Ứng Dụng Phương Pháp Bơm Ép Nước Có Nồng Độ Muối Thấp Để Tăng Hệ Số Thu Hồi Dầu Trong Mỏ X

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật phân tích kỹ thuật dầu khí ứng dụng phương pháp bơm ép nước có nồng độ muối thếp gia tăng hệ số thu hồi dầu, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất

• Tác giả: Ngô Lâm Thanh Tâm
• Người hướng dẫn: TS. Mai Cao Lân
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG - HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Dầu Khí
• Đề tài: Ứng Dụng Phương Pháp Bơm Ép Nước Có Nồng Độ Muối Thấp Gia Tăng Hệ Số Thu Hồi Dầu Trong Mỏ X
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 1.1. Tổng quan về phương pháp thu hồi dầu tăng cường (EOR)
• 1.2. Phương pháp bơm ép nước có nồng độ muối thấp (LSW)
• 1.3. Các khái niệm cơ bản
• 1.4. Cơ chế tác động của phương pháp LSW
• 1.4.1. Trao đổi ion đa thành phần (MIE)
• 1.4.2. Hiệu ứng hai lớp (Double-layer effect)
• 1.4.3. Sự gia tăng pH
• 1.5. Ảnh hưởng của môi trường
• 2. CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH HÓA QUÁ TRÌNH LSW CHO MỎ X
• 2.1. Thu thập số liệu đầu vào
• 2.2. Mô hình hóa cơ chế MIE và hiệu ứng hai lớp
• 2.3. Mô hình hóa cơ chế gia tăng pH
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH THU HỒI DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP LSW
• 3.1. Quá trình mô phỏng
• 3.2. Lập danh sách các phương án khai thác
• 3.3. Phân tích kết quả
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• 1. Lí do sét tích điện âm vĩnh viễn
• 2. Cấu trúc và đặc tính của khoáng vật sét
• 3. Thành phần phân cực của dầu thô

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Phương Pháp Bơm Ép Nước Nồng Độ Muối Thấp

Phương pháp bơm ép nước nồng độ muối thấp (LSW) đã trở thành một trong những giải pháp hiệu quả trong việc nâng cao hiệu quả thu hồi dầu. LSW không chỉ giúp tăng cường sản lượng dầu mà còn giảm thiểu chi phí khai thác. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng nước có nồng độ muối thấp có thể cải thiện đáng kể hệ số thu hồi dầu trong các mỏ cát kết. Điều này đã được chứng minh qua nhiều nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng.

1.1. Khái Niệm Cơ Bản Về LSW

Phương pháp LSW là một kỹ thuật bơm nước có nồng độ muối thấp vào các mỏ dầu nhằm tăng cường khả năng thu hồi dầu. Nồng độ muối thấp giúp cải thiện tính thấm của đá và tăng cường sự di chuyển của dầu trong lòng đất.

1.2. Lịch Sử Phát Triển Phương Pháp LSW

Phương pháp LSW đã được nghiên cứu và áp dụng từ những năm 1990. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc giảm nồng độ muối trong nước bơm ép có thể gia tăng hệ số thu hồi dầu lên đến 40% so với phương pháp truyền thống.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Việc Áp Dụng LSW

Mặc dù LSW mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc áp dụng phương pháp này cũng gặp phải một số thách thức. Các yếu tố như tính chất của đá, nồng độ muối tối ưu và điều kiện môi trường có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của phương pháp. Việc nghiên cứu và hiểu rõ các yếu tố này là rất quan trọng để tối ưu hóa quy trình bơm ép.

2.1. Tính Chất Đá Và Ảnh Hưởng Đến LSW

Tính chất của đá, đặc biệt là loại khoáng vật sét có trong đá, ảnh hưởng lớn đến hiệu quả của phương pháp LSW. Đá có tính dính ướt dầu hoặc nước sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc áp dụng LSW.

2.2. Nồng Độ Muối Tối Ưu Trong Nước Bơm Ép

Nồng độ muối trong nước bơm ép cần được điều chỉnh để đạt hiệu quả tối ưu. Nghiên cứu cho thấy nồng độ muối từ 1000 đến 7000 ppm là phù hợp nhất để gia tăng hệ số thu hồi dầu.

