MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài và nội dung nghiên cứu Mỏ Rồng Đôi- Rồng đôi Tây thuộc bồn trũng Nam Côn Sơn là mỏ khai thác khí và condensate ngoài khơi Vũng Tàu. Condensate sau khi tách lọc từ hệ thống xử lý trên giàn được bơm sang tàu chứa (FSO) tại mỏ và xuất bán theo định kỳ. Khí khai thác được xử lý khô sẽ bơm vào đường ống dẫn nội mỏ rồi nhập vào đường ống Nam Côn Sơn để dẫn vào bờ tiêu thụ.
Tổng lượng khí xuất bán được khách hàng yêu cầu theo hợp đồng mua bán khí với định mức cung cấp theo từng ngày, từng giờ. Vấn đề cấp thiết đặt ra là bằng cách nào để dự báo chính xác lưu lượng khí- condensate của từng giếng cũng như tổng lượng khí- condensate của mỏ những tháng, năm tiếp theo và thậm chí hết đời mỏ để luôn thực hiện theo đúng hợp đồng mua bán dầu khí. Mặt khác cần dự báo chính xác khả năng khai thác cho từng giếng để lập ra kế hoạch sửa giếng, bắn vỉa, khoan nhánh …vv một cách hợp lý vừa đảm bảo lưu lượng khí-condensate vừa tối ưu về mặt kinh tế. Một mỏ khai thác dầu khí hiệu quả là một mỏ phải được dự báo tốt, nhằm triển khai các phương án khai thác khác nhau tùy theo từng thời kì của vỉa, tùy chế độ năng lượng vỉa và phù hợp với điều kiện kinh tế của nhà đầu tư.
Tóm lại, dự báo khai thác cho từng giếng và toàn mỏ trong tương lai để hoạt động hiệu quả và kinh tế là công tác không thể coi nhẹ, nó đóng vai trò chiến lược rất quan trọng của mỗi công ty. Do mỏ khí-condensate Rồng Đôi -Rồng đôi Tây là mỏ nhỏ nên việc lập các dự báo khai thác cho giếng và mỏ trong tương lai càng hết sức cần thiết. Bằng đề tài “DỰ BÁO KHAI THÁC CHO MỎ KHÍ - CONDENSATE RỒNG ĐÔI- RỒNG ĐÔI TÂY, BỒN TRŨNG NAM CÔN SƠN” tác giả áp dụng Phương pháp phân tích đường cong suy giảm (Decline Curve Analysis - DCA) để dự báo khai thác cho tất cả các giếng và toàn mỏ Rồng Đôi- Rồng Đôi Tây sau một thời gian khai thác cho đến hết đời mỏ. Việc phân tích dự báo khai thác dựa vào nền tảng của phần mềm Excel, đồng thời kết hợp với phần mềm chuyên dụng cho dự báo khai thác là MBAL (Petroleum Experts IPM).
Việc so sánh kết quả dự báo giữa 2 phương pháp để cho kết quả dự báo khai thác chính xác cũng được thực hiện trong luận văn này. Mục đích và phạm vi nghiên cứu Việc phân tích dự báo khai thác cho tất cả các giếng tại mỏ Rồng Đôi- Rồng Đôi Tây nhẳm đáp ứng được những yêu cầu cung cấp sản lượng khí và condensate cho nhà tiêu thụ, lập nên những kế hoạch sửa chữa giếng, khoan giếng hợp lý và cuối cùng là đảm bảo cho hoạt động tối ưu của mỏ với mục tiêu kinh tế cao nhất. Công tác dự báo khai thác được thực hiện cho tất cả các giếng tại mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây. Sử dụng phương pháp phân tích đường cong suy giảm tiến hành trên Excel cũng như phần mềm chuyên dụng MBAL, đồng thời kết hợp so sánh hai phương pháp để tìm ra đáp án chính xác cho bài toán dự báo.
Tình hình nghiên cứu đến đề tài luận văn Liên quan đến đề tài này có một số bài báo sau: - “Useful concepts for decline curve forecasting reserve estimation and analysis” M. SPE, SPE Reservoir Engineering, 1996. Bài báo này cung cấp một số hướng dẫn và khái niệm cơ bản để thực hiện dự báo và xác định trữ lượng cho các giếng khai thác hay ngừng khai thác. Từ đây có thể đưa ra các dự báo và quyết định một cách nhanh chóng và chính xác hơn.
