Luận văn thạc sĩ công nghệ khoan và khai thác dầu khí đánh giá phương án phát triển mỏ cho các mỏ cận biên ứng dụng trong phát triển cụm mỏ thăng long đông đô bồn trũng cửu long

Luận văn thạc sĩ đánh giá phương án phát triển mỏ cận biên, ứng dụng hiệu quả cho cụm mỏ Thăng Long - Đông Đô, bồn trũng Cửu Long.

• Tác giả: Nguyễn Hữu Khang
• Người hướng dẫn: TS. Mai Cao Lân
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật khoan, khai thác và công nghệ dầu khí
• Đề tài: Đánh giá phương án phát triển mỏ cho các mỏ cận biên, ứng dụng trong phát triển cụm mỏ Thăng Long – Đông Đô, bồn trũng Cửu Long
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MỎ CẬN BIÊN VÀ ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về mỏ cận biên
• 1.1.1. Khái niệm về mỏ cận biên
• 1.1.2. Kinh nghiệm về phát triển mỏ cận biên của các công ty và các nước công nghiệp dầu khí
• 1.2. Đặc điểm địa chất bể Cửu Long
• 1.2.1. Đặc điểm kiến tạo
• 1.2.2. Đặc điểm hệ thống dầu khí
• 1.3. Tiềm năng phát triển các mỏ cận biên bể Cửu Long
• 1.3.1. Các tích tụ Hydrocarbon
• 1.3.2. Tình trạng khai thác trong bể Cửu Long
• 1.3.3. Nhận xét sơ bộ về khả năng phát triển các mỏ nhỏ trong bể
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tính toán trữ lượng tại chỗ
• 2.1.1. Tính toán trữ lượng tại chỗ theo phương pháp thể tích
• 2.1.2. Phân cấp trữ lượng và đánh giá trữ lượng đưa vào phát triển mỏ
• 2.2. Mô hình địa chất
• 2.2.1. Xây dựng mô hình địa chất cho tầng trầm tích
• 2.2.2. Xây dựng mô hình địa chất cho tầng móng
• 2.3. Mô hình thủy động lực và dự báo sản lượng khai thác
• 2.3.1. Giới thiệu chung
• 2.3.2. Lý thuyết cơ sở
• 2.3.3. Ý nghĩa của việc xây dựng mô hình
• 2.4. Tính toán đảm bảo dòng chảy
• 2.4.1. Các thông số cần thiết cho tính toán đảm bảo dòng chảy
• 2.4.2. Cơ sở lý thuyết tính toán chính đảm bảo dòng chảy
• 3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG ÁN PHÁT TRIỂN CHO CÁC MỎ CẬN BIÊN
• 3.1. Đánh giá về địa chất và công nghệ mỏ
• 3.1.1. Thống kê và đánh giá số liệu hiện có
• 3.1.2. Tính toán trữ lượng tại chỗ và phân cấp trữ lượng
• 3.1.3. Xây dựng mô hình địa chất
• 3.1.4. Xây dựng mô hình thủy động lực
• 3.1.5. Xây dựng phương án sản lượng khai thác và số giếng tương ứng
• 3.2. Lập các phương án phát triển mỏ độc lập
• 3.2.1. Tìm hiểu một số cấu hình phát triển mỏ độc lập
• 3.2.2. Lập bảng các phương án hệ thống thiết bị
• 3.2.3. Biện luận lựa chọn các phương án phát triển độc lập
• 3.3. Lập các phương án phát triển kết nối mỏ
• 3.3.1. Lập bảng các phương án hệ thống thiết bị
• 3.3.2. Biện luận lựa chọn các phương án phát triển kết nối
• 3.4. Tính toán đảm bảo dòng chảy
• 3.4.1. Các điều kiện đầu vào
• 3.4.2. Tính toán các phương án đường ống và thiết bị đi kèm cần thiết
• 3.5. Ước tính chi phí và xây dựng mô hình kinh tế
• 3.5.1. Ước tính các loại chi phí
• 3.5.2. Thông số đầu vào và mô hình kinh tế
• 3.6. So sánh và lựa chọn phương án phát triển mỏ tối ưu
• 4. CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG ÁN PHÁT TRIỂN MỎ MỚI XÂY DỰNG TRONG PHÁT TRIỂN CỤM MỎ THĂNG LONG - ĐÔNG ĐÔ, BỒN TRŨNG CỬU LONG
• 4.1. Tổng quan về mỏ Thăng Long - Đông Đô
• 4.2. Đánh giá về địa chất và công nghệ mỏ
• 4.2.1. Thống kê và đánh giá số liệu hiện có
• 4.2.2. Tính toán trữ lượng tại chỗ và phân cấp trữ lượng
• 4.2.3. Xây dựng mô hình địa chất
• 4.2.4. Xây dựng mô hình thủy động lực và dự báo sản lượng khai thác
• 4.3. Lập các phương án phát triển mỏ độc lập
• 4.3.1. Lập bảng các phương án hệ thống thiết bị
• 4.3.2. Biện luận lựa chọn các phương án phát triển độc lập
• 4.4. Lập các phương án phát triển kết nối mỏ
• 4.4.1. Lập bảng các phương án hệ thống thiết bị
• 4.4.2. Biện luận lựa chọn các phương án phát triển kết nối
• 4.5. Tính toán đảm bảo dòng chảy
• 4.5.1. Các điều kiện đầu vào
• 4.5.2. Tính toán các phương án đường ống và thiết bị đi kèm cần thiết
• 4.6. Ước tính chi phí và xây dựng mô hình kinh tế
• 4.6.1. Ước tính các loại chi phí
• 4.6.2. Thông số đầu vào và mô hình kinh tế
• 4.7. Lựa chọn phương án phát triển tối ưu cho mỏ Thăng Long - Đông Đô
• KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Phát triển mỏ cận biên