III. Phương Pháp Mô Hình Hóa Quá Trình LSW

Mô hình hóa quá trình LSW là một bước quan trọng trong việc nghiên cứu và tối ưu hóa phương pháp này. Việc sử dụng phần mềm mô phỏng như Eclipse 100 giúp phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả thu hồi dầu. Mô hình hóa cho phép dự đoán được kết quả thu hồi dầu trong các điều kiện khác nhau.

3.1. Mô Hình Hóa Cơ Chế Tác Động Chính Của LSW

Mô hình hóa cơ chế tác động của LSW bao gồm việc phân tích sự trao đổi ion đa thành phần và hiệu ứng hai lớp. Những yếu tố này ảnh hưởng đến độ thấm và áp suất mao dẫn trong quá trình bơm ép.

3.2. Phân Tích Kết Quả Mô Phỏng

Kết quả mô phỏng cho thấy rằng việc giảm nồng độ muối trong nước bơm ép có thể làm tăng hệ số thu hồi dầu. Các thông số như thời gian bơm và nồng độ muối cũng cần được xem xét để tối ưu hóa quy trình.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của LSW Trong Ngành Dầu Khí

Phương pháp LSW đã được áp dụng thành công trong nhiều mỏ dầu trên thế giới. Các nghiên cứu thực địa cho thấy rằng LSW không chỉ cải thiện hiệu quả thu hồi dầu mà còn giảm chi phí khai thác. Việc áp dụng LSW trong các mỏ cát kết đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả của phương pháp này.

4.1. Các Mỏ Dầu Áp Dụng LSW Thành Công

Nhiều mỏ dầu trên thế giới đã áp dụng thành công phương pháp LSW, cho thấy sự gia tăng đáng kể trong hệ số thu hồi dầu. Các nghiên cứu điển hình từ các mỏ cát kết đã chứng minh hiệu quả của phương pháp này.

4.2. Kết Quả Nghiên Cứu Tại Mỏ X

Tại mỏ X, việc áp dụng LSW đã cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong hệ số thu hồi dầu. Các thí nghiệm cho thấy rằng nồng độ muối thấp giúp tăng cường khả năng di chuyển của dầu trong lòng đất.

V. Kết Luận Và Tương Lai Của Phương Pháp LSW

Phương pháp bơm ép nước nồng độ muối thấp đang mở ra nhiều cơ hội mới trong ngành dầu khí. Với những lợi ích mà LSW mang lại, việc nghiên cứu và phát triển phương pháp này sẽ tiếp tục được đẩy mạnh. Tương lai của LSW hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giải pháp hiệu quả cho việc thu hồi dầu.

5.1. Triển Vọng Phát Triển Phương Pháp LSW

Triển vọng phát triển phương pháp LSW rất khả quan, đặc biệt trong bối cảnh nhu cầu năng lượng ngày càng tăng. Nghiên cứu và ứng dụng LSW sẽ tiếp tục được mở rộng trong tương lai.

5.2. Những Thách Thức Cần Giải Quyết

Mặc dù LSW có nhiều tiềm năng, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần được giải quyết. Việc hiểu rõ các cơ chế tác động và tối ưu hóa quy trình bơm ép là rất quan trọng để đạt được hiệu quả cao nhất.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh nhu cầu năng lượng toàn cầu ngày càng gia tăng, việc khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên dầu khí trở thành một thách thức lớn. Trung bình hệ số thu hồi dầu (RF) của các mỏ dầu truyền thống chỉ đạt khoảng 40%, dẫn đến lượng dầu còn lại trong lòng đất rất lớn dù đã có hệ thống khai thác hiện hữu. Phương pháp thu hồi dầu tăng cường (EOR) được phát triển nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu, trong đó bơm ép nước có nồng độ muối thấp (Low Salinity Waterflooding - LSW) là một giải pháp tiềm năng do tính đơn giản và chi phí thấp.

