện tại mỏ Bạch Hổ và ngày 26/6/1986
5
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
tn du u tiên được khai thác tại mỏ này, đó cũng là tấn dầu thô đầu tiên trên thềm
lục địa tại Việt Nam. Ngồi mỏ Bạch Hổ xí nghiệp liên doanh “Vietsovpetro” còn phát
hiện ra mỏ Rồng và mỏ Đại Hùng. Hai mỏ này hiện nay cũng đưa vào khai thác.
Năm 1988, một sự kiện có ý nghĩa đặc biệt đối với mức tăng trưởng mạnh
sản lượng khai thác dầu khí của Vietsorpetro đó là lần đầu tiên tại Việt Nam phát
hiện tầng dầu có sản lượng cao(xấp xỉ 1000 tấn/ngày /giếng) trong móng granit nứt
nẻ. Nhờ vậy, nhịp độ khai thác dầu giai đoạn 91 - 95 tăng từ 8000 lên 19000- 20000
tấn/ngày. Việc tiến hành khai thác dầu tại mỏ Bạch Hổ dựa trên cơ sở bản thiết kế
khai thác thử công nghiệp mỏ Bạch Hổ thềm lục địa Việt Nam của viện nghiên cứu
dầu khí Xahalin . Theo tài liệu thiết kế này hệ thống khai thác mỏ là hệ thống 7
điểm với khoảng cách giữa các giếng là 600 x 600 m. Đồng thời xét đến việc cần
thiết phải xâydựng thêm 2 giàn cố định cho vòm Nam sau đó bản thiết kế này được
Hội đồng “Vietsovpetro” đề nghị thay mạng lưới 600 x 600 m thành mạng lưới 400
x 400 m. Còn sơ đồ khai thác vòm Bắc thì sử dụng hệ bàn cờ 3 hàng 650 x 350 m.
Khi xác định được trữ lượng dầu công nghiệp của tầng dầu khí biển (thuộc xí
nghiệp liên doanh Vietsovpetro) đã đưa ra báo cáo “Đánh giá khả năng khai thác
mỏ Bạch Hổ” và “sơ đồ công nghệ khai thác vùng ưu tiên vòm Bắc mỏ Bạch Hổ”
nhằm khai thác mở rộng thử công nghiệp. Trong các tài liệu này, tại các khu vực ưu
tiên được phân bố khai thác theo hàng khối và các đối tượng chính.
Đối tượng I: Tầng 23 Mioxen hạ
Đối tượng II: Tầng VI, VII của Oligoxen hạ.
Đối tượng III: Tầng VIII, IX, X của Oligoxen hạ
Đối tượng IV: Tầng I, II, III của Oligoxen thượng
Vào tháng 5 - 1987 các chuyên gia xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro đã
vạch ra sơ đồ vị trí giếng khoan theo mạng lưới 3 hàng khối theo kích thước 400 x
400 m. Khai thác các đối tượng I, II, III riêng biệt. Thực hiện bơm ép nước ở đối
tượng I, cịn đối tượng II, III có thể chung hoặc tách rời nhau.
Năm 1988 xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro thành lập : “Sơ đồ công nghệ
khai thác mỏ Bạch Hổ”. Trong đó mỏ được phân ra 4 đối tượng khai thác:
+ Đối tượng I: Tầng 23, 24 Mioxen hạ
+ Đối tượng II: Tầng VI, VII, VIII của Oligoxen hạ
+ Đối tượng III: Tầng IX, X của Oligoxen hạ
+ Đối tượng IV: Tầng quay trở lại bao gồm tầng cát của Oligoxen thượng
Phân bố giếng là 3 hàng 600 x 600 cho tầng Oligoxen hạ một hàng khối, 400
x 400 m cho tầng Mioxen hạ. Quỹ giếng đề nghị là 347 giếng trong đó có số lượng
giàn khoan khai thác, số lượng giàn là 13. Do đó số lượng giàn quá cao làm ảnh
6
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
hng n hiu quả kinh tế, kỹ thuật khai thác mỏ, nên sơ đồ công nghệ này không
được chấp nhận.
Đến ngày 1/10/1991 sau khi tính tốn lại trữ lượng các tầng lập ra dự án cho
bốn đối tượng và chọn ra dự án phân bố giếng khoan tối ưu I. Bốn đối tượng khai
thác là:
+ Đối tượng I: Các tầng 22, 23, 24 của tầng Mioxen hạ
+ Đối tượng II: Các tầng I, II, III, IV, V của Oligoxen hạ
+ Đối tượng III: Các tầng VI, VII, VIII, IX, X của Oligoxen hạ
+ Đối tượng IV: Tầng móng.