Phát triển mỏ cận biên là một trong những chiến lược quan trọng trong ngành dầu khí, đặc biệt khi các mỏ lớn đã được khai thác gần hết. Cụm mỏ Thăng Long - Đông Đô tại bồn trũng Cửu Long là một ví dụ điển hình. Các mỏ này có trữ lượng nhỏ, nhưng với công nghệ hiện đại, việc khai thác có thể mang lại hiệu quả kinh tế. Luận văn tập trung vào việc đánh giá các phương án phát triển, từ đó tối ưu hóa sản xuất và quản lý mỏ. Các phương án được xem xét bao gồm cả phát triển độc lập và kết nối với các mỏ lân cận.

1.1. Khái niệm và kinh nghiệm

Mỏ cận biên được định nghĩa là các mỏ có trữ lượng nhỏ, thường không đủ hấp dẫn về mặt kinh tế trong điều kiện công nghệ cũ. Tuy nhiên, với sự tiến bộ của công nghệ khai thác, các mỏ này có thể trở thành nguồn lợi nhuận tiềm năng. Kinh nghiệm từ các nước công nghiệp dầu khí cho thấy, việc áp dụng các phương pháp tối ưu hóa sản xuất và quản lý mỏ hiệu quả có thể biến các mỏ cận biên thành dự án khả thi.

1.2. Đặc điểm bồn trũng Cửu Long

Bồn trũng Cửu Long là một trong những khu vực giàu tiềm năng dầu khí tại Việt Nam. Đặc điểm địa chất của bồn trũng này bao gồm các tầng trầm tích và móng nứt nẻ, tạo điều kiện thuận lợi cho tích tụ hydrocarbon. Tuy nhiên, việc khai thác các mỏ nhỏ trong khu vực đòi hỏi sự đánh giá kỹ lưỡng về trữ lượng và công nghệ khai thác phù hợp.

II. Đánh giá phương án phát triển

Đánh giá phương án phát triển là bước quan trọng trong việc quyết định khai thác các mỏ cận biên. Luận văn đề xuất một quy trình đánh giá chi tiết, bao gồm việc tính toán trữ lượng, xây dựng mô hình địa chất, và dự báo sản lượng khai thác. Quy trình này được áp dụng cụ thể cho cụm mỏ Thăng Long - Đông Đô, nhằm tìm ra phương án phát triển tối ưu nhất về mặt kỹ thuật và kinh tế.

2.1. Tính toán trữ lượng

Việc tính toán trữ lượng tại chỗ là bước đầu tiên trong quy trình đánh giá. Các phương pháp thể tích và phân cấp trữ lượng được sử dụng để xác định lượng dầu và khí có thể khai thác. Kết quả tính toán này là cơ sở để xây dựng các phương án phát triển mỏ.

2.2. Xây dựng mô hình địa chất

Mô hình địa chất được xây dựng dựa trên dữ liệu từ các giếng khoan và khảo sát địa chấn. Mô hình này giúp dự báo sản lượng khai thác và xác định các vị trí giếng khoan tối ưu. Đối với cụm mỏ Thăng Long - Đông Đô, mô hình địa chất được xây dựng cho cả tầng trầm tích và móng nứt nẻ.

III. Ứng dụng thực tiễn

Luận văn không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà còn áp dụng quy trình đánh giá vào thực tế. Cụm mỏ Thăng Long - Đông Đô được chọn làm đối tượng nghiên cứu. Các phương án phát triển được đánh giá về mặt kỹ thuật và kinh tế, từ đó chọn ra phương án tối ưu nhất. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc kết nối các mỏ nhỏ với cơ sở hạ tầng hiện có có thể mang lại hiệu quả kinh tế cao.

