Tải bản đầy đủ
CHUYÊN ĐỀ “ NÂNG CAO HIỆU QUẢ KHAI THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT ĐỊNH KỲ ”

CHUYÊN ĐỀ “ NÂNG CAO HIỆU QUẢ KHAI THÁC DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GASLIFT ĐỊNH KỲ ”

Tải bản đầy đủ

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

121
Nguyên lý làm việc của phương pháp khai thác Gaslift định kỳ sử dụng bình tích
chứa được thực hiện qua 4 giai đoạn :

Hình 8.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của phương pháp Gaslift định kỳ sử
dụng bồn tích chứa

122
 Giai đoạn cuối tích lũy : Van làm việc của bồn tích đang đóng . Van ngược mở ,
chất lỏng từ vỉa điền đầy bồn tích do chênh áp giữa vỉa và đáy giếng.
 Giai đoạn nâng chất lỏng : Bộ điều khiển mở van trên đường khí nén , khí nén
được bơm vào khoảng không gian vành xuyến làm áp suất ngoài vành xuyến tăng đến
giá trị áp suất mở van làm việc của bồn tích . Khí nén đi vào phía trong của bồn tích để
đẩy chất lỏng trong bôn tích qua ống chìm và ống nâng . Van ngược đóng ngăn chất
lỏng chảy ngược vào vỉa . Hầu hết chất lỏng được đẩy từ bồn tích vào ống nâng , sau
đó khí nén bắt đầu đi vào đáy ống chìm và đẩy tập chất lỏng chuyển động đi lên bề
mặt.(hình 8.2b )
 Giai đoạn chất lỏng lên bề mặt : Khi tập chất lỏng lên đến bề mặt và bắt đầu đi
vào hệ thống thu gom , áp suất miệng giếng tăng , áp suất ngoài khoảng không gian
vành xuyến bắt đầu giảm. ( Hình 8.2c)
 Giai đoạn đầu tích lũy : Khi tập chất lỏng đi hết vào hệ thống thu gom , áp
suất ngoài khoảng không gian vành xuyến giảm đến giá trị áp suất đóng van làm việc ,
bộ điều khiển áp suất đóng van trên đường khí nén . Khí nén trong ống nâng dưới tập
chất lỏng tiếp tục đi vào hệ thống thu gom và áp suất miệng giảm đến áp suất bình tách
. Chất lỏng từ vỉa đi vào giếng qua van ngược điền đầy vào bồn tích . Khi bồn tích
được điền đầy , chu kỳ làm việc được lặp lại như trên .( hình 8.2d)

123

8.1.2 Phương pháp khai thác Gaslift định ky sử dụng con thoi đẩy

Hình 8.3 Phương pháp Gaslift định kỳ dùng con thoi đẩy
Khai thác dầu bằng phương pháp Gaslift định kỳ sử dụng con thoi đẩy là
phương pháp nhân tạo với sự kết hợp chặt chẽ một piston hay con thoi chuyển động
lên xuống trong ống khai thác và tận dụng sự giãn nở của năng lượng khí khi chuyển
động lên bề mặt . Phương pháp này sử dụng trong khai thác Gaslift định kỳ và loại trừ
paraffin lắng đọng trong giếng . Trong phương pháp khai thác này con thoi tạo ra nút
bịt cục bộ giữa khí và chất lỏng , làm giảm lượng chất lỏng chảy ngược trở lại và nâng
cao hiệu quả khai thác.

124
Nguyên lý làm việc của phương pháp khai thác Gaslift định kỳ sử dụng con thoi
đẩy như sau :
 Giai đoạn cuối tích lũy : trong giai đoạn này , con thoi đẩy đang nằm trên
thiết bị giảm xóc dưới , sản phẩm khai thác chảy từ vỉa vảo đáy giếng do có chênh áp
giữa vỉa và đáy giếng , sau đó đi lên trên con thoi đẩy qua van ngược của con thoi
( hình 8.4a)
 Giai đoạn nâng chất lỏng : Bộ điều khiển bề mặt mở van , khí nén vào
khoảng không gian vành xuyến và áp suất khí nén tăng đến giá trị áp suất xác định ,
van làm việc mở , khí cao áp từ khoảng không ngoài cần qua van làm việc đẩy con
thoi lên bề mặt ( hình 8.4b)
 Giai đoạn sản phẩm lên miệng giếng : Giai đoạn này bắt đầu khi tập chất
lỏng lên đến miệng giếng , áp suất miệng giếng bắt đầu tăng. Chất lỏng ra khỏi miệng
giếng đi theo đường ống vào hệ thống thu gom. Trong giai đoạn này , vận tốc chất
lỏng và con thoi tăng nhanh. ( Hình 8.4c)
 Giai đoạn đầu tích lũy : Khi chất lỏng đi vảo hệ thống thu gom phần đối áp
của tập chất lỏng trên con thoi giảm va áp suất khoảng không gian vành xuyến giảm
đến một giá trị xác định , Van Gaslift làm việc đóng lại . Lúc này do quán tính và áp
suất dư phía dưới , con thoi tiếp tục đi lên và chạm vào thiết bị giảm xóc trên và làm
cho con thoi rơi xuống thiết bị giảm xóc dưới. Phần chất lỏng còn lại chảy ngược từ
trên xuống cùng chất lỏng từ vỉa đi vào giếng bắt đầu quá trình tích lũy mới( Hình
8.4d)