Đến nay Vietsovpetro đã khai thác đạt 50 triệu tấn. Dự kiến giai đoạn 1996
2000 sẽ đạt 49 triệu tấn, kế hoạch năm 1996 2000 là giai đoạn trực tiếp tục nâng
cao sản lượng dầu mỏ Bạch Hổ khai thác mỏ Rồng ở mức độ công nghiệp, hoàn
thiện hệ thống thu gom, xử lý và vận chuyển khí đồng hành vào bờ tiến hành bằng
bộ 3 cơng tác tìm kiếm, thăm dị dầu khí và tận thăm dò nhằm bảo đảm gia tăng trữ
lượng theo yêu cầu phát triển mỏ của xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro.
II. TIỀM NĂNG VÙNG MỎ:
Có thể nói tầng dầu khí ở mỏ Bạch Hổ được sinh thành chủ yếu ở tầng
Oligoxen. Vì đá mệ Oligoxen giàu vật chất hữu cơ và đã bước vào giai đoạn tạo
dầu.Cịn tầng Mioxen hạ thì đá mẹ với hàm lượng vật chất hữu cơ trung bình và
chưa bước vào giai đoạn tạo dầu vì thế vai trò cung cấp dầu cho các tầng chứa trong
sản phẩm Mioxen hạ khơng lớn. Riêng ở đá móng theo thuyết hữu cơ thì nó chỉ
chứa dầu ở những đứt gẫy lớn và hang hốc của đá, do dầu di chuyển của các tầng
sinh Oligoxen và Mioxen theo đứt gẫy kiến tạo xuống chứ nó khơng sinh ra dầu và
khả năng dịng dầu chứa trong móng có trữ lượng dầu rất lớn ( xấp xỉ 1000 tấn
/ngày/giếng). Mặt khác trữ lượng dầu chủ yếu tập trung ở tầng còn lại (22,24
Mioxen hạ, tầng I- V Oligoxen thượng) được xác định bằng những giếng khoan
riêng biệt. Việc khai thác hết trữ lượng tầng 24 và 22 có thể thực hiện cùng với tầng
23, tầng I- V Oligoxen hạ và móng.
Tầng 23 bao gồm bởi cát , bột kết phát triển hầu như trên tồn bộ diện tích, ở
một vài khu vực đá chứa bị sét hố đáng kể, mất tính dị dưỡng, các thân dầu dạng
vỉa, vịm có ranh giới dầu - nước nhưng vai trò quan trọng trong việc phân bố độ
chứa dầu là đứt gẫy kiến tạo và màng chắn thạch học. Đã phát hiện tất cả sáu thân
dầu riêng biệt. Trong đó có 3 vịm Bắc, 2 vịm trung tâm và I ở vịm Nam.
Mỏ có 5 tầng sản phẩm (VI-X theo cách đặt tên của mỏ) được phân ra trong
trầm tích Oligoxen hạ chúng chứa cùng một thân dầu dạng khối - vỉa. Đá chứa chỉ có
7
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
phm vi vịm Bắc cũng như sường Đơng vịm trung tâm vịm Nam riêng ở vòm trung
tâm cũng như cánh Tây của vịm Bắc khơng có trầm tích Oligoxen hạ. Ngồi ra ở phần
nghiêng xoay của vòm Bắc đã phát hiện ra đới cát kết có tính dị dưỡng kém.
Những giếng ở đới này cho thấy rõ những dấu hiệu có dầu và cho dịng dầu
khơng lớn. Tuy nhiên cũng khơng thu được những dịng dầu cơng nghiệp, sau khi
thực hiện những biện pháp để khai thác giếng khoan và gọi dòng. Rõ ràng ở đây cần
áp dụng phương pháp mở vỉa bằng thuỷ lực, xử lý vùng cận đáy giếng bằng chất
hoà tan ngăn chặn việc xâm nhập đang dịch vào vỉa lúc mở vỉa.
