Đánh giá tác động của các nút lỏng trong đường ống vận chuyển dầu khí nội mỏ lô 15 1 đến hệ thống thiết bị bề mặt tại giàn xử lý trung tâm sư tử vàng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (13.22 MB, 182 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------------------------------------
ĐỖ XUÂN HÒA
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC NÚT LỎNG TRONG
ĐƯỜNG ỐNG VẬN CHUYỂN DẦU KHÍ NỘI MỎ LƠ 15-1 ĐẾN
HỆ THỐNG THIẾT BỊ BỀ MẶT TẠI GIÀN XỬ LÝ
TRUNG TÂM SƯ TỬ VÀNG
Chuyên ngành:
Kỹ thuật Dầu khí
Mã số:
60 52 06 04
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP. HỒ CHÍ MINH – Tháng 01 năm 2016
CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG –HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Mai Cao Lân
Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Nguyễn Hữu Nhân
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Tạ Quốc Dũng
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày . .
. . . tháng . . . . năm . . . . .
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)
1. TS. Trần Đức Lân – Chủ tịch hội đồng
2. TS. Phạm Sơn Tùng – Thư ký hội đồng
3. TS. Nguyễn Hữu Nhân – Phản biện 1
4. TS. Tạ Quốc Dũng – Phản biện 2
5. TS. Trần Vũ Tùng – Ủy viên hội đồng
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành
sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
TRƯỞNG KHOA KT. ĐC-DK
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: ĐỖ XUÂN HÒA ............................................MSHV: 7140304 .............
Ngày, tháng, năm sinh: 12/03/1990 ...........................................Nơi sinh: Bình Thuận .....
Chuyên ngành: Kỹ thuật Dầu khí .............................................. Mã số : 60 52 06 04 . ......
I. TÊN ĐỀ TÀI: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC NÚT LỎNG TRONG ĐƯỜNG
ỐNG VẬN CHUYỂN DẦU KHÍ NỘI MỎ LÔ 15-1 ĐẾN HỆ THỐNG THIẾT BỊ
BỀ MẶT TẠI GIÀN XỬ LÝ TRUNG TÂM SƯ TỬ VÀNG
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Khảo sát cơ sở lý thuyết xây dựng mơ hình dịng chảy hai pha và các đặc tính của dòng
chảy nút trong đường ống.
- Khảo sát và thu thập các số liệu về hệ thống kết nối đường ống vận chuyển và xử lý nội
mỏ Lô 15-1.
- Mô tả các bước xây dựng và hiệu chỉnh mơ hình mơ tả q trình nhiệt thủy động trong hệ
thống đường ống kết nối vận chuyển và xử lý nội mỏ Lô 15-1.
- Khảo sát tác động của các nút lỏng trong đường ống vận chuyển dầu khí nội mỏ Lơ 15-1
đến hoạt động hệ thống thiết bị bề mặt tại giàn xử lý trung tâm Sư Tử Vàng.
- Đề xuất giải pháp mang tính định hướng cho các nghiên cứu chi tiết nhằm triển khai giải
pháp áp dụng trong thực tế.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 06/07/2015
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ :
/01/2016
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS. MAI CAO LÂN
Tp. HCM, ngày tháng 01 năm 2016.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký)
TRƯỞNG KHOA….………
(Họ tên và chữ ký)
Luận văn Thạc sĩ
Lời cảm ơn
LỜI CẢM ƠN
Luận văn được hoàn thành tại trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh dưới
sự hướng dẫn khoa học của TS. Mai Cao Lân – Chủ nhiệm Bộ môn Khoan Khai
thác, khoa Kỹ thuật Địa Chất & Dầu Khí, Trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí
Minh.
Xin chân thành cảm ơn TS. Mai Cao Lân đã dành thời gian, công sức hướng dẫn
tận tình, chu đáo tơi trong suốt q trình làm Luận văn tốt nghiệp cũng như khoảng
thời gian tôi học chương trình đại học và cao học tại trường Đại học Bách Khoa.
Trong q trình làm luận văn, tơi đã nhận được sự đóng góp ý kiến, giúp đỡ nhiệt
tình của các giảng viên, cán bộ Khoa Kỹ thuật Địa chất & Dầu khí, Phịng Đào tạo
sau đại học trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh. Tơn xin bày tỏ lòng biết
ơn chân thành đối với sự giúp đỡ q báo đó.
Luận văn này sẽ khơng thể hồn thành nếu khơng có sự động viên, khích lệ của
gia đình, các bạn bè, đồng nghiệp cũng như các học viên cao học khố 2014 chun
ngành Kỹ thuật Dầu Khí. Tôi chân thành cảm ơn các anh chị đồng nghiệp tại Giàn
công nghệ trung tâm Sư Tử Vàng CPP và Cơng ty điều hành Dầu Khí Cửu Long –
CLJOC đã hỗ trợ tài liệu tham khảo và góp ý nhiệt tình trong suốt quá trình thực
hiện luận văn.
Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, song chắc chắn luận văn vẫn cịn thiếu sót, tơi mong
nhận được sự góp ý để bản luận văn được hồn chỉnh và có hiệu quả thực tiễn tốt
hơn.
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!
TP.HCM, ngày … tháng 01 năm 2016
ĐỖ XN HỊA
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xn Hịa
Luận văn Thạc sĩ
Tóm tắt luận văn
TĨM TẮT LUẬN VĂN
Khi nhiều đường ống vận chuyển dầu khí từ các mỏ nhỏ hoặc mỏ cận biên được
kết nối và thu gom về chung một hệ thống xử lý tại giàn xử lý trung tâm CPP hoặc
tàu xử lý & chứa FPSO, sự hình thành dịng chảy nút trong hệ thống vận chuyển
diễn biến phức tạp và có tính chất nguy hại hơn với nhiều cơ chế khác nhau, gây ra
những ảnh hưởng đáng kể đến đường ống, các thiết bị công nghệ tại đầu vào của hệ
thống xử lý hạ nguồn và quá trình vận hành.