3.1. Phương án phát triển độc lập

Các phương án phát triển độc lập được xem xét bao gồm việc sử dụng giàn khai thác nổi và hệ thống đường ống riêng biệt. Mỗi phương án được đánh giá dựa trên chi phí đầu tư và hiệu quả kinh tế.

3.2. Phương án phát triển kết nối

Phương án kết nối các mỏ nhỏ với cơ sở hạ tầng hiện có được đánh giá là có hiệu quả kinh tế cao hơn. Việc tận dụng đường ống và giàn xử lý hiện có giúp giảm chi phí đầu tư và tăng hiệu quả khai thác.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Bồn trũng Cửu Long giữ vị trí chiến lược đối với an ninh năng lượng quốc gia khi đóng góp phần lớn sản lượng khai thác dầu khí tại Việt Nam, với tổng trữ lượng phát hiện đạt khoảng 670 triệu mét khối dầu thu hồi trên nền 2.140 triệu mét khối tại chỗ. Tuy nhiên, sau nhiều thập kỷ khai thác liên tục, khoảng 295 triệu mét khối đã được thu hồi và các mỏ chủ lực đang bước vào giai đoạn suy giảm sản lượng tự nhiên. Trong bối cảnh đó, việc khai thác các tích tụ dầu khí quy mô nhỏ và mỏ cận biên trở thành giải pháp then chốt để duy trì sản lượng ổn định cho toàn ngành. Mỏ cận biên vốn đối mặt với nhiều thách thức về hiệu quả kinh tế do chi phí đầu tư ban đầu cao và điều kiện địa chất phức tạp.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là xây dựng quy trình chuẩn mực gồm các bước đánh giá kỹ thuật và kinh tế cho mỏ cận biên, đồng thời ứng dụng thực tế để lựa chọn phương án tối ưu cho cụm mỏ Thăng Long - Đông Đô thuộc Lô 01/97 và 02/97. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào đặc điểm cấu trúc địa chất hai tầng chứa gồm móng granit nứt nẻ trước Đệ Tam và cát kết trầm tích Mioxen dưới, với dữ liệu địa chấn và giếng khoan được xử lý trong giai đoạn 2011-2012 cùng mô phỏng dự báo khai thác kéo dài đến năm 2020. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn sâu sắc khi cung cấp giải pháp gia tăng hệ số thu hồi dầu từ mức cơ sở 25% lên khoảng 35% đến 40%, đồng thời thiết lập mô hình hiệu quả kinh tế rõ ràng với giá dầu cơ sở 60 USD trên thùng, tạo tiền đề khai thác bền vững tài nguyên dầu khí quốc gia.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng hệ thống lý thuyết chuyên sâu trong kỹ thuật khai thác và công nghệ dầu khí. Đầu tiên là lý thuyết tính toán trữ lượng dầu khí tại chỗ theo phương pháp thể tích kết hợp phân cấp trữ lượng theo quy chuẩn của Hội đồng Trữ lượng Quốc gia và Hiệp hội Kỹ sư Dầu khí Quốc tế với ba cấp xác minh P1, có khả năng P2 và có thể P3. Trữ lượng 2P được chuẩn hóa làm thông số đầu vào cho kế hoạch phát triển mỏ.

Thứ hai, nghiên cứu áp dụng lý thuyết mô hình hóa nứt nẻ liên tục thay thế cho mô hình truyền thống nhằm mô tả chính xác mạng lưới khe nứt trong tầng móng granit. Lý thuyết này kết hợp mạng nơ-ron nhân tạo và giải thuật địa thống kê để liên kết thuộc tính địa chấn với mật độ nứt nẻ thực tế.

Thứ ba, khung động lực học dòng chảy đa pha ba thành phần dầu, nước và khí dựa trên phương trình Darcy mở rộng, mô hình cân bằng vật chất và mô hình nhiệt thủy lực đường ống được sử dụng để giải bài toán đảm bảo dòng chảy.

Hệ thống khái niệm kỹ thuật cốt lõi được định lượng rõ ràng qua các chỉ số giới hạn: thể tích sét nhỏ hơn 35%, độ rỗng hiệu dụng trên 10% đến 12%, độ bão hòa nước dưới 65% đến 70%, cùng tỷ số khí hòa tan dao động từ 50 đến 200 mét khối trên mét khối.

