I H C QU C GIA THÀNH PH         H   CHÍ MINH   TR    NG      I H C BÁCH KHOAKHOA K THU T        A CH T VÀ D U KHÍ    -----...
M C L C BÀI GI NGSTT                                          N I DUNG1.    Gi i thi u, yêu c u và n i dung môn h c2.    C...
BÀI GI NG CÔNG NGH KHAI THÁC D U KHÍ        GI I THI U, YÊU C U       VÀ N I DUNG MÔN H C                 Gi ng viên :   P...
N I DUNG MÔN H C•   Tên môn h c: CÔNG NGH KHAI THÁC D U KHÍ•   Mã s môn h c: 300009•   Phân ph i ti t h c: 3 (3.1.6)    + ...
TÀI LI U THAM KH O1- Lê Ph       c H o. Bài gi ng Công ngh khai thác d u khí2- Phùng ình Th c, D ng Danh Lam, Lê Bá Tu n, ...
TÀI LI U THAM KH O7- Các ngu n h c li u m (các bài gi ng i n t        các tr    ng        i h c,bài báo, LVTN, LVThS, LVTS...
Ch         ng 1: T ng quan v khai thác d u khí1.1. Các khái ni m c b n1.2. Các ngu n n ng l          ng v a1.3. Các ch    ...
Ch         ng 2: Hoàn thi n gi ng khai thác2.1.    i c ng v công tác hoàn thi n gi ng   2.1.1- Phân lo i   2.1.2- Ph ng ph...
Ch         ng 2: Hoàn thi n gi ng khai thác2.4. Công ngh b n m v a2.5. Nh ng             c thù trong công ngh      hoàn th...
Ch         ng 3: Kh o sát gi ng3.1. M c ích và ph           ng pháp kh o sát gi ng3.2. Kh o sát gi ng làm vi c         ch ...
Ch         ng 4: Công ngh duy trì áp su t v a4.1. M c ích và ph              ng pháp4.2. Duy trì áp su t v a b ng b m ép n...
Ch         ng 5: X lý vùng c n áy gi ng5.1. V n          nhi m b n t ng ch a    5.1.1- Nguyên nhân    5.1.2- Các y u t    ...
Ch         ng 6: Ph          ng pháp t       phun6.1. Khái ni m v s t phun6.2. Ph          ng pháp xác       nh i u ki n t...
Ch         ng 7: Ph        ng pháp gaslift7.1. Nguyên lý c a ph            ng pháp gaslift7.2. Các lo i thi t b gaslift7.3...
Ch         ng 8: B m ly tâm i n chìm8.1.      u nh      c i m c a ph      ng pháp8.2. Thi t b    8.2.1- Thi t b lòng gi ng...
Ch         ng 9: Thu h i t ng c           ng9.1. T m quan tr ng9.2. S phân b c a d u d trong v a9.3. Các ph           ng p...
Ch         ng 10: Nh ng thành t u m i• Production Facilities• Sand Control• Coiled Tubing• Multiphase Pumps• Downhole Sepa...
HÌNH TH C ÁNH GIÁ MÔN H C1. Ki m tra th               ng k (10%), gi a k (20%), và cu i k      (50%) b ng hình th c tr c n...
BÀI GI NG CÔNG NGH KHAI THÁC D U KHÍ          CAÙC TÍNH CHAÁT       CUÛA ÑAÙ VAØ CHAÁT LÖU                  Gi ng viên :  ...
N I DUNG   1. Caùc tính chaát cuûa Dvæa taùc ñoäng ñeán doøng chaûy   2. Caùc tính chaát cuûa löu chaát væa   3.Heä phöông...
Caùc tính chaát cuûa væa vaø chaát löu   1. Ñoä roãng   2. Ñoä thaám   3. Ñoä baõo hoøa   4. Tính mao daãn   5. Tính dính ...
Ñoä roãng      - Trong ñaát ñaù luoân toàn taïi nhöõng loã hoång, khe      nöùt khoâng chöùa nhöõng vaät raén      - Thöïc...
Ñoä roãng toaøn phaànÑoä roãng toaøn phaàn bieåu thò baèng tyû soá giöõa toång theåtích khoâng gian roãng cuûa khoái ñaù v...
Ñoä roãng hieäu duïngÑoä roãng hieäu duïng bieåu thò baèng tyû soá toång theå tíchkhoâng gian roãng cuûa khoái ñaù cho phe...
Ñoä roãng hieäu duïng   - Giaù trò ñoä roãng hieäu duïng duøng ñeå tính toaùn tröõ löôïng vaø   löu löôïng khai thaùc cuûa...
Xaùc ñònh ñoä roãngQui trình xaùc ñònh ñoä roãng cuûa ñaát ñaù trong phoøng thínghieäm:- Saáy khoâ maãu ôû 1050C trong 8h ...
Ñoä baõo hoøa chaát löu trong væaÑoä baõo hoøa chaát löu trong væa laø tyû soá giöõa theå tíchchaát löu chöùa trong caùc l...
Ñoä baõo hoøa chaát löu trong væaTöông öùng vôùi moãi pha daàu, khí, nöôùc ta laàn löôït coùñoä baõo hoaø daàu, khí vaø nö...
Quan heä giöõa ñoä thaám töông ñoái vaø ñoä baõo hoøaCông ngh khai thác d u khí    27           PGS. TS. Lê Ph   cH o
Quan heä giöõa ñoä baõo hoøa vaø aùp suaátCông ngh khai thác d u khí          28             PGS. TS. Lê Ph   cH o
Tính mao daãn- Nhöõng loã roãng trong ñaù ñöôïc xem töông töï nhönhöõng oáng mao daãn coù kích thöôùc nhoû- Khi loã roãng ...
AÙp suaát mao daãn   Ñaù coù theå coù tính dính öôùt daàu hoaëc nöôùc chieám öu theá, vì vaäy theo   quy öôùc, aùp suaát m...
Quan heä giöõa AS mao daãn ñoä baõo hoøa chaát löuCông ngh khai thác d u khí    31           PGS. TS. Lê Ph   cH o
Ñoä thaám- Ñoä thaám laø moät trong nhöõng tính chaát quan troïngcuûa ñaát ñaù chöùa daàu khí, ñaëc tröng cho khaû naêngch...
Caùc loaïi ñoä thaám   - Ñoä thaám tuyeät ñoái laø ñoä thaám cuûa ñaù ôû ñieàu   kieän baõo hoøa 100% moät loaïi chaát löu...
Caùc loaïi ñoä thaám   Ñoä thaám töông ñoái laø tyû soá giöõa ñoä thaám hieäu duïng   vaø ñoä thaám tuyeät ñoái           ...
Ñoä thaám töông ñoái- Moái quan heä giöõa tính thaám töông ñoái vôùi ñaëc tính cuûa ñaùtaàng chöùa nhö caáu truùc loã roãn...
Haèng soá C   - Tính chaát cuûa moâi tröôøng roãng ñöôïc ñaëc tröng   bôûi kích thöôùc haït trung bình d, caùc yeáu toá ño...
Ñònh luaät thaám Darcy   Thoâng thöôøng, heä soá thaám k ñöôïc tính döïa vaøo   ñònh luaät thaám Darcy:                   ...
Heä soá thaám töông ñöông   Trong thöïc teá, ñoä thaám thöôøng thay ñoåi theo   phöông (ngang vaø thaúng ñöùng). Vì vaäy h...
Tính dính öôùt   - Söï töông taùc giöõa beà maët cuûa ñaù vaø chaát löu chöùa trong loã roãng coù aûnh   höôûng lôùn ñeán ...
Tính neùn   - Trong ñieàu kieän væa, nhieät ñoä ñöôïc xem nhö ít thay ñoåi. Vì   vaäy ñeå ñôn giaûn khi tính toaùn ta chæ ...
Heä soá neùn ñaúng nhieätTheo Newman, heä soá neùn ñaúng nhieät cuûa moät soáloaïi ñaù chòu aùp suaát coù theå ñöôïc tính ...
AÙp suaát væa- Chaát loûng vaø khí naèm trong væa chòu moät aùp suaátnhaát ñònh goïi laø aùp suaát væa- Aùp suaát væa ban ...
AÙp suaát væa   - Aùp suaát væa laø moät yeáu toá quan troïng khi tính toaùn phöông aùn khai thaùc   toái öu.   - Aùp suaá...
Nhieät ñoä væa- Nhieät ñoä væa ñoùng vai troø quan troïng trong vieäcxaùc ñònh tính chaát vaät lyù cuõng nhö traïng thaùi ...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu1. Caùc tính chaát cuûa khí2. Caùc tính chaát cuûa daàu thoâ3. Caùc tính chaát cuûa nöôùc væ...