Trong luận văn này, đối tượng cụ thể được khảo sát là hệ thống đường ống kết
nối từ sáu giàn đầu giếng của các mỏ nhỏ/cận biên Sư Tử Vàng, Sư Tử Đen, Sư Tử
Nâu và Sư Tử Trắng thuộc Lô 15-1 đến đường ống vận chuyển chung 24 inches về
giàn xử lý trung tâm Sư Tử Vàng. Việc đánh giá mức độ tác động của các nút lỏng
đến đoạn ống chuyển tiếp giữa đường ống nằm ngang & ống đứng hay còn gọi là
Riser Base thuộc đường ống 24 inches và thiết bị bình tách xử lý tại đầu vào của
giàn xử lý trung tâm Sư Tử Vàng được thực hiện với mục đích dự báo tình trạng làm
việc của hệ thống hiện tại và đề xuất giải pháp hợp lý góp phần vào việc giảm thiểu
rủi ro trong quá trình vận hành sản xuất.
Trên cơ sở hệ thống hóa nền tảng lý thuyết về xây dựng mơ hình dịng chảy hai
pha, đặc trưng hóa thành phần hỗn hợp chất lưu, các đặc tính, cơ chế hình thành và
phát triển của dịng chảy nút trong đường ống, mơ hình thiết kế ban đầu của hệ
thống đường ống kết nối và vận chuyển dầu khí nội mỏ Lơ 15-1 đến bình tách tại
giàn xử lý trung tâm Sư Tử Vàng được xây dựng. Từ các quan sát hiện tượng nút
lỏng xuất hiện từng đợt tại bình tách trong thực tế vận hành cùng với sự hỗ trợ của
mơ hình tái tạo & theo dõi q trình hình thành và kết thúc một chu kỳ nút, cơng tác
hiệu chỉnh mơ hình ban đầu được thực hiện. Kết quả áp suất và nhiệt độ đo thực tế
theo thời gian tại các giàn đầu giếng được sử dụng làm cơ sở cho việc đánh giá độ
tin cậy của mô hình, với sai số giữa kết quả đo và kết quả mơ phỏng khơng q
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xn Hịa
i
Luận văn Thạc sĩ
Tóm tắt luận văn
10%. Mơ hình tin cậy sau đó được sử dụng cho cơng tác mơ phỏng khảo sát điều
kiện vận hành của hệ thống ở các chế độ khai thác bao gồm chế độ khai thác thực tế
và một số nhóm chế độ khai thác khác với trường hợp nhiệt độ đầu vào của chất lưu
tại các giàn đầu giếng cao nhất và thấp nhất.
Kết quả đạt được sau q trình mơ phỏng là các dự báo về áp suất, nhiệt độ tại
các giàn, chiều dài các nút lỏng, tần số xuất hiện các nút lỏng tại đoạn ống Riser
Base, thể tích tăng đột ngột tại bình tách xử lý hạ nguồn. Kết quả cho thấy các nút
lỏng ở trường hợp nhiệt độ chất lưu đầu vào thấp nhất có tính chất nguy hại hơn đối
với đường ống (thể hiện qua tần số xuất hiện nút lỏng), hoạt động khai thác của các
giàn đầu giếng (thể hiện qua áp suất), hoạt động của bình tách xử lý hạ nguồn (thể
hiện qua thể tích tràn) so với trường hợp nhiệt độ chất lưu đầu vào cao nhất. Điều
này được thể hiện như sau:
- Mức độ tác động của các nút lỏng gây ra ở trường hợp nhiệt độ đầu vào của chất
lưu thấp nhất được đánh giá nguy hại hơn so với trường hợp nhiệt độ đầu vào cao
nhất.
- Mặc dù ở trường hợp nhiệt độ đầu vào của chất lưu tại các giàn còn cao, chế độ
khai thác hiện tại vẫn đang nằm trong điều kiện vận hành mất an tồn, giá trị thể
tích tăng đột ngột tại bình tách xử lý hạ nguồn thường xuyên chạm ngưỡng giá trị
an toàn cao cao, mức an tồn có nguy cơ gây dừng giàn khẩn cấp.
- Kết quả đạt được từ việc thay đổi chế độ khai thác vẫn còn hạn chế, mức độ tác
động của các nút chỉ mới giảm thiểu một phần không đáng kể.
Từ các kết quả mô phỏng kết hợp với kinh nghiệm và điều kiện vận hành thực tế,
các giải pháp đã và đang được ứng dụng trong nước và thế giới liên quan đến việc
giảm thiểu ảnh hưởng các nút lỏng đến giàn CPP hoặc tàu FPSO được phân tích,
đánh giá và lựa chọn giải pháp phù hợp với điều kiện vận hành thực tế của hệ thống
tại giàn xử lý trung tâm STV CPP nói riêng cũng như hệ thống kết nối nội mỏ Lơ
15-1 nói chung.
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xn Hịa
ii
Luận văn Thạc sĩ
Mục lục
MỤC LỤC
TÓM TẮT LUẬN VĂN ..................................................................................................i
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH SÁCH HÌNH ẢNH ..........................................................................................vii
DANH SÁCH BẢNG BIỂU........................................................................................... x
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................................xii
DANH SÁCH CÁC THUẬT NGỮ ........................................................................... xiii
PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................................... xv
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH TỐN VẬN CHUYỂN DẦU KHÍ
TRONG ĐƯỜNG ỐNG ................................................................................................. 1
1.1. Cơ sở tính tốn và xây dựng mơ hình dịng chảy hai pha ............................ 1
1.1.1.
Phương trình bảo tồn khối lượng ............................................................ 1
1.1.2.
Phương trình bảo tồn động lượng ........................................................... 2
1.1.3.
Phương trình bảo tồn năng lượng ........................................................... 4
1.2. Cơ sở tính tốn và phân tích thành phần hỗn hợp chất lưu ......................... 4
1.2.1.
Tính tốn tái kết hợp thành phần hỗn hợp ................................................ 4
1.2.2.
Tính tốn trộn lẫn thành phần hỗn hợp .................................................... 7
1.2.3.
Đặc trưng hóa phần carbon cộng của thành phần chất lưu ...................... 8
1.3. Đặc tính của dịng chảy nút trong đường ống vận chuyển ......................... 14
1.3.1.
Định nghĩa về nút (Slug) ........................................................................ 14
1.3.2.
Các vấn đề gây ra bởi dòng chảy nút trong đường ống vận chuyển ...... 15
1.3.3.
Thông số đặc trưng dòng chảy nút ......................................................... 16
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xuân Hòa
iii
Luận văn Thạc sĩ
1.3.4.
Mục lục
Cơ chế hình thành dịng chảy nút trong đường ống vận chuyển ............ 19
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG KẾT NỐI VẬN CHUYỂN VÀ XỬ LÝ
DẦU KHÍ NỘI MỎ LƠ 15-1 ....................................................................................... 22
2.1. Sơ lược về các mỏ dầu khí Lơ 15-1................................................................ 22
2.1.1.