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu kết hợp chặt chẽ giữa xử lý dữ liệu thực địa và mô phỏng số hóa hiện đại:

• Nguồn dữ liệu: Cơ sở dữ liệu bao gồm kết quả địa chấn 3D xử lý theo miền độ sâu, tài liệu đo Karota giếng khoan, mẫu lõi, dữ liệu đo áp suất thành hệ và thử vỉa từ các giếng khoan thăm dò tại mỏ Thăng Long và Đông Đô.
• Phương pháp phân tích: Nghiên cứu áp dụng mô phỏng xác suất Monte Carlo với 10.000 vòng lặp ngẫu nhiên trên phân bố Log-normal để lượng hóa toàn diện các sai số về thể tích vỉa, độ rỗng và độ bão hòa dầu.
• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Tập dữ liệu gồm toàn bộ các giếng khoan thăm dò trong khu vực nghiên cứu được chọn lọc theo phương pháp đại diện địa tầng, kết hợp đối sánh với dữ liệu tương đồng từ 5 mỏ lân cận tại bồn trũng Cửu Long. Phương pháp phân tích số trị được lựa chọn vì tính chất nứt nẻ bất đồng nhất cao của đá móng không thể giải quyết bằng các phương trình giải tích đơn giản.
• Khung thời gian: Toàn bộ quá trình chuẩn hóa dữ liệu và xây dựng mô hình lưới thô quy mô 2 đến 3 triệu ô lưới với kích thước 25 nhân 25 mét được thực hiện trong giai đoạn nghiên cứu hoàn tất năm 2011, phục vụ dự báo động thái khai thác từ năm 2014 đến 2020.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình phân tích và mô phỏng chuyên sâu đã đem lại bốn phát hiện mang tính bước ngoặt:

1. Xác định chính xác trữ lượng và đặc tính vỉa: Mô hình địa chất 3D cho thấy tầng móng nứt nẻ có độ bão hòa nước thấp chỉ khoảng 15%, độ rỗng hiệu dụng nứt nẻ đạt từ 1,5% đến 3%, đóng góp trên 70% tổng trữ lượng dầu tại chỗ của toàn mỏ.
2. Tối ưu hóa hệ số thu hồi qua bơm ép nước: Mô phỏng thủy động lực học chứng minh giải pháp bơm ép nước duy trì áp suất vỉa giúp nâng cao hệ số thu hồi dầu thêm 12% đến 15% so với chế độ suy giảm áp suất tự nhiên, đưa hệ số thu hồi chung toàn cụm mỏ đạt ngưỡng 28% đến 36%.
3. Làm chủ bài toán nhiệt thủy lực đường ống: Tính toán đảm bảo dòng chảy trên tuyến ống kết nối từ giàn đầu giếng Thăng Long và Đông Đô về giàn xử lý chất lỏng trung tâm của mỏ lân cận khẳng định việc lựa chọn đường kính ống 10 inch và 12 inch kiểm soát tốt hiện tượng sụt áp dưới 20 bar, đồng thời giữ nhiệt độ dòng lưu chất luôn cao hơn nhiệt độ kết tủa sáp trong suốt chu kỳ khai thác 2014-2020.
4. Đột phá về hiệu quả kinh tế của phương án kết nối: So sánh 4 kịch bản phát triển cho thấy phương án kết nối đường ống ngầm giúp tiết kiệm hơn 30% tổng chi phí đầu tư ban đầu so với phương án độc lập sử dụng tàu xử lý chứa dầu, mang lại tỷ suất lợi tức nội tại vượt mức 18% và giá trị hiện tại ròng đạt mức tối ưu tại giá dầu 60 USD trên thùng.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả vượt trội của phương án kết nối xuất phát từ việc tận dụng tối đa cơ sở hạ tầng xử lý sẵn có tại bồn trũng Cửu Long, giảm bớt gánh nặng chi phí chế tạo mới các giàn công nghệ phức tạp. So với các nghiên cứu trước đây vốn chỉ áp dụng mô hình phân bố nứt nẻ quanh đứt gãy, phương pháp mô hình nứt nẻ liên tục kết hợp mạng nơ-ron đã giúp giảm thiểu 15% độ sai lệch thể tích giữa tính toán mô hình và báo cáo trữ lượng được phê duyệt.

Về mặt trực quan khoa học, các kết quả này có thể được biểu diễn trực tiếp qua biểu đồ đường thể hiện quan hệ áp suất vỉa và lưu lượng khai thác theo các năm, kết hợp bảng ma trận so sánh chi phí đầu tư và chi phí vận hành giữa phương án phát triển độc lập và phương án kết nối thu gom. Nhờ đó, rủi ro kỹ thuật được kiểm soát chặt chẽ và khẳng định tính khả thi cao trong thực tế triển khai ngoài khơi.

