Lasd Luận văn tốt nghiệp TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ BỘ MÔN KHOAN VÀ KHAI THÁC DẦU KHÍ __________________________________________ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI XỬ LÝ AXIT VÙNG CẬN ĐÁY GIẾNG TẠI TẦNG MÓNG MỎ BẠCH HỔ GVHD: TS. ĐỖ QUANG KHÁNH SVTH: HOÀNG THÁI SƠN MSSV: 31002751 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2014 1 Lasd Luận văn tốt nghiệp ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Số: …… /ĐHBK-ĐT NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHOA : KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ BỘ MÔN : KHOAN VÀ KHAI THÁC DẦU KHÍ HỌ VÀ TÊN : HOÀNG THÁI SƠN MSSV: 31002751 NGÀNH : KHOAN VÀ KHAI THÁC DẦU KHÍ LỚP : DC10KK 1. Đề tài luận văn: “XỬ LÝ AXIT VÙNG CẬN ĐÁY GIẾNG TẠI TẦNG MÓNG MỎ BẠCH HỔ” 2. Nhiệm vụ của luận văn tốt nghiệp: 3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 4. Ngày hoàn thành luận văn: 5. Họ tên người hướng dẫn: TS. Đỗ Quang Khánh Nội dung và yêu cầu LVTN đã thông qua Bộ môn Khoan – Khai Thác Dầu Khí thuộc Khoa Kỹ Thuật Địa Chất & Dầu Khí. Ngày…… tháng ……. năm 2014 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vị: Ngày bảo vệ: Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ luận văn: 2 Lasd Luận văn tốt nghiệp MỤC LỤC 3 Lasd Luận văn tốt nghiệp DANH SÁCH BẢNG BIỂU 4 Lasd Luận văn tốt nghiệp DANH SÁCH HÌNH ẢNH 5 Lasd Luận văn tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Bốn năm rưỡi học tại ngôi trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh đã cung cấp nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu để tôi có một nền tảng vững chắc khi bước tiếp trên con đường trong tương lai. Để đặt tới bước chân ngày hôm nay, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến những người thân, thầy cô, anh chị và bạn bè đã giúp đỡ tôi trong khoảng thời gian vừa qua. Con cảm ơn cha mẹ, những người đã có công sinh thành, dưỡng dục, tần tảo nuôi con khôn lớn. Cảm ơn cha mẹ đã cho con niềm tin những lúc con khó khăn, vấp ngã. Xin được bày tỏ lòng biết ơn đến tập thể thầy cô giáo trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh đặc biệt là tập thể thầy cô giáo Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí, thầy cô Bộ môn Kỹ thuật Khoan và Khai Thác Dầu Khí, những người đã trực tiếp dìu dắt tôi thực hiện ước mơ của mình. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến người chú, người anh Phạm Văn Quang, đã giúp đỡ em trong suốt thời gian thực tập để thực hiện luận văn. Em xin trân trọng cảm ơn thầy Đỗ Quang Khánh, người đã quan tâm giúp đỡ, cung cấp cho em nhiều kiến thức bổ ích, nhiều tài liệu, kinh nghiệm quý báu và hướng dẫn em thực hiện luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn các anh chị cựu sinh viên đã giúp đỡ, cung cấp cho em nhiều tài liệu và kinh nghiệm quan trọng trong quá trình làm luận văn. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn các bạn khóa 2010 đặc biệt là các thành viên lớp DC10KK đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 12 năm 2014 Sinh viên: Hoàng Thái Sơn 6 SVTH: Hoàng Thái Sơn Lasd Luận văn tốt nghiệp MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp Dầu khí đóng vai trò là ngành mũi nhọn của nền kinh tế thế giới và là động lực phát triển mạnh mẽ đối với nền kinh tế của các nước đang phát triển và chậm phát triển, trong đó có nước ta. Ngành Dầu khí của nước ta còn rất non trẻ, tuy mới bước vào chặng đường đầu tiên nhưng hiệu quả phát triển đã rất rõ ràng và