Mỏ Sư Tử Đen ........................................................................................ 24
2.1.2.
Mỏ Sư Tử Vàng ...................................................................................... 24
2.1.3.
Mỏ Sư Tử Trắng ..................................................................................... 24
2.1.4.
Mỏ Sư Tử Nâu ........................................................................................ 24
2.2. Hệ thống kết nối nội mỏ Lô 15-1 ................................................................... 25
2.3. Cơ sở dữ liệu thiết kế ban đầu của hệ thống ................................................ 29
2.3.1.
Tuyến ống SNS (WHP-E) đến SDNE (WHP-B) ................................... 29
2.3.2.
Tuyến ống SDNE (WHP-B) đến SDSW FLEM (WHP-A FLEM)........ 29
2.3.3.
Tuyến ống SDSW (WHP-A) đến SV CPP SDSW FLEM (WHP-A
FLEM) 30
2.3.4.
Tuyến ống SDSW FLEM (WHP-A FLEM) đến SV CPP ..................... 30
2.3.5.
Tuyến ống SVNE (WHP-D) đến SV CPP ............................................. 30
2.3.6.
Tuyến ống SVSW (WHP-G) đến SV CPP ............................................. 31
2.3.7.
Tuyến ống STT (WHP-C) đến SV CPP ................................................. 31
2.3.8.
Các thiết bị xử lý tại SV CPP ................................................................. 31
2.1. Thực trạng khai thác và vận hành của hệ thống ......................................... 32
2.1.1.
Trước khi vận hành mỏ Sư Tử Nâu ........................................................ 32
2.1.2.
Sau khi vận hành mỏ Sư Tử Nâu............................................................ 33
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xuân Hòa
iv
Luận văn Thạc sĩ
Mục lục
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG KẾT NỐI VẬN CHUYỂN
VÀ XỬ LÝ DẦU KHÍ NỘI MỎ LƠ 15-1 .................................................................. 37
3.1. Quy trình xây dựng mơ hình nhiệt thủy động trong đường ống ............... 37
3.2. Xây dựng mơ hình nhiệt thủy động cho hệ thống kết nối vận chuyển và xử
lý dầu khí nội mỏ Lô 15-1 ........................................................................................ 38
3.2.1.
Thu thập dữ liệu...................................................................................... 38
3.2.2.
Xây dựng mô hình hệ thống tuyến ống kết nối vận chuyển và xử lý..... 39
3.2.4.
Thiết lập điều kiện biên cho mơ hình ..................................................... 56
3.2.5.
Đánh giá chất lượng mơ hình ban đầu.................................................... 57
3.3. Hiệu chỉnh mơ hình nhiệt thủy động phù hợp với điều kiện vận hành thực
tế
58
CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT TÁC ĐỘNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KIỂM SOÁT
ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NÚT LỎNG ĐẾN HỆ THỐNG BỀ MẶT TẠI GIÀN
XỬ LÝ TRUNG TÂM SƯ TỬ VÀNG ....................................................................... 66
4.1. Khảo sát tác động của các nút lỏng đến hệ thống bề mặt với chế độ khai
thác hiện tại ............................................................................................................... 67
4.1.1.
Trường hợp nhiệt độ đầu vào của chất lưu cao nhất .............................. 68
4.1.2.
Trường hợp nhiệt độ đầu vào của chất lưu thấp nhất ............................. 74
4.1.3.
Kết luận .................................................................................................. 78
4.2. Phân tích ảnh hưởng chế độ khai thác đến mức độ tác động của các nút
lỏng đối với hệ thống bề mặt ................................................................................... 79
4.2.1.
Nhóm chế độ khai thác thứ nhất ............................................................. 79
4.2.2.
Nhóm chế độ khai thác thứ hai ............................................................... 85
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xuân Hòa
v
Luận văn Thạc sĩ
Mục lục
4.3. Đề xuất giải pháp kiểm soát ảnh hưởng các nút lỏng đến hệ thống bề mặt
tại giàn xử lý trung tâm Sư Tử Vàng ..................................................................... 90
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 96
DANH MỤC CƠNG TRÌNH CÔNG BỐ ................................................................ 100
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 101
PHỤ LỤC A ................................................................................................................ 104
A.1.
Dữ liệu về các tuyến ống của hệ thống kết nối vận chuyển nội mỏ Lô 15-
1
..................................................................................................................... 104
A.2.
Dữ liệu về tính chất vật liệu ống .............................................................. 111
A.3.
Dữ liệu về bề dày bọc các nhiệt của ống .................................................. 112
A.4.
Dữ liệu về thiết bị xử lý ............................................................................. 114
A.5.
Dữ liệu về điều kiện khí hậu thủy văn ..................................................... 115
PHỤ LỤC B ................................................................................................................ 116
B.1.
Dữ liệu phân tích thành phần mẫu dầu khí của các mỏ Lô 15-1 .......... 116
B.2.
Dữ liệu các kết quả đo thực tế vận hành ................................................. 126
PHỤ LỤC C ................................................................................................................ 127
C.1.
Nhóm chế độ khai thác 1 .......................................................................... 128
C.2.