Đề xuất và khuyến nghị

Để hiện thực hóa hiệu quả khai thác cụm mỏ Thăng Long - Đông Đô và mở rộng áp dụng cho các mỏ cận biên khác, nghiên cứu đưa ra 4 nhóm giải pháp cụ thể:

• Triển khai phương án kết nối mỏ: Nhà thầu điều hành cần tiến hành xây dựng hai giàn đầu giếng nhẹ tại Thăng Long và Đông Đô kết hợp lắp đặt tuyến đường ống ngầm 10 đến 12 inch kết nối về giàn xử lý trung tâm lân cận, nhằm cắt giảm 25% đến 30% chi phí đầu tư ngay trước mốc đưa mỏ vào vận hành năm 2014.
• Tối ưu hóa công nghệ duy trì áp suất vỉa: Bộ phận công nghệ mỏ cần áp dụng giải pháp bơm ép nước duy trì áp suất đáy giếng bắt đầu từ năm thứ hai của chu kỳ khai thác, hướng tới mục tiêu duy trì sản lượng khai thác đỉnh và đạt hệ số thu hồi trên 30%.
• Kiểm soát định kỳ chế độ dòng chảy: Đội ngũ kỹ sư vận hành ngoài khơi phải duy trì lịch phóng thoi làm sạch đường ống định kỳ 15 đến 30 ngày một lần, kết hợp châm hóa chất ức chế lắng đọng sáp nhằm đảm bảo an toàn vận hành tuyến ống ngầm dài hàng chục kilomet.
• Chuẩn hóa quy trình đánh giá mỏ cận biên: Cơ quan quản lý dầu khí quốc gia cần ban hành quy trình đánh giá kỹ thuật và kinh tế gồm 5 bước chuẩn hóa để áp dụng ngay cho hơn 15 cấu tạo mỏ nhỏ tiềm năng còn lại tại bồn trũng Cửu Long trong giai đoạn 2012-2015.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn là nguồn tài liệu học thuật và thực tiễn giá trị cao cho 4 nhóm đối tượng chuyên môn:

• Kỹ sư công nghệ mỏ và kỹ sư khoan khai thác: Tiếp cận chi tiết phương pháp xây dựng mô hình nứt nẻ liên tục cho tầng móng và quy trình mô phỏng thủy lực dòng chảy đa pha trong ống ngầm.
• Chuyên gia phân tích kinh tế dự án năng lượng: Vận dụng mô hình tài chính với 10.000 biến ngẫu nhiên Monte Carlo để thẩm định chi phí đầu tư, chi phí vận hành, giá trị hiện tại ròng và điểm hòa vốn cho các dự án khai thác cận biên.
• Cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách dầu khí: Tham khảo cơ sở khoa học về ranh giới kinh tế mỏ nhỏ để xây dựng các cơ chế khuyến khích, ưu đãi thuế tài nguyên và phí thuê mỏ phù hợp với thực tiễn.
• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành Kỹ thuật Dầu khí: Sử dụng luận văn làm tài liệu tham khảo chuẩn mực về tích hợp liên ngành giữa địa chất, công nghệ mỏ, kỹ thuật đường ống và hiệu quả đầu tư dự án.

Câu hỏi thường gặp

Mỏ dầu khí cận biên được định nghĩa như thế nào trong kỹ thuật và kinh tế?
Mỏ cận biên là mỏ dầu khí chưa thể phát triển hiệu quả trong điều kiện kỹ thuật, giá dầu và cơ chế đầu tư tại một thời điểm nhất định. Khi công nghệ mới được áp dụng hoặc giá nhiên liệu đạt trên 60 USD trên thùng, các mỏ này sẽ chuyển hóa thành tích tụ có giá trị thương mại.

Tại sao phương pháp mô hình nứt nẻ liên tục lại vượt trội cho tầng móng granit?
Phương pháp này kết hợp mạng nơ-ron nhân tạo với các thuộc tính địa chấn 3D giúp dự báo chính xác mật độ và hướng nứt nẻ không gian. Nhờ đó, độ rỗng nứt nẻ trung bình khoảng 1,5% đến 3% được phân bổ chính xác hơn, khắc phục hoàn toàn nhược điểm cục bộ của phương pháp phân bố theo đứt gãy truyền thống.

Yếu tố nào quyết định tính khả thi của phương án kết nối đường ống ngầm?
Khâu then chốt là tính toán đảm bảo dòng chảy nhằm kiểm soát chế độ dòng chảy đa pha, sụt áp và biến thiên nhiệt độ. Đường ống 10 đến 12 inch phải đảm bảo áp suất vận hành dưới 20 bar và nhiệt độ luôn cao hơn điểm đông đặc của sáp paraffin để tránh nguy cơ tắc nghẽn.

Bơm ép nước đóng vai trò gì trong việc gia tăng hệ số thu hồi dầu?
Bơm ép nước giúp bù đắp năng lượng vỉa bị suy giảm trong quá trình khai thác, duy trì áp suất đáy giếng và đẩy dầu về giếng khai thác. Giải pháp này giúp gia tăng hệ số thu hồi thêm 12% đến 15%, đưa hiệu quả thu hồi chung đạt mức 28% đến 36%.

