Chương 1 giới thiệu tổng quan về mỏ X và khu vực Tây Nam mỏ X như vị trí địa lý, hệ thống thiết bị khai thác bề mặt theo thiết kế và sản lượng của mỏ. goài ra, trong chương nay cũng sẽ trình bày các dữ liệu về địa hình đường ống, các dữ liệu về khí hậu thủy văn, các thông số về công nghệ như áp suất, nhiệt độ. Chương 2 sẽ trình bày về cơ sở lý thuyết cho tính toán vận chuyển băng đường ống đa pha. Chương này sẽ giới thiệu tổng quát về dòng chảy đa pha, các tính chất cơ bản của chất lưu vận chuyên trong đường ống.
Trong chương này cũng sẽ trình bay các tiêu chuẩn khi thiết kế đường ống dẫn dau, các van dé liên quan đến truyền nhiệt cũng như tính toán lớp bọc cách nhiệt và giới thiệu khai quát về đảm bảo ổn định dòng chảy. Chương 3 sẽ trình bày các van dé thường xảy ra trong quá trình vận chuyển dau khí như sự hình thành paraffin, sự ăn mòn đường ống và sự hình thành nút chất lỏng. Chương 4 sẽ trình bày chi tiết tính toán đảm bảo dòng chảy từ giàn X2-WHP về X1-CPP, bao gồm việc lựa chọn đường ống, tính toán lớp bọc cách nhiệt, phân tích thời gian dừng khai thác, tính toán áp suất khởi động và phân tích sự hình thành nút chất lỏng. HVTH: Thập Minh Thư 13 Luận văn thạc sĩ CHUONG 1.
TONG QUAN VE MO X - BON TRUNG CUU LONG 1.Giới thiệu tổng quan về mồ X: Mö X thuộc bồn trũng Cửu Long cách TP HCM 180km về phía Đông am. Mỏ cho dòng dâu đầu tiên vào năm 2005 sau 4 năm phát triển với phương án phát triển của mỏ là xây dựng một giàn công nghệ xử lý trung tâm X1-CPP và một tàu chứa dầu FSO. Hiện tại, sản phẩm khai thác từ mỏ X và các mỏ khác chuyển về được xử lý tại giàn công nghệ xử l trung tâm, sau đó dầu sản phẩm được chuyển qua tàu chứa, khí được xuất về bờ và nước sau khi được xửIl đạt chuẩn được thải trực tiếp ra biển. Các giéng trên mỏ được cung cấp gaslift từ cụm máy nén trên giàn Trung Tâm X1-CPP, ngoài ra, trong tương lai sẽ cung cấp nước bơm ép cho mỏ.
Ngoài ra, gian công nghệ trung tâm X1-CPP còn đảm nhận xử lý sản phẩm, cung cấp khí nén và nước bơm ép cho các mỏ khác. Sản lượng khai thác của mỏ hiện nay đạt 10,000 thùng/ngày. Hệ thống thiết bị chính trên mỏ X bao gồm giàn công nghệ xử lý trung tâm X1-CPP và một tàu chứa dầu (FSO). Giàn công nghệ xử lý trung tâm đảm nhận xử lý sản phẩm khai thác của mỏ X và một phan sản phẩm của các mỏ khác chuyển về.
Dau sau khi được xửIl_ được vận chuyển về tàu chứa FSO thông qua hệ thong đường ống nội mỏ. Công suất thiết kế xử lý của giàn công nghệ trung tâm mỏ X được thé hiện tại Bang 1-1. Công suất xử lý của giàn công nghệ trung tâm X1-CPP [24] Hệ thống Công suất thiết kê Dâu khai thác (thùng/ngày) 100,000 Tổng lượng chat lỏng khai thác (thùng/ngày) 175,000 ước khai thác (thùng/ngày) 130,000 ước bơm ép (thùng/ngày) 225,000 Hệ thống nén khí (triệu bộ khi/ngay) 160 Xử lý khí (triệu bộ khí/ngày) 160 Hệ thống nén khí thấp áp (triệu bộ khí/ngày) 10.6 Hệ thống chuyển dau thành phẩm (thùng/ngày) 95,000 HVTH: Thập Minh Thư 14 Luận văn thạc sĩ i) Hệ thống xứ lý dau: Sản phẩm khai thác được từ mỏ X va từ các mỏ khác được vận chuyên đến giàn công nghệ trung tâm xử lý. Sản phẩm khai thác sẽ đi theo đường như sau qua hệ thống xử lý dau dé đạt được mức dầu thành phẩm dé chuyển qua tàu chứa FSO: bình tách cao áp, bình tách trung áp, bình tách thấp áp và bình tách tĩnh điện; dâu sau khi ra khỏi bình tách tĩnh điện sẽ đạt chuẩn để xuất qua tàu chứa thông qua hệ thống bơm chuyên dau.