Nhóm chế độ khai thác 2 .......................................................................... 144
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xuân Hòa
vi
Luận văn Thạc sĩ
Danh sách hình ảnh
DANH SÁCH HÌNH ẢNH
Hình 1.1 – Các bước tính tốn đặc trưng hóa thành phần chất lưu .................................. 9
Hình 1.2 – Dịng chảy nút trong đường ống .................................................................. 15
Hình 1.3 – Nút lỏng ........................................................................................................ 17
Hình 1.4 – Nút khí .......................................................................................................... 17
Hình 1.5 – Chiều dài một đơn vị nút .............................................................................. 18
Hình 1.6 – Khối lượng riêng nút lỏng ............................................................................ 19
Hình 1.7 – Khối lượng riêng nút khí .............................................................................. 19
Hình 1.8 – Sự hình thành các nút động lực học (Feesa Ltd, 2003) [8] .......................... 20
Hình 1.9 – Tác động yếu đố địa hình đến chế độ dịng chảy (Feesa Ltd, 2003) [8] ...... 20
Hình 1.10 – Sự hình thành các nút chất lỏng ở ống đứng .............................................. 21
Hình 2.1 – Vị trí Lơ 15-1 thuộc bồn trũng Cửu Long .................................................... 23
Hình 2.2 – Sơ đồ phát triển mỏ tại Lô 15-1 thuộc bồn trũng Cửu Long ....................... 23
Hình 2.3 – Sơ đồ hệ thống kết nối nội mỏ Lô 15-1 thuộc bồn trũng Cửu Long ............ 26
Hình 2.4 – Đồ thị đo mức dầu (màu nâu), lưu lương khí (màu đỏ), độ mở van antisurge (màu đen), áp suất bình tách cao áp (màu xanh) trước khi vận hành mỏ STN .... 32
Hình 2.5 – Đồ thị đo mức dầu (màu nâu), lưu lương khí (màu đỏ), độ mở van antisurge (màu đen), áp suất bình tách cao áp (màu xanh) sau khi vận hành mỏ STN ....... 33
Hình 2.6 – Bản vẽ sơ lược các thiết bị cơ bản trong hệ thống nén khí cao áp (trên) và
các vùng làm việc của máy nén khí cao áp (dưới) ......................................................... 35
Hình 3.1 – Sơ đồ mơ tả các bước xây dựng mơ hình nhiệt thủy động dịng chảy trong
đường ống....................................................................................................................... 38
Hình 3.2 – Thư viện dữ liệu cấu trúc thành ống ............................................................ 39
Hình 3.3 – Sơ đồ mô mô tả hệ thống các tuyến ống kết nối từ mỏ SNS đến bình tách
giàn xử lý trung tâm SV CPP ......................................................................................... 40
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xuân Hòa
vii
Luận văn Thạc sĩ
Danh sách hình ảnh
Hình 3.4 – Mơ hình tuyến ống từ SNS đến SDNE ........................................................ 40
Hình 3.5 – Mơ hình tuyến ống từ giàn SDNE đến SDSW PLEM ................................. 41
Hình 3.6 – Mơ hình tuyến ống từ SDSW PLEM đến bình tách tại CPP ....................... 41
Hình 3.7 – Mơ hình tuyến ống từ giàn SVNE đến bình tách tại CPP ............................ 42
Hình 3.8 – Mơ hình tuyến ống từ SVSW đến bình tách tại CPP ................................... 42
Hình 3.9 – Mơ hình tuyến ống từ giàn STT đến bình tách tại CPP ............................... 43
Hình 3.10 – Mơ hình tuyến ống từ các giếng SV đến bình tách tại CPP ....................... 43
Hình 3.11 – Mơ hình và các thơng số bình tách ............................................................ 44
Hình 3.12 – Các thơng đầu vào bộ điều khiển PID, Cascade và van điều khiển cho
tuyến ống vận chuyển nước xử lý .................................................................................. 44
Hình 3.13 – Các thông đầu vào bộ điều khiển PID, Cascade và van điều khiển cho
tuyến ống vận chuyển hỗn hợp dầu................................................................................ 44
Hình 3.14 – Mơ hình hệ thống các tuyến ống kết nối từ mỏ SNS đến bình tách giàn xử
lý trung tâm SV CPP ...................................................................................................... 45
Hình 3.15 – Tính tốn tái kết hợp thành phần hỗn hợp dầu khí SDNE từ PVTsim ...... 47
Hình 3.16 – Kết quả tính tốn tái kết hợp thành phần hỗn hợp dầu khí SDNE từ
PVTsim........................................................................................................................... 47
Hình 3.17 – Đặc trưng hóa & nhóm thành phần chất lưu SDNE trên PVTsim ............. 53
Hình 3.18 – Các thông số cần thiết khi xây dựng bảng dữ liệu PVT SDNE ................. 55
Hình 3.19 – Các lựa chọn thiết lập điều kiện biên trong OLGA ................................... 56
Hình 3.20 – Đồ thị áp suất tại các Giàn sau khi mơ phỏng ............................................ 58
Hình 3.21 – Đồ thị áp suất đo thực tế tại các Giàn ........................................................ 58
Hình 3.22 – Các bước hiệu chỉnh mơ hình .................................................................... 59
Hình 3.23 – Đồ thị chế độ dòng chảy dọc tuyến ống WHP_B –WHPA_PLEM – CPP
........................................................................................................................................ 60
Hình 3.24 – Đồ thị đo mức dầu (màu nâu) tại bình tách từ 4:35 AM – 7:35AM .......... 61
Hình 3.25 – Đồ thị đo mức dầu (màu nâu) tại bình tách từ 7:35AM – 10:35AM ......... 61
Hình 3.26 – Đồ thị đo mức dầu (màu nâu), lưu lương khí (màu đỏ) tại bình tách ........ 62
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xuân Hòa
viii
Luận văn Thạc sĩ
Danh sách hình ảnh
Hình 3.27 – Đồ thị áp suất tại các Giàn sau khi mô phỏng với mơ hình hiệu chỉnh ..... 63
Hình 3.28 – Đồ thị nhiệt độ tại các Giàn sau khi mô phỏng với mơ hình hiệu chỉnh ... 64
Hình 3.29 – Đồ thị nhiệt độ đo thực tế tại các Giàn ...................................................... 64
Hình 4.1 – Đồ thị áp suất tại các giàn TH nhiệt độ chất lưu đầu vào cao nhất .............. 68
Hình 4.2 – Đồ thị nhiệt độ tại các giàn TH nhiệt độ chất lưu đầu vào cao nhất ............ 69
Hình 4.3 – Đồ thị chiều dài các nút TH nhiệt độ chất lưu đầu vào cao nhất ................. 69
Hình 4.4 – Đồ thị tần số xuất hiện các nút TH nhiệt độ chất lưu đầu vào cao nhất ...... 70
