Tải bản đầy đủ
SỰ CỐ VÀ PHỨC TẠP TRONG KHAI THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT.

SỰ CỐ VÀ PHỨC TẠP TRONG KHAI THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT.

Tải bản đầy đủ

sửa chữa giếng. Mặt khác cát có thể dính với keo, parafin thành khối, ta cần
sử dụng các biện pháp sau:
+ Dùng các máy bơm hút cát.
+ Dùng máy thổi khí để phá nút cát.
+ Phá nút cát bằng dụng cụ thuỷ lực chuyên dụng không có cần
khoan.
+ Rửa nút cát bằng tia bơm.
+ Phá nút cát bằng ống múc có lắp cánh phá cát.
6.2. Sự lắng đọng paraffin trong ống khai thác và đường ống.
a. Nguyên nhân phát sinh.
Chúng ta thường biết hàm lượng parafin trong dầu tại mỏ Bạch Hổ
tương đối cao, trung bình là12%, do vậy thường xuyên xảy ra hiện tượng
lắng đọng parafin trong ống khai thác và đường ống vận chuyển. Nguyên
nhân chủ yếu của hiện tượng đó là nhiệt độ của dầu trong ống giảm xuống
dưới nhiệt độ kết tinh của parafin. Ngoài ra do hiện tượng tách khí ra khỏi
dầu dẫn đến áp xuất giảm làm cho dung môi hoà tan parafin và tăng hàm
lượng của nó trong dầu, làm cho parafin lắng đọng.
Cát cũng gây lên hiện tượng lắng đọng parafin, các hạt cát thường là
tâm kết tinh của parafin. Tại những cấp đường kính thay đổi, sự lắng đọng
parafin ngày càng trầm trọng, nó sẽ làm giảm lưu lượng khai thác.
b. Biện pháp phòng ngừa :
Để ngăn chặn hiện tượng lắng đọng parafin, chúng ta cần phải giữ nhiệt độ
cho dầu trong quá trình vận chuyển cũng như nâng lên trong ống nâng, bằng cách
gia nhiệt cho đường ống để cho nhiệt độ của dầu lớn hơn nhiệt kết tinh của
parafin. Người ta có thể thực hiện các biện pháp sau để giảm sự lắng đọng
parafin:
+ Tăng áp lực trong đường ống (từ 10 – 15at), làm cho khí khó tách
ra khỏi dầu để tạo điều kiện cho parafin hoà tan.
+ Giảm độ nhám trên đường ống và hạn chế sự thay đổi đột ngột
đường kính của ống nâng cũng như các đường ống vận chuyển.
+ Tăng nhiệt độ dòng khí ép xuống giếng. Nó sẽ làm cho nhiệt độ
dòng dầu đi lên được ổn định hơn.
+ Dùng hóa phẩm chống đông đặc parafin, với mỗi hoá phẩm khác
nhau cần dùng nồng độ khác nhau, đối với nhiều parafin dùng từ 0,2–0,3%.
Các chất hoá học đó gồm các loại xăng dầu nhẹ làm dung môi hoà tan parafin
hoặc các chất chống đông đặc như các chất hoạt tính bề mặt (hàm lượng từ 1–
5%).
+ Bơm dầu cùng nước làm giảm tổn thất thuỷ lực, bơm dầu nhờ các
nút đẩy phân cách ( bơm xen kẽ các đoạn dầu có độ nhớt nhỏ).
c. Biện pháp khắc phục:
Để phá vỡ các nút parafin người ta sử dụng các phương phác sau:
+ Phương pháp nhiệt học: bơm dầu nóng hoặc hơi nóng vào trong ống
để kéo parafin đi.
110