ii) — Hệ thống xử lý khí: Sản phẩm dau khí nước sau khi đi qua bình tách cao áp thì được tách thành dâu, khí và nước. Khí sau khi được tách ra từ bình tách cao áp sẽ được đi qua hệ thống xttl khí dé đạt chuẩn làm khí nén, khí nhiên liệu và khí xuất. Hệ thống xứ khí như sau: hệ thống làm mát khí, hệ thống máy nén tăng áp, hệ thống làm mát và hệ thống làm khô khí. Khí sau khi đi qua hệ thống làm khô khí sẽ được chia theo các đường như sau: e Dùng làm khí nén cung cấp cho các giếng của mỏ X và các mỏ khác.
e Dùng làm khí nhiên liệu cung cấp cho hệ thống máy chạy băng khí trên giàn công nghệ trung tâm. e Luong khí dư còn lại sẽ được xuất về bờ. ill) Hệ thống xử ly nước: Sản phẩm nước được tách ra từ bình tách cao áp sẽ đi qua hệ thống xửI_ nước dé đạt chuẩn trước khi thải ra biển. Hệ thống xử nước bao gồm: hệ thống Hydrocyclone và hệ thông Flotation Cell.
ăm 2012, trong chương trình khoan thăm dò mở rộng về phía Tây Nam của mỏ X cách giàn công nghệ trung tâm X1-CPP khoảng 7,5 km. hà điều hành đ phát hiện thương mại tại giéng khoan thăm dò 6X với kết quả thử via cho dòng dau tối đa là 10,500 thùng dâu/ngày. Trữ lượng thu hồi khu vực phía Tây Nam là 11.49 triệu thùng đến khi kết thúc hợp đồng vào năm 2023. Trong quá trình phát triển mỏ, nhà điều hành đ đưa ra hai phương án dé phát triển cho khu vực Tây Nam xây dựng đâu giếng ngầm hoặc giàn dau giếng không người ở và kết nối với các giàn lân cận.
Dựa trên cơ sở đảm bảo kỹ thuật và hiệu quả về kinh tê, phương án phát triển được đề xuất là xây dựng một giàn đầu giếng kết nối với giàn công nghệ trung tâm CPP. Chi tiết phương án phát triển và hệ thống thiết bị chính được trình bày tại mục 1. HVTH: Thập Minh Thư 15 Luận văn thạc sĩ 1. Phương án phát triển cho khu vực Tây Nam của mồ X 1.
Phương án phát triển Hình 1-1 mô tả phương án phát triển của dự án là xây dựng một giàn giàn đầu giếng X2- WHP, sản phẩm khai thác được vận chuyển về giàn công nghệ trung tâm X1-CPP dé xử lý. - _ Số giếng phát triển: 03 giếng khai thác gồm kết nỗi giếng thăm dò 6X hiện hữu và khoan 02 giếng mới. - Hé thống đường ống ngầm và cáp điện ngầm nội mỏ: e 01 đường ống khai thác đa pha dài 7,5 km dé vận chuyên dau khai thác từ giàn X2- WHP đến giàn X1-CPP xử lý. e 01 đường ống Gaslift từ giàn X1-CPP dài 7,5 km để cung cấp khí Gaslift cho các giếng tại X2-WHP.
e 01 tuyến cáp ngầm cung cấp điện và thông tin liên lạc giữa giàn X2-WHP và XI- CPP. e — goài ra 01 đường bơm ép dai 7,5 km sẽ được xem xét lắp đặt vào giai đoạn sau nếu quá trình khai thác cho thấy cần phải chuyển đổi giếng khai thác thứ 03 thành giếng bơm ép. Cấu hình giàn: 3 chân, 3 lỗ khoan Khoáng cách đên CPP: 7,5 km :_ Đường khai thác - Đường khí nâng - Đường cấp dién/lién lạc Hình 1-1. Phương án phát triển khu vực Tây Nam HVTH: Thập Minh Thư 16 Luận văn thạc sĩ 1.
