Tóm tắt Luận án Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bơm ép luân phiên nước - Khí hydrocacbon nhằm nâng cao hệ số thu hồi dầu tại tầng miocen, bể Cửu Long

chính xác điểm áp suất trộn lẫn tối thiểu (MMP) cho quá trình bơm ép khí từ kết quả thực nghiệm trong phòng thí nghiệm. So sánh độ chính xác của các phương pháp để xác định MMP trong phòng thí nghiệm; mô phỏng bằng phần mềm PVT và mô hình mô phỏng thủy động lực học “slimtube”. ➢ Nghiên cứu đánh giá và lựa chọn thành phần khí tối ưu cho phương pháp bơm ép khí nước luận phiên với điều kiện thực tế mỏ. ➢ Nghiên cứu và xây dựng mô hình thành phần cho toàn mỏ và đánh giá cơ chế trộn lẫn/gần trộn lần/không trộn lẫn tại mỏ thực tế với các yếu tố ảnh hưởng như tính bất đồng nhất trong vỉa, bão hòa dầu/khí/nước trong vỉa, thay đổi áp suất-nhiệt độ vỉa trong quá trình khai thác, thay đổi thành phần hệ chất lưu trong quá trình khai thác và bơm ép để nâng cao hệ số thu hồi dầu. ➢ Xây dựng các phương án bơm ép để nâng cao hệ số thu hồi dầu và tối ưu khai thác để đánh giá hiệu quả kinh tế-kỹ thuật của phương pháp bơm ép luân phiên nước-khí so với các phương pháp bơm ép thông thường đang áp dụng. ➢ Đánh giá và chứng minh có thể áp dụng các phương pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu bằng bơm ép khí dưới trộn lẫn (gần trộn lẫn) và giải pháp bơm ép luân phiên nước-khí rất phù hợp với cấu trúc vỉa chứa, tính chất lưu thể vỉa và tính chất đá vỉa của tầng Mioxen, mỏ Sư Tử Đen trên mô hình mô phỏng thành phần. ➢ Chứng minh trên mô hình thành phần, giải pháp bơm ép luân phiên nước-khí có thể gia tăng thu hồi dầu cao nhất và phù hợp nhất với đối tượng Mioxen hạ của mỏ Sư Tử Đen cả yếu tố kinh tế và kỹ thuật. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ THU HỒI DẦU PHÙ HỢP CHO ĐỐI TƯỢNG MIOXEN SỬ TỬ ĐEN Địa chất của tầng chứa Mioxen Mỏ Sư Tử Đen có 3 loại vỉa chứa chính bao gồm: đá móng nứt nẻ trước kỷ Đệ Tam, vỉa trầm tích Mioxen hạ B10, B9, B15 và Oligoxen trên C30. Trong đó, tầng cát kết B9 đối tượng Mioxen hạ bao gồm các tập cát mỏng, độ hạt từ mịn tới trung bình, môi trường thành tạo là sự mở rộng các khe nứt đầm phá ven sông (Hình 2.1). Tầng cát kết B10 được phát hiện tại các giếng SD - 1X, SD - 2X, SD -3X, SD - 4X, SD - 5X, SD - 6X. Chiều dày tầng sản phẩm từ 10-16m, được xác định từ kết quả đo địa vật ký giếng khoan và kết quả minh giải từ quá trình đo DST. Tập B10 được đánh giá là có tiềm năng nhất trong đối tượng Mioxen hạ, mỏ Sử Tử Đen Tây Nam. 8 Hình 2.1: Bản đồ cấu trúc B10 Mioxen, mỏ Sư Tử Đen Hình 2.2: Đường cong thấm pha dầu nước đối tượng Mioxen hạ B10 Tính chất đá vỉa và hệ chất lưu vỉa 2.2.1. Tính chất đá chứa tầng Mioxen hạ Kết quả phân tích độ dính ướt, độ thấm tương đối dầu nước và độ nén của đất đá cho thấy tính chất vỉa chứa tương đối tốt (độ rỗng khoảng 30%, độ thấm trung bình 7.000mD). Chỉ số dính ướt