Hình 4.5 – Lưu lượng lỏng đầu vào bình tách TH nhiệt độ chất lưu đầu vào cao nhất . 71
Hình 4.6 – Thể tích tràn của chất lỏng TH nhiệt độ chất lưu đầu vào cao nhất ............ 72
Hình 4.7 – Bình tách cao áp tại giàn xử lý trung tâm STV ............................................ 72
Hình 4.8 – Mức chất lỏng trong bình tách TH nhiệt độ chất lưu đầu vào cao nhất ....... 74
Hình 4.9 – Đồ thị áp suất tại các giàn TH nhiệt độ chất lưu đầu vào thấp nhất ............ 75
Hình 4.10 – Đồ thị nhiệt độ tại các giàn TH nhiệt độ chất lưu đầu vào thấp nhất......... 75
Hình 4.11 – Đồ thị chiều dài các nút TH nhiệt độ chất lưu đầu vào thấp nhất .............. 76
Hình 4.12 – Đồ thị tần số xuất hiện các nút TH nhiệt độ chất lưu đầu vào thấp nhất ... 76
Hình 4.13 – Lưu lượng lỏng đầu vào bình tách TH nhiệt độ chất lưu đầu vào thấp nhất
........................................................................................................................................ 77
Hình 4.14 – Thể tích tràn của chất lỏng TH nhiệt độ chất lưu đầu vào thấp nhất ......... 77
Hình 4.15 – Mức chất lỏng trong bình tách TH nhiệt độ chất lưu đầu vào thấp nhất ... 78
Hình 4.16 – Hệ thống điều van điều khiển kiểm soát nút lỏng ...................................... 91
Hình 4.17 – Hệ thống Slug Catcher ............................................................................... 93
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xuân Hòa
ix
Luận văn Thạc sĩ
Danh mục chữ viết tắt
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 – Các hệ số tương quan trong phương trình (1.19) đến (1.21) sử dụng cho
phương trình Soave-Redlich-Kwong và phương trình Peng-Robinson .................... 13
Bảng 3.1 – Lưu lượng khai thác tại thời điểm lấy mẫu ............................................. 46
Bảng 3.2 – Kết quả so sánh tính tốn tái kết hợp thành phần hỗn hợp dầu khí SDNE
giữa Excel & PVTsim ................................................................................................ 48
Bảng 3.3 – Kết quả tính tốn tái kết hợp thành phần hỗn hợp dầu khí nước SDNE . 49
Bảng 3.4 – Kết quả tính tốn tái kết hợp thành phần hỗn hợp dầu-khí-nước ............ 50
Bảng 3.5 – Kết quả tính tốn trộn lẫn SDNE_CPP và SVNE_SVSW ...................... 51
Bảng 3.6 – Kết quả tính tốn trộn lẫn ........................................................................ 52
Bảng 3.7 – Kết quả tính tốn trộn lẫn ........................................................................ 52
Bảng 3.8 – Kết quả so sánh tính tốn đặc trưng hóa và nhóm thành phần SDNE giữa
Excel & PVTsim ........................................................................................................ 54
Bảng 3.9 – Cơ sở dữ liệu PVT của SDNE ................................................................. 55
Bảng 3.10 – Điều kiện vận hành thực tế của tại giàn ................................................ 56
Bảng 3.11 – Nhóm dữ liệu điều kiện biên của mơ hình ............................................ 57
Bảng 3.12 – Kết quả tính tốn tần số xuất hiện nút lỏng tại đầu vào bình tách ........ 62
Bảng 3.13 – Kết quả áp suất và nhiệt độ sau khi hiệu chỉnh mô hình ....................... 63
Bảng 3.14 – Kết quả sai số áp suất và nhiệt độ ......................................................... 65
Bảng 4.1 – Chế độ khai thác hiện tại ở các giàn đầu giếng ....................................... 67
Bảng 4.2 – Các trường hợp nhiệt độ chất lưu đầu tại các giàn đầu giếng ................. 68
Bảng 4.3 – Thể tích lỏng tại các mức trong bình tách ............................................... 73
Bảng 4.4 – Chế độ khai thác trường hợp 1 ................................................................ 80
Bảng 4.5 – Chế độ khai thác trường hợp 2 ................................................................ 81
Bảng 4.6 – Chế độ khai thác trường hợp 3 ................................................................ 82
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xuân Hòa
x
Luận văn Thạc sĩ
Danh mục chữ viết tắt
Bảng 4.7 – Chế độ khai thác trường hợp 4 ................................................................ 83
Bảng 4.8 – Chế độ khai thác trường hợp 5 ................................................................ 86
Bảng 4.9 – Chế độ khai thác trường hợp 6 ................................................................ 87
Bảng 4.10 – Chế độ khai thác trường hợp 7 .............................................................. 88
Bảng 4.11 – Kết quả phân tích ảnh hưởng chế độ khai thác ..................................... 92
Bảng 4.12 – Ưu điểm và nhược điểm các giải pháp đề xuất ..................................... 95
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xuân Hòa
xi
Luận văn Thạc sĩ
Danh mục chữ viết tắt
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
CLJOC
CPP
FC
FT
FLEM
FPSO
PT
PC
SD
SDSW
SDNE
SV
SVNE
SVSW
STT
STN
SN-N
SN-S
WHP
HL
Mô tả
Công ty liên doanh điều hành Cửu Long
Cuu Long Joint Operating Company
Giàn xử lý trung tâm
Central Processing Platform
Bộ điều khiển lưu lượng
Flow Controller
Bộ truyền tín hiệu lưu lượng
Flow Transmitter
Flowline End Manifold
Tàu xử lý và chứa
Floating Production, Storage and Offloading
Bộ truyền tín hiệu áp suất
Pressure Transmitter
Bộ điều khiển áp suất
Pressure Controller
Sư Tử Đen
Sư Tử Đen Tây Nam
Su Tu Den South West – WHP A
Sư Tử Đen Đông Bắc
Su Tu Den North East – WHP B
Sư Tử Vàng
Sư Tử Vàng Đông Bắc
Su Tu Vang North East – WHP D
Sư Tử Vàng Tây Nam
Su Tu Vang South West – WHP G
Sư Tử Trắng – WHP C
Sư Tử Nâu
Sư Tử Nâu Bắc – WHP E
Sư Tử Nâu Nam – WHP F
Giàn đầu giếng
Well Head Platform
Mức an toàn cao
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xuân Hòa
xii
Luận văn Thạc sĩ
HHL
NL
Danh mục chữ viết tắt
High Level Alarm
Mức an tồn cao cao
High High Level Alarm
Mức vận hành bình thường
Normal Operating Level
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xuân Hòa
xiii
Luận văn Thạc sĩ
Danh sách các thuật ngữ
DANH SÁCH CÁC THUẬT NGỮ
Bubble Slug – Phần nút khí trong một đơn vị nút.
Back Pressure – Áp suất ngược
Hydraulic Hammer – Lực tác động với giá trị khá cao gây ra bởi hiện tượng
Slugging.
Liquid Slug – Phần nút lỏng trong một đơn vị nút
Liquid Surge Volume – Thể tích lỏng tăng đột ngột tại một thời điểm hay thể tích
tràn.
Pressure Surge – Xung áp suất đột ngột tại một thời điểm.
Riser Base – Đoạn ống chuyển tiếp giữa đường ống nằm ngang & ống đứng .