đầy hứa hẹn. Đây là mối quan tâm và hy vọng của đất nước vì ngành Dầu khí phát triển sẽ là động lực thúc đẩy các ngành kinh tế khác. Xí nghiệp Liên Doanh Dầu Khí VietsovPetro đã và đang đẩy nhanh quá trình khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ, đóng góp lớn cho sự phát triển kinh tế của nước ta. Trong quá trình khoan, khai thác dầu khí, bơm ép nước…, độ thấm tự nhiên của đá chứa vùng cận đáy giếng bị giảm bởi nhiều nguyên nhân khác nhau làm giảm hiệu quả khai thác. Vì vậy, việc xử lý vùng cận đáy giếng là một vấn đề cực kỳ quan trọng trong suốt vòng đời của giếng. Trong đó, phương pháp “xử lý axit vùng cận đáy giếng” là một trong những phương pháp được áp dụng rộng rãi bởi tính khả thi cũng như chi phí cũng khá rẻ so với các phương pháp khác. Xuất phát từ ý tưởng đó, em quyết định thực hiện đề tài : “Xử lý axit vùng cận đáy giếng tại tầng móng mỏ Bạch Hổ”. 2. Mục tiêu của luận văn Lựa chọn và thiết kế phương pháp xử lý axit cho giếng X tại tầng móng mỏ Bạch Hổ dựa trên đặc điểm địa chất cụ thể, đồng thời đánh giá hiệu quả của phương pháp xử lý axit. 3. Nhiệm vụ của luận văn - Nêu được khái quát đặc điểm địa chất, thành hệ của khu vực mỏ Bạch Hổ. - Tổng quan về phương pháp xử lý axit. 7 SVTH: Hoàng Thái Sơn Lasd Luận văn tốt nghiệp - Cơ sở lựa chọn phương pháp xử lý axit cho tầng móng mỏ Bạch Hổ. - Thiết kế, tính toán xử lý axit cho một giếng X tại tầng móng mỏ Bạch Hổ, đồng thời đánh giá hiệu quả kinh tế sau khi xử lý. 4. Phương pháp thực hiện - Thu thập, xử lý tài liệu. - Áp dụng số liệu cụ thể để thiết kế, tính toán. - Lập bảng tính excel để trình bày kết quả và đánh giá hiệu quả kinh tế. 5. Tình hình nghiên cứu - K.A. Covel (The Pure Oil Co.) (1934). Acid Treatment of Michigan Oil Wells. Drilling and Production Practice , 1 January, New York : tiến hành nghiên cứu xử lý axit (chủ yếu là HCl) cho các giếng khai thác dầu ở Michigan – đa phần là thành hệ đá vôi (limestone), từ đó phân tích hàm lượng, thành phần axit thích hợp nhất đối với thành phần của thành hệ. - Steven L. Bryant, David C. Buller (1990). Formation Damage From Acid Treatments. Society of Petroleum Engineers, pages 455-460 : nghiên cứu chỉ ra tác hại của axit HCl đối với thành hệ có chứa Nhôm silicat (Aluminosilicates) vì HCl phản ứng mạnh với Nhôm silicat tạo thành các hạt Silica ngậm nước, gây tắc nghẽn và làm giảm độ thấm thành hệ. - P.J. Closmann (1994). Optimizing an Acid Treatment. Journal of Canadian Petroleum Technology : đưa ra phương pháp tối ưu hóa xử lý axit trong thành hệ, bằng cách phân tích mối liên hệ giữa độ thấm xung quanh giếng, bán kính bắn mở vỉa và lưu lượng axit bơm ép. - Đào Hoàng Việt (1997). Xử lý axit. Luận văn tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh: Trình bày quá trình nhiễm bẩn vùng cận đáy giếng, khái quát các phương pháp tác động lên vùng cận đáy giếng, đánh giá hiệu quả của phương pháp xử lý axit. 8 SVTH: Hoàng Thái Sơn Lasd Luận văn tốt nghiệp - D. Zhu (The University of Texas at Austin), A.D. Hill (The University of Texas at Austin), M.D. Looney (Texaco, Inc.) (1999). Evaluation of Acid Treatments in Horizontal Wells. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 3-6 October, Houston, Texas : đánh giá hiệu quả của phương pháp xử lý axit đối với giếng ngang, thông qua tính toán hệ số Skin, từ đó tiến hành phân tích, đánh giá hiệu quả của phương pháp và có thể sử dụng kết quả để tối ưu hóa các phương pháp xử lý tiếp theo. - Phạm Công Định (2008). Xử lý axit vùng cận đáy giếng mỏ Bạch Hổ. Luận văn tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh : Nêu tổng quan đặc điểm địa chất vùng mỏ Bạch Hổ, phân tích và lựa chọn, thiết kế quy trình xử lý axit cho giếng dầu khí trong tầng Mioxen-Oligoxen. - Đỗ Thành Trung, Hoàng Linh Lan, Nguyễn Văn Ngọ, Phan Văn Minh, (2012). Nghiên cứu ứng dụng hệ hóa phẩm mới trên cơ sở HEDP và NH 4 HF 2 thay thế hệ hóa phẩm truyền thống trên cơ sở HCl/HF trong xử lý axit vùng cận đáy giếng. Tạp chí Dầu khí số 9/2012: Nghiên cứu cho thấy xử lý axit vùng cận đáy giếng vỉa cát kết bằng kiểu hệ axit truyền thống trên cơ sở HCl/HF thường gặp nhiều khó khăn, hai khó khăn chính cần quan tâm liên quan đến nhiệt độ cao và kết tủa thứ cấp. Do đó, hệ hóa phẩm mới đã được nghiên cứu nhằm khắc phục những khó khăn này. Nguyễn Văn Ngọ, Phan Văn Minh, Đỗ Thành Trung, Lê Văn Công (2013). Nghiên cứu chế tạo hệ vi nhũ tương áp dụng trong xử lý vùng cận đáy giếng vỉa cát kết. Tạp chí Dầu khí số 12/2013: Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đã thiết lập được hệ vi nhũ tương trên cơ sở chất hoạt động bề mặt anionic, dầu, nước, dung môi đồng hòa tan; đồng thời nghiên cứu, đánh giá một số tính chất của hệ vi nhũ tương nhằm ứng dụng trong xử lý vùng cận đáy giếng, tăng cường thu hồi dầu. 9 SVTH: Hoàng Thái Sơn Luận văn tốt nghiệp Chương 1 Tổng quan về mỏ Bạch Hổ CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MỎ BẠCH HỔ 1.1. Khái quát đặc điểm địa lý vùng mỏ Bạch Hổ [3] Mỏ dầu Bạch Hổ nằm ở lô 09 trên Biển Đông, trong giải nâng trung tâm thuộc bồn trũng Cửu Long, cách bờ 100 km, cách cảng Vũng Tàu 130 km, nơi đặt trụ sở của Xí nghiệp Liên doanh dầu khí Vietsovpetro. Chiều sâu nước biển ở khu mỏ khoảng 50m. Mỏ gần Bạch Hổ nhất là mỏ Rồng, nằm cách 35 km về hướng Tây Nam. Thành phố Vũng Tàu được nối với thành phố Hồ Chí Minh- một trung tâm công nghiệp hành chính lớn, bằng đường ô tô trải nhựa dài 125 km, cũng như đường thủy dài 80 km. Sân bay Vũng Tàu có thể tiếp nhận những máy bay AN-24, AN-26, trực thăng loại MI8 đáp ứng đầy đủ cho việc vận chuyển công nhân cũng như các thiết bị phục vụ cho liên doanh dầu khí. Hình 1.1 Vị trí địa lý mỏ Bạch Hổ trong bồn trũng Cửu Long 10 SVTH: Hoàng Thái Sơn [...]... SVTH: Hoàng Thái Sơn Luận văn tốt nghiệp Chương 2 Cơ sở lý thuyết lựa chọn xử lý axit CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT LỰA CHỌN XỬ LÝ AXIT VÙNG CẬN ĐÁY GIẾNG TẠI TẦNG MÓNG MỎ BẠCH HỔ 2.1 Nguồn gốc của nhiễm bẩn thành hệ [1,2,3,10] Tất cả các hoạt động của giếng, từ quá trình khoan cho đến quá trình trám xi măng, hoàn thiện giếng, chèn sỏi, khai thác, xử lý kích thích, bơm ép để tăng thu hồi dầu…đều là nguồn... Tổng quan về mỏ Bạch Hổ 1.2 Đặc điểm địa chất và đối tượng khai thác vùng mỏ Bạch Hổ [3,4] 1.2.1 Đặc điểm địa tầng Hình 1.2 Cột địa tầng mỏ Bạch Hổ Mỏ Bạch Hổ là mỏ dầu ở biển, loại đa vỉa, các lớp trầm tích là đá lục nguyên chứa 13 tầng sản phẩm cho dòng dầu công nghiệp, phần phía dưới trong đá nứt nẻ của móng phát hiện thân dầu dạng khối cho sản lượng cao, chứa phần lớn sản lượng của mỏ 12 SVTH: Hoàng... không có dị thường áp suất 1.3 Đặc điểm tầng chứa ở mỏ Bạch Hổ [3,4] 1.3.1 Tính chất cơ lý của đất đá Đất đá ở vùng mỏ Bạch Hổ có tính chất cơ lý thay đổi theo chiều sâu phân bố - Tầng I (có độ sâu 0 - 520m): đất đá có tỷ trọng là 2.65 G/cm 3, độ chứa sét 30%, giới hạn bền 4 - 8 kG/cm2, độ cứng đất đá từ 5 - 7, còn ở sét 1 – 1.5, tầng này là đất đá mềm và bở rời - Tầng II (520 - 1273m): đất đá