+ Phương pháp cơ học: dùng thiết bị cát nạo parafin trên thành ống khai
thác. Hệ thống thiết bị này được lắp đặt vào dưới dụng cụ cáp tời, thả vào
giếng để đóng giếng và cắt gọt parafin. Dụng cụ cắt gọt phải có đường kính
tương xứng với đường kính trong của ống khai thác, sau đó kéo bộ thiết bị
từ từ ra khỏi giếng để tránh trường hợp rơi các ngạnh cặn.
+ Phương pháp hóa học: là phương pháp ngươi ta ép chất lưu H-C nhẹ
hoặc chất hoạt tính bề mặt vào trong giếng khai thác qua khoảng không
vành xuyến. H-C nhẹ sẽ hoà tan parafin vì thế làm giảm sự kết tinh của
parafin. Chất hoạt tính bề mặt được đưa vào trong dòng chảy của dầu ở
trong giếng để hấp thụ các thành phần nhỏ của parafin để làm giảm hoặc
ngừng kết tinh parafin. Các chất hoá học thường được dùng như tác nhân
phân tán, tác nhân thấm ướt rất phổ biến trong công nghiệp khai thác dầu
khí ở các nước. Tác nhân thấm ướt có khả năng phủ lên bề mặt ống một lớp
màng mỏng, điều đó ngăn ngừa sự tích tụ parafin và giữ các phần tử parafin
phân tán dính lại với nhau từ đáy giếng đến hệ thống xử lý dầu thô. Ngoài ra
có thể đưa vào ống chất Polyme ( sản phẩm của Mỹ). Chất được sử dụng là
Nỉcomat natri – Na2Cr2O7.2H2O (10%) đưa vào buồng trộn với nhiệt độ 80 –
900C. Nó có tác dụng phá dần các nút parafin.
6.3. Sự tạo thành những nút rỉ sắt trong khoảng không gian vành xuyến
a. Nguyên nhân phát sinh.
Sự tạo thành nút rỉ sắt trong khoảng không gian vành xuyến là do kim
loại ở thành ống bị ăn mòn hóa học, bị ôxi hóa.
4Fe + 6H2O + 3O2 = 4Fe(OH)3
Sự ăn mòn mạnh nhất khi dòng khí ép có độ ẩm từ 70-80%. Các kết quả
nghiên cứu cũng khẳng định rằng: áp suất trong ống khí cũng ảnh hưởng tới sự
ăn mòn, áp suất tăng thì sự hình thành các rỉ sắt cũng tăng lên. Nút rỉ sắt chủ
yếu là ôxit sắt (chiếm 50%) còn lại là bụi đá vôi và cát. Hiện tượng này được
biểu hiện khi áp suất của đường khí vào tăng mà lưu lượng khai thác giảm.
b. Biện pháp khắc phục.
- Xử lý mặt trong của ống bằng các chất lỏng đặt biệt nhằm tăng độ bền
của ống chống ăn mòn.
- Đảm bảo khoảng không gian giữa hai ống ép khí và ống nâng đủ lớn
khoảng 20mm.
- Lắp đặt các bình ngưng trên đường dẫn khí, dầu hoặc không khí,
thông thường lắp ở vị trí cao hoặc ống dốc cao đi lên.
- Lắp đặt các bộ phận làm sạch khí khỏi bụi ẩm: bình tách, bình sấy
khô.
111

- Thay đổi thường xuyên chế độ khai thác từ vành khuyên sang trung
tâm và ngược lại. Mục đích là để xúc và rửa sạch các rỉ sắt bám trên đường
ống.
- Rửa sạch định kỳ vành trong của ống bằng nhũ tương không chứa nước.
- Làm sạch khí trước khi đưa vào sử dụng bằng các phương pháp lý
hóa.
- Để phá huỷ nút kim loại đóng chặt, người ta thường bơm dầu nóng
vào khoảng không vành xuyến, nếu biện pháp này không đạt kết quả thì phải
kéo ống lên để tiến hành cạo rỉ.
6.4. Sự lắng tụ muối trong ống nâng.
a. Nguyên nhân phát sinh.
Sự lắng tụ muối trong quá trình khai thác là do nước vỉa có hàm lượng
muối cao. Muối sẽ bị tách ra khỏi chất lỏng và lắng đọng, bám vào thành ống
và các thiết bị lòng giếng. Sự lắng tụ muối này cũng có thể gây ra tắc ống nâng.
b. Biện pháp phòng ngừa.
Để hạn chế hiện tượng muối lắng đọng, người ta dùng các hóa chất có
pha thêm một số phụ gia. Nó có tác dụng tạo ra trên các tinh thể muối những
màng keo bảo vệ, ngăn trở muối kết tinh lại với nhau cũng như không cho
muối bám vào thép. Ngoài ra người ta còn dùng nước ngọt theo 2 phương
pháp, tức là bơm liên tục hoặc định kỳ nước ngọt xuống dưới đáy giếng.
Mục đích giữ cho muối trong suốt quá trình đi lên thiết bị xử lý vẫn ở trạng
thái chưa bão hòa để không xảy ra quá trình lắng đọng.
c. Biện pháp khắc phục.
Tích tụ muối trong giếng Gaslift ở trong ống nâng chủ yếu ở độ sâu
150m đến 300m từ miệng giếng. Nếu muối bám vào trong ống nâng và
chiếm một phần của đường kính thì ta có thể dùng nước ngọt để loại bỏ tịch
tụ muối cacbonat. Đối với muối như CaCO 3, MgCO3, CaSO4, và MgSO4 thì
dùng dung dịch NaPO3 và Na5P3O10 được ép vào khoảng không gian vành
xuyến. Tinh thể cacbonat và sunfat nhanh chóng hấp thụ NaPO 3 và Na5P3O10
để hình thành lớp vỏ keo trong tinh thể giữ chúng khôwwng dính lại với
nhau và dính vào ống nâng. Sự lắng đọng muối ở cả ống nâng và vùng cận
đáy giếng có thể nhanh chóng được loại bỏ bằng cách dùng từ 1,2-1,5%
dung dich axit HCl .
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 ↑
Để loại bỏ tích tụ muối sunfat trong thực tế người ta bơm ép dung dịch NaOH
CaSO4 + 2NaOH = Ca(OH)2 + Na2SO4 + H2O
6.5. Sự tạo thành nhũ tương trong giếng.
a. Nguyên nhân phát sinh.