Các nghiên cứu của Fetkovich và cộng sự thuộc Hiệp hội kỹ sư dầu khí (SPE) đã thực hiện thông qua sử dụng áp lực thành giếng không đổi, phân tích và kết hợp với phương trình cân bằng vật chất và phương trình trạng thái giả ổn định của dòng chảy khai thác để đưa ra được phương trình tỷ lệ lưu lượng và thời gian suy giảm cho các giếng dầu khí. Tuy nhiên, việc phân tích đường cong suy giảm dựa trên các phương trình của Arps luôn được coi là hoàn toàn thực nghiệm và không có các cơ sở định luật vật lý chi phối dòng chảy của dầu và khí. Đây cũng chính là nền tảng lý thuyết vững chắc cho luận văn này. - “Decline curve analysis model based on fluild flow mechanisms.Horne, Kewen Li and Rolnan.
SPE, Sanford University, 2003. Bài báo này thiết lập mô hình dựa trên cơ chế dòng chảy của chất lưu và sử dụng để phân tích sản lượng dầu khai thác từ các vỉa nứt gãy tự nhiên có bơm ép nước. Tính thấm 2 tương đối và áp lực mao dẫn cũng được đưa vào mô hình này. Nó còn cho thấy một mối quan hệ tuyến tính giữa tỷ lệ dầu khai thác và dầu thu hồi hoặc dầu khai thác cộng dồn.
Áp dụng mô hình dữ liệu dầu khai thác từ các loại vỉa chứa khác nhau và tìm thấy mối quan hệ tuyến tính giữa tốc độ khai thác và lượng dầu thu hồi dự kiến trong mô hình, đặc biệt là ở giai đoạn cuối đời mỏ. Các giá trị của lượng dầu thu hồi tối đa được đánh giá bằng cách sử dụng các thông số được xác định từ mối quan hệ tuyến tính trên. Các kết quả đã chứng minh rằng mô hình phân tích đường cong suy giảm không chỉ thích hợp cho các vỉa chứa có bơm ép nước mà còn đối với các loại cơ chế tầng nước khác nữa. Mô hình phân tích thu hồi dầu cũng đã được đề xuất và kết quả cho thấy rằng mô hình phân tích có thể phù hợp với dữ liệu dầu khai thác được thỏa đáng.
Bài báo cũng đã chứng minh rằng các đường cong loại phi tuyến thường sử dụng có thể được chuyển thành mối quan hệ tuyến tính trong đồ thị log-log. Điều này có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tích đường cong suy giảm trong khai thác. Tuy nhiên, việc ứng dụng phân tích đường cong suy giảm được sử dụng trong các mô phỏng nhưng vẫn còn nhiều hạn chế, nhất là với các vỉa có bơm ép nước. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Phương pháp phân tích đường cong suy giảm dựa trên phần mềm Excel kết hợp với chạy phần mềm chuyên dụng MBAL cho kết quả dự báo khai thác các giếng tại mỏ Rồng Đôi- Rồng đôi Tây khá chính xác và đáng tin cậy.
Việc dự báo khả năng khai thác của giếng nhằm tối ưu việc can thiệp, quản lý mỏ, đảm bảo hoạt động của mỏ hiệu quả và kinh tế nhất. Sử dụng các kỹ năng Excel để tạo nên các đồ thị liên hệ giữa Hàm lượng condensate (CLR) hoặc Log (CLR) với Sản lượng condensate/khí cộng dồn để phân tích dạng đường cong suy giảm. Tạo đồ thị giữa Lưu lượng condensate/khí theo thời gian khai thác để tính toán khả năng khai thác của giếng, thời gian giếng ngưng hoạt động do chạm mức kinh tế tối thiểu. Phân tích dự báo bằng Excel sẽ hiểu rõ hơn bản chất của công tác dự báo khai thác.