125

Hình 8.4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của phương pháp Gaslift định kỳ sử dụng
con thoi đẩy

126
8.1.3 Phương pháp khai thác Gaslift định ky sử dụng van chu ky

Hình 8.5 Phương pháp Gaslift định kỳ sử dụng van Gaslift chu kỳ
Phương pháp khai thác Gaslift định kỳ sử dụng van chu kỳ là phương pháp khai
thác khá phổ biến và linh động trên thế giới cũng như ở Việt Nam . Giải pháp của
phương pháp này là sử dụng van Gaslift làm việc có cấu tạo đặc biệt , cho phép mở
nhanh và đưa một lượng khí lớn đi qua van để nâng chất lỏng trong ống nâng bề mặt.
Hiện nay van Gaslift WFM – 14R là loại van đang được xí nghiệp VietSov Petro
sử dụng trong các giếng khai thác Gaslift .
Cấu tạo van gồm hai phần : Phẩn điều khiển pilot và phần điều khiển bằng
động lực , cả hai được đặt trong vỏ bọc . Buồng xếp được nạp khí Nito có áp suất cần
thiết để duy trì phần điều khiển pilot của van luôn ở trạng thái đóng . Phần động lực
được duy trì trạng thái đóng bằng lực lò xo. Phần động lực mở phụ thuộc vào phần
điều khiển pilot . Khi áp suất nén đạt giá trị xác định , phần điều khiển pilot được mở ,
sau đó cho phép mở phần động lực.

127

Hình 8.6 Van Gaslift chu ky WFM – 14R
Các đặc tính của van :
 Lỗ van cực đại ¾ inch cho WF và ½ inch cho WFM nghĩa là khả năng thông
khí cực đại đảm bảo tốc độ nút khí nhanh nhất , do đó đảm bảo khả năng khai thác sản
phẩm có hiệu quả cao nhất . Khi lỗ van động lực mở đột ngột , lượng khí đủ lớn được
ép vào với vận tốc tối ưa, làm tăng hiệu quả nâng chất lỏng .
 Có tính mền dẻo trong việc lựa chọn những thiết bị không chế khí bề mặt ,
côn tiết lưu , bộ điều áp , bộ điều khiển chu kỳ và bất cứ một thiết bị kết hợp nào .
 Sử dụng được toàn bộ áp suất làm việc , áp suất xác lập chính xác không
thay đổi , cho phép sử dụng toàn bộ áp suất cho van dưới cùng , áp suất làm việc toàn
phần có thể sử dụng đến tận van cuối cùng bằng cách thiết kế giếng với các van có áp
suất đóng bề mặt tăng dần . Điều này chỉ có thể thực hiện được khi có áp suất xác lập
van chính xác và tin cậy , mà áp suất này không thay đổi của nhiệt độ.
 Van ngược có gioăng làm kín êm là một phần gắn liền của van.
Nguyên lý hoạt động của van Gaslift chu ky như sau : Khí cao áp từ nguồn cung
cấp đưa vào khoảng không gian vành xuyến . Khí nén đi vào van nén lên buồng xếp
chứa khí Nito của phần điều khiển pilot đến một giá trị áp suất định trước , làm cho ty