Caùc tính chaát cuûa khí   a. Khí lyù töôûng   Traïng thaùi khí lyù töôûng ñöôïc theå hieän qua phöông trình   traïng thaù...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu taùc ñoäng ñeán doøng       chaûy   c. Aùp suaát   Theo Raoul                             P...
Heä soá leäch khí   Heä soá leäch khí laø tyû soá giöõa theå tích cuûa khí thöïc   vaø theå tích cuûa khí lyù töôûng ôû cu...
Heä soá theå tích thaønh heä khíHeä soá theå tích thaønh heä khí laø tyû soá giöõa theå tíchkhí ôû ñieàu kieän væa vaø the...
Heä soá neùn ñaúng nhieät cuûa khíKhi aùp suaát thay ñoåi thì theå tích cuûa khí seõ thay ñoåitheo. Söï thay ñoåi naøy ñöô...
Heä soá nhôùt ñoäng löïc   - Tính nhôùt laø bieåu hieän löïc dính phaân töû vaø söï trao ñoåi   naêng löôïng giöõa caùc ph...
Moái quan heä giöõa heä soá nhôùt ñoäng löïc vaø nhieät ñoäCông ngh khai thác d u khí       52             PGS. TS. Lê Ph ...
Caùc tính chaát cuûa daàu thoâ   a.Tyû soá hoøa tan khí - daàu   - Tyû soá hoøa tan khí - daàu laø khaû naêng khí thieân n...
Caùc tính chaát cuûa daàu thoâCoù theå xaùc ñònh ñöôïc baèng bieåu thöùc töông quancuûa Standing vaø Beggs:               ...
Caùc tính chaát cuûa daàu thoâ   b. Heä soá theå tích thaønh heä daàu   -Heä soá theå tích thaønh heä cuûa daàu ôû moät aù...
Caùc tính chaát cuûa daàu thoâ   - Heä soá theå tích thaønh heä hai pha (ñ n vi ño bbl/STB) ñöôïc   ñònh nghóa laø theå tí...
Caùc tính chaát cuûa daàu thoâd. Heä soá nhôùt ñoäng löïc-Heä soá nhôùt ñoäng löïc cuûa daàu thoâ phuï thuoäc nhieàu vaøo ...
Caùc tính chaát cuûa nöôùc væaa. Heä soá theå tích thaønh heä nöôùcTheo McCain:                       Bw = (1 + ΔVwt )(1 +...
Caùc tính chaát cuûa nöôùc væa b.Tyû soá hoøa tan khí – nöôùc                      Rsw       −0,0840655    −0,285854      ...
Caùc tính chaát cuûa nöôùc væa   c. Heä soá neùn ñaúng nhieät   Khi P > Pb:            1 ∂B w                             ...
Caùc tính chaát cuûa nöôùc væa    d. Heä soá nhôùt ñoäng löïc    -Heä soá nhôùt ñoäng löïc ôû nhieät ñoä væa vaø aùp suaát...
Doøng chaûy trong væa   - Söï dòch chuyeån cuûa chaát löu trong væa luoân thay ñoåi theo   khoâng gian vaø thôøi gian   - ...
Doøng chaûy trong væa 1. Ñònh luaät thaám Darcy 2. Söï thay ñoåi giöõa ñoä thaám töông ñoái vaø ñoä baõo hoøa chaát löu 3....
Doøng chaûy trong væa   1. Ñònh luaät thaám Darcy   Ñònh luaät thaám Darcy toång quaùt cho doøng thaám baát kì:           ...
Doøng chaûy trong væa   2. Söï thay ñoåi giöõa ñoä thaám töông ñoái vaø ñoä baõo   hoøa chaát löu   - Khi ñoä baõo hoøa th...
Doøng chaûy trong væa    Söï thay ñoåi giöõa ñoä thaám töông ñoái vaø ñoä baõo hoøa chaát löuCông ngh khai thác d u khí   ...
Doøng chaûy trong væa   3.Heä phöông trình toång quaùt cuûa ñoøng thaám nhieàu pha   Xeùt tröôøng hôïp doøng thaám goàm ca...
Doøng chaûy trong væaPhöông trình lieân tuïc aùp duïng cho töøng pha:+ Pha nöôùc            ∂ ( φρ w S w )                ...
Doøng chaûy trong væaKeát hôïp ñònh luaät Darcy vaø phöông trình lieân tuïccho moãi pha, ta ñöôïc heä phöông trình:       ...
Doøng chaûy trong væaCaùc pha lieân heä vôùi nhau qua caùc quan heä nöõa thöïcnghieäm giöõa aùp suaát vaø ñoä baõo hoøa:  ...
Doøng chaûy trong væa- Ngoaøi ra caàn quan taâm ñeán tính neùn ñöôïc cuûa löuchaát- Söï bieán thieân cuûa caùc heä soá tha...
Doøng chaûy trong væa- Döïa vaøo caùc ñieàu kieän ban ñaàu vaø ñieàu kieän bieân, caùcphöông trình treân coù theå giaûi ñö...
BÀI GI NG CÔNG NGH KHAI THÁC D U KHÍ DOØNG CHAÛY TRONG GIEÁNG                 Gi ng viên :   PGS.TS. Lê Ph   cH o         ...
NOÄI DUNG    Giôùi thieäu chung    Tính toaùn doøng chaûy trong gieáng        Phöông trình naêng löôïng toång quaùt       ...
Giôùi thieäu chungCông ngh khai thác d u khí   75   PGS. TS. Lê Ph   cH o
Doøng chaûy trong heä thoáng khai thaùc bao goàm:     Doøng chaûy töø væa vaøo ñaùy gieáng     Doøng chaûy töø ñaùy gieáng...
LYÙ THUYEÁT ÑIEÅM NUÙTChoïn ñaùy gieáng laø ñieåm nuùt. AÙp suaát ñieåm nuùt tính theo doøng ra luùc naøy laø:Δ Psep +ΔP o...
PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙTCông ngh khai thác d u khí     78           PGS. TS. Lê Ph   cH o
PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙT                  .2 .                mv1 mg.Z1                  .2 .                ...
PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙTPhöông trình treân raát khoù aùp duïng. Döïa vaøo lyù thuyeát nhieätñoäng hoïc bieán ...
PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙTMaët khaùc, neáu oáng thu gom nghieângmoät goùc θ thì dz=dLsinθ vaø nhaân haiveá phöô...
PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙTTrong caùc phöông trình treân, ñoä giaûm aùp dp = p2 –p1 < 0.Neáu dp > 0, ta coù phöô...
PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙT(dp/dL)f=ρ dLw/dL: gradient aùp suaát do ma saùt (hay tröôït) gaây neânHeä soá ma saù...
PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙT      Ñoái vôùi doøng chaûy roái, thaønh oáng trôn, heä soá ma saùt ñöôïc xaùc ñònh  ...
PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙTVì heä soá ma saùt khoâng theå xaùc ñònh tröïc tieáp ñöôïc töø phöông trình treân neâ...
PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙT     Duøng phöông trình Drew, Koo vaø Mc Adams ñeå xaùc ñònh  giaù trò fg ñaàu tieân ...
CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁTMuoán tính toaùn doøng chaûy trong oáng khai thaùc, ñaàu tieân phaûi bieát nhöõng tí...
CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT  Vaän toác bieåu kieán moät pha: vaän toác doøng chaûy chæ 1 pha trong toaøn boä ma...
CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT  Vaän toác khí bieåu kieán      Khí laø löu chaát neùn ñöôïc neân löu löôïng cuûa k...
CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT                                     qg          q sc . B g                         ...
CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT  Vaän toác daàu bieåu kieán  Ñeå xaùc ñònh vaän toác bieåu kieán cuûa daàu caàn pha...
CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁTVaäân toác nöôùc bieåu kieán                                               −5       ...
CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT     Vaän toác pha loûng bieåu kieán     Trong oáng khai thaùc, nöôùc vaø daàu ñöôïc...
CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT  Vaän toác hoãn hôïp bieåu kieán baèng vaän toác loûng bieåu kieán vaø vaän toác kh...
CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁTKhoái löôïng rieâng cuûa daàu khi coù khí hoaø tan trong daàu:                  ρ=  ...
CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT+ B0 : heä soá theå tích thaønh heä daàu (bbl/STB)+ 350 : khoái löôïng rieâng cuûa n...
CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT   Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc        ρ w = ρ wsc.γ w / Bw = 62,4.γ w / BwTrong ñ...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm      Heä soá leäch khí             Heä soá leäch khí Z (h...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm    Neáu khoâng bieát thaønh phaàn khí thì coù theå tính n...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieämTyû soá hoaø tan khí daàu   Rs = C1 .γ gc . p . exp[C3 ( A...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm       Caùc heä soá C1, C2, C3 theo tyû troïng daàu 0API  ...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm       Tyû troïng khí cuõng coù theå ñöôïc tính theo coâng...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieämHeä soá theå tích thaønh heäHeä soá theå tích thaønh heä d...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm          Haèng soá            0API≤   30              0AP...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm     Heä soá theå tích thaønh heä nöôùc                   ...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm        −                 )( × − , × −                    ...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieämCaùc thoâng soá cuûa doøng chaûy hai pha  Tyû leä löu chaá...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieämTyû leä khíHg = (dieän tích maët caét chöùa chaát khí)/(to...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm   Ñoái vôùi doøng chaûy boït khí:                        ...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieämKhoái löôïng rieâng hoãn hôïp daàu vaø nöôùc - Khoái löôïn...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm     Khoái löôïng rieâng cuûa hoãn hôïp trong tröôøng hôïp...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm    Vaän toác khí bieåu kieán:                Vsg=qg/A    ...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieämÑoä nhôùt hai pha (boû qua söï tröôït)    μ n = μ L .λL + ...
Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm    Söùc caêng beà maët    Söùc caêng beà maët giöõa khí v...
PHÖÔNG TRÌNH GRADIENT AÙP SUAÁT CUÛA DOØNG CHAÛY       HAI PHA TRONG OÁNG KHAI THAÙC         Phöông trình gradient aùp sua...
Thaønh phaàn toån thaát trong caùc gieáng khai thaùc         Thaønh phaàn        % Toån thaát ñoái vôùi   % Toån thaát ñoá...
Toån thaát aùp suaát do söï thay ñoåi aùp naêng Ñoái vôùi doøng chaûy nhieàu pha trong oáng, thaønh phaàn toån thaát do sö...
Toån thaát aùp suaát do söï thay ñoåi aùp naêng        Ñeå tính toaùn chính xaùc khoái löôïng rieâng cuûa hoãn hôïp thì   ...
Toån thaát aùp suaát do ma saùtToån thaát aùp suaát do ma saùt coù theå chieám töø 1 ÷ 30% treân toång giaù trò aùp suaát ...
Toån thaát aùp suaát do ma saùt    Toån thaát aùp suaát do ma saùt coøn ñöôïc xaùc ñònh theo bieåu thöùc    sau:          ...
Toån thaát aùp suaát do ma saùtTrong ñoù:         f1= 0.11*NRE-0.266Neáu: 0,5 ≤ A0 ≤ 1,0 thì heä soá f2 ñöôïc tính theo bi...
Toån thaát aùp suaát do söï thay ñoåi ñoäng naêng   ∂p         ρhh.vhh.d(vhh) ρhh.vhh d GL d Gk            =              ...
Toån thaát aùp suaát do söï thay ñoåi ñoäng naêngGradient aùp suaát khi löu chaát di chuyeån töø ñaùy gieáng leân beà maët...
CAÁU TRUÙC DOØNG CHAÛY TRONG OÁNG KHAI THAÙC   Doøng chaûy boït khí   Doøng chaûy daïng nuùt khí   Doøng chaûy chuyeån tie...
Caùc phöông phaùp xaùc ñònh gradient aùp suaát+ Phöông phaùp Poettman vaø Carpenter+ Phöông phaùp Hagedon vaø Brown+ Phöôn...
DOØNG CHAÛY TRONG CAÙC BOÄ PHAÄN CAÛN DOØNGMaëc duø toån thaát aùp suaát chuû yeáu xaûy ra ôû ñaùy gieáng, heä thoáng oáng...
Van tieát löu beà maëtLöu chaát laø khí   Phöông trình toång quaùt ñöôïc xaây döng baèng caùch keát hôïp phöông trình Bern...
Van tieát löu beà maët       + P1: aùp suaát doøng vaøo          + P2: AÙp suaát doøng ra          + T1: Nhieät ñoä doøng ...
Van tieát löu beà maëtKhi löu löôïng doøng khí ñaït tôùi giaù trò tôùi haïn, tyû soá aùp suaát (y=yc) vaø phuïthuoäc vaøo ...
Van tieát löu beà maët    Löu chaát hai pha                    pq l R c               P1 =     a    Trong ñoù:       d    ...
Van an toaøn gieáng saâu (SSSV)Phöông trình xaùc ñònh ñoä giaûm aùp cuûa doøng chaûy chöa tôùi haïn qua van antoaøn gieáng...
Van an toaøn gieáng saâu (SSSV) Heä soá giaõn nôû y thay ñoåi trong khoaûng 0,67-1 vaø thöôøng ñöôïctính baèng phöông phaù...
Van an toaøn gieáng saâu (SSSV)                             1,087.10 ρ n v m                                         −4   ...
Goùc van vaø goùc oáng                        fL ρ v     ρv2                  2           Δp f       =        = K         ...
Baûng haèng soá K theo loaïi van                 Loaïi van                   K                 Van cöûa                   ...
BÀI GI NG CÔNG NGH KHAI THÁC D U KHÍ  QUY TRÌNH HOÀN THI N GI NG                 Gi ng viên :   PGS.TS. Lê Ph   cH o      ...
QUY TRÌNH HOÀN THI N GI NG1. Trám xi m ng c t ng ch ng khai thác2. B n m v a3. L p            t thi t b khai thác4. G i dò...
CÁC C T               NG CH NG        Các lo i ng (Tubulars)          Production          ng ch ng                        ...
CH NG             NG KHAI THÁCM t s b ph n c a ng ch ngCông ngh khai thác d u khí       139    PGS. TS. Lê Ph   cH o
CÁC D NG C            NH TÂMCông ngh khai thác d u khí     140    PGS. TS. Lê Ph   cH o
CÁC D NG C N OCông ngh khai thác d u khí   141   PGS. TS. Lê Ph   cH o
VÒNG XOÁY VÀ GI       TRÁMCông ngh khai thác d u khí   142    PGS. TS. Lê Ph   cH o
H C T             NG CH NG KHAI THÁC+ C n h c t ng càng nhanh càng t t, nh ng v n t c th c t ng c ngb h n ch tùy theo áp l...
QUY TRÌNH TRÁM XI M NGTrám xi m ng là              t v a xi m ng thích h p trong kho ngkhông hình xuy n gi a thành gi ng k...
CÁC GIAI O N TRÁM XI M NG- Trám xi m ng s c p- Trám xi m ng hai t ng- Trám xi m ng c t ng ch ng l ng- Ép xi m ng-      t c...
B NM          VA•     Sau khi trám xi m ng c t ng ch ng khai thác, t ng ch a b c t       ng ch ng và vành á xi m ng bít kí...
QUY TRÌNH B N M        VAG m ba giai o n:1. Súng b n m v a            ch     i di n t ng s n ph m2. Kích n3. Dòng ch t l u...
B NM          VACông ngh khai thác d u khí   148   PGS. TS. Lê Ph   cH o
B NM          VACông ngh khai thác d u khí   149   PGS. TS. Lê Ph   cH o
B NM          VACông ngh khai thác d u khí   150   PGS. TS. Lê Ph   cH o
V TRÍ B N M           VAV trí b n m v a th           ng   c xác   nh nh sau:- Khi v a ch a d u có t ng n       c áy, nên m...
L P         T THI T B KHAI THÁC      - Sau khi hoàn t t công vi c b n m v a, m t c t ng            ng kính nh (c t ng khai...
L P           T       NG KHAI THÁCCông ngh khai thác d u khí          153     PGS. TS. Lê Ph   cH o
PACKERCông ngh khai thác d u khí   154   PGS. TS. Lê Ph   cH o
L P         T         U GI NG KHAI THÁC        u gi ng khai thác           cl p     t phía trên b       u ng   ch ng. C t ...
L P         T         U GI NG KHAI THÁCCây thông khai thác (Christmas Trees)           u ng khai thác và thi t b treo     ...
L P         T VAN TI T L U Van ti t l u (Beans and Chokes)Công ngh khai thác d u khí          157   PGS. TS. Lê Ph   cH o
BÀI GI NG CÔNG NGH KHAI THÁC D U KHÍ   HOÀN THI N GI NG KHAI THÁC                 Gi ng viên :   PGS.TS. Lê Ph   cH o     ...
N I DUNG          + Phân lo i          + Các ph           ng pháp hoàn thi n          + Tính toán thi t k          + Dung ...