Luận văn tập trung nghiên cứu ứng dụng phương pháp LSW nhằm gia tăng hệ số thu hồi dầu trong mỏ X, một mỏ dầu có đặc điểm địa chất là vỉa cát kết chứa khoáng vật sét với tính dính ướt dầu hoặc hỗn hợp. Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi mỏ X, với dữ liệu thực nghiệm và mô phỏng mô hình hóa quá trình bơm ép nước có nồng độ muối thấp, nhằm khảo sát các cơ chế tác động chính và lựa chọn phương án khai thác tối ưu.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp cơ sở lý thuyết và thực nghiệm cho việc áp dụng LSW tại Việt Nam, nơi nghiên cứu về phương pháp này còn hạn chế. Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao hiệu quả khai thác dầu, giảm thiểu tổn thất tài nguyên, đồng thời hỗ trợ phát triển công nghệ thu hồi dầu tăng cường phù hợp với điều kiện địa phương. Các chỉ số quan trọng được đánh giá gồm hệ số thu hồi dầu, độ bão hòa dầu dư, áp suất mao dẫn và độ thấm tương đối, với phạm vi thời gian nghiên cứu từ năm 2016 và dữ liệu thực nghiệm mô phỏng tại mỏ X.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên ba cơ chế tác động chính của phương pháp LSW:

1. Trao đổi ion đa thành phần (Multicomponent Ionic Exchange - MIE): Quá trình trao đổi các cation hóa trị II như Ca²⁺, Mg²⁺ trên bề mặt khoáng vật sét với các ion trong nước bơm ép, làm phá vỡ liên kết giữa dầu thô và bề mặt sét, từ đó tăng tính linh động của dầu. Cơ chế này được minh họa qua sự giải phóng các phức hợp kim loại - hữu cơ khỏi bề mặt sét, làm thay đổi tính dính ướt của đá vỉa.

2. Hiệu ứng hai lớp (Double-layer effect): Sự giãn nở của lớp điện tích kép bao quanh hạt sét khi giảm nồng độ muối trong nước bơm ép làm tăng khoảng cách giữa các lớp ion, giảm lực bám dính dầu trên bề mặt sét, giúp dầu dễ dàng di chuyển hơn.

3. Gia tăng độ pH: Quá trình bơm LSW làm tăng pH cục bộ trong vỉa, giảm sức căng bề mặt giữa dầu và nước, từ đó giảm áp suất mao dẫn, hỗ trợ tăng hệ số thu hồi dầu.

Ngoài ra, một số cơ chế phụ như di cư các hạt mịn (fines migration) cũng được xem xét nhưng không phải là cơ chế chính.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: độ thấm tương đối, độ bão hòa tới hạn, độ bão hòa dầu dư, áp suất mao dẫn, và tính dính ướt của đá vỉa. Đường cong độ thấm tương đối được sử dụng để mô tả sự thay đổi tính chất dòng chảy đa pha trong vỉa.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng kết hợp phương pháp thực nghiệm và mô phỏng số:

• Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu từ các thí nghiệm mẫu lõi đá vỉa cát kết tại mỏ X, bao gồm đo độ thấm tương đối, áp suất mao dẫn, độ bão hòa dầu và nước trong các điều kiện bơm ép nước biển (HSW) và nước có nồng độ muối thấp (LSW). Dữ liệu bổ sung từ các nghiên cứu trong và ngoài nước được tổng hợp để làm cơ sở lý thuyết.

• Phương pháp phân tích: Mô hình hóa các cơ chế tác động chính của LSW dựa trên phương pháp của Jerauld et al. (2008), sử dụng các hệ số hiệu chỉnh F1 và F2 để mô tả sự thay đổi đường cong độ thấm tương đối và áp suất mao dẫn theo nồng độ muối. Phương pháp bình phương cực tiểu được áp dụng để xác định các hệ số này từ dữ liệu thực nghiệm.

• Mô phỏng số: Sử dụng phần mềm Eclipse 100 (2011) để mô phỏng quá trình thu hồi dầu bằng phương pháp LSW trong mỏ X, khảo sát ảnh hưởng của thời gian bơm và nồng độ muối đến hệ số thu hồi dầu, hàm lượng nước và áp suất vỉa.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2016, với giai đoạn thu thập và phân tích dữ liệu mẫu lõi, mô hình hóa cơ chế tác động, và mô phỏng khai thác thực tế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của nồng độ muối đến hệ số thu hồi dầu: Kết quả mô phỏng cho thấy khi giảm nồng độ muối trong nước bơm ép từ 40,000 ppm xuống khoảng 1,000 - 7,000 ppm, hệ số thu hồi dầu tăng từ 56% lên đến 73%, tương đương mức tăng khoảng 17%. Đồng thời, thời gian nước xâm nhập kéo dài và hàm lượng nước trong sản phẩm giảm đáng kể.