8
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
9
Khoa Dầu Khí
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
Hỡnh 1 - Vị trí của mỏ Bạch Hổ trên Bình Đồ cấu trúc khu vực
III. SƠ LƯỢC ĐỊA CHẤT VÙNG MỎ.
Mỏ Bạch Hổ nằm trong khu vực bồn trũng Cửu Long thuộc thềm Sunda,
thềm lớn nhất trong số các bồn ven phía Tây nam Thái Bình Dương. Sự hình thành
cấu trúc hiện tại của Sunda gắn liền với ba chu kỳ tạo địa hào Vifơ, bắt đầu từ giai
đoạn Kreta muộn. Sự mở rộng phụ bồn Tây Nam trong đó có thềm lục địa Việt
Nam xảy ra vào chu kỳ thứ nhất (Paleoxen muộn).
Khi đã hình thành phức hệ Vifơ ( Lioxen muộn Olioxen) gắn liền với vùng
tạo địa hào Vifơ. Ven biển trong điều kiện hoạt động kiến tạo mạnh hơn. Tốc độ sụt
lún đạt tốc độ cực đại vào thời kỳ Olioxen sớm, chu kỳ thứ 2 (Mioxen đệ tứ) đặc
trưng bởi sự sụt lún của thềm bỉên và sự thành tạo các bể trầm tích lớn. Nằm xen kẽ
với các đối năng có móng nền Kainozoi.
Hoạt động mác ma chính trong thời kỳ Kainozo muộn có tác động nhất định
đến kiến trúc cấu tạo chung của thềm lục địa Nam Việt Nam. Chỉ riêng phần Tây
Bắc của vùng trũng Cửu Long có tổng diện tích các phần phủ Bazan và Andezit đạt
tới 1 triệu km3 với độ dày không lớn lắm. Khác với bồn trũng khác trong thềm
Sunda trũng Cửu Long (bể trầm tích) bị tách biệt hẳn ra và nằm ở sườn địa khối ổn
định (Inđonesia) bán đảo Đơng Dương. Trong cấu trúc của bồn trũng có chứa phức
hệ trầm tích lục ngun có nguồn gốc châu thổ và có tuổi từ Lioxen đến hiện đại, bề
dày cực đại 7 km. Tổng thể tích bồn trũng này là 150.000 km3.
Từ năm 1967, cấu trúc địa chất của bồn trũng Cửu Long được tăng cường
nghiên cứu bằng các phương pháp địa vật lý. Sau giải phóng miền Nam vào năm
1979, Liên đồn địa chất biển Liên Xơ (cũ) đã thực hiện 29 nghìn km tuyến bằng
phương pháp điểm xạ, phương pháp sâu chung. Mật độ các mạng địa chấn trong
phạm vi của Liên doanh dầu khí Vietsovpetro là 1,2 km tuyến trên 1 km.
Trên cơ sở thăm dò địa chấn, kết hợp với kết quả khoan sâu trên 6 đới nâng
trong phạm vi của bồn trũng Cửu Long đã phân tích được thành phần kiến tạo bậc 2
có phương Đơng Bắc. Đó là đới nâng trung tâm bậc 3: Đồng Nai, Tam Đảo. Và có
các Munđa (hố sụt) Định An, Trung tâm Nam Cửu Long cũng như đới nghiêng Trà
Tân có cấu tạo bồi bậc 2 lại bị chia bởi một loạt các đới nâng bậc 3. Chúng là cấu
10
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
to khụng i xứng, bị phân cách bởi các đứt gãy thuận. Cấu tạo mỏ Bạch Hổ thuộc
đới nâng Trung tâm. Ngoài cấu tạo này, trong bồn trũng Cửu Long còn phát hiện ra
22 đới nâng khác có triển vọng dầu khí.
11
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
CHNG III
C IM VÀ TÍNH CHẤT TẦNG CHỨA DẦU
I. ĐẶC ĐIỂM CHUNG
Mỏ Bạch Hổ gồm nhiều vỉa, trong các tầng chứa dầu phát hiện trong lớp
trầm tích Mioxen hạ là 23, 24. Trong Oligoxen trên là Ia, Ib, Ic, II, III, IV, V.
Trong phụ thống Oligoxen có các tầng VI, VII, VIII, IX, X.