nước 0,180 và 0,28 lần lượt trong giếng SD-2X và SD-3X. Hệ số nén của đá được tổng hợp và xây dựng từ 23 mẫu. Theo kết quả phân tích, giá trị tiêu biểu của hệ số nén đá từ 4,5 tới 11,9xE- 6 (psi-1) (tương ứng với áp suất đo lớn nhất từ 4.000 tới 5.000 psi NOB), giá trị độ nén trung bình khoảng 9,89 E-6 (psi-1). Đường cong thấm tương đối của nước và độ bão hòa dầu dư thấp cho thấy tập cát là đối tượng tốt để tiến hành bơm ép nước (Hình 2.2). 2.2.2. Tính chất hệ chất lưu vỉa của đối tượng Mioxen hạ Trong quá trình thử vỉa DST, mẫu chất lưu ở trạng thái một pha được lấy từ đáy các giếng khoan SD-1X, SD-2X và SD-3X cùng với mẫu chất lưu khí, dầu từ bình tách. Các thông số chính của dầu vỉa Mioxen hạ được trình bày trong bảng 2.1: Bảng 2.1: Đặc tính dầu tại điều kiện vỉa Tính chất SD-1X SD-2X SD-3X Tỷ trọng API 34,7 35,5 35,4 Áp suất điểm bọt (psia) 1.155 1.275 1.060 GOR (scf/stb) 364 364 314 Hệ số thể tích dầu thành hệ Boi tại áp suất vỉa Pr = 2.500 psi 1,24 1,27 1,23 Độ nhớt dầu tại điều kiện vỉa (cP) 0,907 0,825 0,88 Trữ lượng dầu khí tại chỗ và trữ lượng dầu khí thu hồi Đánh giá trữ lượng dầu khí tại chỗ và phân cấp trữ lượng của các vỉa chứa trầm tích được xác định bằng phương pháp thể tích, dựa vào phương trình tính trữ lượng thông thường và kết hợp với phương pháp mô phỏng Monte-Carlo. 9 Bảng 2.2: Trữ lượng dầu tại chỗ đối tượng Mioxen Hạ Khu vực Cấp trữ lượng Trữ lượng dầu tại chỗ (triệu thùng) P90 P50 P10 3X-6X P1 29 33 37 SD-1X P1 147 159,1 171,8 P2 37,9 44,5 51,8 Tổng 2P 213,9 236,6 260,6 Hiện trạng khai thác của mỏ Sử Tử Đen Đối tượng Mioxen hạ bao gồm ba vùng khai thác chính: Vùng phía Tây, vùng khai thác chính tại Trung tâm (MPA) và vùng Tây Nam. Tính đến thời điểm làm luận án, mỏ đang khai thác tại 12 giếng: SD-10P, 11P, 14P, 15P, 20P, 23P, 26P, 1PST, 12PST và 8PST, SD-28P, SDNE- 6P và 3 giếng bơm ép SD-NE13I, SD-27I và SD-16IST, các giếng SD-8PST và SD-1PST đều đang khai thác với độ ngập nước cao (Hình 2.3). Hình 2.3: Động thái áp suất đáy giếng Hình 2.4: Trạng thái bơm ép đối tượng Mioxen hạ Sư Tử Đen Tây Nam Các phương pháp gia tăng hệ số thu hồi dầu đã áp dụng Hiện tại, Cửu Long JOC đang tiến hành bơm ép nước cho đối tượng Mioxen hạ Sư Tử Đen. 3 giếng bơm ép SD-NE13I, SD-27I và SD-16IST lần lượt được đưa vào trong các năm 2011 và 2012. Hiện tại giếng bơm ép SD-NE13I đã đóng do không còn hiệu quả trong việc duy trì năng lượng vỉa (Hình 2.4). Sản lượng khai thác dầu sẽ tiếp tục suy giảm nhanh do giới hạn thu hồi của phương pháp truyền thống bơm ép nước. Phương pháp bơm ép gaslift cũng không phù hợp với các giếng có độ ngập nước cao. Như vậy, vấn đề cấp bách ở đây là cần phải tìm phương pháp gia tăng hệ số thu hồi dầu phù hợp trong tình hình hiệu quả các giếng bơm ép nước giảm nhanh. Đánh giá thông số mỏ và lựa chọn phương pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu Căn cứ vào điều kiện vỉa và thực trạng khai thác tại tầng chứa cát kết Mioxen hạ, mỏ Sử Tử Đen, ta thấy rằng phương pháp bơm ép khí là phù hợp nhất và có thể áp dụng phương pháp tăng cường thu hồi dầu bằng bơm ép khí hydrocarbon. 