2. Thay đổi tính chất dòng chảy đa pha: Độ bão hòa nước tới hạn (Swer) tăng từ khoảng 0.25 lên 0.35 khi giảm nồng độ muối, trong khi độ bão hòa dầu dư (Sor) giảm tương ứng, cho thấy dầu trở nên dễ di chuyển hơn. Độ thấm tương đối của dầu (Kro) tăng lên, trong khi độ thấm tương đối của nước (Krw) giảm, phản ánh sự thay đổi tính dính ướt của đá vỉa theo hướng dính ướt nước hơn.

3. Ảnh hưởng của thời gian bơm LSW: Thời gian bơm ép nước có nồng độ muối thấp ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu quả thu hồi dầu. Kết quả cho thấy bơm ép luân phiên giữa nước biển và nước LSW mang lại hiệu quả cao hơn so với chỉ bơm một loại nước, với nồng độ muối tối ưu trong khoảng 1,000 - 7,000 ppm.

4. Áp suất vỉa và áp suất mao dẫn: Áp suất mao dẫn giảm khi nồng độ muối giảm, hỗ trợ việc giải phóng dầu khỏi bề mặt sét. Tuy nhiên, khả năng phục hồi áp suất vỉa khi bơm LSW kém hơn so với bơm nước biển, điều này cần được cân nhắc trong thiết kế khai thác.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của việc gia tăng hệ số thu hồi dầu khi sử dụng LSW là do sự thay đổi tính dính ướt của đá vỉa từ dính ướt dầu sang dính ướt nước, được hỗ trợ bởi ba cơ chế tác động chính: trao đổi ion đa thành phần, hiệu ứng hai lớp và gia tăng pH. Sự giải phóng các cation Ca²⁺ và Mg²⁺ khỏi bề mặt sét làm phá vỡ liên kết giữa dầu và đá, đồng thời sự giãn nở lớp điện tích kép làm giảm lực bám dính dầu.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, kết quả phù hợp với báo cáo của McGuire et al. (2005) và Lager et al. (2007), khi hệ số thu hồi dầu tăng trung bình từ 10-40% tùy thuộc vào đặc tính vỉa và dầu thô. Sự khác biệt về áp suất vỉa cũng được ghi nhận trong các nghiên cứu trước, cho thấy cần cân nhắc kỹ lưỡng khi áp dụng LSW trong thực tế.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ đường cong độ thấm tương đối và áp suất mao dẫn theo nồng độ muối, cũng như bảng tổng hợp hệ số thu hồi dầu và hàm lượng nước theo các phương án bơm ép khác nhau, giúp minh họa rõ ràng ảnh hưởng của LSW.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai bơm ép nước có nồng độ muối thấp trong khoảng 1,000 - 7,000 ppm: Đây là phạm vi nồng độ muối tối ưu giúp tăng hệ số thu hồi dầu từ 10-17% so với bơm nước biển truyền thống. Thời gian áp dụng nên được điều chỉnh linh hoạt theo đặc điểm vỉa và kết quả mô phỏng.

2. Áp dụng phương án bơm ép luân phiên giữa nước biển và nước LSW: Phương án này giúp cân bằng áp suất vỉa và tăng hiệu quả thu hồi dầu, giảm thiểu các rủi ro liên quan đến áp suất và tính chất vỉa.

3. Theo dõi và điều chỉnh nồng độ muối và pH trong quá trình khai thác: Việc kiểm soát các thông số này giúp duy trì hiệu quả của LSW, tránh các tác động tiêu cực như tắc nghẽn kênh dẫn do di cư hạt mịn hoặc biến đổi tính chất vỉa.

4. Đào tạo kỹ sư và cán bộ vận hành về cơ chế và kỹ thuật LSW: Nâng cao nhận thức và kỹ năng vận hành giúp tối ưu hóa quá trình khai thác, giảm thiểu sai sót và tăng hiệu quả kinh tế.

5. Thực hiện nghiên cứu bổ sung về ảnh hưởng của khoáng vật sét và thành phần dầu thô: Để mở rộng phạm vi áp dụng và tối ưu hóa phương pháp cho các loại vỉa khác nhau, cần có thêm các nghiên cứu chuyên sâu về đặc tính địa chất và hóa học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư khai thác dầu khí: Nghiên cứu cung cấp kiến thức chuyên sâu về phương pháp LSW, giúp họ thiết kế và vận hành các dự án thu hồi dầu tăng cường hiệu quả.

2. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật dầu khí: Luận văn là tài liệu tham khảo quý giá về cơ sở lý thuyết, mô hình hóa và mô phỏng quá trình thu hồi dầu bằng LSW, hỗ trợ nghiên cứu và học tập chuyên sâu.

3. Các công ty dầu khí và nhà quản lý dự án: Thông tin về hiệu quả và các phương án khai thác tối ưu giúp đưa ra quyết định đầu tư và vận hành phù hợp với điều kiện thực tế.

4. Chuyên gia tư vấn và phát triển công nghệ EOR: Luận văn cung cấp dữ liệu thực nghiệm và mô hình hóa chi tiết, hỗ trợ phát triển và ứng dụng các công nghệ thu hồi dầu tiên tiến.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp bơm ép nước có nồng độ muối thấp (LSW) là gì?
   LSW là kỹ thuật bơm nước có nồng độ muối thấp hơn nước biển truyền thống vào mỏ dầu nhằm thay đổi tính dính ướt của đá vỉa, giúp tăng hệ số thu hồi dầu. Ví dụ, giảm nồng độ muối từ 40,000 ppm xuống 1,000-7,000 ppm có thể tăng thu hồi dầu thêm 10-17%.

2. Cơ chế chính nào làm tăng hiệu quả của LSW?
   Ba cơ chế chính gồm trao đổi ion đa thành phần (MIE), hiệu ứng hai lớp điện tích kép và gia tăng độ pH, tất cả đều góp phần làm thay đổi tính dính ướt của đá vỉa từ dính ướt dầu sang dính ướt nước, giúp dầu dễ di chuyển hơn.

3. LSW có thể áp dụng cho loại mỏ nào?
   Phương pháp hiệu quả nhất với các mỏ có vỉa cát kết chứa khoáng vật sét và tính dính ướt dầu hoặc hỗn hợp. Hiệu quả giảm khi áp dụng cho vỉa dính ướt nước mạnh hoặc đá carbonate tinh khiết.

4. Ảnh hưởng của nồng độ muối đến quá trình thu hồi dầu như thế nào?
   Giảm nồng độ muối trong nước bơm ép làm tăng độ bão hòa nước tới hạn, giảm độ bão hòa dầu dư, tăng độ thấm tương đối của dầu và giảm áp suất mao dẫn, từ đó nâng cao hệ số thu hồi dầu.

5. Có những rủi ro nào khi áp dụng LSW?
   Rủi ro bao gồm khả năng giảm áp suất vỉa, di cư hạt mịn gây tắc nghẽn kênh dẫn, và sự thay đổi không mong muốn trong tính chất vỉa. Do đó, cần theo dõi chặt chẽ các thông số vận hành và điều chỉnh phù hợp.

Kết luận

• Phương pháp bơm ép nước có nồng độ muối thấp (LSW) là giải pháp hiệu quả để tăng hệ số thu hồi dầu trong mỏ X, với mức tăng thu hồi dầu từ 10-17% so với bơm nước biển truyền thống.
• Ba cơ chế tác động chính gồm trao đổi ion đa thành phần, hiệu ứng hai lớp và gia tăng độ pH đã được mô hình hóa và xác nhận qua thực nghiệm.
• Mô phỏng quá trình khai thác cho thấy phương án bơm luân phiên nước biển và nước LSW với nồng độ muối 1,000-7,000 ppm là tối ưu.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc áp dụng LSW tại Việt Nam, góp phần nâng cao hiệu quả khai thác dầu khí.
• Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng nghiên cứu về ảnh hưởng khoáng vật sét và thành phần dầu thô, đồng thời triển khai thử nghiệm thực tế để hoàn thiện công nghệ.

Hành động khuyến nghị: Các đơn vị khai thác và nghiên cứu nên áp dụng kết quả này để thiết kế các dự án thu hồi dầu tăng cường, đồng thời tiếp tục theo dõi và điều chỉnh quy trình nhằm tối ưu hóa hiệu quả kinh tế và kỹ thuật.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương I của luận văn hệ thống hóa nên tang lí thuyết của phương pháp LSW (các khái niệm cơ bản về độ thâm tương đối, cơ chế tác động, ảnh hưởng môi trường. Nhiều nghiên cứu trong phòng thí nghiệm đã chỉ ra ba (3) cơ các chế tác động chính của LSW: sự trao đối ion đa thành phan (MIE), hiệu ứng hai lớp, sự gia tăng pH. Về lý thuyết, các cơ chế này sẽ phá vỡ liên kết giữa dầu thô và bề mặt sét của đá vỉa, kết quả là làm tăng tính linh động của dầu và tận thu được lượng dầu dư còn sót lại trong lòng đất. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng môi trường thích hợp để áp dụng phương pháp LSW là cát kết chứa sét, đá vỉa dính ướt dầu hoặc có tính dính ướt hỗn hợp.