có tỷ trọng... tan trở lại các hỗn hợp trong giếng khoan Chúng có thể kết tủa trở lại trong thành hệ và tạo ra các hư hại có quy mô rộng lớn, nghiêm trọng và kéo dài 35 SVTH: Hoàng Thái Sơn Luận văn tốt nghiệp Chương 2 Cơ sở lý thuyết lựa chọn xử lý axit 2.1.7.2 Quá trình xử lý axit Các vấn đề nan giải trong các giai đoạn khác nhau của tuổi thọ giếng cũng xảy ra trong suốt quá trình xử lý axit Đặc biệt trong các trường... trên của đá móng trong vòm Bắc có phát hiện đá rắn chắc, đới này hầu như không chứa dầu và không tham gia vào phần thể tích hiệu dụng của thân dầu Dầu trong đá móng ở vòm Nam chưa phát hiện Tầng móng cho dòng dầu không lẫn nước tới độ sâu tuyệt đối 4046m 1.3.3 Tính di dưỡng Các tầng sản phẩm mỏ Bạch Hổ được đánh giá theo nghiên cứu mẫu lõi trong phòng thí nghiệm, theo kết quả địa vật lý giếng khoan... chiều dày chung của tầng móng với những giá trị sau: vòm Bắc 2.5 – 15%, vòm Trung tâm 2.4 – 3.8% 1.3.4 Tính không đồng nhất Mỏ Bạch Hổ là dạng mỏ đa vỉa, đặc trưng bởi mức độ khác nhau về tính không đồng nhất của các đối tượng khác nhau - - Mioxen hạ: có tính đồng nhất cao nhất trong số các vỉa của mỏ Tầng 23 của vòm Bắc có tính đồng nhất cao hơn cả Tầng Mioxen được phân thành nhiều lớp mỏng, hệ số phân... nghiệp Chương 1 Tổng quan về mỏ Bạch Hổ 1.5 Gradient địa nhiệt của lớp phủ móng và móng ở mỏ Bạch Hổ [4] 1.5.1 Gradient địa nhiệt của đá phủ trên móng Gradient địa nhiệt là đạo hàm của nhiệt độ theo chiều sâu, là độ tăng của nhiệt độ theo chiều sâu Dị thường nhiệt độ là hiện tượng khi Gradient địa nhiệt thay đổi đột ngột, không còn biến thiên theo quy luật nhất định Đá móng được phủ bởi các thành tạo... 3.3o/100m Tầng 23 là tầng chính, tầng 24 là tầng phụ - Đối tượng 2: Đối tượng này bao gồm tất cả các tầng cát kết điệp Trà Tân thuộc Oligoxen trên Đặc điểm cơ bản của đá chứa trong đối tượng này là không tồn tại đều trên khắp mỏ, thường xảy ra sự biến tướng mạnh của đá chứa Chiều dày tầng chứa dầu trung bình 700m - Đối tượng 3: Gồm tất cả các tầng sản phẩm của Oligoxen hạ phân bố chủ yếu ở Bắc và Đông Bắc mỏ. .. khoan 28 SVTH: Hoàng Thái Sơn Luận văn tốt nghiệp Chương 2 Cơ sở lý thuyết lựa chọn xử lý axit • Tốc độ khoan chậm, dẫn đến sự phá hủy vỏ bùn và tăng sự tiếp xúc lâu dài giữa mùn khoan với thành hệ • Tốc độ tuần hoàn dung dịch không cao dẫn đến sự xâm thực mùn khoan • Tỷ trọng của dung dịch khoan lớn gây chênh áp giữa đáy giếng và vùng cận đáy giếng • Quá trình kéo thả choòng khoan dẫn đến các đợt tăng... hạt trung bình, hạt thô và sạn sỏi Dị thường áp suất là 0.2 Mpa/m, hệ số vỡ vỉa là 0.016-0.018 Mpa/m Các tầng chứa dầu công nghiệp trong tầng tính từ trên xuống là VI, VII, VIII, IX, X, trữ lượng dầu chủ yếu nằm trong các tầng này 1.2.1.2 Tầng móng Đặc điểm thạch học: • Các đá móng ở vùng mỏ Bạch Hổ thuộc nhóm đá Granitoid tuổi từ J 3 đến K1, các đá thuộc nhóm trên bao gồm Granit, Biotit, Granit hai . hiện đề tài : Xử lý axit vùng cận đáy giếng tại tầng móng mỏ Bạch Hổ . 2. Mục tiêu của luận văn Lựa chọn và thiết kế phương pháp xử lý axit cho giếng X tại tầng móng mỏ Bạch Hổ dựa trên đặc. chọn phương pháp xử lý axit cho tầng móng mỏ Bạch Hổ. - Thiết kế, tính toán xử lý axit cho một giếng X tại tầng móng mỏ Bạch Hổ, đồng thời đánh giá hiệu quả kinh tế sau khi xử lý. 4. Phương pháp. Chương 1 Tổng quan về mỏ Bạch Hổ 1.2. Đặc điểm địa chất và đối tượng khai thác vùng mỏ Bạch Hổ [3,4] 1.2.1. Đặc điểm địa tầng Hình 1.2 Cột địa tầng mỏ Bạch Hổ Mỏ Bạch Hổ là mỏ dầu ở biển, loại