Sensitivity analysis – Phương pháp phân tích ảnh hưởng.
Set point – Giá trị thiết lập trạng thái làm việc của hệ thống
Slug Catcher – Thiết bị đặt tại đầu ra của ống, thường kết hợp với thiết bị tách, để
xử lý nút lỏng mà không gây xáo trộn các thông số vận hành của hệ thống công
nghệ.
Slugging – Hiện tượng bất ổn định trong dòng chảy gây ra bởi thay đổi bất thường
giữa pha khí – lỏng và tạo ra các nút lỏng và nút khí dọc đường ống.
Slug Tracking Model – Mơ hình theo dõi các nút trong dịng chảy nút
Delay Constant – Hằng số trì hỗn
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xn Hịa
xiv
Luận văn Thạc sĩ
Phần mở đầu
PHẦN MỞ ĐẦU
1.
Tính cấp thiết của đề tài
Nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ dầu khí ngày càng gia tăng của thị trường trong
nước cũng như đảm bảo phát triển nền kinh tế đất nước đòi hỏi phát triển nhanh và
hiệu quả các mỏ dầu khí, đặc biệt là những mỏ nhỏ/mỏ cận biên. Đặc điểm của
những mỏ này là trữ lượng thu hồi nhỏ và khó có khả năng phát triển độc lập. Việc
ứng dụng phương án phát triển kết nối giữa các mỏ có ý nghĩa khá quan trọng góp
phần tối ưu hóa và nâng cao hiệu quả phát triển mỏ nhỏ/mỏ cận biên. Tuy nhiên,
thách thức lớn nhất trong phương án phát triển kết nối đó là việc vận chuyển dầu khí
sao cho đảm bảo hiệu quả và hạn chế tối thiểu tác động xấu đến hệ thống thiết bị bề
mặt trong suốt quá trình vận hành.
Khi nhiều hệ thống đường ống vận chuyển dầu khí từ các mỏ khác nhau được thu
gom về chung một hệ thống xử lý trung tâm CPP hoặc tàu FPSO, ứng xử dầu khí
trong dịng chảy đa pha sẽ diễn biến phức tạp hơn, đặc biệt là các nút lỏng tạo ra
những chu kỳ tăng đột ngột thể tích lỏng (Liquid surge volume) gây ra sự quá tải về
thể tích và áp suất tại thiết bị tách sơ cấp dẫn đến nguy cơ dừng khẩn cấp toàn giàn,
sự bất ổn định trong lưu lượng khai thác, pha lỏng và pha khí khơng đều gây ảnh
hưởng xấu cho hệ thống máy nén khí cao áp, giảm hiệu quả khai thác, bên cạnh đó,
các nút lỏng cịn tạo ra xung áp suất (Pressure surge), các xung áp suất này như
những đòn búa thủy lực (Hydraulic hammer) tác động trực tiếp sẽ làm giảm tuổi thọ
đường ống vận chuyển, gây hư hỏng các van điều kiển và các thiết bị xử lý bên
trong bình tách. Việc nghiên cứu, đề xuất các phương án công nghệ hợp lý và lập ra
biện pháp kiểm sốt thích hợp nhằm kiểm sốt tính ổn định của dòng chảy, hạn chế
rủi ro trong quá trình vận hành là một trong những vấn đề được quan tâm hàng đầu
hiện nay. Chính vì vậy, đề tài luận văn “ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC NÚT
LỎNG TRONG ĐƯỜNG ỐNG VẬN CHUYỂN DẦU KHÍ NỘI MỎ LƠ 15-1 ĐẾN
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xuân Hòa
xv
Luận văn Thạc sĩ
Phần mở đầu
HỆ THỐNG THIẾT BỊ BỀ MẶT TẠI GIÀN XỬ LÝ TRUNG TÂM SƯ TỬ
VÀNG” được nghiên cứu.
Mục đích nghiên cứu
2.
Mục đích của nghiên cứu là đánh giá mức độ tác động của các nút chất lỏng trong
đường ống vận chuyển dầu khí từ các giàn đầu giếng tại các mỏ nhỏ đến hoạt động
khai thác và vận hành của giàn điều khiển trung tâm ở nhiều chế độ khai thác khác
nhau. Từ đó, các phương án khai thác và vận chuyển sản phẩm dầu khí được đề xuất
hợp lý nhằm đảm bảo tính an tồn và hiệu quả trong vận hành sản xuất.
Nội dung nghiên cứu
3.
Nội dung nghiên cứu bao gồm:
Thu nhập số liệu đầu vào phục vụ cho nghiên cứu.
Xây dựng mơ hình hệ thống đường ống kết nối nội mỏ Lô 15-1
Hiệu chỉnh mơ hình nhiệt thủy động trong đường ống kết nối nội mỏ Lơ 15-1
Sử dụng mơ hình dự báo chiều dài, tần số xuất hiện các nút lỏng trong đường
ống vận chuyển nội mỏ Lô 15-1 đến giàn xử lý trung tâm Sư Tử Vàng.
Xác định thể tích tăng đột ngột của các chu kỳ nút lỏng.
Nghiên cứu và đề xuất giải pháp thích hợp nhằm giảm thiểu tối đa tác động của
các nút lỏng đến hoạt động khai thác và vận hành sản xuất.
Phương pháp nghiên cứu
4.
Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong đề tài bao gồm:
Hệ thống hóa nền tảng lý thuyết về dịng chảy đa pha và các mơ hình tính tốn
liên quan đến các nút lỏng trong đường ống vận chuyển dầu khí.
5.
Thu thập và phân tích số liệu vận hành và số liệu thí nghiệm.
Mơ hình hóa và mơ phỏng số với sự hỗ trợ của phần mềm OLGA và PVTsim.
Phương pháp phân tích ảnh hưởng (Sensitivity analysis).
Tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xuân Hòa
xvi
Luận văn Thạc sĩ
Phần mở đầu
Việc khảo sát các cơ chế, phân tích và đánh giá tính bất ổn định đối với dòng chảy
nút nhằm đảm bảo dòng chảy trong đường ống vận chuyển dầu khí là một trong
những vấn đề đang được các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước quan tâm hiện
nay. Các cơng trình nghiên cứu liên quan đến vấn đề này điển hình như sau:
Cơng trình nghiên cứu SPE-33188 – “Flow Instability in Deepwater Flowlines
and Risers - A Case Study of Subsea Oil Production from Chinguetti Field,
Mauritania”, của nhóm tác giả [1] xuất phát từ những thách thức phải đối mặt
trong quá trình vận hành liên quan đến việc đảm bảo dòng chảy trong hệ thống
đường ống vận chuyển dầu khí mỏ Chinguetti đến tàu FPSO. Mục đích chính
của nghiên cứu này nhằm đánh giá sự thay đổi bất thường giữa pha khí và pha
lỏng trong dòng chảy hay còn gọi là hiện tượng “Slugging” và các phương pháp
khả thi để cải thiện tính ổn định dịng chảy trong hệ thống đường ống vận
chuyển dầu khí.