PHÂN LO I        + Theo s t ng khai thác:      n t ng, a t ng        + Theo s c n khai thác: C n         n, c n ôi, c n ba...
H S        HOÀN THI N GI NG-      tính toán t n th t áp su t gây ra                                                     Ga...
H S         HOÀN THI N GI NG                    0 . 00708 k 0 .h ( p r − p wf )    q0 =                 μ 0 . B 0 [ln( 0 ....
H S         HOÀN THI N GI NG                             A = AR + AP + AG                             B = BR + BP + BGAR, ...
HOÀN THI N GI NG THÂN TR N- ng ch ng              t trên nóc c a t ng s n ph m, thành hkhông trám xi m ng và không b n m v...
H TH NG I M NÚT                       3           Δ P 3-1 = P wh - P sep )                                                ...
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Download here
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Download here

1,865 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,865
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1,112
Actions
Shares
0
Downloads
115
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Download here

  1. 1. I H C QU C GIA THÀNH PH H CHÍ MINH TR NG I H C BÁCH KHOAKHOA K THU T A CH T VÀ D U KHÍ ---------------oOo--------------- BÀI GI NG PGS. TS. LÊ PH CH O TP. HCM, Tháng 11/2006
  2. 2. M C L C BÀI GI NGSTT N I DUNG1. Gi i thi u, yêu c u và n i dung môn h c2. Các tính ch t c a á và ch t l u3. Dòng ch y trong gi ng4. Quy trình hoàn thi n gi ng5. Hoàn thi n gi ng khai thác6. Gi ng a nhánh7. Công ngh b n m v a Kh o sát nh y c a Các thông s b n m v a nh ph ng pháp phân tích i m8. nút9. G i dòng s n ph m ng d ng công ngh coiled tubing trong o log, b n m v a, x lý axit và c u s10. c11. Kh o sát gi ng12. T i u hoá th v a13. Công ngh duy trì áp su t v a14. Mô hình d ch chuy n ch t l u trong vi l r ng15. Các bi n pháp x lý n c b m ép m B ch H16. Nguyên nhân gây nhi m ban thành h và hi u ng skin17. Ph ng pháp x lý axit18. Ph ng pháp n t v a th yy l c19. Ph ng pháp trái n20. L a ch n công ngh x lý vùng c n áy gi ng m B ch H21. X lý vùng c n áy gi ng m B ch H b ng nh t ng d u -axít22. Ph ng pháp khai thác t phun23. Thi t b lòng gi ng24. Các h th ng thi t b khai thác d u25. T ng quan các ph ng pháp khai thác c h c và l a ch n t i u26. Ph ng pháp gaslift27. B m ly tâm i n chìm28. Các ph ng pháp thu h i d u t ng c ng
  3. 3. BÀI GI NG CÔNG NGH KHAI THÁC D U KHÍ GI I THI U, YÊU C U VÀ N I DUNG MÔN H C Gi ng viên : PGS.TS. Lê Ph cH o Email : lphao@hcmut.edu.vn Tel : 84-8-8654086
  4. 4. N I DUNG MÔN H C• Tên môn h c: CÔNG NGH KHAI THÁC D U KHÍ• Mã s môn h c: 300009• Phân ph i ti t h c: 3 (3.1.6) + Lý thuy t: 42 + Bài t p & Seminar: 14• N i dung: Môn h c gi i thi u các nguyên t c c b n trong công ngh khai thác d u khí bao g m k thu t hoàn thi n gi ng khai thác, công ngh và k thu t tác ng lên v a, các ph ng pháp khai thác d u khí, công ngh và k thu t thu h i d u th c p, các ph ng pháp thi t k và t i u hóa khai thác d u khí t các m d u ho c t các gi ng khai thác d u riêng bi t.Công ngh khai thác d u khí 2 PGS. TS. Lê Ph cH o
  5. 5. TÀI LI U THAM KH O1- Lê Ph c H o. Bài gi ng Công ngh khai thác d u khí2- Phùng ình Th c, D ng Danh Lam, Lê Bá Tu n, Nguy n VânC nh. Công ngh và k thu t khai thác d u khí, NXB Giáo d c 1999.3- Lê Ph c H o. C s khoan và khai thác d u khí. NXB HQG TP.HCM 2002.4- Lê Ph c H o, Nguy n Kiên C ng. Ph ng pháp phân tích hth ng ng d ng trong k thu t d u khí. NXB HQG TP. HCM 2003.5- Lê Ph c H o, Nguy n M nh Th y (d ch): Các v n c b n trongcông ngh khai thác d u khí, XNLD Vietsovpetro, 1996.6- Petroleum Engineering Handbook, SPE, 1992.Công ngh khai thác d u khí 3 PGS. TS. Lê Ph cH o
  6. 6. TÀI LI U THAM KH O7- Các ngu n h c li u m (các bài gi ng i n t các tr ng i h c,bài báo, LVTN, LVThS, LVTS)8- Th vi n i n t SPE9- Các trang web c a các công ty d u khí (BP, Exxon-Mobil, Shell,TotalElfFina, Vietsovpetro) và d ch v k thu t d u khí (Schlumberger,Halliburton, BJ, Transocean, Geoservices, PVDrilling...).Công ngh khai thác d u khí 4 PGS. TS. Lê Ph cH o
  7. 7. Ch ng 1: T ng quan v khai thác d u khí1.1. Các khái ni m c b n1.2. Các ngu n n ng l ng v a1.3. Các ch khai thác m d u1.4. Lý thuy t chuy n ng c a dòng ch t l u trong ng ng1.5. Tính toán t n th t áp su t do ma sát1.6. Tình hình khai thác d u khí trong n c và trên th gi iCông ngh khai thác d u khí 5 PGS. TS. Lê Ph cH o
  8. 8. Ch ng 2: Hoàn thi n gi ng khai thác2.1. i c ng v công tác hoàn thi n gi ng 2.1.1- Phân lo i 2.1.2- Ph ng pháp hoàn thi n gi ng 2.1.3- Tính toán thi t k 2.1.4- Dung d ch hoàn thi n gi ng2.2. Qui trình hoàn thi n gi ng2.3. Thi t b hoàn thi n gi ng 2.3.1- Thi t b b n m v a 2.3.2- Thi t b lòng gi ng 2.3.3- Thi t b u gi ng 2.3.4- Thi t b ki m soát dòng ch yCông ngh khai thác d u khí 6 PGS. TS. Lê Ph cH o
  9. 9. Ch ng 2: Hoàn thi n gi ng khai thác2.4. Công ngh b n m v a2.5. Nh ng c thù trong công ngh hoàn thi n gi ngngang2.6. G i dòng s n ph m 2.6.1- Nguyên lý g i dòng 2.6.2- Các yêu c u c b n 2.6.3- Các ph ng pháp g i dòng s n ph m 2.6.4- Các y u t nh h ng n công tác g i dòng2.7- Bài t pCông ngh khai thác d u khí 7 PGS. TS. Lê Ph cH o
  10. 10. Ch ng 3: Kh o sát gi ng3.1. M c ích và ph ng pháp kh o sát gi ng3.2. Kh o sát gi ng làm vi c ch n nh3.3. Kh o sát gi ng làm vi c ch không n nh3.4. Các ph ng pháp kh o sát khác3.5. L a ch n ch làm vi c c a gi ng3.6. K thu t và thi t b kh o sátCông ngh khai thác d u khí 8 PGS. TS. Lê Ph cH o
