Xử lý minh giải tài liệu địa vật lý khảo sát mặt cắt dòng trong giếng khai thác khí condensate

Mô tả giải pháp:

1.Tình trạng công việc về vấn đề đang được xem xét trước khi tạo ra giải pháp (Mô tả những nhược điểm của đối tượng hiện hành kèm theo bảng, sơ đồ, hình vẽ,… trong trường hợp cần thiết).

Hơn hai mươi năm qua XNLD khai thác sản phẩm chủ yếu từ các mỏ dầu-khí hòa tan Bạch hổ và Rồng. Vì vậy công nghệ Xử lý minh giải tài liệu địa vật lý khảo sát chế độ khai thác (sau đây gọi tắt là Production Logging Interpretation - PLI) ở XN Địa vật lý G/K, XNLD phát triển tập trung vào lĩnh vực khảo sát mặt cắt dòng trong các giếng khoan khai thác dòng dầu-khí hòa tan. Hiện nay có một số Liên doanh điều hành chung (Joint Operating Company - JOC) đang quản lý và khai thác các mỏ khí – condensate trên thềm lục địa Việt nam. Vừa qua, được phép của XNLD, XN Địa vật lý G/K đã khảo sát mặt cắt dòng và xử lý minh giải tài liệu cho một loạt giếng khí của một trong các JOC trên

Các mỏ khí-condensate khác hẳn với các mỏ dầu-khí hòa tan về thành phần hydrocarbon, về pha và động thái cân bằng hệ thống chất lưu trong vỉa, đặc điểm và động thái áp suất-thể tích-nhiệt độ (PVT) v.v. Yêu cầu đặt ra cho người kỹ sư phân tích là phải xác định các đặc điểm PVT trong các điều kiện nhiệt áp (lòng giếng, đầu giếng, bình tách và bồn chứa), lựa chọn biểu đồ pha, tham số chất lưu, mô hình dòng ... phù hợp. Đây là công việc đòi hỏi trình độ PLI cao, tham chiếu nhiều thông số hóa lý và PVT của loại khí-condensate đang nghiên cứu. Để đáp ứng vấn đề này, Xí nghiệp cũng đang tìm kiếm những khóa đào tạo theo chuẩn quốc tế về PLI đối với đối tượng nghiên cứu mới.

2. Nội dung của giải pháp đưa ra (Mục đích, bản chất, tính ưu việt của giải pháp kèm theo những tài liệu phù hợp dạng bảng, sơ đồ, hình vẽ,…trong trường hợp cần thiết)

Để đảm bảo yêu cầu của khách hàng, nâng cao uy tín của XNLD đối với các JOC, việc tìm ra phương pháp PLI tại các giếng khoan khí là không thể chậm trễ. Sau khi nghiên cứu, tìm hiểu qua các tài liệu tham khảo, nhóm tác giả (NTG) đã đề xuất giải pháp kỹ thuật “Xử lý minh giải tài liệu địa vật lý khảo sát mặt cắt dòng trong giếng khai thác khí-condensate”, với những cải tiến trong công nghệ xử lý minh giải dưới đây:

a/ Lựa chọn biểu đồ pha

Mỗi một hệ thống khí-condensate có một biểu đồ pha (BĐP) và động thái cân bằng pha riêng, thu được qua kết quả phân tích mẫu khí-condensate trong phòng thí nghiệm tại các điều kiện nhiệt-áp giả lập. Trong trường hợp này, do chưa có kết quả nghiên cứu đầy đủ, nhóm phân tích đã phải tìm tòi từ các hệ thống khí-condensate khác đã được nghiên cứu đầy đủ và đã lập được BĐP tương ứng để chọn ra BĐP phù hợp với hệ thống đang nghiên cứu trong các điều kiện nhiệt-áp thực tế (lòng giếng, bình tách và bồn chứa). Sau cùng, nhóm đã tìm được BĐP phù hợp nhất với hệ thống đang nghiên cứu. Việc tìm ra mô hình BĐP phù hợp giúp người phân tích nắm được động thái cân bằng pha trong vỉa, từ đó đưa ra nhận định đúng đắn về tình trạng làm việc của giếng. Một số BĐP tổng quát và chi tiết được nêu ở hình 1 và 2

b/ Xác định thành phần dòng chảy

Đối với các mỏ Bạch Hổ và Rồng sản phẩm khai thác thường là Dầu-Khí hòa tan hoặc Dầu-Khí nước. Trong trường hợp này, đối tượng nghiên cứu hoàn toàn khác

Đối với mỏ BH và Rồng (cũ)	Trường hợp đang gặp phải (mới)
Dầu khí hoà tan	Khí khô - nước
Dầu – khí - nước	Khí khô - Condensate
	Khí khô - Condensate - nước