Đóng góp chính của luận văn được trình bày ở chương 2, trong đó 3 cơ chế chính của quá trình LSW được mô hình hóa. Việc mô hình hóa được thực hiện trên nguyên tắc mô tả ảnh hưởng tong hop anh huong cua 3 co ché nay đến độ bão hòa nước tới han, độ bão hòa dầu dư, độ thắm tương đối của dâu và nước, áp suất mao dẫn. Hay nói cách khác, việc mô hình hóa quá trình nay được thể hiện qua việc hiệu chỉnh đường cong độ thấm tương đối và đường cong áp suất mao dẫn theo nông độ muối. Quá trình hiệu chỉnh có sử dụng các hệ số F1, F2 là các trọng số dùng dé mô ta sự thay đổi của đường cong độ thấm tương đối và VỊ đường cong áp suất mao dẫn.

Các hệ số F1, F2 lớn hay nhỏ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tinh chất via chứa và dau thô, nồng độ muối có trong nước thành hệ và nước bơm ép. Kết quả thu được cho thay đá via trở nên dính ướt nước hơn khi nồng độ muối trong nước bơm ép giảm. Phương pháp Jerauld et al. (2008)[9] cũng được áp dụng dé mô phỏng quá trình thu hồi dầu băng phương pháp LSW trong mỏ X băng phần mềm Eclipse 100 (2011.

Kết quả mô phỏng cho thấy, hệ số thu hồi dầu càng cao, thời gian nước xâm nhập càng chậm, hàm lượng nước càng thấp khi nồng độ muối trong nước bơm ép càng giảm. Tuy nhiên, khả năng phục hồi áp suất vỉa khi bơm nước có nồng độ muối thấp kém hơn so với bơm nước biển. Ngoài ra, thời gian bơm ép LSW và nồng độ muối cũng ảnh hưởng đáng kế đến kết quả thu được. Xem xét một số phương án khai thác cần thiết, kết qua cho thay bơm ép luân phiên nước biển và nước có nông độ muối thấp cho kết quả tốt hơn phương án chỉ bơm ép nước biển hoặc nước có nồng độ muối thấp, và nồng độ muối thích hợp dé bơm ép trong khoảng 1000 — 7000 ppm.

Từ đó, tìm được phương án khai thác tối ưu trong thực tế. VH LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “UNG DỤNG PHƯƠNG PHAP BOM ÉP NƯỚC CÓ NÓNG ĐỘ MUOI THẬP GIA TANG HE SO THU HOI DAU TRONG MO X” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi. Các số liệu trong luận văn là các số liệu trung thực. Hỗ Chí Minh, ngày.

năm 2016 Ngô Lam Thanh Tam VUl LUẬN VĂN THẠC SĨ MỤC LỤC DANH MUC HINH ANH 10077. | DANH MỤC BANG BIEBU .ố 5 | Tính cấp thiết của dé tải. --- «c1 11111115111 115111 1xx cưyg 5 2 Mục tiêu nghiÊn CỨU. Nội dung, nhiệm vụ, đối tượng nghiÊn CỨU.-- << 5555 << eereeeeeesssssss 6 4 Phương pháp nghiÊn CUU oc cccccccsssssssssseceeeeeecceesesseessssnsaeeeeeseeeeeeeeeeseeeeesaaas 7 5 Tình hình nghiên CỨU.

Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiỄn.--- << kE SE #E#ESEeEExrkrkrkrecees 11 CHUONG 1. CƠ SỞ LY THUYET wo. Tổng quan về phương pháp thu hoi dau tăng cường (EOR). Phương pháp bom ép nước có nông độ mudi thấp (LSW).

Các khái HIỆM CƠ DAN. Co chế tac động của phương pháp LSW o. Trao đổi ion da thành phan (MIE) v. Hiệu ung hai lop (Double-layer effect).

