Tải bản đầy đủ
BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT

BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT

Tải bản đầy đủ

113
7.1.3 Biện pháp khắc phục
Khi nút cát đã thành tạo lấp đầy khoảng mở vỉa, gây tắc ống nâng và làm giảm
đột ngột hệ số khai thác của giếng, ta cần phải phá bỏ nút cát. Việc phá bỏ có thể thực
hiện nhờ sử dụng các biện pháp làm tăng tốc độ dòng chảy ở đáy ống nâng để dòng
sản phẩm vét hết cát ở đáy giếng khai thác. Nếu dòng chảy trong giếng bị dừng lại mà
áp xuất bơm ép khí vẫn tăng đột ngột thì đó là nguyên nhân của các nút cát đóng trong
ống nâng.
Trong trường hợp này người ta có thể sử dụng biện pháp ép hỗn hợp khí và chất
lỏng vào trong ống nâng để bỏ các nút cát. Khi các biện pháp thực hiện không mang
lại hiệu quả thì cần phải ngừng khai thác và tiến hành 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.
7.2 Sự lắng đọng paraffin trong ống khai thác và đường ống
7.2.1 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.
7.2.2 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:

114
+ 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).
7.2.3 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.
+ 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 – Na 2Cr2O7.2H2O
(10%) đưa vào buồng trộn với nhiệt độ 80 – 900C. Nó có tác dụng phá dần các nút
parafin.

115
7.3 Sự tạo thành những nút rỉ sắt trong khoảng không gian vành xuyến
7.3.1 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.
7.3.2 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.
- 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.
7.4 Sự lắng tụ muối trong ống nâng
7.4.1 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.

116
7.4.2 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.
7.4.3 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 CaCo3, 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 NaPO3 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
7.5 Sự tạo thành nhũ tương trong giếng
7.5.1 Nguyên nhân phát sinh
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.
7.5.2 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.

117
7.6 Sự rò rỉ của các thiết bị chịu áp lực
7.6.1 Các thiết bị chịu áp lực
Đường 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.
7.6.2 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.
7.7 Sự cố về công nghệ
7.7.1 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.
- 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.

118
- 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.
7.7.2 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…