10 ➢ Cấu trúc vỉa chứa và tính lên thông của vỉa chứa Đặc trưng cấu trúc vỉa chứa của đối tượng Mioxen hạ mỏ Sư Tử Đen được thể hiện bởi tính chất phân tập sản phẩm và được phân tách thành các khu vực khép kín, cấu tạo có dạng đóng 3 chiều bị chặn bởi các đứt gãy. Cấu trúc khép kín là một thuận lợi cho giải pháp bơm ép khí. Thể tích khí bơm ép sẽ theo định luật trọng lực đi lên trên đỉnh của cấu tạo và được giữ tại đó không bị mất và sẽ phát huy cơ chế dãn nở của mũ khí. Giếng bơm ép khí có thể thiết kế được cho cả 2 trường hợp là dưới ranh giới dầu-nước và trên ranh giới khí-dầu. ➢ Tính chất rỗng-thấm của đá chứa Đá chứa của đối tượng Mioxen Sư Tử Đen có tính chất tương đối tốt, độ rỗng trung bình 25 tới 30%, độ thấm trung bình khoảng 7.000 mD là yếu tố thuận lợi cho việc áp dụng bơm ép khí, đặc biệt là giải pháp bơm ép khí nước luân phiên. Khi bơm ép khí sau bơm ép nước, khí sẽ có khuynh hướng tìm chỗ mà dầu không bị quét bởi nước. ➢ Tính chất hệ chất lưu vỉa và hiện trạng khai thác Một trong những yếu tố mang tính quyết định đối với việc xem xét khả năng bơm ép nâng cao hệ số thu hồi dầu là tính chất của hệ chất lưu vỉa. Khi bơm ép khí đẩy dầu xảy ra quá trình trộn lẫn/gần trộn lẫn/không trộn lẫn giữa khí đẩy và dầu vỉa. Quá trình này làm giảm độ nhớt của dầu, giảm khả năng dính ướt của dầu, tăng hiệu suất quét và đẩy dầu, giảm hiện tượng phân tỏa dạng ngón bằng cách duy trì độ linh động và phân dị trọng lực giữa các chất lưu tương tác. Hiện trạng khai thác cho thấy quá trình bơm ép nước đang áp dụng không còn gia tăng được dầu thu hồi mà còn gây hiện tượng ngập nước tại các giếng khai thác. So sánh lượng dầu thu hồi và lượng dầu tại chỗ, đánh giá phân bố dầu bão hòa còn lại trong vỉa thì việc áp dụng phương pháp nâng cao thu hồi dầu còn có thể nâng cao được thu hồi thêm 2-5% so với bơm ép nước đang áp dụng. Sử dụng tiêu chí đánh giá và phần mềm chuyên ngành để lựa chọn phương pháp nâng cao thu hồi dầu phù hợp cho Mioxen Sư Tử Đen Dựa trên các công trình nghiên cứu về các dự án EOR trên thế giới và các bài báo thống kê của Tabek cũng như các đánh giá về tính chất của đá vỉa, hệ chất lưu vỉa của Mioxen Sử Tử Đen, NCS đã xây dựng được 9 tiêu chí đánh giá để chứng minh giải pháp nâng cao hệ số thu hồi dầu bằng bơm ép luân phiên nước - khí Hydrocacbon là phù hợp nhất với điều kiện thực tế của mỏ Sư Tử Đen (Bảng 2.3). Bảng 2.3. Tính chất vỉa và điều kiện để áp dụng bơm ép khí cho tầng chứa cát kết Mioxen hạ, mỏ Sư Tử Đen Tây Nam STT Tính chất vỉa Mioxen hạ, Sư Tử Đen Tây Nam Tiêu chí để áp dụng bơm ép khí Đánh giá 1 Tỷ trọng dầu (oAPI) 35,4 > 31 Đạt 2 Áp suất vỉa (psia) 2.495 > 