Sự øia tăng AO PH. cece cece cece eens cece S91 111111111 k khen he. Anh hưởng của môi trường.--- «<3 EEEESES SE SE cvcvrki 26 CHƯƠNG 2. MÔ HINH HÓA QUA TRÌNH LSW CHO MO X.

Thu thập số liệu đầu và. Mô hình hóa cơ chế MIE và hiệu ứng hai lớp .--- - << + se se£xzxzxsxsxd 33 2. Mô hình hóa cơ chế gia tăng pH.- - - - EkkE#E#E#ESESEExExEkckcvcvcvgvcvcvcv re 37 "8. 40 LUẬN VĂN THẠC SĨ CHƯƠNG 3.

MO PHONG QUÁ TRINH THU HOI DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP LW ——. Quá trình mô phỏng. Thu thập thông số AGU VGO coccccccccccccccsescsvsvscsvscsversessssssvsvsvsvsusustsesessseseseeeeees 4] 3. Lập danh sách các phương án khai thác Can khảo sát.

CRAY 6 PHONG ốm. Phân tich Ket quả. ch TT TT HT HH Ha 49 3. 61 TÀI LIEU THAM KHAO\.ccccccsesssessesssessecseesseesecsscssecsecsncsnecsecsnssuesuecseeseesneeseeseeneenees 64 PHU LUC.

Li do sét tích điện âm vĩnh Vidi o. _ Cấu trúc và đặc tính của khoáng vật SÉt. __ Thành phan phân cực của dầu thÔ. + 6E kk+E#E+E+ESEeEeErkrererecees 68 LUẬN VĂN THẠC SĨ DANH MỤC HINH ANH Hình 1.

Mô tả các giai đoạn thu hồi dầu.---¿- - + SE +E+k+E+ESESEEEEEEeEeEerkrkrkrkrree 14 Hình 1. Minh họa hệ số quét thé tíchh. Số lượng bai báo về LSW được công bố qua các NAM. Đường cong độ thấm tương đối trong hai quá trình hap thụ và tháo khô.

Đường cong độ thấm tương đối minh họa cho đá dính ướt dau và nước. Các dạng liên kết giữa thành phan phân cực trong dau thô và bề mặt sét. Quá trình trao đổi ion đa thành phần (MIE).--- << se se zx+xsxexd 22 Hình 1. Quá trình hoạt động của cơ chế hiệu ứng hai lớp .-- ¿5-5 5 ss+x+xss2 23 Hình 1.

Sự di cư của các hat MIN .- - c + cv ke 23 Hình 2. Tóm tắt quá trình thí nghiệm mẫu lỗi .-- 2-5-5 + 2 £E+E+E+E+EeE+ezEsez 30 Hình 2. Đường cong độ thấm tương đối trong hai trường hợp bơm ép nước bién va ——. Sự phân bố độ rỗng trong mô hình vỉa chứa.- - << + + xe zx+x+xsxd 43 Hình 3.

Sự phân bố độ thấm theo phương X trong mô hình vỉa chứa. Sự phân bố độ thấm theo phương Y trong mô hình vỉa chứa. Sự phân bố độ thấm theo phương Z trong mô hình via chứa. Kết quả của phương án HS.

- 6x31 EE#ESESESExExSkgkckckcvgrvcvevekg 50 Hình 3. Kết quả của phương án L S. -- -- - skSt SE E31 EEEES 9 SE SE ekg 51 Hình 3. Hệ số thu hồi dau khi khoảng thời gian bom LSW thay đổi.

Lưu lượng dau khai thác khi khoảng thời gian bơm LSW thay đổi. Hàm lượng nước khi khoảng thời gian bơm LSW thay đổi. Áp suất vỉa khi khoảng thời gian bơm LSW thay đổi. Hệ số thu héi dầu khi nồng độ muối của nước bơm ép thay đối.

Lưu lượng dau khai thác khi nồng độ muối của nước bom ép thay déi. Hàm lượng nước khi nồng độ muối của nước bơm ép thay đôi. Áp suất via khi nồng độ muối của nước bơm ép thay đồi .- 57 LUẬN VĂN THẠC SĨ Hình 3. Độ bão hòa dâu trước khi bơm LSWW.--cc+ccscrsrrrrrrrrrrirrrrrrrries 59 Hình 3.