Nhóm tác giả đã thiết lập được mơ hình đáng tin cậy phản ánh điều kiện ban đầu
của mỏ dựa trên việc hiệu chỉnh mơ hình khớp với các giá trị áp suất và lưu
lượng các pha đo được từ hệ thống.
Từ việc phân tích hiện trạng thực tế cho từng giải pháp, tác giả đã đề xuất giải
pháp chia các giếng khai thác thành từng nhóm giếng để vận chuyển sản phẩm
theo các tiêu chí như chỉ số khai thác, tỷ số khí lỏng, hàm lượng nước, áp suất
đầu giếng. Phương pháp mơ phỏng số kết hợp với phân tích ảnh hưởng được sử
dụng trong nghiên cứu nhằm đánh giá kết quả của việc triển khai giải pháp trên.
Mặc dù chi phí lắp đặt hệ thống đường ống cho từng nhóm giếng vận chuyển
khá cao nhưng kết quả từ giải pháp này cho thấy được tính hiệu quả trong khai
thác và hiện tượng “Slugging” trong đường ống vận chuyển đã được giảm thiểu
đi đáng kể đối với mỏ Chinguetti.
Trên cơ sở thực tế vận hành từ các mỏ Sư Tử, hiện tượng “Slugging” thường
xuyên xuất hiện và gây ra những tác động không tốt cho hệ thống đường ống
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xuân Hòa
xvii
Luận văn Thạc sĩ
Phần mở đầu
cũng như các thiết bị xử lý bề mặt. Trong đề tài luận văn này, phương pháp hiệu
chỉnh mơ hình (Tuning Model) được thực hiện dựa trên việc thay đổi một số
thông số đầu vào của hệ thống sao cho chênh lệch giữa giá trị áp suất, nhiệt độ
trong 24 giờ mô phỏng và giá trị áp suất, nhiệt độ trong 24 giờ đo không vượt
q 10%.
Khác với cơng trình nghiên cứu SPE-33188, việc áp dụng giải pháp lắp đặt hệ
thống đường ống dẫn cho từng nhóm giếng để kiểm sốt hiện tượng “Slugging”
khơng phù hợp với điều kiện thực tế vận hành cho các mỏ Sư Tử. Vì vậy, từ việc
xây dựng các kịch bản về sự thay lưu lượng khai thác dầu, khí, nước và khí cao
áp bơm ép tại các giàn đầu giếng kết hợp với phương pháp mô phỏng số, mức
độ tác động của hiện tượng “Slugging” gây ra cho hệ thống đường ống và thiết
bị xử lý bề mặt sẽ được đánh giá. Kết quả đánh giá này sẽ làm cơ sở cho việc
phân tích và lựa chọn các giải pháp thích hợp để kiểm sốt hiện tượng này đối
với các mỏ Sư Tử.
Cơng trình nghiên cứu SPE-102352 – “Pipelines Slugging and Mitigation Case
Study for Stability and Production Optimization”, của nhóm tác giả [2] đã đánh
giá tác động của hiện tượng ”Slugging” đến hệ thống xử lý Alpine - Alaska
North Slope, qua đó nghiên cứu giải pháp vận hành ổn định và tối ưu hóa khai
thác.
Việc nghiên cứu được thực hiện thơng qua q trình khảo sát, phân tích cơ chế
hình thành các nút lỏng và xác định nguyên nhân gây bất ổn định dòng chảy
trong đường ống vận chuyển CD1, CD2 như lưu lượng dịng thấp, đường kính
ống q cỡ, địa hình ống dẫn phức tạp. Trong nghiên cứu này, mơ hình “Slug
Tracking” có thiết lập bộ điều kiển PID (Proportional-Integral- Derivative) tại
bình tách sơ cấp hạ nguồn được xây dựng và hiệu chỉnh tạo ra kết quá tính tốn
phản ánh khá chính xác so với kết quả đo được thực tế tại bình tách về áp suất,
tần số slugging và mực chất lỏng của bình. Phương pháp phân tích ảnh hưởng
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xn Hịa
xviii
Luận văn Thạc sĩ
Phần mở đầu
được thực hiện để khảo sát các phương án hiệu quả và thiết thực nhằm giảm
thiểu các nút lỏng tồn tại trong đường ống vận chuyển CD-1 và CD-2.
Phương án thiết lập van điều khiển đầu vào đặt tại phía trước bình tách sơ cấp
để lấy tín hiệu mực chất lỏng của bình và hoạt động linh hoạt khi mực chất lỏng
trong bình tăng quá cao so với giá trị “Set Point”, tránh được sự quá tải trong
quá trình vận hành được đề xuất và áp dụng trong cơng trình nghiên cứu này.
Phương án có ý nghĩa quan trọng trong việc kiểm soát lượng thể tích đột ngột
(Surge Volume) vào bình tách và giảm nguy cơ dừng giàn đột ngột trong quá
trình vận hành sản xuất.
Cơng trình nghiên cứu SPE-102352 chỉ dừng lại ở việc đánh giá tác động của
slugging đối với hoạt động của bình tách sơ cấp hạ nguồn. Vì vậy, đề tài luận
văn này sẽ mở rộng khảo sát thêm mức độ tác động của “Slugging” đến đoạn
ống Riser Base thông qua việc dự báo chiều dài, tần số xuất hiện của nút lỏng và
đề xuất phương án thích hợp cho việc kiểm soát “Slugging” đối với hệ thống
vận hành các mỏ Sư Tử.
Cơng trình nghiên cứu OMC-2013-204 – “Methodology For Characterising
Slugs And Operational Mitigation Strategy Using Olga Slug Tracking Module Egina Deepwater Project”, của nhóm tác giả [3] đã xây dựng một phương pháp
cho việc đặc trưng hóa các nút lỏng bằng mô-đun Slug Tracking từ phần mềm
OLGA nhằm khảo sát các thông số nút lỏng như chiều dài, mật độ, tần số vận
tốc nút lỏng và dự báo lượng nút lỏng tác động lên cấu trúc của đường ống dưới
biển, cụ thể là đoạn ống đứng-phần dưới đáy biển (Riser Base).