119

CHƯƠNG 8
CHUYÊN ĐỀ “ NÂNG CAO HIỆU QUẢ KHAI THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG
PHÁP GASLIFT ĐỊNH KỲ ”
8.1 Các biện pháp nâng cao hiệu quả khai thác bằng Gaslif định ky
Trong quá trình khai thác và phát triển Mỏ Bạch Hổ , các thông số liên quan
đến vỉa sản phẩm và giếng khai thác thường thay đổi theo chiều hướng không thuận
lợi , chẳng hạn như áp suất vỉa , hệ số thấm và hệ số sản phẩm giảm so với ban đầu ,
độ ngậm nước của sẩm phẩm tăng … Trong thực tế khai thác có rất nhiều giải pháp kỹ
thuật giải quyết vấn đề trên như bơm ép nước duy trì áp suất vỉa , xử lý vùng cận đáy
giếng … Đối với những giếng khai thác gaslift cũng vậy , những ảnh hưởng trên rất
đáng kể . Chẳng hạn áp suất vỉa giảm kéo theo độ ngập của cột ống nâng giảm , điều
này dẫn đến giảm hiệu quả khai thác giếng. Trong khai thác dầu bằng phương pháp
gaslift liên tục , hệ thống vỉa sản phẩm – giếng khai thác chỉ làm việc hiệu quả khi độ
ngập chìm tương đối không thấp hơn 0,5 – 0,6 . Trong trường hợp độ ngập chìm tương
đối giảm dưới giá trị này thì lưa lượng riêng của khí nén tăng đáng kể , điều này sẽ làm
cho việc khai thác bằng chế độ Gaslift liên tục không hiệu quả nữa . Để giải quyết vấn
đề này có thể chuyển giếng sang khai thác theo chế độ gaslift định kỳ .
Việc chuyển sang khai thác bằng các loại máy bơm khong phải lúc nào cũng
thành công , nhất là những giếng có điều kiện địa chất và kỹ thuật sản phẩm khai thác
có cát và độ nghiêng thân giếng lớn như tại Mỏ Bạch Hổ là một ví dụ điểm hình .
Do đó việc nghiên cứu chuyển các giếng khai thác có sản lượng thấp tại mỏ
Bạch Hổ sang chế độ khai thác cần thiết dựa trên các điều kiện đặc tính kỹ thuật và
trang thiết bị hiện có của mỏ.
Trong khai thác Gaslift định kỳ , chất lỏng chảy từ vỉa vào đáy được tích lũy
trong ống nâng phía trên van làm việc. Trong một chu kỳ , chất lỏng được nâng lên bề
mặt ở dạng tập hoặc dạng Piston bằng khí nén áp suất cao từ phía dưới nhờ sự giãn nở
và thay thế của khí nén cao áp. Một chu kỳ làm việc cùa khai thác Gaslift định kỳ
được chia làm 3 giai đoạn chính là : Giai đoạn tích lũy , Giai đoạn nâng chất lỏng và
giai đoạn giảm áp suất. Giai đoạn tích lũy xảy ra khi dòng chất lỏng chảy từ vỉa vào
giếng và tích lũy trong ống nâng phía trên van Gaslift làm việc. Giai đoạn nâng chất
lỏng bắt đầu từ lúc tập chất lỏng này được khí nén đẩy lên bề mặt. Giai đoạn giảm áp
suất bắt đầu sau khi phần cuối của tập chất lỏng đã đi vào hệ thống thu gom vả ngừng
bơm khí nén đồng thời chu kỳ tích lũy mới lại bắt đầu.

120
Chúng ta nhận thấy trong khai thác dầu bằng phương pháp Gaslift định kỳ có 2
yếu tố ảnh hưởng đến sản lượng dầu đó là sự trượt khí và sự rơi trở lại của dầu xuống
giếng. Vì thế để nâng cao hiệu quả khai thác dầu bằng phương pháp Gaslift định kỳ
chúng ta có 2 cách : Tăng thể tích dầu nâng lên trong một chu kỳ hoặc có thể tăng số
chu kỳ khai thác trong một khoảng thời gain nhằm tăng lượng dầu nâng lên theo cách
này thì cần phải giảm thời gian cảu một chu kỳ khai thác.
Dưới đây là một số phương pháp Gaslift định kỳ thường dùng mang lại hiệu quả cao .
8.1.1 Phương pháp khai thác Gaslift định ky sử dụng bồn tích chứa
Phương pháp khai thác Gaslift định kỳ sử dụng bồn tích chứa áp dụng cho
giếng có hệ số sản phẩm thấp và đặc biệt phù hợp với các giếng có hệ số sản phẩm cao
nhưng áp suất vỉa nhỏ . Có 2 loại bồn chứa cơ bản : Loại bồn chứa dùng 2 Paker và
loại sử dụng ống lồng có đường kính rộng hơn ống nâng nhằm nằm ở phía đáy cột ống
nâng . Sự áp dụng của mỗi loại bồn tích chứa phụ thuộc vào kích thước của cột ống
chống khai thác , điều kiện kinh tế , điều kiện giếng và tính lợi ích của các trang thiết
bị cho việc lắp ráp bồn chứa . Bồn tích được thiết kế sao cho khí nén vào trong bồn từ
phía trên của bồn và thay thế chất lỏng trong bồn từ nóc bồn đến đáy ống chìm. Phần
trên bồn chứa có van xả khí đồng hành tích tụ và cho phép sản phẩm khai thác có thể
tích lũy hầu hết thể tích bồn chứa

Hình 8.1 Phương pháp Gaslift định kỳ sử dụng bồn tích chứa