ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -------------------- ĐINH VIỆT CƯỜNG PHÂN TÍCH VÀ TỐI ƯU HÓA KHAI THÁC DẦU KHÍ MỎ X – Y Chuyên ngành : Kỹ thuật Dầu khí Mã số: 8520604 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2024. ii CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.
Cán bộ chấm nhận xét 1 : TS. NGUYỄN HỮU NHÂN. Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS. NGUYỄN MINH HẢI………………………………….
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày 27 tháng 01 năm 2024. Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1. MAI CAO LÂN, Chủ nhiệm Bộ môn Khoan và khai thác Dầu khí, Chủ tịch Hội đồng.
TẠ QUỐC DŨNG, Giảng viên Bộ môn Khoan và khai thác Dầu khí, Ủy viên Hội đồng. NGUYỄN HỮU NHÂN, Ủy viên Hội đồng. NGUYỄN MINH HẢI, Ủy viên Hội đồng. LÊ NGUYỄN HẢI NAM, Giảng viên Bộ môn Khoan và khai thác Dầu khí, Thư ký Hội đồng.
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ iii NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: ĐINH VIỆT CƯỜNG MSHV: 2170635 Ngày, tháng, năm sinh: 27/04/1983 Nơi sinh: Tp.HCM Chuyên ngành: Kỹ thuật Dầu khí Mã số : 8520604 I. TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH VÀ TỐI ƯU HÓA KHAI THÁC DẦU KHÍ MỎ X – Y (ANALYSIS AND OPTIMIZATION OIL AND GAS PRODUCTION AT X-Y FIELD). NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Luận văn này sẽ tập trung nghiên cứu các nội dung sau: - Thu thập số liệu về dữ liệu khai thác về sản lượng khai thác trong quá khứ, lượng bơm ép khí hiện tại cho các giếng, sơ đồ thiết kế các giếng có ESP….
từ đó xây dựng mô hình cho từng giếng và mạng lưới các giếng mô phỏng lại toàn bộ các giếng hiện tại trên mỏ trong phần mềm Pipesim. - Tiến hành công tác đánh giá, khớp (matching) dữ liệu phù hợp với thực tế khai thác, từ đó tiến hành đưa ra các kịch bản phân bổ lượng khí bơm ép có giới hạn cho các giếng sao cho đạt lưu lượng khai thác cao nhất cho các giếng. - Từ phần mềm Pipesim, tiến hành đánh giá hiệu quả của việc phân bổ khí bơm ép đồng thời tại các giếng khai thác bằng bơm điện chìm (ESP). - Đánh giá hiệu quả kinh tế thu được từ việc tối ưu lượng khí phân bổ.
NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 04/092023. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 04/09/2023-18/12/2023 IV. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS. PHẠM SƠN TÙNG Tp.
HCM, ngày 27 tháng 01 năm 2024. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ iv LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cám ơn chân thành đến các thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa nói chung, các thầy cô Khoa Kỹ Thuật Địa Chất và Dầu Khí nói riêng và đặc biệt là các thầy cô bộ môn Khoan và Khai Thác Dầu Khí đã tận tình giảng dạy, chỉ bảo, giúp đỡ em trong suốt thời gian qua. Em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Phạm Sơn Tùng đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian em thực hiện thực hiện luận văn tốt nghiệp này. Cám ơn các thầy cô trong Khoa cùng các bạn cùng khóa là những người giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt thời gian tôi học trong giảng đường này.
Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn! Đinh Việt Cường v TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Dầu khí là nguồn năng lượng và nguyên liệu chủ đạo trong nền kinh tế thế giới, cũng như mang tính chất chiến lược của mỗi quốc gia, do đó sản lượng khai thác của mỏ quyết định đến những bước đi chiến lược tiếp theo cho phát triển mỏ và an ninh năng lượng quốc gia. Tuy nhiên, việc khai thác và sử dụng liên tục năng lượng từ dầu khí mà chưa tìm ra một nguồn năng lượng khác để thay thế đã làm cho trữ lượng dầu khí trên thế giới giảm xuống. Phương pháp khai thác tăng cường bằng bơm ép khí (Gaslift) mặc dù đã đem lại hiệu quả và duy trì sản lượng theo chế độ khai thác. Hơn nữa, qua giai đoạn khai thác cho thấy việc tối ưu gaslift trong điều kiện ràng buộc khai thác của mỏ nhằm đạt được hiệu suất khai thác lâu dài kết đang là một ý tưởng quan trọng giúp nâng cao hiệu suất khai thác đặc biệt là đối với các giếng dầu nặng.
Từ những yêu cầu về mặt kỹ thuật như trên, đề tài “PHÂN TÍCH VÀ TỐI ƯU HÓA KHAI THÁC DẦU KHÍ MỎ X – Y” để phân tích, đánh giá tính khả thi và hiệu quả của việc bơm ép khí đồng thời khi chạy bơm ESP. Vì vậy việc duy trì, nâng cao hiệu quả khai thác bằng gaslift đồng thời với bơm điện chìm (ESP) là vấn đề có ý nghĩa thực tiễn cao. Đối tượng nghiên cứu là giếng mỏ X – Y, trong đó có mười lăm giếng (15) khai thác tại hai cụm mỏ X, Y. Từ các số liệu thu thập trong quá khứ như áp suất giếng, lưu lượng khai thác, sơ đồ khoan giếng, độ sâu giếng….