Làm thế nào để lượng hóa rủi ro trữ lượng đối với các mỏ có dữ liệu hạn chế?
Nghiên cứu áp dụng mô phỏng xác suất Monte Carlo với 10.000 vòng lặp trên các thông số phân bố Log-normal như thể tích vỉa, độ rỗng và độ bão hòa dầu. Phương pháp này giúp xác định chính xác các cấp trữ lượng P1, P2, P3 và cung cấp con số trữ lượng 2P tin cậy cho thiết kế phát triển.

Kết luận

• Xây dựng thành công quy trình đánh giá kỹ thuật và kinh tế toàn diện gồm 5 bước chuẩn hóa dành riêng cho các mỏ dầu khí cận biên ngoài khơi Việt Nam.
• Ứng dụng đột phá phương pháp mô hình hóa nứt nẻ liên tục kết hợp trí tuệ nhân tạo trên mô hình 2 đến 3 triệu ô lưới, nâng cao độ chính xác dự báo vỉa móng granit.
• Khẳng định phương án kết nối thu gom về cơ sở lân cận giúp cắt giảm hơn 30% chi phí đầu tư ban đầu so với phương án khai thác độc lập.
• Thiết lập giải pháp bơm ép nước và đảm bảo dòng chảy tối ưu, nâng hệ số thu hồi cụm mỏ Thăng Long - Đông Đô lên ngưỡng 28% đến 36%.
• Cung cấp cơ sở khoa học vững chắc để mở rộng triển khai cho hơn 15 cấu tạo mỏ nhỏ tiềm năng tại bồn trũng Cửu Long trong giai đoạn tiếp theo.

Các đơn vị quản lý tài nguyên và nhà thầu dầu khí cần sớm áp dụng quy trình chuẩn hóa này vào công tác lập kế hoạch phát triển đại cương nhằm tối ưu hóa nguồn lực và khai thác hiệu quả các mỏ dầu khí cận biên trên thềm lục địa nước nhà.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE MO CAN BIEN VA DAC DIEM KHU VUC NGHIEN CUU Trong chương này sẽ giới thiệu khái niệm về mỏ cận biên, kinh nghiệm phát triển loại mỏ này trên thế giới. Việc tìm hiểu này mang lại cái nhìn tổng thể về đối tượng của đề tài, giúp hiểu rõ hơn đối tượng cũng như hình dung ra vị trí vai trò của đối tượng trong ngành dầu khí. Tiếp theo là tổng quan về bê Cửu Long, đặc điểm địa chất, danh sách các mỏ và cấu tạo đã phát hiện, tình trạng khai thác của Bê. Việc mô tả này cuối cùng dẫn đến những nhận xét về khả năng phát triên của các mỏ cận biên trong bể.

Tổng quan về mỏ cận biên 1. Khái niệm về mỏ cận biên Khi nói về mỏ cận biên, nó thường được ngầm hiểu là cận biên về kinh tế. Định nghĩa thường được sử dụng để mô tả một mỏ cận biên là: Một mỏ mà với điều kiện về kỹ thuật, môi trường đầu tư và thị trường ở một thời điểm nào đó không thể phát triển một cách có hiệu quả kinh tế thì được coi là cận biên ở thời điểm đó. Khi môi trường đầu tư, thị trường, kỹ thuật thay đổi, những mỏ đó có khả năng phát triển một cách hiệu quả.

Giá trị của mỏ được xác định thông qua việc đánh giá các tiêu chuẩn kinh tế liên quan đến các yếu tổ tự nhiên, xã hội, công nghệ và thị trường. Chính các yếu tố này sẽ quyết định tính kinh tế của việc phát triển mỏ. Về cơ bản, các yếu tố đó bao gồm: Các yếu tô tự nhiên: - _ Trữ lượng mỏ. -_ Độ sâu của mực nước,các điều kiện địa lý, khí hậu, môi trường, mức độ an toàn, độ phức tạp về địa chất.

- Loai va chất lượng sản phẩm dầu, khí hay condensat. Các yếu tô xã hội: - Mức độ ôn định của cơ chế chính trị, nhịp độ tăng trưởng kinh tế của nước chủ nhà. Điều này có tầm quan trọng đặc biệt vì nó ảnh hưởng tới độ rủi ro của vốn đầu tư mà các nhà thầu bỏ vào. Nguyễn Hữu Khang — Lớp Kỹ thuật khoan, khai thác và công nghệ dâu khí 12 Đánh giá phương án phát triển cho các mỏ cận biên, ứng dụng trong phát triển cụm mo Thang Long - Đông Đô, bồn trũng Cửu Long - _ Các chế độ ưư đãi khác cho các vùng có đặc thù khác nhau.