Các vỉa tìm được thuần tuý chứa dầu theo cấu tạo vỉa lồi phức tạp hoá bởi
màng chắn kiến tạo và địa tầng. Mặt tiếp xúc dầu - nước ở các vỉa này được quy
ước đặt ở độ sâu tuyệt đối thấp nhất chứa dầu ổn định. Mặt tiếp xúc dầu nước ở vịm
Bắc có độ sâu là 2813 m 2860 m, vòm Nam 2824 2876 m. Ranh giới dầu nước ở
tầng vỉa Oligoxen hạ (V - X) quy ước ở 4348 m. Vỉa dầu ở tầng Mioxen phức tạp hơn
về cấu tạo thể hiện sự không đồng nhất và dạng thấu kính của tầng chứa. Đặc trưng của
tầng này là áp lực dị thường vỉa cao bằng 1,6 1,7 lần áp suất cột thuỷ tĩnh.
II. TÍNH CHẤT CƠ LÝ CUẢ ĐẤT ĐÁ.
Đất đá ở vùng mỏ Bạch Hổ có tính chất cơ lý thay đổi theo chiều sâu phân bố.
Tầng 1: Có độ sâu từ 0 520 m đất đá có tỷ trọng là:2,65 g/cm 3, độ chứa sét
là 30%, giới hạn bền là 4 8 kg/cm3, độ cứng đất đá 5 7, còn ở sét là 1 1,5,
tầng này là tầng đất đá mềm và bở rời.
Tầng 2: Có độ sâu 520 1273 m: đất đá có tỷ trọng là 2,03 g/cm 3, độ rỗng
xốp 30%, tầng đất đá mềm bở rời.
Tầng 3: Có độ sâu 1273 2627 m: đất đá có độ cứng trung bình tỷ trọng là
2,1 g/cm3, độ rỗng 24 28%, độ thẩm thấu 150 180, độ chứa sét 50%, độ chứa
Cácbonat 1 20%, giới hạn bền là 16 20 kg/cm3.
Tầng 4: 2627 2980 m, đất đá mềm xen lẫn cát, độ cứng trung bình.
- Tỷ trọng đất đá: 2,1 2,4 g/cm3
- Độ lỗ rỗng: 12 24%
- Độ chứa sét: 70%
- Giới hạn bền: 15 20,5 g/cm3
III. ĐỘ CHỨA DẦU
12
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
cha du của các collectror ở mỏ Bạch Hổ được xác định từ năm 1975 tại
giếng khoan số 01, giếng khoan đã tìm thấy dầu ở độ sâu 3500 m. Theo kết quả
phân tích, dầu ở mỏ Bạch Hổ có độ nhớt cao, hàm lượng Parfin 25%, hàm lượng
lưu huỳnh nhỏ 0,03 0,11%. Dầu ở mỏ Bạch Hổ có tỷ trọng khoảng 0,83 0,86 g/
cm3.
Bảng 1 - Kết quả phân tích mẫu đơn vị chứa dầu ở mỏ Bạch Hổng 1 - Kết quả phân tích mẫu đơn vị chứa dầu ở mỏ Bạch Hổt quảng 1 - Kết quả phân tích mẫu đơn vị chứa dầu ở mỏ Bạch Hổ phân tích mẫu đơn vị chứa dầu ở mỏ Bạch Hổu đơn vị chứa dầu ở mỏ Bạch Hổn vị chứa dầu ở mỏ Bạch Hổ chứa dầu ở mỏ Bạch Hổa dầu ở mỏ Bạch Hổu ở mỏ Bạch Hổ mỏ Bạch Hổ Bạch Hổch Hổ
Độ sâu
Loại
colletor
Tỷ trọng
Q
%
Yếu tố khí
% CO2
Parafin (m3/nđ) (m3/m3)
Hệ số
nén
Điều
kiện vỉa
Sau khi
tách khí
%S
0,73
0,86
0,085
18,4
-
100
0,12
17,8
3060 3090
nguyên
sinh
0,73
0,86
0,085
18,4
50
100
0,12
17,8
3090 4220
nt
0,64
0,83
0.095
18,4
470
7150
0,12
26,9
4220 4270
nt
0,64
0,83
0,095
18,4
-
-
-
26,9
(m)
2990 3020
nt
IV - ĐỘ CHỨA KHÍ
Khí ở mỏ Bạch Hổ chứa một khốilượng lớn các chất đồng đẳng của mê tan
(CH4). Khả năng toả nhiệt của khí cao (360011541 Kcal/m3) (Xem bảng 2)