  11. 11. Ch ng 4: Công ngh duy trì áp su t v a4.1. M c ích và ph ng pháp4.2. Duy trì áp su t v a b ng b m ép n c 4.2.1- S b trí các gi ng b m ép 4.2.2- Các ngu n n c b m ép 4.2.3- X lý n c b m ép 4.2.4- Qui trình công ngh b m ép n c 4.2.5- H th ng thi t b b m ép n c4.3. Duy trì áp su t v a b ng b m ép khíKi m tra gi a h c kCông ngh khai thác d u khí 9 PGS. TS. Lê Ph cH o
  12. 12. Ch ng 5: X lý vùng c n áy gi ng5.1. V n nhi m b n t ng ch a 5.1.1- Nguyên nhân 5.1.2- Các y u t nh h ng chính 5.1.3- Hi u ng skin5.2- T ng quan các ph ng pháp x lý (c s lý thuy t, it ng áp d ng, u nh c i m) 5.2.1- X lý hóa h c (axit) 5.2.2- X lý c h c a- Trái n b- N t v a th y l c (có và không có h t chèn) c- X lý k t h pCông ngh khai thác d u khí 10 PGS. TS. Lê Ph cH o
  13. 13. Ch ng 6: Ph ng pháp t phun6.1. Khái ni m v s t phun6.2. Ph ng pháp xác nh i u ki n t phun6.3. Các y u t nh h ng n kh n ng t phun6.4. Tính toán c t ng khai thác6.5. Thi t b lòng gi ng khai thác t phun6.6. Ch n ch khai thác t i u6.7. S c trong quá trình t phun và bi n pháp phòng ng aCông ngh khai thác d u khí 11 PGS. TS. Lê Ph cH o
  14. 14. Ch ng 7: Ph ng pháp gaslift7.1. Nguyên lý c a ph ng pháp gaslift7.2. Các lo i thi t b gaslift7.3. Ch ng lo i và c tính c a các van gaslift7.4. Thi t k ch làm vi c cho gi ng gaslift7.5. T i u hóa ph ng pháp gasliftGiao bài t p l nCông ngh khai thác d u khí 12 PGS. TS. Lê Ph cH o
  15. 15. Ch ng 8: B m ly tâm i n chìm8.1. u nh c i m c a ph ng pháp8.2. Thi t b 8.2.1- Thi t b lòng gi ng 8.2.2- Thi t b b m t8.3. Thi t k và ch n b m8.4. Nh ng s c th ng g p8.5. Các bi n pháp nâng cao tu i th b m ly tâm i n chìmGiao bài t p l nCông ngh khai thác d u khí 13 PGS. TS. Lê Ph cH o
  16. 16. Ch ng 9: Thu h i t ng c ng9.1. T m quan tr ng9.2. S phân b c a d u d trong v a9.3. Các ph ng pháp thu h i d u t ng c ng9.4. L a ch n ph ng pháp thích h p Kh o sát các ph n m m chuyên ngành N p các bài t p l n (tính toán thi t k ) Thi h c kCông ngh khai thác d u khí 14 PGS. TS. Lê Ph cH o
  17. 17. Ch ng 10: Nh ng thành t u m i• Production Facilities• Sand Control• Coiled Tubing• Multiphase Pumps• Downhole Separators• Marginal Field Development...Công ngh khai thác d u khí 15 PGS. TS. Lê Ph cH o
  18. 18. HÌNH TH C ÁNH GIÁ MÔN H C1. Ki m tra th ng k (10%), gi a k (20%), và cu i k (50%) b ng hình th c tr c nghi m khách quan trên m ng2. Bài t p l n (10%): 2 bài t p tính toán thi t k (n p bài tr c khi k t thúc h c k )3. Seminar (10%): m i SV (ho c nhóm SV) ch n 1 ch (nâng cao, m r ng ph n lý thuy t có trong ch ng trình, hay ng d ng th c t ...), ng ký vào uh ck , nh n tài li u và chu n b báo cáo tr c l p (10 phút) và tr l i các câu h i liên quan.Công ngh khai thác d u khí 16 PGS. TS. Lê Ph cH o
  19. 19. BÀI GI NG CÔNG NGH KHAI THÁC D U KHÍ CAÙC TÍNH CHAÁT CUÛA ÑAÙ VAØ CHAÁT LÖU Gi ng viên : PGS.TS. Lê Ph cH o Email : lphao@hcmut.edu.vn Tel : 84-8-8654086
  20. 20. N I DUNG 1. Caùc tính chaát cuûa Dvæa taùc ñoäng ñeán doøng chaûy 2. Caùc tính chaát cuûa löu chaát væa 3.Heä phöông trình moâ taû doøng chaûy trong væaCông ngh khai thác d u khí 18 PGS. TS. Lê Ph cH o
  21. 21. Caùc tính chaát cuûa væa vaø chaát löu 1. Ñoä roãng 2. Ñoä thaám 3. Ñoä baõo hoøa 4. Tính mao daãn 5. Tính dính öôùt 6. Söï thay ñoåi theå tích theo aùp suaát 7. Aùp suaát væa 8. Nhieät ñoä væaCông ngh khai thác d u khí 19 PGS. TS. Lê Ph cH o
  22. 22. Ñoä roãng - Trong ñaát ñaù luoân toàn taïi nhöõng loã hoång, khe nöùt khoâng chöùa nhöõng vaät raén - Thöïc teá, ñaát ñaù cöùng chaéc vaø lieàn khoái coù theå xem nhö khoâng coù loã roãng, coøn ñaát ñaù meàm, rôøi, ñaù nhieàu khe nöùt coù ñoä roãng lôùnCông ngh khai thác d u khí 20 PGS. TS. Lê Ph cH o
  23. 23. Ñoä roãng toaøn phaànÑoä roãng toaøn phaàn bieåu thò baèng tyû soá giöõa toång theåtích khoâng gian roãng cuûa khoái ñaù vaø toåâng theå tíchthöïc cuûa khoái ñaù theå tích roãng Vr Φ= theå tích khoái ñaù VΣCông ngh khai thác d u khí 21 PGS. TS. Lê Ph cH o
  24. 24. Ñoä roãng hieäu duïngÑoä roãng hieäu duïng bieåu thò baèng tyû soá toång theå tíchkhoâng gian roãng cuûa khoái ñaù cho pheùp chaát löu(khí, daàu, nöôùc) chaûy qua treân toåâng theå tích thöïccuûa khoái ñaù theå tích hieäu duïng Vhd Φ hd = theå tích khoái ñaù VΣCông ngh khai thác d u khí 22 PGS. TS. Lê Ph cH o
  25. 25. Ñoä roãng hieäu duïng - Giaù trò ñoä roãng hieäu duïng duøng ñeå tính toaùn tröõ löôïng vaø löu löôïng khai thaùc cuûa gieáng. Phaân loaïi ñoä roãng hieäu duïng: + 0%-5%: khoâng ñaùng keå + 5%-10%:ø ngheøo hoaëc thaáp + 10%-15%: khaù hoaëc trung bình + 15-20%: toát hoaëc cao + treân 20%: raát toát - Neáu ñoä roãng væa quaù thaáp, coù theå söû duïng caùc phöông phaùp nöùt væa ñeå taêng ñoä thaámCông ngh khai thác d u khí 23 PGS. TS. Lê Ph cH o
  26. 26. Xaùc ñònh ñoä roãngQui trình xaùc ñònh ñoä roãng cuûa ñaát ñaù trong phoøng thínghieäm:- Saáy khoâ maãu ôû 1050C trong 8h ñeå khoái löôïng khoângthay ñoåi- So saùnh khoái löôïng cuûa maãu khoâ vaø maãu öôùt, tìm ñöôïckhoái löôïng löu chaát chöùa trong maãu, töø ñoù suy ra ñöôïcñoä roãng cuûa maãuCông ngh khai thác d u khí 24 PGS. TS. Lê Ph cH o
  27. 27. Ñoä baõo hoøa chaát löu trong væaÑoä baõo hoøa chaát löu trong væa laø tyû soá giöõa theå tíchchaát löu chöùa trong caùc loã roãng vaø theå tích loã roãng Vcl S= VrCông ngh khai thác d u khí 25 PGS. TS. Lê Ph cH o
  28. 28. Ñoä baõo hoøa chaát löu trong væaTöông öùng vôùi moãi pha daàu, khí, nöôùc ta laàn löôït coùñoä baõo hoaø daàu, khí vaø nöôùc töông öùng” Vo Vg Vw So = Sg = Sw = Vr Vr VrVaø: Vo Vg Vw So + Sg + Sw = + + =1 Vr Vr VrCông ngh khai thác d u khí 26 PGS. TS. Lê Ph cH o
  29. 29. Quan heä giöõa ñoä thaám töông ñoái vaø ñoä baõo hoøaCông ngh khai thác d u khí 27 PGS. TS. Lê Ph cH o