Các yếu tố về công nghệ, thị trường: - Các điều kiện về cơ sỏ hạ tầng sã có cho việc khai thác, xây dựng, lắp đặt, vân chuyên sản phẩm, khoảng cách đến bờ hoặc đến cơ sở khai thác gần nhất, sự có sẵn của các thiết bị khoan, tàu hoặc các hệ thống khai thác cho các mỏ lân cận. - Công nghệ sẵn có thích hợp cho việc khai thác các mỏ cận biên một cách có hiệu quả. - Các biến động về giá nhiên liệu, thiết bị và các yếu tố liên quan đến thị trường. -__ Thị trường tiêu thụ sản phẩm (đặc biệt với mỏ khí) Các yếu tô pháp lý, điều kiên hợp động: - _ Bộ khung luật pháp: Luật dầu khí, Luật bảo vệ môi trường, hệ thống thuế.

- Hình thức hợp đồng: hợp đồng phân chia sản phẩm (PSC), liên doanh, tô nhượng, hợp đồng dịch vụ. -_ Điều khoản hợp đồng: © Hoa hong chit ky. ® Ty suat thu hồi vốn. © Chia dau lai.

¢ Phan tham gia của nước chủ nhà. © Cac loai thuế. Phần lớn các mỏ dầu của thế giới là nhỏ, và chiếm khoảng 10% tổng trữ lượng khai thác của thế gidi (Bang 1. Nguyễn Hữu Khang — Lớp Kỹ thuật khoan, khai thác và công nghệ dâu khí 13 Đánh giá phương án phát triển cho các mỏ cận biên, ứng dụng trong phát triển cụm mo Thang Long - Đông Đô, bồn trũng Cửu Long Kích thước mỏ dâu „ ` Đóng góp vào tổng Phân loại SỐ lượng mỏ dâu (Tỷ thùng) trữ lượng (%) Siêu không lô >10 25 40 Không lô >0,5 338 40 Lớn >0,1 1.

Phân loại các mỏ dầu khí theo độ lớn của trữ lượng. Trong những năm gần đây, các mỏ lớn và không lồ ngày càng ít được phát hiện. Để đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của thế giới, việc phát triển - khai thác các loại mỏ cận biên ngày càng thu hút sự quan tâm của các chủ đầu tư. Cùng với những thành tựu to lớn của công nghệ mới, việc khai thác các loại mỏ này ngày càng trở nên hiện thực và có nhiều tiễn bộ đáng kê.

Kinh nghiệm về phát triển mó cận biên của các công ty và các nước công nghiệp dâu khí Do những đặc tính riêng của mỏ cận biên như trữ lượng thường không lớn, nằm ở vùng nước sâu, xa bờ. nên kỹ thuật phát triển loại mỏ này nhất thiết phải đáp ứng được các yêu cầu nhằm giảm tới mức tối đa chi phí xây dựng, lắp đặt, vận hành và thu dọn mỏ. Để có được những thiết kế phù hợp với loại mỏ này, nhiều cải tiễn đã được thực hiện trên cơ sở các kỹ thuật hiện có. Trong hai thập kỷ vừa qua, nhiều giải pháp công nghệ đã và đang được thử nghiệm và ứng dụng với nhiều tiễn bộ lớn.

Tuy nhiên, không có một loại sơ đồ nào có thể áp dụng chung cho việc phát triển mỏ cận biên. Mỗi mỏ là một trường hợp riêng, không thể sử dụng duy nhất một quy trình công nghệ nào cho tất cả các mỏ mà chỉ có thể và cách tốt nhất là học hỏi, tham khảo kinh nghiệm từ các mỏ trên thế giới để áp dụng một cách linh hoạt vào mỗi phát hiện cụ thể. Nguyễn Hữu Khang — Lớp Kỹ thuật khoan, khai thác và công nghệ dâu khí 14 Đánh giá phương án phát triển cho các mỏ cận biên, ứng dụng trong phát triển cụm mo Thang Long - Đông Đô, bồn trũng Cửu Long Sau đây sẽ điểm qua một số loại hình phát trién mỏ cận biên cho tới nay thường được áp dụng trong khu vực vịnh Mêxicô, Biển bắc và một số nơi khác như ngoài khơi châu Phi, Địa Trung Hải cũng như khu vực châu Á. Khai thác bằng các đầu giỗng ngầm nối với cơ sở đã có sẵn: Kiêu này đùng cho một hai giếng vệ tinh để khai thác một cấu tạo/mỏ riêng biệt nằm ngoài vùng khoan của giàn chính, hay áp dụng để tiếp cận các vỉa sản phâm nhỏ ở khu vực nước sâu, còn việc xử lý sẽ được thực hiện ở cơ sở đã có sẵn.

Giàn cấu trúc nhẹ: Hệ thỗng này thường bao gồm các thiết bị nhỏ, tối thiểu để phục vụ cho khoan từ một đến sáu giếng. Các giếng này sẽ được khoan bằng giàn khoan tự nâng qua cấu trúc hoặc được khoan sẵnbằng hệ thống khoan nổi qua một template đặt trên đáy biển rồi sau đó được nối trở lại với giàn khi lắp đặt. Kiểu này được phô biến ở vịnh Mêxicô. Giàn khai thác “tự nâng”: Các loại giàn khoan tự nâng được dùng như các giàn khai thác tạm thời cho các mỏ nhỏ.