Độ bão hòa dau sau khi bơm LSW theo phương án HS-LS-HS2. Thành phần khoáng vật sét có trong đất đá.---- << se csrsrrxreeekeeeed 65 Hình 4. Cau trúc mạng tinh thé của 4 loại khoáng vất sét .-- - 2 2s cscs+xcsez 67 Hình 4. Biéu đồ thé hiện ba nhóm thành phần chính của dau thô.

Cau trúc hóa học của dau thô.--¿--c¿c+t2cxt2rttrrrrtrrrrrrrrrrrrrrrrrrirrries 69 Hình 4. Cau trúc hóa hoc của axit napthenic. Cấu trúc hóa học của mạch VONG TIIẨƠ. Gcc HS S HS 99003311111 xkg 70 LUẬN VĂN THẠC SĨ DANH MỤC BANG BIEU Bảng 1.

Tổng kết một số trường hop ứng dụng LSW trên phạm vi mỏ. Các co chế hap thụ của hop chất hữu co lên bể mặt khoáng vật sét. Bảng đường cong độ thắm tương đối khi bom HS W (40000 ppm). Bảng đường cong độ thắm tương đối khi bơm LSW (0 ppm).

Bang độ bão hòa nước tới hạn va độ bão hòa dầu dư theo nông độ mudi. Bảng độ thắm tương đối của dầu và nước theo nồng độ muối. Bảng áp suất mao dẫn theo nồng độ muối.- - + + + sEsE££x£ezxzxsxsxd 32 Bang 2. Bang minh họa giá trị Swer, Sor, Krw, Kro tính được từ hệ số Fl giả định với nồng độ muối 1000 p im.

- - - EEE9E9E9E9ESEEE SE Svcv S31 E1E181515113 11111111 ckrkd 35 Bảng 2. Bảng kết quả F1 theo phương pháp bình phương cực tiểu với nồng độ muối 00050 0. Bảng hệ số F1 theo nồng độ muối. Bảng minh hoa giá trị Pcow tính được từ hệ số F2 giả định với nồng độ muối 00050 0.

Bảng kết quả F2 theo phương pháp bình phương cực tiểu với nồng độ muối 00050 0. Bảng tổng hợp hệ số F1, F2 theo nồng độ muối. Tóm tắt các phương án khai thác có thé GÓ.- - + << se Ecx+xsxsxd 47 Bảng 3. Tổng kết các từ khóa chuyên dụng mô phỏng quá trình bom LSW trong Eclipse 0000200500.

Bảng tong kết hệ số thu hồi dầu trong các phương án khai thác. Tính chất khoáng vật sét (Austad 2010b).-- + << csEsEeEerereeeeeeeeed 67 LUẬN VĂN THẠC SĨ DANH MỤC TỪ VIET TAT HSW: nước có nồng độ muối cao (nước biển). LSW: nước có nông độ muối thấp. MIE: quá trình trao đối ion đa thành phan.

LUẬN VĂN THẠC SĨ MO DAU 1. Tinh cấp thiết của đề tài Dầu khí là một ngành công nghiệp chủ đạo của nước ta, gitr một vai trò rat quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và đóng góp vào ngân sách nhà nước một nguồn ngoại tệ đáng kể, góp phan thúc đây sự phát triển nền kinh tế nước nhà. Trong tình cảnh nhu cầu năng lượng này càng cao, nhưng nguồn cung ngảy cảng cạn kiệt, phương pháp thu hồi dầu tăng cường (EOR) đã mở ra một hướng đi mới giúp duy trì và gia tăng sản lượng khai thác dầu trong giai đoạn khó khăn hiện nay. Trong đó, bơm ép nước có nồng độ muối thấp (LSW) là một trong những phương pháp đang nhận được nhiều sự quan tâm do những lợi ích mà phương pháp mang lại.

Thứ nhất, có thể được triển khai ngay trên những dự án mới hoặc dự án đã có sẵn đang hoạt động trên đất liền hoặc ngoài biến. Thực tế đã chứng minh được ảnh hưởng tích cực trên các mỏ cát kết và carbonat. Thứ hai, LSW không những có thể áp dụng độc lập mà còn kết hợp hiểu quả với các phương pháp thu hồi dau tăng cường (EOR) hóa học như bơm ép polymer, surfactant. Thật vậy, nhiều nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và khai thác thử trên phạm vi mỏ đã chứng minh hệ số thu hồi dau tăng lên khi nông độ muối trong nước bơm ép giảm xuống.

Tiêu biểu, McGuire et al.