Với phần mềm MBAL thực hiện được những ứng dụng sau: • Dự báo sử dụng bảng tổng hợp lưu lượng hoặc tổng hợp áp lực giếng và cụm phân dòng • Dự báo mức độ từng giếng và toàn mỏ. • Xác định khi giếng xuất hiện nước • Dự báo áp lực suy giảm, tỷ số khí/dầu (GOR) khai thác. • Các hiệu ứng lâu dài của các quyết định hoàn thiện cho nén ép, bơm nước hoặc khí, tái sử dụng khí. Tài liệu cơ sở của luận văn Luận văn này sử dụng một phần các tài liệu liệt kê sau: 1.
Báo cáo khai thác hàng tháng, hàng năm của mỏ Rồng Đôi-Rồng Đôi Tây. Các bài báo SPE liên quan đến nội dung luận văn 3. Các tài liệu về hợp đồng cung cấp khí giữa các bên liên quan (GSPA) 4. Các tài liệu thử cho từng giếng khai thác tại mỏ Rồng Đôi – nhóm Đốc công và Kỹ sư khai thác.
Các báo cáo về địa vật lý, địa chất, công nghệ mỏ, khoan và khai thác liên quan đến mỏ Rồng Đôi-Rồng Đôi Tây. Các phương trình phân tích đường cong suy giảm để dự báo khai thác của Arp’s 7. Nhóm số liệu trực tuyến thông qua hệ thống lưu trữ và truyền số liệu DCS (Delta V Control System). Phần mềm chuyên dụng dự báo khai thác MBAL thuộc Petroleum Experts IPM.
Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây Field Development Plan – Nhóm chuyên gia và các kỹ sư. TỔNG QUAN VỀ MỎ RỒNG ĐÔI – RỒNG ĐÔI TÂY BỂ NAM CÔN SƠN 1.1 Giới thiệu Chung Mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây nằm cách khoảng 320 km về hướng Tây- Nam thành phố vũng Tàu và được phát hiện lần lượt vào 1995 và 1996 bời Công ty A. Ngày khai thác dòng sản phẩm (khí, condensate) đầu tiên là ngày 25/12/2006. Các thiết bị và đường ống tại mỏ được thiết kế để vận chuyển trung bình 130 triệu bộ khối khí/ ngày và có dung lượng khai thác tối đa là 175 triệu bộ khối khí/ ngày trong chu kỳ ngắn.
Mục tiêu của phát triển mỏ Rồng Đôi - Rồng Đôi Tây là thiết kế, lắp đặt, khai thác và vận chuyển khí theo đường ống cho bên mua (PetroVietnam) theo những điều khoản của thỏa thuận mua bán khí (GSPA). Công ty A định hướng thực hiện tất cả các công việc liên quan theo các tiêu chí: • Tránh tai nạn • Bảo vệ môi trường • Tránh mất mát tài sản và vật tư Tại mỏ có hai cụm giàn được nối với nhau bằng cây cầu dài 80m là giàn khoan đầu giếng (WHd) và giàn xử lý, nén khí, phụ trợ, nhà ở (PUQC). Giàn PUQC được thiết kế để lắp đặt hệ thống nén phụ trợ sau khoảng 14 năm khai thác. Một tàu chứa nổi (MV-12) có dung tích 300000 thùng được lắp đặt tại mỏ để chứa condensate tạm thời trước khi xuất bán qua tàu mua theo định kỳ.
Hoạt động khoan và sửa chữa lớn được thực hiện bằng giàn khoan tự nâng (Jack Up). Giàn khoan được sử dụng đáp ứng mọi thời tiết do đó cho phép khoan liên tục qua chu kỳ thời tiết xấu từ tháng 11 đến tháng 2. Tính kinh tế của mỏ bao gồm khoan 6 giếng khai thác ban đầu, tiếp theo là 3 giếng và 6 lỗ (slot) dự phòng. Sau khi tách ra từ hệ thống xử lý trên giàn, khí khai thác được bơm theo đường ống nội mỏ rồi nối vào đường ống Nam Côn Sơn và chuyển về đất liền tại Dinh Cố, Vũng Tàu.
Condensate được bơm vào tàu chứa tại mỏ và xuất bán theo định kỳ.