Vì không có nơi trữ sản phẩm, cho nên cần phải có tàu chứa ở gần đó. Tuy nhiên, việc sử dụng các giàn tự nâng cho mục đích khai thác bây giờ trở nên ít thông dụng hơn vì sự xuất hiện của các giàn có cấu trúc nhẹ, chỉ phí thấp. Khai thác bằng đầu giỗng ngầm sử dụng hệ thông nửa chìm: Việc sử dung các hệ thống khai thác nửa chìm cho các mỏ cận biên đã và vẫn được thử nghiệm trong 15 năm vừa qua. Số lượng giếng cho loại hệ thống này là từ 3 đến 6, đối với mỏ cận biên.

Loại hệ thống này chỉ có khả năng chứa được một lượng sản phẩm hạn chế cho nên sản phẩm cần được chuyên qua ống dẫn hoặc chứa vào hệ thống chứa khác (tàu chứa) gần đó. Khai thác bằng các đầu giếng ngầm nối với tàu chứa: Các tàu (thường là các tàu chở dầu đã cải tạo ) được sử dụng rộng rãi trong phát triển mỏ cận biên do nó có khả năng trữ sản phẩm lỏng. Sản phẩm sẽ được xuất nhờ các tàu chở dầu con thoi. Loại hệ thống này hấp dẫn đối với mỏ nhỏ vì khả năng tái sử dụng và có thể được điều chỉnh để áp dụng cho các điều kiện môi trường khác nhau.

Nguyễn Hữu Khang — Lớp Kỹ thuật khoan, khai thác và công nghệ dâu khí 15 Đánh giá phương án phát triển cho các mỏ cận biên, ứng dụng trong phát triển cụm mo Thang Long - Đông Đô, bồn trũng Cửu Long Ngoài ra, việc quyết định khai thác một mỏ dầu khí cận biên và việc lựa chọn công nghệ sẽ áp dụng còn chịu ảnh hưởng đáng kể của cơ sở hạ tầng sẵn có. Việc phát triển các mỏ dầu khí cận biên ở Việt Nam không hấp dẫn lắm đối với các nhà đầu tư nước ngoài một phần bởi cơ sở hạ tầng còn rất ít ỏi so với những khu vực khác trên thế giới như ở Biển Bắc, vịnh Mêxicô hoặc ngoài khơi Indonesia, Malaysia. Các nhà thầu có thể sử dụng giàn nhẹ để khai thác và sản phâm sẽ được đưa vào hệ thống đường ống, ống dẫn và xử lý tại các giàn đã có rải rác trong vùng. Rõ ràng việc sử dụng các cơ sở hạ tầng sẵn có sẽ giảm chỉ phí đầu tư phát triển mỏ một cách đáng kể.

Một cấu trúc khai thác 2 giếng cho một trữ lượng khoảng 5 -20 triệu thùng ở vịnh Mêxicô có thể là hoàn toàn kinh tế nhưng ở Tây Phi hoặc nhiều nơi khác trên thế giới thì có thể ngược lại. Nhưng hệ thống cơ sở hạ tầng có sẵn ở vịnh Mêxicô đã giảm chỉ phí phát triển và do đó khích lệ việc khai thác, phát triên nhiều mỏ cận biên trong khu vực này. Cũng như vậy, hệ thống đường ống dẫn khí dày đặc ở Biển Bắc và Bắc Mỹ khiến cho việc khai thác các mỏ khí cận biên ở những nơi này là kinh tế, trong khi các tích tụ khí tương tự sẽ bị bỏ qua như ở Việt Nam hoặc nhiều nơi khác trên thế giới. Đặc điểm địa chất bễ Cửu Long 1.

Đặc điểm kiến tạo Cũng như các bể trầm tích khác ở thềm lục địa Việt Nam, bể Cửu Long (Hình 1.2-1) được bắt đầu hình thành vào Paleogen do hoạt động tách giãn là chủ yếu. Mặc dù hai giai đoạn hoạt động nén ép xảy ra từ Jura muộn (J2-3) cho tới Creta sớm (KI) tạo nên những dải nâng, đổi sót nứt nẻ như Rồng-Bạch Hồ-Rạng Đông-Ruby, Vừng Đông-Sư Tử Vàng-Sư Tử Đen, v. nhưng các pha nén ép cuối Oligocen với hướng nén ép chính Tây Bắc - Đông Nam mới đóng vai trò quyết định trong việc hình thành các độ rỗng nứt nẻ hiệu dụng trong cấu tạo móng.