112

Trong quá trình khai thác, nước vỉa cùng chuyển động với dầu và khí có
thể tạo thành nhũ tương khá bền vững, do vậy làm tăng giá thành sản phẩm
do phải chi phí tách nước ra khỏi dầu.
b. Biện pháp khắc phục.
Một trong những biện pháp có hiệu quả để ngăn ngừa sự tạo thành
nhũ tương là việc sử dụng dầu làm nhân tố làm việc, sử dụng chất phụ gia
bơm vào cùng với khí nén. Để thu nhận dầu sạch có hiệu quả cao hơn, người
ta khử nhũ tương ngay trong giếng. Chất dùng để khử và ngăn chặn sự hình
thành nhũ tương là ΠAB hoặc HΓK. Nếu chúng ta trộn chúng với khí ép
theo tỉ lệ 1-2% thì hỗn hợp này khử nhũ tương tương đối tốt.
6.6. Sự cố về thiết bị.
a. Sự rò rỉ của các thiết bị chịu áp lực.
Các thiết bị chịu áp lực như: đương ống, van chặn, mặt bích… Sau
thời gian làm việc nó bị mòn hoặc do ảnh hưởng của độ rung các mặt bích
nới lỏng, các gioăng làm kín bị lão hóa, tất cả các hiện tượng trên gây ra
hiện tượng rò rỉ dầu khí.
Khi phát hiện ra có dầu khí ò rỉ, người ta phải khắc phục kịp thời,
trường hợp do yêu cầu sửa chữa có thể phải dừng khai thác giếng.
b. Các thiết bị hư hỏng.
- Van điều khiển mực chất lỏng không làm việc: Khi phát hiện hiện
tượng ta phải kịp thời xử lý bằng cách điều chỉnh bằng van tay. Đóng đường
điều chỉnh tự động, khắc phục sửa chữa thiết bị. Sau đó đưa hệ thống làm
việc trở lại.
- Hệ thống báo mức chất lỏng không chính xác: Trong trương hợp này
đối với các binh quan trọng người ta thường làm 2 thiết bị để theo dõi mức
chất lỏng, nhờ đó người ta có thể sửa chữa một trong hai thiết bị đó.
- Máy bơm vận chuyển dầu bị sự cố: Trong trường hợp này người ta lắp
đặt các máy bơm dự phòng. Khi máy bơm bị sự cố không bơm được thì tắt
máy chính và bật máy dự phòng. Sau đo sửa chữa hư hỏng của máy bơm.
- Các thiết bị báo tín hiệu không tốt: Khi phát hiện sự sai lệch của các
thông tin phải tiến hành kiểm tra hiệu chỉnh hoặc thay thế thiết bị mới luôn
đảm bảo độ tin cậy cao.
- Thiết bị bảo vệ và điều khiển không tốt: Cần phải có kế hoạch kiểm
tra định kì. Trường hợp có sự cố phải sửa chữa kịp thời.
Nói chung sự hoàn hảo của thiết bị là yêu cầu gắt gao trong quá trình
khai thác dầu khí. Những người làm việc trực tiếp luôn luôn theo dõi sự làm
việc của thiết bị, phát hiện kịp thời và có biện pháp khắc phục… Sao cho
đảm bảo dòng dầu liên tục được khai thác lên và vận chuyển đến tàu chứa.
6.7. Sự cố về công nghệ.
a. Áp suất nguồn cung cấp không ổn định.
Khi đó giếng làm việc không ổn định liên tục. Hệ thống tự động sẽ tự
ngắt giếng và người theo dõi công nghệ phải biết để thao tác tiếp theo.
113

- Nguyên nhân: Do máy nén khí bị hỏng đột suất, do lượng khí tiêu thụ
quá lớn, do lượng khí cung cấp cho máy nén không đủ phải giảm bớt tổ máy
nén.
- Biện pháp khắc phục: Cân đối lại lượng khí vào và khí ra. Có kế
hoạch tiêu thụ cụ thể tránh hiện tượng cùng khởi động nhiều giếng trong
cùng mộtt thời điểm. Các máy nén dự phòng luôn sẵn sàng hoạt động nếu
cần. Việc ổn định nguồn khí cấp ảnh hưởng đến quá trình khai thác của
giếng do đó người ta hạn chế việc dừng giếng do áp suất nguồn khí.