Hệ thống thiết bị chính trên giàn X2-WHP: Gian dau giếng X2-WHP được thiết kế là giàn không người với 03 chân, 03 lỗ giếng khoan bao gồm 02 lỗ giếng đôi và 01 lỗ giếng đơn trong đó 01 lỗ giếng đơn dùng dé kết nối giếng khoan thăm dò 6X, 01 lỗ giếng đôi dùng để khoan 02 giéng mới và 01 lỗ giếng đôi dé dự phòng. Hệ thống thiết bị chính của giàn bao gồm: - _ Hệ thống điện: hệ thống nguồn điện chính của giàn là 3 pha, 60Hz được cung cấp từ giàn XI-CPP qua đường cáp ngâm. Hệ thống điện dự phòng được cung cap bởi 24VDC UPS. - _ Hệ thống kiểm soát: bao gồm 1 hệ thống kiểm soát xử lý (Process Control System - PCS) và | hệ thống ngắt khan cấp (Emergency Shutdown — ESD) được thiết kế dé vận hành và tương tác với hệ thống điều khiển, vận hành hiện hữu trên XI-CPP, gồm các thiết bị: Thiết bị điều khiển và vận hành an toàn (Process & Safety Control).
Thiết bị đo lưu lượng giéng (Multiphase Flow Meter-MPFM). Hệ thống thông tin liên lạc (Telecomunication System). Hệ thống phát hiện và báo cháy (Fire and Gas Detector). Hệ thống ngặt khẩn cấp (Emergency Shutdown- ESD).
- _ Hệ thông bơm hóa phẩm: cung cấp hóa phẩm dé chống lắng đọng paraffin và chống ăn mòn. - _ Hệ thống xả, hệ thống thu nhận thoi và hệ thống an toàn. Chi tiết thông số thiết kế được thể hiện ở Bang 1-2. Thông số thiết kế X2-WHP [5] Mô tả Thông số Số lượng giéng 3 Số lượng 16 khoan 3 Độ sâu mực nước biên 46 Áp suất đóng giéng lớn nhật (psig) 1800 Ap suat dau giéng (psig) 250 - 1800 Nhiét d6 dau giéng (°C) 80-120 Loai chan dé 3 chan HVTH: Thập Minh Thư 17 Luận văn thạc sĩ Lưu lượng đầu tối đa (thùng/ngày) 8.659 Lưu lượng chat lỏng tôi đa (thùng/ngày) 12.Cở sở dữ liệu ban đầu phục vụ mô phỏng Trong phan này tóm tắt các dữ liệu phục vụ việc mô phỏng quá trình thiết kế đường ống, tính toán lớp bọc cách nhiệt, phân tích ổn định dòng chảy như thành phan chất lưu, sản lượng khai thác, địa hình của đường ống, dữ liệu về khí hậu thủy văn, các thông số công nghệ.
Thành phần cấu tử của sản phẩm khai thác và Gaslift: Một trong những cơ sở dữ liệu quan trọng để mô hình hóa các quá trình nhiệt thủy động lực đường ống là thành phan cấu tử của sản phẩm khai thác. Thành phan câu tử của sản phẩm khai thác được lay từ mẫu phân tích của mẫu giếng khoan thăm dò 6X [24]. Sản phẩm khai thác ở khu vực Tây Nam là dầu có hàm lượng paraffin cao, có nhiệt độ bắt dau kết tinh paraffin là 54,5 °C và và nhiệt độ đông đặc của dau 14 30°C. Gian đồ pha của dầu ở khu vực Tây am được thé hiện trên Hình 1-2.
Phase Envelope SV-6X Oil Oil - base cae EOS = PR Peneloux (T) 140 120 ££ 100 bs] 2 £30 n sa © '.x 80 40 20 0 -200 -100 0 100 200 300 400 500 Temperature, °C — Vapiliq mole frac 1.000 * Critical Point Hình 1-2. Gian đồ pha của dầu ở khu vực Tây Nam Chi tiết thành phần câu tử của sản phẩm khai thác và thành phần khí Gaslift được trình bày tại Phụ luc 1 và Phụ lục 2. HVTH: Thập Minh Thư 18 Luận văn thạc sĩ 1.