128
van nâng lên khỏi đế van của phần điều khiển pilot , làm cho pilot mở. Lúc này một
lượng khí nén đi qua pilot để đến phần động lực . Khi phần pilot bắt đầu mở xuất hiện
sự tăng áp suất giữa đế van phần pilot và piston phần động lực . Khí nén tác dụng lên
piston của phần động lực làm lò xo phía dưới piston bị nén lại và piston chuyển động
trượt xuống dưới làm ty van rời khỏi đế của phần động lực. Ngay lập tức với vận tốc
cao , một lượng khí lớn đi qua lỗ van chính vào trong ống nâng. Lúc này áp suất khí
nén giảm , phần điều khiển pilot bắt đầu đóng , áp suất sau đế van bằng áp suất khí nén
trước đế van của phần pilot bắt đầu đóng , áp suất này nhỏ hơn áp suất vòng rỗng trên
piston , lò xo phần động lực đẩy piston chuyển động lại , van ngược đóng lại. Khi áp
suất khoảng không tăng lại , một chu trình mới bắt đầu…. Khoảng áp suất giữa áp suất
mở van và áp suất đóng van được gọi là độ mở của van và được xác định bằng hiệu
giữa hai giá trị áp suất trên . Theo thực tế sản suất , độ mở van Gaslift chu kỳ nằm
trong khoảng 5 – 15 at.
Nguyên lý làm việc của phương pháp khai thác Gaslift định kỳ sử dụng van
Gaslift chu kỳ như sau .
 Giai đoạn cuối tích lũy : Trong giai đoạn này van Gaslift đóng , sản phẩm khai
thác chảy từ vỉa vào giếng do chênh áp giữa vỉa và đáy giếng . Sản phẩm khai thác đi
qua van ngược tiếp tục tích lũy trong ống nâng phía trên van . ( Hình 8.7a )
 Giai đoạn nâng tập chất lỏng : Trong giai đoạn này áp suất khí nén được nén
vào khoảng không gian vành xuyến làm áp suất này tăng dần . Khi áp suất ngoài
khoảng không gian vành xuyến làm áp suất này tăng dần . Khi áp suất ngoài khoảng
không gian vành xuyến tăng đến giá trị áp suất xác định trước thì van Gaslift chu kỳ
mở , khí nén bắt đầu đi qua van vào ống nâng và nâng cột chất lỏng phía trên van đi
lên bề mặt. ( hình 8.7b )
 Giai đoạn sản phẩm khai thác lên đến bề mặt : Khi phần trên cùng tập chất
lỏng đến bề mặt là lúc áp suất miệng giếng tăng, chất lỏng bắt đẩu đi vào hệ thống thu
gom, phần đối áp do tập chất lỏng tạo ra phía trên tập khí giảm và tập khí được giải
phóng lên trên, áp suất ngoài khoảng không gian vành xuyến bắt đầu giảm nhanh và
giảm đến áp suất đóng van Gaslift chu kỳ . ( Hình 8.7c)
 Giai đoạn đầu tích lũy chất lỏng : Khi van Gaslift chu kỳ đóng , áp suất miệng
giếng giảm đến áp suất bình tách . Chất lỏng trên thành ống nâng và chất lỏng còn dư
chảy ngược lại và nhập cùng với chất lỏng chảy từ vỉa vào giếng tạo thành tập chất
lỏng mới cho chu kỳ tiếp theo . Khi cột chất lỏng và áp suất khoảng không gian vành

129
xuyến đạt đến một giá trị xác định , van Gaslft chu kỳ mở và giếng bắt đầu một chu kỳ
mới ( Hình 8.7d )

Hình 8.7 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của phương pháp Gaslift định kỳ sử dụng
van Gaslift chu kỳ

130
8.2. Trạng thái làm việc của giếng khai thác bằng phương pháp Gaslift có sản
lượng thấp tại Mỏ Bạch Hổ.
8.2.1 Hiện trạng làm việc của các giếng có sản lượng thấp tại mỏ Bạch Hổ.
Hiện nay , mỏ Bạch Hổ của Liên Doanh Dầu khí Vietsov Petro có khoảng 152
giếng đang khai thác , trong đó có 74 giếng tự phun , 78 giếng khai thác bằng Gaslift.
Trong tổng số 78 giếng khai thác bằng Gaslift có 57 giếng có sản lượng khai thác
trung bình nhỏ hơn 30 m3 / Ngd. Các giếng Gaslift có sản lượng thấp thường có các
động thái làm việc như sau:
 Áp suất khí nén có ở khoảng không gian ngoài cần và áp suất miệng giếng dao
động không theo quy luật . Áp suất dao động lớn làm cho áp suất đáy giếng không ổn
định.
 Thời gian có dòng sản phẩm của giếng ngắn , khó xác định và kiểm soát chế độ
làm việc của giếng do van Gaslift mở - đóng phụ thuộc vào áp suất khí nén ngoài
khoảng không gian vành xuyến.
 Nhiệt độ tại miệng giếng rất thấp so với môi trường , dao động trong khoảng 25
– 30 0C do hiện tượng trượt khí trong ống nâng.
 Thường xuyên lắng đọng Parafin trong ống khai thác ở độ sâu 20-150m do vậy
không vận hành được thiết bị long giếng , thường xuyên phải dừng giếng để xử lý
paraffin trong ống khai thác va cụm phân dòng ( khoảng 10 -15 ngày một lần ).
 Chi phí sử dụng khí nén Gaslift lớn nhưng lưu lượng khai thác lại thấp.
 Để giải quyết những vấn đề phức tạp của những giếng Gaslift có sản lượng thấp
nói trên cần phải áp dụng những biện pháp kỹ thuật công nghệ phù hợp. Một trong
những biện pháp đó là khai thác dầu bằng phương pháp Gaslift định kỳ.
8.2.2 Nguyên nhân làm giảm sản lượng khai thác dầu ở các giếng khai thác
Gaslift
Hiệu quả làm việc của các giếng Gaslift tại Mỏ Bạch Hổ phụ thuộc nhiều vào
khả năng lưu chuyển của hỗn hợp khí –dầu – nước trong ống khai thác , mức độ tạo
bọt khí trong dầu và khả năng khuếch tán chúng trong dòng sản phẩm.
Dầu khai thác trong tất cả các tầng sản phẩm của Mỏ Bạch Hổ là dầu có hàm
lượng Parafin cao ( 17-20%) . Nhiệt độ kết tinh Parafin trong dầu dao động trong
khoảng 51 – 680C và nhiệt độ đông đặc của dầu là 31 – 36%. Trong khi đó nhiệt độ