b. Sự cố cháy.
Sự cố cháy là cực kì nguy hiểm ảnh hưởng lớn đến an toàn của toàn bộ
khu mỏ. Vì vậy người ta lắp đặt các thiết bị tự động hoặc cầm tay, khi có sự
cố cháy các thiết bị cảm nhận báo về hệ thống xử lý sẽ làm lệch cho các van
điều khiển ngắt nguồn khí của toàn bộ hệ thống (SVD), lượng khí còn lại
trong bình chứa, đường ống được xả ra vòi đốt.
Các giếng đang khai thác dừng làm việc đồng thời đóng van tự động
trên miệng giếng. Trong trương hợp các van tự động làm việc không tốt ta
có thể đóng van bằng tay.
Trong thực tế việc xảy ra cháy trên giàn cố định trong quá trình khai
thác là do bất cẩn của con người. Khi phát hiện cháy người ta dập đám cháy
bằng các thiết bị cứu hoả được trang bị trên giàn, hoặc các tàu cứu hộ…

114

KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiên cứu tài liệu tôi đã hoàn thành bản đồ án với
đề tài: “Thiết kế khai thác dầu bằng phương pháp Gaslift liên tục cho
giếng BH-22 mỏ Bạch Hổ”
Trong thời gian làm đồ án, qua các tài liệu về địa chất vùng mỏ Bạch
Hổ cho thấy trong điều kiện áp suất, nhiệt độ cùng với bản chất phức tạp của
đất đá vùng mỏ thì với sự lựa chọn và áp dụng phương pháp khai thác cơ
học đóng một vai trò quan trọng, quyết định chủ yếu đến khả năng khai thác
trữ lượng dầu khí. Trên cơ sơ phân tích đó tôi đã đưa ra phương án thiết kế
khai thác dầu bằng phương pháp Gaslift và rút ra rằng:
Khai thác dầu bằng phương pháp Gaslift đã chứng minh tính ưu việt
về mặt công nghiệp, tính hiệu quả về mặt kinh tế và có nhiều ưu điểm hơn
so với các phương pháp khai thác cơ học khác.
Hiện tại các công ty sản xuất thiết bị và khai thác dầu trên thế giới
cũng như bản thân phòng khai thác dầu khí của Viện NCKH & TK thuộc
XNLD đều có sẵn chương trình lập trình máy tính xác định tất cả các thông
số cần thiết khi tiến hành thiết kế khai thác gaslift. Đồ án này nhằm mục
đích minh họa phương pháp và các bước tính toán trong quá trình thiết kế,
có sử dụng phương pháp biểu đồ Camco để xác định chiều sâu đặt van.
Trong quá trình khai thác gaslift, khi áp suất vỉa không đủ sức thắng
được tổn hao năng lượng nâng sản phẩm thì cần chuyển sang chế độ khai
thác gaslift định kì.
Hiện nay trên mỏ Bạch Hổ đã có 2 giàn nén khí và hệ thống đường
ống dẫn khí cao áp đến các giàn cố định ( MSP ) và giàn nhẹ ( BK ) phục vụ
cho khai thác dầu bằng Gaslift
Với những hiểu biết của bản thân cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của
các thầy cô giáo trong Bộ môn Khoan-Khai thác dầu khí, đặc biệt là Cô
115

Doãn Thị Trâm, đồ án của tôi đã được hoàn thành, tuy nhiên bản đồ án còn
nhiều sai sót, rất mong được có sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và bạn
bè đồng nghiệp để đồ án được hoàn thiện hơn.
Em xin cảm ơn!
2017

Hà Nội, tháng 6 năm

116

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Báo cáo tham gia hội nghị khoa học tại hội nghị khoa học lần thứ

12,Trường Đại Học Mỏ Địa Chất.
[2]. Phùng Đình Thực, Dương Danh Lam, Lê Bá Tuấn, Nguyễn Văn Cảnh

(1999 ),Công nghệ kỹ thuật khai thác dầu khí , Nhà xuất bản giáo dục.
[3].Hoàn thiện công nghệ khai thác tập I +II của viện nghiên cứu NIPPI.
[4]. Tạp chí dầu khí ( 1/1990 ).
[5]. Những vấn đề cơ bản của quá trình khai thác dầu bằng phương pháp

Gaslift đối với các mỏ dầu của XNLD VIETSOVPETRO