1.030 Đạt 3 Nhiệt độ vỉa (C) 100 > 32 Đạt 11 4 Độ sâu (m) 1.700-1.745 > 650 Đạt 5 Độ nhớt (cP) 0,75-0,77 > 0,1 Đạt 6 Độ bão hòa dầu (%) 30 > 25 Đạt 7 Độ thấm (mD) 7.000 > 5 Đạt 8 Cấu trúc vỉa chứa Khép kín Khép kín Đạt 9 Hệ thống khai thác Hệ thống tách và xử lý khí Hệ thống tách và xử lý khí Đạt Ngoải ra, các tính chất vỉa chứa và đặc thù của mỏ Sử Tử Đen cũng được đưa vào phần mềm chuyên ngành để xếp hạng các trọng số của từng yếu tố ảnh hưởng và lựa chọn phương pháp tối ưu. Kết quả lựa chọn từ phần mềm được đưa ra trong hình 2.5 và bảng 2.6. Kết quả chỉ ra rằng giải pháp hóa học và giải pháp khí là phù hợp. Phương pháp bơm ép khí không trộn lẫn tính khả thi khi áp dụng lên đến trên 83%, phương pháp hóa phẩm (Surfactant, ASP, Micellar) lên đến gần 100%. Tuy nhiên, như đã biện luận trong các phần trên, giải pháp hóa sẽ rất khó khăn khi triển khai do vỉa chứa Mioxen Sử Tử Đen có nhiệt độ-áp suất vỉa cao và độ khoáng hóa của nước vỉa/nước bơm ép cao nên giá thành để thực hiện áp dụng sẽ cao và rủi ro hóa phẩm không không chịu được nhiệt độ cao/độ khoáng hóa cao cũng rất lớn. Hình 2.6 cũng chỉ rõ với nhiệt độ vỉa trên 200oF (93oC) thì phương pháp bơm ép hóa phẩm sẽ rất rủi ro. Đối tượng Mioxen Sử Tử Đen có nhiệt độ vỉa trung bình là 184oF (84oC) có những tập cát có nhiệt độ lên đến gần 200oF do độ dày vỉa khá lớn (gần 40m vỉa) nên rủi ro về phương pháp bơm ép hóa phẩm là khá cao. Ngoài ra, mỏ Sư Tử Đen là mỏ khai thác ngoài biển nên để vận chuyển hóa phẩm hàng ngày cung cấp cho bơm ép là vấn đề rất khó. Đặc biệt khi bơm ép polymer/surfactant cần thời gian bơm ép liên tục trong thời gian rất dài. Hình 2.5: Kết quả lựa chọn EOR từ phần mềm chuyên ngành cho Mioxen Sư Tử Đen Hình 2.6: Các tiêu chí để lựa EOR từ phần mềm chuyên ngành cho Mioxen Sử Tử Đen Từ kết quả nghiên cứu trên cho thấy giải pháp bơm ép nước khí hydrocacbon luân phiên là phù hợp nhất với tầng Mioxen, mỏ Sử Tử Đen trong giai đoạn hiện nay. Nguồn khí sẽ được sử dụng từ nguồn khí đồng hành của mỏ Sư Tử Đen hoặc khí đồng hành của cụm mỏ Sư Tử. Một trong những thuận lợi cho việc bơm ép luân phiên nước-khí là nguồn khí tự nhiên và đồng hành của mỏ Sư Tử Đen và Sư Tử Trắng rất lớn. Hệ thống khai thác kết nối giữa các mỏ đều do một nhà thầu CLJOC quản lý nên có thể điều phối nguồn khí để thực hiện dự án bơm ép luân phiên nước-khí cho đối tượng Mioxen, mỏ Sư Tử Đen. 12 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN VÀ MÔ HÌNH DỰ BÁO CHO QUÁ TRÌNH BƠM ÉP LUÂN PHIÊN NƯỚC KHÍ VÀO TẦNG MIOXEN, MỎ SƯ TỬ ĐEN Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm đo MMP cho dầu khí vỉa Mioxen STĐ Thành phần khí bơm ép lấy từ giếng SDSW và thiết bị slimtube thực nghiệm được thiết kế như sau: - Độ dài cột cát sand-packed (m): 12,19; - Đường kính trong (mm): 3.68; - Vật liệu cát nhồi: Quartz; Độ rỗng của cột slimtube: 37,10; - Tổng thể thích của