  30. 30. Quan heä giöõa ñoä baõo hoøa vaø aùp suaátCông ngh khai thác d u khí 28 PGS. TS. Lê Ph cH o
  31. 31. Tính mao daãn- Nhöõng loã roãng trong ñaù ñöôïc xem töông töï nhönhöõng oáng mao daãn coù kích thöôùc nhoû- Khi loã roãng trong ñaù coù kích thöôùc nhoû, löïc caêng beàmaët gaây ra bôûi chaát löu coù tính dính öôùt ñaù chieám öutheá seõ gaây ra söï cheânh aùp giöõa 2 chaát löu daàu – nöôùcqua beà maët naøyCông ngh khai thác d u khí 29 PGS. TS. Lê Ph cH o
  32. 32. AÙp suaát mao daãn Ñaù coù theå coù tính dính öôùt daàu hoaëc nöôùc chieám öu theá, vì vaäy theo quy öôùc, aùp suaát mao daãn daàu - nöôùc laø aùp suaát pha daàu tröø aùp suaát pha nöôùc Pc(o − w) = Po − Pw Töông töï, ta coù aùp suaát mao daãn giöõa pha khí – pha nöôùc laø: Pc(g − o ) = Pg − Po Vaø aùp suaát mao daãn giöõa pha khí vaø pha daàu laø: Pc(g− w) = Pg − PwCông ngh khai thác d u khí 30 PGS. TS. Lê Ph cH o
  33. 33. Quan heä giöõa AS mao daãn ñoä baõo hoøa chaát löuCông ngh khai thác d u khí 31 PGS. TS. Lê Ph cH o
  34. 34. Ñoä thaám- Ñoä thaám laø moät trong nhöõng tính chaát quan troïngcuûa ñaát ñaù chöùa daàu khí, ñaëc tröng cho khaû naêngcho chaát löu chaûy qua heä thoáng loã roãng lieân thoângnhau- Ñoä thaám ñöôïc bieåu thò qua heä soá thaám k – chæ phuïthuoäc vaøo moâi tröôõng loã roãng maø khoâng phuï thuoäcvaøo chaát löu thaám qua noùCông ngh khai thác d u khí 32 PGS. TS. Lê Ph cH o
  35. 35. Caùc loaïi ñoä thaám - Ñoä thaám tuyeät ñoái laø ñoä thaám cuûa ñaù ôû ñieàu kieän baõo hoøa 100% moät loaïi chaát löu - Ñoä thaám hieäu duïng laø ñoä thaám cuûa ñaù vôùi moät chaát löu coù ñoä baõo hoøa nhoû hôn 100% - Toång caùc ñoä thaám hieäu duïng luoân nhoû hôn ñoä thaám tuyeät ñoái kw + ko < kCông ngh khai thác d u khí 33 PGS. TS. Lê Ph cH o
  36. 36. Caùc loaïi ñoä thaám Ñoä thaám töông ñoái laø tyû soá giöõa ñoä thaám hieäu duïng vaø ñoä thaám tuyeät ñoái kw ko k rw = k ro = k kCông ngh khai thác d u khí 34 PGS. TS. Lê Ph cH o
  37. 37. Ñoä thaám töông ñoái- Moái quan heä giöõa tính thaám töông ñoái vôùi ñaëc tính cuûa ñaùtaàng chöùa nhö caáu truùc loã roãng, loaïi ñaù, daïng hình hoïc … laøraát phöùc taïp- Ñaùù coù ñoä roãng lôùn seõ coù ñoä baõo hoøa nöôùc giöõa haït thaáp bôûivì haàu nhö taát caû caùc loã roãng ñeàu coù theå cho caû hai pha daàuvaø nöôùc ñi qua vaø ñoä thaám töông ñoái cuûa daàu ôû traïng thaùibaõo hoøa nöôùc dö ban daàu laø khaù lôùnCông ngh khai thác d u khí 35 PGS. TS. Lê Ph cH o
  38. 38. Haèng soá C - Tính chaát cuûa moâi tröôøng roãng ñöôïc ñaëc tröng bôûi kích thöôùc haït trung bình d, caùc yeáu toá ñoä roãng, daïng haït, phaân boá vaø saép xeáp haït…vaø ñöôïc theå hieän baèng moät haèng soá khoâng thöù nguyeân C - Heä soá thaám k coù theå xaùc ñònh döôùi daïng: k = Cd 2Công ngh khai thác d u khí 36 PGS. TS. Lê Ph cH o
  39. 39. Ñònh luaät thaám Darcy Thoâng thöôøng, heä soá thaám k ñöôïc tính döïa vaøo ñònh luaät thaám Darcy: k V = − ∇( p + γ z ) μ Suy ra: Q μ.l k= A ΔpCông ngh khai thác d u khí 37 PGS. TS. Lê Ph cH o
  40. 40. Heä soá thaám töông ñöông Trong thöïc teá, ñoä thaám thöôøng thay ñoåi theo phöông (ngang vaø thaúng ñöùng). Vì vaäy heä soá thaám töông ñöông ñöôïc tính: L i + Theo phöông ngang k tñ = i=1 Li i=1 ki k i .h i k tñ = i =1 + Theo phöông thaúng ñöùng hi i =1Công ngh khai thác d u khí 38 PGS. TS. Lê Ph cH o
  41. 41. Tính dính öôùt - Söï töông taùc giöõa beà maët cuûa ñaù vaø chaát löu chöùa trong loã roãng coù aûnh höôûng lôùn ñeán söï phaân boá cuûa chaát löu vaø tính chaát doøng chaûy trong væa - Khi hai pha chaát löu khoâng hoøa tan vôùi nhau, trong moâi tröôøng roãng cuøng tieáp xuùc vôùi ñaù thì thöôøng moät trong hai pha haáp phuï leân beà maët ñaù maïnh hôn pha kia - Pha haáp phuï maïnh hôn ñöôïc goïi laø pha dính öôùt coøn pha kia goïi laø pha khoâng dính öôùt - Tính dính öôùt quyeát ñònh ñeán söï phaân boá chaát löu trong moâi tröôøng loã roãng vaø coù aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán caùc tính chaát thuûy ñoäng löïc hoïc quan troïng cuûa ñaù chöùa daàu khí nhö ñoä thaám töông ñoái, hieäu quaû cuûa quaù trình ñaåy daàu vaø heä soá thu hoài daàuCông ngh khai thác d u khí 39 PGS. TS. Lê Ph cH o
  42. 42. Tính neùn - Trong ñieàu kieän væa, nhieät ñoä ñöôïc xem nhö ít thay ñoåi. Vì vaäy ñeå ñôn giaûn khi tính toaùn ta chæ xem xeùt söï thay ñoåi theå tích cuûa ñaù chöùa khi aùp suaát thay ñoåi - Ñieàu naøy seõ daãn ñeán söï thay ñoåi theå tích loã roãng töùc thay ñoåi veà ñoä roãng vaø ñoä thaám tuyeät ñoái - Söï thay ñoåi naøy ñöôïc ñaëc tröng baèng heä soá neùn ñaúng nhieät: 1 dV Cp = − V dP - Söï thay ñoåi ñoä roãng ñoái vôùi moät loaïi ñaù chæ phò thuoäc vaøo söï khaùc bieät aùp suaát beân trong (aùp suaát gaây ra bôûi chaát löu) vaø aùp suaát beân ngoaøi (cuûa khung ñaù) maø khoâng phuï thuoäc vaøo giaù trò tuyeät ñoái cuûa caùc aùp suaát ñoù.Công ngh khai thác d u khí 40 PGS. TS. Lê Ph cH o
  43. 43. Heä soá neùn ñaúng nhieätTheo Newman, heä soá neùn ñaúng nhieät cuûa moät soáloaïi ñaù chòu aùp suaát coù theå ñöôïc tính theo caùc coângthöùc thöïc nghieäm sau:Caùt keát: 97,32.10−5 (0,02 < Φ< 0,23) Cp = (1 + 55,87φ)1,43 0,854Ñaù voâi: Cp = (0,02 <Φ< 0,33) (1+ 2,48.106 φ)0,93Công ngh khai thác d u khí 41 PGS. TS. Lê Ph cH o
  44. 44. AÙp suaát væa- Chaát loûng vaø khí naèm trong væa chòu moät aùp suaátnhaát ñònh goïi laø aùp suaát væa- Aùp suaát væa ban ñaàu laø aùp suaát væa tröôùc khi ñöavaøo khai thaùc. Aùp suaát væa ban ñaàøu luoân tyû leä vôùi ñoäsaâu cuûa væa vaø töông öùng vôùi aùp suaát thuûy tónh cuûacoät nöôùcCông ngh khai thác d u khí 42 PGS. TS. Lê Ph cH o