học viên đã tiến hành xây dựng mô hình khai thác cho từng giếng tại các cụm mỏ X,Y trên phần mềm thương mại cho việc tối ưu khí bơm ép (Gaslift) là PIPESIM, qua đó tiến hành hiệu chỉnh mô hình từng giếng trên phần mềm dựa vào việc khớp dữ liệu thực tế khai thác so với mô hình thông qua áp suất và nhiệt độ tại đầu giếng. Sau khi quá trình khớp dữ liệu đã hoàn tất, học viên tiến hành công tác kết nối mô hình mạng các giếng khai thác để mô phỏng lại thực tiễn đang khai thác tại mỏ X,Y. Từ mô hình mạng khai thác, học viên đã tiến hành việc tối ưu phân bổ lưu lượng khí bơm ép (Gaslift) cho các giếng khai thác có sử dụng khí bơm ép (Gaslift) và so sánh với việc phân bổ thực tiễn hiện đang áp dụng cho thấy nếu áp dụng phân bổ lưu lượng khí bơm ép theo lưu lượng như trong mô hình sẽ giúp gia tăng sản lượng khoảng 500 vi thùng dầu/ngày. Oil and gas is the main source of energy and raw materials in the world economy, as well as the strategic nature of each country, thereforce, the production of field will determines the next strategic steps for development and national energy security.
However, the continuous the continueously and use of energy from oil and gas without finding another source of energy to replace it has caused the world's oil and gas reserves to decrease. Although the enhanced mining method using gas injection (Gaslift) has brought efficiency and maintained output according to the reservoir regime. Furthermore, through the production phase, it has been shown that optimizing gaslift within the production constraints of the reservoir to achieve long-term production efficiency is an important idea to help improve production efficiency, especially for heavy oil wells. From the above technical requirements, the topic "ANALYSIS AND OPTIMIZATION PRODUCTION OF OIL AND GAS FOR X - Y Field" to analyze and evaluate the feasibility and effectiveness of simultaneous gas injection while running ESP pump.
Therefore, maintaining and improving production efficiency by gaslift simultaneously with electric submersible pump (ESP) is an issue of high practical significance. The object of research is wells at X – Y field, of which fifteen wells (15) are producted in two field clusters X and Y. From data collected in the past such as well pressure, production flow, well drilling diagram, well depth. students built an well production model for each well in field clusters X and Y base on commercial software for optimizing gas lift is PIPESIM.
Then calibrate each well model on the software based on matching actual production data with the model through pressure and temperature at the wellhead. After the data matching process is completed, students proceed to connect the network model of production wells to simulate the actual production at field X and Y. From the production network model, students have vii optimized the allocation of gaslift injection to production wells using gaslift and compared it with the current practical allocation. The application shows that if the injection gas flow distribution is applied according to the flow rate as in the model, it will help increase production by about 500 barrels of oil/day.
viii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung và kết quả nghiên cứu bài luận văn “PHÂN TÍCH VÀ TỐI ƯU HÓA KHAI THÁC DẦU KHÍ MỎ X – Y” là sản phẩm nghiên cứu phân tích của cá nhân tôi. Sản phẩm được phân tích một cách khách quan, trung thực, có nguồn gốc rõ ràng và chưa được công bố dưới bất kỳ hình thức nào ngoài khuôn khổ của chương trình Cao học này. Tôi xin cam kết sẵn sàng chịu trách nhiệm nếu có sự thiếu trung thực về thông tin hay kết quả sử dụng trong công trình nghiên cứu này. ix MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ.
iii TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ. v LỜI CAM ĐOAN. viii MỤC LỤC. ix MỤC LỤC HÌNH ẢNH.
Tính cấp thiết của đề tài. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Nội dụng nghiên cứu (Nhiệm vụ đề tài):. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước và quốc tế (ưu điểm và hạn chế):.
Nghiên cứu quốc tế. Nghiên cứu trong nước. Tính mới và đóng góp của đề tài (Ý nghĩa khoa học và thực tiễn):. Ý nghĩa khoa học:.
Ý nghĩa thực tiễn:. Tài liệu cơ sở của luận văn. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MỎ X – Y VÀ DỮ LIỆU TÍNH TOÁN ĐẦU VÀO.
Thiết bị công nghệ. Giàn đầu giếng (WHP):. Dữ liệu tính toán đầu vào:. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHAI THÁC VÀ PHÂN TÍCH ĐIỂM NÚT.
Vỉa và khả năng cho dòng. Cơ chế dòng chảy:. Dòng chảy tức thời:. Dòng chảy ổn định:.
Dòng chảy giả ổn định:. Dòng chảy trong giếng ngang:. Mối quan hệ hiệu suất dòng vào:. LPR cho các vỉa đơn pha lỏng:.
LPR cho vỉa đa pha lỏng:. IPR cho các giếng dầu đa pha một phần:. Xây dựng đường cong IPR dựa trên kết quả thực tế:. Mô hình IPR trong tương lai:.
Phương pháp Vogel:. Phương pháp Fetkovich:. Hiệu suất giếng khoan:. Dòng chất lỏng đơn pha:.
Dòng chảy đa pha trong giếng dầu:. Khả năng cho dòng của giếng:. Phân tích điểm nút:. Dự báo khai thác:.
Khai thác dầu trong giai đoạn dòng chảy chuyển tiếp. Khai thác dầu trong giai đoạn giả ổn định:. Khai thác dầu trong giai đoạn dòng chảy đơn pha:. Các phương pháp khai thác nhân tạo:.
Phương pháp khí nâng (Gas lift):. 42 Áp suất bơm ép tại độ sâu van:. Các phương pháp bơm ép khác: .