lỗ rỗng (PV, cm3): 80,41; - Độ thấm (mD): 6.000 mD. - Áp suất bơm ép: 8.000 psia; 7.000 psia; 6.000 psia; 5.000 psia; 4.000 psia; 3.000 psia. - Tổng thể tích bơm ép khí qua cột slimtube là 1,4 PV. Hình 3.1: Kết quả đo MMP với các cấp áp suất đẩy khí Kết quả phân tích và đánh giá đã chỉ ra với áp suất trên 5.300 psia thì quá trình bơm ép khí là quá trình trộn lẫn, dưới 5.300 psia thì là quá trình gần trộn lẫn và không trộn lẫn. Thiết bị này không thể mô phỏng được sự thay đổi về quá trình trộn lẫn/gần trộn lẫn/không trộn lẫn theo diện và theo chiều dài của slimtube. Sự thay đổi thành phần chất lưu trong thiết bị slimtube cũng không thể đại diện cho quá trình thay đổi chất lưu của vỉa chứa và dòng chảy chất lưu trong slimtube cũng không thể đại diện cho dòng chảy trong vỉa. Độ rỗng và độ thấm của thiết bị slimtube thực nghiệm là lý tưởng và được xây dựng chủ yếu trên thành phần hạt cát Quazt không đại diện cho tính chất đá vỉa nên điểm MMP từ thực nghiệm khi áp dụng vào mỏ thông thường không chính xác. Để khắc phục các vấn đề này, nghiên cứu sinh đã xây dựng một quy trình để mô phỏng dự báo MMP trên phần mềm cho kết quả MMP chính xác và phù hợp với đối tượng nghiên cứu trầm tích của Bể Cửu Long. 1. Xây dựng mô hình PVT cho hệ chất lưu vỉa và khí bơm ép của giếng SD-2X; 2. Kết hợp các thuật toán của phương trình trạng thái (EOS) và hành trạng pha của chất lưu vỉa và khí bơm ép trên thành phần phân tích của giếng SD-2X để dự báo điểm MMP trên phần mềm chuyên dụng; 3. Xây dựng mô hình mô phỏng lại quá trình thực nghiệm Slimtube cho Mioxen Sư Tử Đen; 4. Tái lập lại kết quả thực nghiệm xác định điểm MMP để hiệu chỉnh mô hình chuẩn; 5. Chạy mô hình slimtube để kiểm chứng kết quả của tính toán trên với các điểm MMP trên 13 mô hình slimtube; 6. Chạy mô hình slimtube và sử dụng mô hình mô phỏng hệ chất lưu PVT để đánh giá các điểm MMP của các nguồn khí theo các cấp áp suất bơm đẩy khí; 7. Lựa chọn thành phần các nguồn khí và áp suất bơm đẩy để đánh giá hiệu quả trên mô hình toàn đối tượng Mioxen Sử Tử Đen. Mô hình chất lưu PVT và mô hình mô phỏng dự báo MMP 3.2.1. Mô hình chất lưu PVT cho giếng SD-2X Mô hình PVT được tiến hành quá trình tái lập lại các kết quả thực nghiệm đo với các điều kiện nhiệt độ, áp suất và thể tích. Quá trình này sử dụng phương trình trạng thái để tính toán và hiệu chỉnh các tính chất lý hóa để khớp với kết quả thực nghiệm đo đạc được. 3.2.2. Sử dụng phương trình trạng thái pha để tính toán MMP cho các nguồn khí Cơ chế trộn lẫn hai lưu thể được chia thành nhiều giai đoạn đẩy dầu và trộn lẫn. Điều kiện trộn lẫn hoàn toàn được xác định thông qua giản đồ 3 cấu tử với giả định rằng các tính chất của 3 thành phần ảo của dầu khí hoàn toàn không thay đổi trong quá trình trộn lẫn. Giả định trên là điểm yếu lớn nhất của các nghiên cứu tiến hành dựa trên giản đồ 3 cấu tử (Hình 3.3). Hình 3.3: Giản đồ 3 cấu tử Hình 3.4 : Giản đồ 3 pha của dầu vỉa Mioxen Sư Tử Đen Sử dụng mô hình mô phỏng chất lưu vỉa PVT cho Mioxen STĐ và phương trình trạng thái, hành trạng pha của chất lưu vỉa và khí bơm ép để tính toán và xác định điểm MMP (Minimum Miscible Pressure) hoặc điểm FCM (First Contact Miscible) và MCM (Multiple Contact Miscible). Giản đồ 3 pha của dầu vỉa Mioxen STĐ được thể hiện trong hình 3.4, điểm chấm là điều kiện áp suất và nhiệt độ của vỉa hiện tại. ➢ Trường hợp 1: Sử dụng khí bơm ép là khí khô hay khí thương phẩm và kết quả mô phỏng tính điểm FCM là 7.340 và MCM là 7.305 psia. ➢ Trường hợp 2: Sử dụng khí bơm ép là khí bình tách cấp 2 và kết quả mô phỏng tính điểm FCM là 5.838 và MCM là 5.542 psia. ➢ Trường hợp 3: Sử dụng khí bơm ép là khí bình tách cấp 1 và kết quả mô phỏng tính điểm 14 FCM là 4.758 và MCM là 4.510 psia. ➢ Trường hợp 4: Sử dụng khí bơm ép là khí trước khi vào bình tách cấp và kết quả mô phỏng tính điểm FCM là 3.991 và MCM là 2.004 psia. ➢ Trường hợp 5: Sử dụng khí bơm ép là khí trơ N2, CO2 và kết quả mô phỏng cũng chỉ ra không có quá trình trộn lẫn khí trơ N2 với dầu vỉa trong bất kỳ áp suất nào. 3.2.3. Xây dựng mô hình mô phỏng quá trình thực nghiệm Slimtube cho Mioxen STĐ Mô hình Slimtube được xây dựng các ô lưới để mô phỏng lại quá trình bơm ép khí vào trong vỉa dầu. Mô hình được thiết kế với các thông số tương tự với thông số của Slimtube thực nghiệm. Điều kiện ban đầu của các ô lưới mô phỏng được đặt trong điều kiện nhiệt độ vỉa và áp suất vỉa. Hỗn hợp dầu và khí trong ô lưới đầu tiên sẽ di chuyển, thay đổi sang trạng thái và thành phần khác. Quá trình được lặp lại với pha đã dịch chuyển, pha đã dịch chuyển tiếp tục trộn lẫn với dầu tại ô lưới thứ hai để hình thành hỗn hợp mới và lặp lại trên suốt quãng đường đi từ giếng bơm ép đến giếng khai thác. Với quá trình mô phỏng biến đổi liên tục sẽ khắc phục được các hạn chế của thực nghiệm cũng như có thể dự báo được chính xác điểm MMP cho Mioxen STĐ với các nguồn khí bơm ép khác nhau và các cấp bơm đẩy khác nhau. Kết quả mô hình mô phỏng Slimtube Các cấp áp suất bơm ép được thực hiện mô phỏng từ 1.000 psia đến 7.000 psia tại nhiệt độ vỉa 184oF. ➢ Trường hợp 1 (TH1): Sử dụng khí bơm ép là khí khô hay khí thương phẩm và kết quả mô phỏng cho sản lượng thu hồi và dự báo điểm tính điểm MMP khoảng 6000 psia. ➢ Trường hợp 2 (TH2): Sử dụng khí bơm ép là khí bơm ép là khí ở bình tách cấp 2 và kết quả mô phỏng cho sản lượng thu hồi và dự báo điểm tính điểm MMP khoảng 4500 psia. ➢ Trường hợp 3 (TH3): Sử dụng khí bơm ép là khí trước khi vào bình tách cấp 1 và kết quả mô phỏng cho sản lượng thu hồi và dự báo điểm tính điểm MMP khoảng 2500 psia. Điểm MMP này gần sát với điểm áp suất vỉa đang khai thác. Hình 3.5: Sản lượng thu hồi từ mô hình slimtube để xác định MMP của TH1 Hình 3.6: Sản lượng thu hồi từ mô hình slimtube để xác định