Vì vậy ở điều kiện giếng, trong khoảng nghiên cứu có thể tồn tại các mô hình pha như sau:

Các tổ hợp pha đã biết	Các tổ hợp pha mới
Toàn dầu	Toàn khí
Dầu-khí	Khí-nước
Nước-dầu	Khí-condensate
Nước-dầu-khí	Khí khô - Condensate - nước

Các giếng đang nghiên cứu được xác định có mô hình Khí-condensate và Khí - Condensate - nước. Để làm chủ hệ thống xử lý, NTG đã tìm hiểu nhiều về các hệ thống Khí khô và Khí ẩm, là những đối tượng nghiên cứu mới, chưa có trong quy trình PLI của Vietsovpetro.

c/ Xác định chế độ dòng chảy

Việc xác định chế độ dòng chảy (модель течения) trong giếng sẽ quyết định kết quả tính toán vận tốc và tỷ phần pha tương ứng, từ đó định ra lưu lượng và trạng thái làm việc của các vỉa trong giếng. Trong thực tế của các giếng khí - condensate, đối tượng nghiên cứu có mô hình dòng sương hoặc vành sương (mist/ annular mist - туманый/ тумано-кольцевое течение), khác với các giếng dầu – khí hoặc các hệ thống trung gian khác. (Hình 3.a , 3.b và 4).

d/ Lựa chọn các tham số PVT: Vì đây là những đối tượng nghiên cứu mới nên các tham số PVT có sự khác biệt lớn so với mô hình Dầu-khí-nước của mỏ BH và Rồng. Các tham số quan trọng bao gồm: Khí: tỷ trọng tương đối của khí (γg), % mole của khí thành phần, H2S, CO2 và N2 ; hệ số nén (z); hệ số thể tích của khí (Bg); mật độ của khí (rg); độ nhớt của khí (mg); áp suất tới hạn (pc); nhiệt độ tới hạn (tc).

Condensate

Số liệu ở bình tách: tỷ trọng tương đối của khí (γg), GOR, nhiệt độ và áp suất bình tách
Số liệu ở bồn chứa: tỷ trọng tương đối của khí (γg), GOR, nhiệt độ và áp suất bồn chứa.

Nước: độ khoáng hoá, hệ số thể tích của nước (Bw), mật độ của nước (rw), độ nhớt của nước (mw), tỷ suất khí - nước.

e/ Tính toán lưu lượng dòng

Để xác định các thông số lưu lượng cơ bản cho mô hình dòng Khí-condensate-nước NTG đưa ra trình tự tiến hành như sau:

Trong chức năng Tính lưu lượng của PM Emeraude chọn nhánh "Water-Hydrocarbon (G)". Các biến cần xác định là Vsh và Vsl (tương ứng là các tốc độ dòng của pha nặng và pha nhẹ tương ứng với tiết diện ống khảo sát). Tốc độ dòng hỗn hợp Vm sẽ được tính từ Vsh và Vsl theo công thức:

Vm = Vsh + Vsl.

Tính mật độ và độ nhớt của pha nhẹ (condensate + gas) theo công thức:

ρl = fg . ρg + (1-fg) . ρo (mật độ pha nhẹ)

μl = fg . μg + (1-fg) . μo (độ nhớt pha nhẹ)

Trong đó fg được xác định từ tỉ số CGR (Condensate/ gas ratio) từ tham số PVT tương ứng.

Chọn mô hình dòng rồi tính tỷ phần pha nặng và tốc độ trượt pha theo các quan hệ hồi qui:

Yh = Yh(Vsh,Vsl,ρh,ρl,μh,μl, ...)

Vs = Vs(Vsh,Vsl,ρh,ρl,μh,μl, ...)

Tính tỷ phần các pha theo công thức:

Yw = Yh (pha nước); Yl = (1-fg) . (1-Yw) (pha condensate) Yg = fg . (1 - Yw) (pha khí) Tính tốc độ pha tương ứng theo công thức: Kiểm tra xem mô hình lựa chọn có cho kết quả phù hợp với đặc tính dòng chảy trong giếng và các thông số bề mặt hay chưa. Nếu chưa thì cần phân tích tìm nguyên nhân và điều chỉnh lại.

f/ Lập báo cáo

Nội dung và hình thức của báo cáo đã được cải tiến cho phù hợp với đối tượng nghiên cứu mới và yêu cầu của khách hàng. Về cơ bản, cấu trúc của báo cáo. Báo cáo được Giám đốc XN ký duyệt và bao gồm các phần chính sau