  45. 45. AÙp suaát væa - Aùp suaát væa laø moät yeáu toá quan troïng khi tính toaùn phöông aùn khai thaùc toái öu. - Aùp suaát væa seõ quyeát ñònh chieàu vaø löu löôïng di chuyeån cuûa chaát löu trong væa - Neáu aùp suaát væa ñuû lôùn, ta coù theå söû duïng phöông phaùp khai thaùc töï phun, neáu aùp suaát væa suy giaûm maïnh, caàn coù nhöõng bieän phaùp duy trì aùp suaát væa. - Vôùi cuøng ñoä thaám cuûa ñaát ñaù, aùp suaát væa hay chính xaùc hôn laø ñoä cheânh aùp giöõa væa vaø ñaùy gieáng seõ quyeát ñònh ñeán phöông phaùp vaø löu löôïng khai thaùcCông ngh khai thác d u khí 43 PGS. TS. Lê Ph cH o
  46. 46. Nhieät ñoä væa- Nhieät ñoä væa ñoùng vai troø quan troïng trong vieäcxaùc ñònh tính chaát vaät lyù cuõng nhö traïng thaùi phacuûa löu chaát trong væa- Cuõng nhö aùp suaát, nhieät ñoä væa taêng daàn theochieàu saâu- Nhieät ñoä væa töông ñoái oån ñònh vaø ñöôïc ño baèngnhieät keá ño saâuCông ngh khai thác d u khí 44 PGS. TS. Lê Ph cH o
  47. 47. Caùc tính chaát cuûa chaát löu1. Caùc tính chaát cuûa khí2. Caùc tính chaát cuûa daàu thoâ3. Caùc tính chaát cuûa nöôùc væaCông ngh khai thác d u khí 45 PGS. TS. Lê Ph cH o
  48. 48. Caùc tính chaát cuûa khí a. Khí lyù töôûng Traïng thaùi khí lyù töôûng ñöôïc theå hieän qua phöông trình traïng thaùi khí lyù töôûng: PV = nRT b.Khoái löôïng rieâng vaø tyû troïng PV M - Khoái löôïng rieâng khoái löôïn g nM RT PM ρ= = = = theå tích V V RT - Tyû troïng (so vôùi khoâng khí ôû cuøng ñieàu kieän) PM M γ g = RT = P.28,97 28,97 RTCông ngh khai thác d u khí 46 PGS. TS. Lê Ph cH o
  49. 49. Caùc tính chaát cuûa chaát löu taùc ñoäng ñeán doøng chaûy c. Aùp suaát Theo Raoul Pg = x j .Pvj d. Khí thöïc Khí thöïc khoâng öùng xöû nhö khí lyù töôûng, vì vaäy phöông trình traïng thaùi khí thöïc coù daïng: PV = znRT vôùi z laø heä soá leäch khíCông ngh khai thác d u khí 47 PGS. TS. Lê Ph cH o
  50. 50. Heä soá leäch khí Heä soá leäch khí laø tyû soá giöõa theå tích cuûa khí thöïc vaø theå tích cuûa khí lyù töôûng ôû cuøng ñieàu kieän nhieät ñoä vaø aùp suaát Vactual z= VidealCông ngh khai thác d u khí 48 PGS. TS. Lê Ph cH o
  51. 51. Heä soá theå tích thaønh heä khíHeä soá theå tích thaønh heä khí laø tyû soá giöõa theå tíchkhí ôû ñieàu kieän væa vaø theå tích cuûa löôïng khí ñoù ôûñieàu kieän beà maët Va Bg = Va,scCông ngh khai thác d u khí 49 PGS. TS. Lê Ph cH o
  52. 52. Heä soá neùn ñaúng nhieät cuûa khíKhi aùp suaát thay ñoåi thì theå tích cuûa khí seõ thay ñoåitheo. Söï thay ñoåi naøy ñöôïc ñaëc tröng baèng heä soáneùn ñaúng nhieät cuûa khí: 1 1 dz Cg = − ( ) P z dPCông ngh khai thác d u khí 50 PGS. TS. Lê Ph cH o
  53. 53. Heä soá nhôùt ñoäng löïc - Tính nhôùt laø bieåu hieän löïc dính phaân töû vaø söï trao ñoåi naêng löôïng giöõa caùc phaân töû chaát löu khi huyeån ñoäng, gaây ra löïc ma saùt trong vaø toån thaát naêng löôïng trong doøng chaûy - Laø moät tính chaát vaät lyù cuûa chaát löu, heä soá nhôùt ñoâïng löïc caøng lôùn thì chaát löu chaûy caøng chaäm (trong cuøng moät ñieàu kieän) - Heä soá nhôùt ñoâïng löïc cuûa khí phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä, aùp suaát vaø caáu taïo cuûa khíCông ngh khai thác d u khí 51 PGS. TS. Lê Ph cH o
  54. 54. Moái quan heä giöõa heä soá nhôùt ñoäng löïc vaø nhieät ñoäCông ngh khai thác d u khí 52 PGS. TS. Lê Ph cH o
  55. 55. Caùc tính chaát cuûa daàu thoâ a.Tyû soá hoøa tan khí - daàu - Tyû soá hoøa tan khí - daàu laø khaû naêng khí thieân nhieân hoøa tan trong daàu thoâ, phuï thuoäc vaøo aùp suaát, nhieät ñoä, caáu taïo cuûa khí vaø daàu thoâ - Khi nhieät ñoâï khoâng ñoåi, aùp suaát taêng thì theå tích giaûm, khoái löôïng rieâng taêng daãn ñeán löôïng khí hoøa tan taêng - Khi aùp suaát khoâng ñoåi, nhieät ñoä taêng thì theå tích taêng, khoái löôïng rieâng giaûm daãn ñeán löôïng khí hoøa tan giaûm - Khi aùùp suaát vaø nhieät ñoä baát kì, löôïng khí hoøa tan taêng ñoái vôùi khí coù tyû troïng cao vaø daàu coù tyû troïng thaápCông ngh khai thác d u khí 53 PGS. TS. Lê Ph cH o
  56. 56. Caùc tính chaát cuûa daàu thoâCoù theå xaùc ñònh ñöôïc baèng bieåu thöùc töông quancuûa Standing vaø Beggs: 1,2048 P R so = γ g Y 18.(10) g Yg = 0,00091T − 0,0125ρo,0 API 141,5 ρo,0 API = − 131,5 γoCông ngh khai thác d u khí 54 PGS. TS. Lê Ph cH o
  57. 57. Caùc tính chaát cuûa daàu thoâ b. Heä soá theå tích thaønh heä daàu -Heä soá theå tích thaønh heä cuûa daàu ôû moät aùp suaát nhaát ñònh laø theå tích (bbl) maø moät barrel (goàm daàu vaø khí hoøa tan) chieám choã trong væa ôû aùp suaát ñoù. Ñôn vò laø bbl/STB - Bieåu thöùc thöïc nghieäm xaùc ñònh heä soá theå tích thaønh heä daàu cuûa Standing vaø Beggs coù daïng: Bo = f(R so , γ g , γ o ,T)Công ngh khai thác d u khí 55 PGS. TS. Lê Ph cH o
  58. 58. Caùc tính chaát cuûa daàu thoâ - Heä soá theå tích thaønh heä hai pha (ñ n vi ño bbl/STB) ñöôïc ñònh nghóa laø theå tích (bbl) maø moät STB daàu vaø khí chieám choã trong væa ôû nhieät ñoä vaø aùp suaát baát kì: Bt = Bo + Bg (R soi − R so )c. Heä soá neùn ñaúng nhieät 1 dV Co = − V dPCông ngh khai thác d u khí 56 PGS. TS. Lê Ph cH o
  59. 59. Caùc tính chaát cuûa daàu thoâd. Heä soá nhôùt ñoäng löïc-Heä soá nhôùt ñoäng löïc cuûa daàu thoâ phuï thuoäc nhieàu vaøo aùp suaát vaøñöôïc xaùc ñònh baèng caùc coâng thöùc thöïc nghieäm:*Khi P < Pb:+ Daàu cheát (theo Egbogah): lg[lg(μod + 1)] = 1,8653 − 0,025086ρo,0 API − 0,5644 lg T+ Daàu môùi (theo Beggs vaø Robinson): μ o = Aμ B od P m* Khi P > Pb: Theo Vasquez vaø Beggs μ o = μ ob ( ) Pb m = 2,6P1,187 exp(−11,513 − 8,98.10−5 P)Công ngh khai thác d u khí 57 PGS. TS. Lê Ph cH o