Bảng 1 - Kết quả phân tích mẫu đơn vị chứa dầu ở mỏ Bạch Hổng 2 - Bảng 1 - Kết quả phân tích mẫu đơn vị chứa dầu ở mỏ Bạch Hổng đặc tính của khí ở mỏc tính của khí ở mỏa khí ở mỏ Bạch Hổ mỏ Bạch Hổ
Độ sâu (m)
2885 2935
3165 3215
3405 3415
3455 3515
3535 3565
3565 3585
3625 3695
3695 3715
3715 3785
% CO2
So với khơng
khí (g/cm3)
0,030,04
0,030,04
0,030,04
0,030,04
0,030,04
0,030,04
0,030,04
0,030,04
0,030,04
0,741
0,668
0,641
0,650
0,654
0,656
0,655
0,650
0,645
Áp suất giảm Áp suất giảm
Yếu tố khí khi mở vỉa
cho phép mở
3
3
(m /m )
(đơn vị)
vỉa (at)
140
37
100150
180
29
100150
130
31
100130
130
28
100130
130
28
100130
130
28
100130
160
28
100130
120
28
100130
130
28
100130
V - ĐỘ CHỨA NƯỚC CỦA CÁC COLLECTROR
13
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
Theo ti liu nghiên cứu mỏ Bạch Hổ và của viện nghiên cứu khoa học và
TKDK biểu, thành phần nước khoáng trong vỉa là:
- Tầng Mioxen vòm Bắc: 6 g
- Tầng Oligoxen hạ thường gặp 2 loại muối: Cacl 2 và Hyđrô cacbonat natri
có độ khống thấp hơn 6,64 g và chỉ nhận được trong khn khổ vịm Bắc.
Nước ở vịm Nam thuộc loại nước canxiclorua, có độ khống hố tăng theo
hướng Tây Nam. Nước thuộc trầm tích Oligoxen dưới nằm trên các tầng sản phẩm
chính chứa NaHCO3 có độ khống hố 5g. Theo bảng phân loại nước khống thì mỏ
Bạch Hổ có độ khống hố trung bình và thấp (xem bảng 3)
+ Nhiệt độ: Theo tài liệu địa chất mỏ Bạch Hổ được phân bố như sau:
- Theo nhiệt độ cao nhất nằm trong vùng trung tâm mỏ Gradien địa nhiệt là 3,70.
- Grandien địa nhiệt vịm Bắc: 3,40. Nói chung khơng có dị thường địa nhiệt.
- Grandien địa nhiệt vịm Nam: 2,20
+ Áp suất vỉa:
- Mioxen hạ =1,027
- Oligoxen trên: 1,637 1,727.
- Oligoxen dưới: 1,137
- Tầng móng: 1,151.
Bảng 1 - Kết quả phân tích mẫu đơn vị chứa dầu ở mỏ Bạch Hổng 3 - Độ khoáng hoá của nước vỉa mỏ Bạch Hổ. khống hố của khí ở mỏa nước vỉa mỏ Bạch Hổ.c vỉa mỏ Bạch Hổ.a mỏ Bạch Hổ Bạch Hổch Hổ.
Tỷ trọng
Độ sâu (m)
(G/cm3)
Cl -
SO
2-
HCO (%)
Mg2+
(%)
Ca2+
(%)
Giảm áp
Giảm áp khi
khi mở
thử vỉa (at)
vỉa (at)
2788282
6
0,014
923,3
351,8
823,5
80,2
1833,7
37
100 150
2877289
1
0,0144
10308,4
318,1
823,5
21,9
2176,2
29
100 150
3190320
1
0,0237
18974,7
205,87
164,7
1261,6
452,8
31
100 150
3243327
2
1,0231
19843
142,9
0
1261,6
451,2
28
100 140
14
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
CHNG IV
TèNH HèNH KHAI THÁC Ở MỎ XÍ NGHIỆP LIÊN DOANH
VIETSOVPETRO VÀ NHỮNG KINH NGHIỆP THU GOM, VẬN
CHUYỂN VÀ XỬ LÝ DẦU NGOÀI KHƠI TRÊN THẾ GIỚI.
I - TÌNH HÌNH KHAI THÁC DẦU KHÍ CỦA VSP.