MMP của TH2 Hình 3.7: Sản lượng thu hồi từ mô hình slimtube để xác định MMP của TH3 15 Quá trình mô phỏng slimtube đã chỉ rõ được cơ chế trộn lẫn và gần trộn lẫn, từ đó có thể tính toán chính xác được điểm MMP khi có dòng chảy và biến đổi thành phần theo chiều dài của slimtube. Tại giá trị cuối cùng của quá trình đẩy có thể nhận thấy với quá trình đẩy trộn lẫn thì dầu tàn dư trong slimtube gần bằng 0, còn với quá trình đẩy không trộn lẫn thì lượng dầu tàn dư trong slimtube khoảng 0,2. ➢ Trường hợp 4: Sử dụng khí bơm ép là khí trơ N2 và CO2. Kết quả mô phỏng cũng chỉ ra không có quá trình trộn lẫn N2 với dầu vỉa trong bất kỳ áp suất nào, quá trình bơm ép N2 vào vỉa sẽ là quá trình không trộn lẫn. So sánh MMP từ các phương pháp nghiên cứu Bảng 3.1 Sai khác trong tính toán MMP tính toán MMP thực nghiệm MMP từ mô hình PVT Mô hình 1-D slimtube 5.300 psia 7.350 psia 6.000 psia Sai lệch 38,6 % 13,2 % Tính toán dựa trên thiết bị thực nghiệm với độ rỗng 37,8% và thành phần dầu vỉa và khí bơm ép của giếng SDSW-23P 1. Sai lệch do phương trình trạng thái tại điều kiện tiếp xúc tĩnh giữa bề mặt hai pha. 2. Sử dụng thành phần dầu- khí đại diện cho vỉa (SD-2X) 1. Sai lệch do đã hiệu chỉnh lại độ rỗng của mô hình slimtube về với điều kiện thực tế mỏ, trung bình 30% 2. Sử dụng thành phần dầu-khí đại diện cho vỉa (SD-2X) Kết quả đánh giá sai số của phương pháp xác định MMP đã chứng minh việc sử dụng mô hình mô phỏng thủy động lực học slimtube có thể tính toán và dự báo chính xác được điểm MMP với các điều kiện thực tế của mỏ. Kết quả cũng chứng minh hiệu quả nâng cao hệ số thu hồi dầu của cơ chế bơm ép trộn lẫn với các cơ chế bơm ép gần trộn lần và không trộn lẫn. Kết quả cũng chỉ ra các hạn chế của việc tính toán MMP chỉ sử dụng mô hình PVT. Quan trọng hơn, nghiên cứu đã xây dựng được quy trình mô phỏng và khẳng định tính đúng đắn về phương pháp luận, các thuật toán tính toán mô phỏng mô hình slimtube để dự báo điểm MMP cho các mỏ dầu khí với các nguồn khí bơm ép khác nhau, đặc biệt có thể áp dụng được cho Mioxen Sư Tử Đen. Lựa chọn nguồn khí và giải pháp bơm ép khí cho Mioxen Sư Tử Đen Từ các kết quả chạy mô phỏng slimtube để xác định điểm MMP và hiệu quả bơm ép các nguồn khí trong các cơ chế trộn lẫn, gần trộn lẫn và không trộn lẫn có thể chọn lựa được các phương án sử dụng nguồn khí phù hợp để tiến hành bơm ép. Đánh giá gradient áp suất của Mioxen hiện tại theo độ sâu 2.000-2.500 psia, phân bố rỗng thấm thực tế mỏ và kết quả mô phỏng slimtube để dự báo MMP thì có thể nhận thấy với trường hợp bơm ép khí hydrocarbon thông thường (khí khô, khí làm giàu) sẽ không đạt đến trạng thái trộn lẫn hoàn toàn mà chỉ đạt trạng thái gần trộn lẫn. Để tăng hiệu quả của quá trình bơm ép khí cho Mioxen, giải pháp bơm ép khí nước luân phiên (WAG) cần được áp dụng. Bơm ép khí nước luân phiên sẽ nâng áp suất đáy giếng của giếng bơm