Các kịch bản và giải pháp cho từng chế độ khai thác khác nhau cũng được đánh
giá và so sánh với mục đích tìm ra giải pháp tốt và hiệu quả nhất, cụ thể là giải
pháp lắp đặt choking tại topside tăng áp suất ngược (Backpressure) kiểm soát
các nút lỏng thủy động. Từ đó, phương pháp này được phát triển và ứng dụng
trong nghiên cứu thiết kế tổng thể của dự án tại mỏ nước sâu Egina.
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xuân Hòa
xix
Luận văn Thạc sĩ
Phần mở đầu
Trong đề tài luận văn này, phương pháp từ cơng trình nghiên cứu
OMC-2013-204 được sử dụng để hỗ trợ giải quyết bài toán vận hành tại các mỏ
Sư Tử. Bên cạnh đó, trong q trình thực hiện đề tài, phương pháp này có thể
được hiệu chỉnh sao cho phù hợp để đối mặt với các vấn đề phát sinh trong thực
tế khai thác và vận hành sản xuất. Kết quả của bài tốn cịn được mở rộng trong
việc đánh giá thể tích tăng đột ngột (Surge Volume) của các chu kỳ nút lỏng đến
hoạt động của bình tách sơ cấp và nghiên cứu tính khả thi của giải pháp choking
và các giải pháp khác đối với điều kiện vận hành thực thế các mỏ Sử Tử tại giàn
xử lý trung tâm.
Cơng trình nghiên cứu “Khảo Sát Cơ Chế Và Đề Xuất Phương Án Kiểm Soát
Hiện Tượng Nút Lỏng Trong Đường Ống Nội Mỏ X” của nhóm tác giả [4] tập
trung khảo sát các mơ hình tính tốn dịng chảy nút lỏng và xây dựng mơ hình
dự báo nút lỏng cho đường ống vận chuyển dầu khí nội mỏ X. Phương pháp mơ
phỏng số, mơ phỏng hoạt động của đường ống vận chuyển nội mỏ X ở nhiều
phương án khác nhau kết hợp với phương pháp phân tích ảnh hưởng, phân tích
các yếu tố ảnh hưởng đến dòng chảy nút lỏng được sử dụng trong nghiên cứu.
Từ đó, giải pháp kiểm sốt dịng chảy nút lỏng trong đường ống vận chuyển dầu
khí nội mỏ X bằng van điều khiển thắt dòng được đề xuất.
Hướng nghiên cứu tiếp theo trong đề tài luận văn này sẽ dự báo thêm chu kỳ,
tần số xuất hiện các nút lỏng trong đoạn ống đứng-phần dưới đáy biển (Riser
Base) tại giàn xử lý trung tâm. Tính khả thi từ giải pháp lắp đặt van điều khiển
thắt dòng cho hệ thống vận hành các mỏ Sư Tử cũng sẽ được đưa vào phân tích
và đánh giá.
Cơng trình nghiên cứu “Tính Toán Đảm Bảo Dòng Chảy Trong Quá Trình Vận
Chuyển Sản Phẩm Khai Thác Từ Giàn X2-WHP Về Giàn X1-CPP” của nhóm
tác giả [5] liên quan đến bài tốn thiết kế xây dựng phương án vận chuyển dầu
khí khai thác từ giàn X2-WHP về X1-CPP ở khu vực mỏ X dựa trên các kết quả
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xuân Hòa
xx
Luận văn Thạc sĩ
Phần mở đầu
mơ phỏng và phân tích thủy lực, phân tích nhiệt, phân tích thời gian dừng khai
thác hợp lý đảm bảo dầu không bị lắng đọng paraffin và phân tích sự hình thành
nút lỏng trong đường ống vận chuyển dầu khí từ một giàn đầu giếng WHP về
giàn xử lý trung tâm CPP.
Đề tài luận văn này sẽ tiếp tục khảo sát sâu hơn tác động của hiện tượng
“Slugging” đối với bài toán vận hành thực tế như sự tăng thể tích lỏng đột ngột
(Liquid Surge Volume), sự tăng hoặc thiếu hụt lưu lượng khí đột ngột (Surging
Gas) đến hoạt động các thiết bị xử lý bề mặt tại giàn xử lý trung tâm CPP.
6.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học: Đề tài nghiên cứu xuất phát từ các vấn đề gặp phải trong hoạt
động vận hành sản xuất, cụ thể là những tác động không mong muốn gây ra từ hiện
tượng “Slugging” đến hệ thống thiết bị bề mặt. Các nhà vận hành chủ yếu dựa vào
việc quan sát hiện tượng và phán đoán theo kinh nghiệm cá nhân để kiểm sốt
“Slugging”. Nhưng phương pháp này mang tính rủi ro khá cao liên quan đến an toàn
trong việc vận hành một hệ thống xử lý dầu khí ngồi biển. Vì vậy, hướng tiếp cận
của đề tài nghiên cứu này là xây dựng lại mơ hình hệ thống kết nối và xử lý dầu khí
nội mỏ Lơ 15-1 để dự báo những tác động này. Do các mơ hình tốn học dựa vào
những định luật vật lý cơ bản để mô tả các hiện tượng đặc trưng của vật lý trong
thực tế nên kết quả không thể phản ánh hết được tình trạng thực tế. Vì vậy bước hiệu
chỉnh mơ hình được thực hiện. Kết quả áp suất và nhiệt độ đo thực tế theo thời gian
tại các giàn được sử dụng làm cơ sở cho việc đánh giá độ tin cậy của mơ hình hiệu
chỉnh với sai số cho phép khơng q 10%. Bên cạnh đó, phương pháp mơ phỏng số,
phương pháp phân tích ảnh hưởng được sử dụng trong công tác dự báo để phục vụ
hiệu quả trong hoạt động vận hành sản xuất.
Ý nghĩa thực tiễn: Thông qua việc đánh giá tác động của các nút lỏng trong đường
ống vận chuyển dầu khí nội mỏ Lơ 15-1 đến hệ thống thiết bị bề mặt tại giàn xử lý
trung tâm Sư Tử Vàng. Kết quả nghiên cứu của luận văn có thể được sử dụng tại
___________________________________________________________________
HVTH: Đỗ Xuân Hòa
xxi