Mỏ Bạch Hổ được đưa vào khai thác công nghiệp vỉa Mioxen dưới năm
1986, Oligoxen dưới năm 1987, và tầng móng năm 1988. Trình đến q I năm
1997, Xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro đã có hơn 130 giếng, 74% giếng khai thác,
17% giếng bơm ép, 5% giếng quan sát và 4% giếng hủy. Trong 100% giếng khai
thác chỉ có 64% giếng khoan tự phun, cịn lại 3% giếng khai thác theo chu kỳ, 14%
giếng ngừng phun và 19% giếng khai thác bằng cơ học. Tính từ lúc khai thác đến quý
ba năm 1997, toàn mỏ khai thác được 50 triệu tấn dầu, 780 tấn nước, 8 tỉ m 3 khí đồng
hành, đã bơm ép khoảng 24 triệu tấn nước vào vỉa nhằm mục đích duy trì áp suất vỉa.
Năm 1997 là năm thứ 2 chúng ta sử dụng khí đồng hành của mỏ Bạch Hổ và
Rồng để chạy các tua bin khí phát điện ở Bà Rịa, lượng khí đưa vào bờ xấp xỉ
khoảng 4 triệu m3/ngđ. (1000 m3 khí có nhiệt trị xấp xỉ bằng 1000 kg = 1 tấn nhiên
liệu lỏng). Vùng mỏ Bạch Hổ tiếp tục có những giếng khoan gặp dầu và khí, khẳng
định triển vọng rất tốt đẹp.
Ngay từ đầu năm 1997 phải nâng cơng suất đưa khí đồng hành mỏ Bạch Hổ Rồng vào bờ khoảng 2 triệu m3/ngđ để phục vụ tổ máy đầu trên của nhà máy nhiệt
điện Phú Mỹ II. Giữa năm 1997 dự kiến giàn nén trung tâm tại mỏ Bạch Hổ sẽ được
lắp ráp xong và sản lượng khí vào bờ lúc đó sẽ là 4 triệu m3/ngđ.
II - NHỮNG KINH NGHIỆM THU GOM, VẬN CHUYỂN VÀ XỬ LÝ
DẦU NGOÀI KHƠI TRÊN THẾ GIỚI.
Những năm gần đây việc khai thác thiết kế của mỏ dầu khí ở thềm lục địa và
biển sâu trên thế giới đã tăng đáng kể. Khai thác dầu không chỉ từ các giàn cố định
(Vịnh Mehico, Đại Tây Dương, Biển Bắc) mà còn từ những đảo nhân tạo (thềm lục
địa California). Độ sâu khác nhau của biển, khí hậu, và những tính chất lý hoá của
dầu để lại những nét đặc trưng trên các sơ đồ công nghệ thu gom và xử lý sản phẩm
của giếng.
1. Mỏ West - Willington (Mỹ).
15
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
Du c khai thác từ 4 đảo nhân tạo, sản phẩm từ các giếng khoan được
đưa ra đảo. Tại đây tiến hành tách khí bậc 1 được dẫn đến người tiêu thụ, cịn dầu
lẫn nước với khí cịn sót lại được bơm vào hệ thống ngầm vào bờ. Tại đây dầu sẽ
được xử lý tới điều kiện tiêu chuẩn. Các đảo nối với đất liền bằng 5 ống dẫn: 2 ống
dẫn dầu, 2 ống dẫn khí và một ống dẫn ngược chất thải.
2. Mỏ Ekarix (Nauy).
Mỏ Ekarix của khu vực Nauy thuộc Biển Bắc cách bờ 290 km, độ sâu biển
73 m. Trong giai đoạn đầu của quá trình khai thác mỏ sản phẩm của giếng khoan
được tách 2 bậc ở giàn và đo. Dầu chỉ được khai thác trong giai đoạn chất tải lên tầu
chứa. Khí được đốt ở hệ thống đốt.
Giai đoạn 2 của quá trình xây dựng thêm mỏ được lắp đặt một giàn công
nghệ bằng bê tông và thép. Trên giàn có một bể chứa dầu dung tích 159.000 m 3.
Dầu từ giàn được vận chuyển vào khu căn cứ trên bờ Tesid (Anh) qua đường ống
330 mm với chiều dài 350 km, cịn khí được vận chuyển qua đường ống 880 mm
với chiều dài 418 km tới Emden (CHLB Đức).
Dầu cùng với khí cịn sót lại được vận chuyển bằng 3 trạm bơm. Khí được
vận chuyển bằng hai trạm nén khí.