ép lên cao làm các nút khí bơm ép xuống vỉa tiệm cần hơn với quá trình gần trộn lẫn. Ngoài 16 ra, bơm ép nước trước và sau khí còn hạn chế bớt quá trình chảy quá nhanh của dòng khí bơm ép do độ linh động của khí, quá trình này sẽ gia tăng hệ số quét cho quá trình bơm ép khí. Kết luận Nghiên cứu đã chỉ ra sự khác nhau giữa kết quả MMP thực nghiệm với kết quả tính toán dựa trên phương trình trạng thái và tình trạng pha bởi mô hình chất lưu PVT và với kết quả MMP bởi phần mềm mô phỏng. Các ưu điểm và nhược điểm của phương pháp xác định MMP bằng thực nghiệm được đánh giá chi tiết như thành phần của hệ chất lưu vỉa và thành phần phần khí bơm ép cũng cố định trong suốt quá trình tiến hành thực nghiệm nên sự thay đổi thành phần chất lưu trong thiết bị slimtube cũng không thể đại diện cho quá trình thay đổi chất lưu của vỉa chứa. Các kết quả đã chứng minh việc sử dụng mô hình mô phỏng thủy động lực học slimtube có thể tính toán và dự báo chính xác được MMP với tính chất của vỉa chứa và điều kiện khai thác thực tế của mỏ. Ngoài ra, luận án đã xây dựng được quy trình mô phỏng và khẳng định tính đúng đắn về phương pháp luận, các thuật toán tính toán về dòng chảy trong mô phỏng mô hình slimtube để dự báo điểm MMP cho các mỏ dầu khí với nguồn khí bơm ép khác nhau, đặc biệt có thể áp dụng cho các đối tượng trầm tích của bể Cửu Long ở Việt Nam. CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP BƠM ÉP NƯỚC KHÍ LUÂN PHIÊN CHO MIOXEN SƯ TỬ ĐEN TRÊN MÔ HÌNH MÔ PHỎNG Cập nhật mô hình mô phỏng và khớp lịch sử khai thác Mô hình thuỷ động của tầng chứa cát kết Mioxen, mỏ Sư Tử Đen có tổng số ô lưới được đưa vào tính toán là 114.626 ô, cập nhật đến ngày 1/1/2015. Kết quả phục hồi lịch sử mô hình khai thác cho thấy các giếng đã được phục hồi tốt, đáp ứng được các tiêu chí đề ra trong yêu cầu kỹ thuật đối với việc xây dựng mô hình khai thác. Kết quả phục hồi lịch sử khai thác đối tượng Mioxen, mỏ Sư Tử Đen đã được thể hiện trên hình 4.1. Hình 4.1: Phân bố bão hòa dầu và kết quả khớp lịch sử Kết quả phục hồi lịch sử mô hình thành phần cho thấy mô hình đã đảm bảo đủ tin cậy để tiến hành nghiên cứu chuyển đổi sang mô hình thành phần để có thể đánh giá hiệu quả các phương 17 án bơm ép khí nước luân phiên theo các phương án khai thác. Chuyển từ mô hình “black oil” sang mô hình thành phần Quá trình bơm ép khí để nâng cao hệ số thu hồi thì việc sử dụng mô hình black oil không thể mô tả sự thay đổi thành phần các cấu từ trong quá trình dịch chuyển từ ô lưới này sang ô lưới khác trong quãng đường từ giếng bơm ép đến giếng khai thác. Sự thay đổi thành phần trong vỉa hệ chất lưu vỉa và khí bơm ép sẽ quyết định cơ chế trộn lẫn, gần trộn lẫn và không trộn lẫn. Mô hình thành phần cũng mô phỏng được sự thay đổi trạng thái pha của các cấu tử Hydrocacbon gồm dầu vỉa và khí bơm ép, từ đó quyết định các tính chất của hệ chất lưu hỗn h