3. Mỏ Bazil.
Ở vùng Campos (Riode Janerio) có 9 mỏ khai thác. Độ sâu mức nước biển là
150 m, cách bờ 80 km. Hỗn hợp dầu khí theo đường ống dẫn đến trạm thu gom
được lắp đặt trực tiếp trên tầu chứa dầu. Trạm thu gồm hai bình tách xả khí nước (3
pha) và một bình đo, hai máy tách nước bằng điện, một thiết bị làm sạch nước và
hai bể chứa dầu thương phẩm. Công suất của trạm thu gom sản phẩm 1400 m 3/ngày.
Việc vận chuyển sản phẩm vào bờ được thực hiện vào bằng các tàu chở dầu.
Ở các vùng Segip và Alagoas: sản phẩm của giếng được vận chuyển từ các
giàn đến giàn trung tâm theo ống dẫn. Trên giàn trung tâm có lắp đặt thiết bị tách
sản phẩm cấp 1 (sơ cấp). Một phần khí đốt cháy ở Phaken, dầu và khí cịn lại được
chuyền vào bờ ở hai dạng pha dưới áp lực 0,63 Pa. Thiết bị tách cấp 2 và thiết bị
khử nhũ tương được đặt trên bờ.
Việc ứng dụng hệ thống thu gom và vận chuyển dầu khí theo đường ống
dưới áp lực của giếng như đã nêu trên cho phép giảm được việc xây dựng những
trạm bơm và máy nén khí trên các giàn ngồi biển.
16
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
4. Nhúm m ở vịnh COOK (ALASKA).
Ở trên các giàn khai thác biển, sản phẩm dầu được tách khí cấp một. Dầu đã
tách khí có lẫn nước được bơm vào bờ theo đường ống dẫn. Tiếp theo dầu được xử
lý ở trên bờ để đạt tiêu chuẩn thương phẩm. Khí được nén bằng các máy nén khí và
vận chuyển về bờ theo các đường ống dẫn.
Tóm lại: Dù được khai thác ở đâu sản phẩm dầu khí từ giếng khoan đưa lên
mặt đất cũng chứa một lượng nước vỉa dưới dạng vỉa, nhũ tương. Vì vậy giai đoạn
xử lý dầu thơ để đạt tiêu chuẩn thương phẩm là một giai đoạn kỹ thuật rất cần thiết.
Tuỳ theo từng điều kiện của mỏ mà ta có cơng nghệ và phương pháp xử lý dầu thơ
hợp lý.
*
*
*
Với tình hình khai thác ở VSP và đặc điểm dầu mỏ khai thác lên phải xử lý như
vậy sẽ dự báo cho chúng ta biết khối lượng thu gom xử lý nói chung và cơng tác xử lý
nhũ tương nghịch trên mỏ nói riêng để đạt được dầu thương phẩm chất lượng cao.
17
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
PHN II
THNH PHN, TÍNH CHẤT VÀ
PHÂN LOẠI DẦU THƠ
18
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
CHNG I
THNH PHN VÀ TÍNH CHẤT CHUNG CỦA DẦU MỎ
I - THÀNH PHẦN DẦU MỎ.
Dầu mỏ của Vietsovpetro nói riêng và dầu mỏ nói chung, ngồi một số tính
chất đặc trưng của từng loại dầu hoặc của từng mỏ như hàm lượng của từng thành
phần trong dầu, khối lượng riêng, độ nhớt... thì hầu hết chúng đều có những đặc
điểm chung.
Về cấu tạo: Dầu mỏ là sản phẩm phức tạp nhất của thiên nhiên do hai
nguyên tố cấu tạo nên: hydro và cacbon.
Về nguồn gốc: Nguồn gốc của dầu mỏ vẫn đang là vấn đề gây tranh cãi mặc
dù nguồn gốc hữu cơ vẫn đang thắng thế và đang được tìm kiếm thăm dị. Ở điều
kiệnvỉa hoặc điều kiện mơi trường mà nhiệt độ trên 30 0C (tuỳ theo thành phần
Parafin) thì dầu mỏ tồn tại ở thể lỏng. Các đặc tính vật lý của nó thay đổi trong một
giới hạn rất rộng, sự thay đổi này phụ thuộc vào điều kiện môi trường như nhiệt độ,
áp suất phụ thuộc vào thành phần hoá học của từng loại dầu.
Qua nghiên cứu cho thấy Thành phần chủ yếu của dầu mỏ là hydro cacbon,
chúng chiếm từ 60 90% khối lượng của dầu. Trong đó gồm các nhóm:
+ Nhóm hydro cacbon parafinic (CnH2n + 2)
Nhóm này có cấu trúc mạch thẳng và mạch nhánh chiếm từ 50 70%. Ở
điều kiện bình thường Hydro cacbon có cấu tạo mạch từ C 1 C4 ở trạng thái khí, từ
C5 C16 ở trạng thái lỏng, > C17 ở trạng thái rắn (dạng tinh thể).
+ Nhóm Hydro cacbon Naptennic (CnH2n).
Nhóm này có cấu trúc mạch vịng (no và khơng no), chiếm tỷ lệ 10 20%
thành phần dầu thô, phổ biến nhất là xydopentan và exclohexan cùng các dẫn xuất
alkyl của chúng. Ở điều kiện thường hydro cacbon napten (no) có cấu tạo từ C 1
C4 ở trạng thái khí, C5 C10 ở trạng thái lỏng, > C11 ở trạng thái rắn.
+ Nhóm Hydro cacbon Anomatic (CnH2n - 6)
Nhóm này có mặt trong dầu thô dưới dạng các dẫn xuất của benzen, chiếm từ
1 2% thành phần dầu thô.
+ Các hợp chất có chứa oxy, nitơ, lưu huỳnh.
19
Khoa DÇu KhÝ
Lê Văn Tuấn - K39
đồ án tốt nghiệp
Ngoi cỏc nhúm hydro cacbon kể trên trong dầu thơ cịn chứa các hợp chất
không thuộc loại này mà phần lớn là Asphanten - smol có chứa trong nó hợp chất
của O2, N2, S. Trong đó:
- Hợp chất với O2 chiếm hàm lượng khá lớn trong Asphanten có thể tới 80%,
tồn tại chủ yếu dưới dạng axit Naften như Asphan và fenol.
- Hợp chất với N2 quan trọng nhất là pocfirin. Đây là sản phẩm chuyển hoá
từ Hemoglobin sinh vật và từ clorofin thực vật. Điều này chứng tỏ nguồn gốc hữu
cơ của dầu mỏ. Pocfirin bị phân huỷ ở nhiệt độ 2000C, điều này cho biết nhiệt độ
thành thạo của mỏ > 2000C.
- Hợp chất với S tồn tại dưới dạng S tự do hoặc H 2S mùi trứng thối. Hàm
lượng S trong dầu thông thường từ 0,1 1% nếu S 0,5% được xem là hàm lượng
đạt tiêu chuẩn. Hàm lượng S càng cao từ giá trị dầu thô cảng giảm. Ngồi ra dầu thơ
chứa hàm lượng rất nhỏ các kim loại và chất khác như: Fe, Ca, Mg, Nu, Cr, Ti,
Co ... chiếm khoảng 0,15 0,19 kg/tấn.
II - CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA DẦU MỎ.
1. Khối lượng riêng ()
được xác định bởi khối lượng của một đơn vị thể tích
=
(1)
m: Khối lượng g, kg, T
V: Thể tích cm3, dm3, m3, lít.
Trong sản xuất người ta hay dùng một đơn vị so sánh về khối lượng riêng
(cịn gọi là tỷ trọng). Đây là đại lượng khơng thứ nguyên, nó là tỷ số giữa khối
lượng riêng của dầu và khối lượng riêng của nước ở điều kiện nhiệt độ tiêu chuẩn.
Với dầu nhiệt độ tiêu chuẩn là 200C, với nước là 40C. Khi đó ký hiệu tỷ trọng của
dầu ở điều kiện tiêu chuẩn là 420 và qua thí nghiệm xác định được của nước ở 40C
= 1.
Đôi khi người ta cũng sử dụng một đơn vị so sánh nữa của dầu đó là tỷ trọng
tương đối. Xác định tỷ trọng tương đối của dầu theo nhiệt độ tiêu chuẩn như sau:
4T = 420 - (T - 20);
(2)
4T - Tỷ trọng tương đối của dầu ở nhiệt độ T.
- Hệ số thay đổi tỷ trọng theo nhiệt độ, khi nhiệt độ thay đổi 10C thì = 0,0174.
Đối với sản phẩm giếng bao giờ cũng chứa một hàm lượng nước nhất định.
Khi đó xác định khối lượng riêng phải tính đến sự ảnh hưởng của nước. Cơng thức
tính như sau:
h = 0 (1 - w) + w.) + w) + w..w) + w.;
(3)
20
Khoa DÇu KhÝ