  60. 60. Caùc tính chaát cuûa nöôùc væaa. Heä soá theå tích thaønh heä nöôùcTheo McCain: Bw = (1 + ΔVwt )(1 + ΔVwp ) ΔVwt = −1, 00010.10 −2 + 1,33391.10 −4 T + 5,50654.10 −7 T 2 ΔVwp = −1,95301.10−9 PT − 1,72834.10−13 P 2 T − 3,58922.10−7 P − 2,25341.10−10 P 2Công ngh khai thác d u khí 58 PGS. TS. Lê Ph cH o
  61. 61. Caùc tính chaát cuûa nöôùc væa b.Tyû soá hoøa tan khí – nöôùc Rsw −0,0840655 −0,285854 = 10 ST Rswp Rswp = A + BP + CP 2A = 8,15839 − 6,12265.10−2 T + 1,91663.10−4 T2 − 2,1654.10−7 T3B = 1,01021.10−2 − 7,44241.10−5 T + 3,05553.10−7 T2 − 2,94883.10−10 T3C = −10−7 (9,02505 − 0,130237T + 8,53425.10 −4 T 2 − 2,34122.10 −6 T3 + 2,37049.10 −9 T 4 )Công ngh khai thác d u khí 59 PGS. TS. Lê Ph cH o
  62. 62. Caùc tính chaát cuûa nöôùc væa c. Heä soá neùn ñaúng nhieät Khi P > Pb: 1 ∂B w 1 Cw = − ( )T = Bw ∂P ( 7 , 0 3 3 P + 5 4 1, 5 C N a C l − 5 3 7 , 0 T + 4 0 3 , 3 ) Khi P < P: 1 ∂B w C = − ( ) T + ( B + 2 C .P ) ∂P w B wCông ngh khai thác d u khí 60 PGS. TS. Lê Ph cH o
  63. 63. Caùc tính chaát cuûa nöôùc væa d. Heä soá nhôùt ñoäng löïc -Heä soá nhôùt ñoäng löïc ôû nhieät ñoä væa vaø aùp suaát khí quyeån: μ w1 = AB TA = 109,574 − 8,40564S + 0,313314S2 + 8,72213.10−3 S3B=−1,12166+2,63951.10−2S−6,79461.10−4S2 −5,47119.10−5S +1 3 ,55586.10−6S4 - Heä soá nhôùt ñoäng löïc ôû aùp suaát vaø nhieät ñoä væa: μw = 0,9994 + 4, 0296.10−5 P + 3,1062.10−9 P 2 μ w1 Công ngh khai thác d u khí 61 PGS. TS. Lê Ph cH o
  64. 64. Doøng chaûy trong væa - Söï dòch chuyeån cuûa chaát löu trong væa luoân thay ñoåi theo khoâng gian vaø thôøi gian - Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán doøng chaûy cuõng thay ñoåi theo - Vieäc hieåu bieát quy luaät dòch chuyeån cuûa chaát löu theo khoâng gian vaø thôøi gian trong væa laø raát quan troïng, giuùp: + Tính toaùn ñöôøng ñaëc tính doøng vaøo + Tính toaùn löu löôïng khai thaùc hôïp lyù + Löïa choïn caùc phöông phaùp xöû lyù vuøng caän ñaùy + Xaùc ñònh heä soá skin gieáng… - Ñeå giaûi quyeát baøi toaùn naøy, caàn söû duïng ñònh luaät thaám Darcy vaø khaûo saùt moät soá yeáu toá aûnh höôûng ñeán doøng thaám.Công ngh khai thác d u khí 62 PGS. TS. Lê Ph cH o
  65. 65. Doøng chaûy trong væa 1. Ñònh luaät thaám Darcy 2. Söï thay ñoåi giöõa ñoä thaám töông ñoái vaø ñoä baõo hoøa chaát löu 3. Heä phöông trình toång quaùt cuûa doøng thaám nhieàu phaCông ngh khai thác d u khí 63 PGS. TS. Lê Ph cH o
  66. 66. Doøng chaûy trong væa 1. Ñònh luaät thaám Darcy Ñònh luaät thaám Darcy toång quaùt cho doøng thaám baát kì: k V = − ∇( p + γ z) μ - Khi vaän toác doøng chaûy laø lôùn (Re >10) thì phöông trình Darcy khoâng coøn ñuùng nöõa. Trong tröôøng hôïp naøy, ta söû duïng phöông trình thaám phi tuyeán coù daïng: J = aV + bV 2 - Tuy nhieân haàu heát caùc doøng chaûy trong moâi tröôøng loã roãng ñeàu laø doøng chaûy taàng (Re <10)Công ngh khai thác d u khí 64 PGS. TS. Lê Ph cH o
  67. 67. Doøng chaûy trong væa 2. Söï thay ñoåi giöõa ñoä thaám töông ñoái vaø ñoä baõo hoøa chaát löu - Khi ñoä baõo hoøa thay ñoåi thì ñoä thaám hieäu duïng cuûa chaát löu thay ñoåi - Khi ñoä baõo hoøa nöôùc taêng thì ñoä thaám cuûa nöôùc seõ giaûm, coøn khi ñoä baõo hoøa daàu taêng thì ñoä thaám cuûa daàu seõ taêngCông ngh khai thác d u khí 65 PGS. TS. Lê Ph cH o
  68. 68. Doøng chaûy trong væa Söï thay ñoåi giöõa ñoä thaám töông ñoái vaø ñoä baõo hoøa chaát löuCông ngh khai thác d u khí 66 PGS. TS. Lê Ph cH o
  69. 69. Doøng chaûy trong væa 3.Heä phöông trình toång quaùt cuûa ñoøng thaám nhieàu pha Xeùt tröôøng hôïp doøng thaám goàm caû 3 pha nöôùc, daàu vaø khí. Ñònh luaät Darcy aùp duïng cho moãi pha nhö sau: - Pha nöôùc: kw k.krw Vw = − ∇( pw + γ w z) = −− ∇( pw + ρw gz) μw μw - Pha daàu: ko k.kro Vo = − ∇( po + γ o z) = −− ∇( po + ρo gz) μo μo - Pha khí: kg k.krg Vg = − ∇( pg + γ g z) = −− ∇( pg + ρg gz) μg μgCông ngh khai thác d u khí 67 PGS. TS. Lê Ph cH o
  70. 70. Doøng chaûy trong væaPhöông trình lieân tuïc aùp duïng cho töøng pha:+ Pha nöôùc ∂ ( φρ w S w ) + ∇ (ρ w Vw ) = 0 ∂t+ Pha daàu ∂ (φρ o S o ) + ∇ (ρ o Vo ) = 0 ∂t ∂ ( φρ g S g )+ Pha khí + ∇ (ρ g Vg ) = 0 ∂tCông ngh khai thác d u khí 68 PGS. TS. Lê Ph cH o
  71. 71. Doøng chaûy trong væaKeát hôïp ñònh luaät Darcy vaø phöông trình lieân tuïccho moãi pha, ta ñöôïc heä phöông trình: ∂(φρw Sw ) k.k rw − ∇[ρw ∇(p w + ρw gz)] = 0 ∂t μw ∂(φρo So ) k.k ro − ∇[ρo ∇(po + ρo gz)] = 0 ∂t μo ∂(φρg Sg ) k.k rg − ∇[ρg ∇(pg + ρg gz)] = 0 ∂t μgCông ngh khai thác d u khí 69 PGS. TS. Lê Ph cH o
  72. 72. Doøng chaûy trong væaCaùc pha lieân heä vôùi nhau qua caùc quan heä nöõa thöïcnghieäm giöõa aùp suaát vaø ñoä baõo hoøa: Pc(g − w) = Pg − Pw = f(Sg ,Sw ) Pc(g − o) = Pg − Po = f(Sg ,So ) Pc(o − w) = Po − Pw = f(So ,Sw )Công ngh khai thác d u khí 70 PGS. TS. Lê Ph cH o
  73. 73. Doøng chaûy trong væa- Ngoaøi ra caàn quan taâm ñeán tính neùn ñöôïc cuûa löuchaát- Söï bieán thieân cuûa caùc heä soá thaám töông ñoái theoñoä baõo hoøa- Söï bieán thieân cuûa caùc heä soá nhôùt ñoäng löïc theo aùpsuaát vaø nhieät ñoäCông ngh khai thác d u khí 71 PGS. TS. Lê Ph cH o
  74. 74. Doøng chaûy trong væa- Döïa vaøo caùc ñieàu kieän ban ñaàu vaø ñieàu kieän bieân, caùcphöông trình treân coù theå giaûi ñöôïc baèng phöông phaùp soá.- Lôøi giaûi caùc heä phöông trình treân cho bieát quy luaät dòchchuyeån cuûa chaát löu trong væa, töø ñoù coù theå xaây döïng ñöôïcñöôøng ñaëc tính doøng vaøo vôùi ñoä chính xaùc cao, giuùp vieäckhai thaùc ñaït hieäu quaû cao nhaátCông ngh khai thác d u khí 72 PGS. TS. Lê Ph cH o
  75. 75. BÀI GI NG CÔNG NGH KHAI THÁC D U KHÍ DOØNG CHAÛY TRONG GIEÁNG Gi ng viên : PGS.TS. Lê Ph cH o Email : lphao@hcmut.edu.vn Tel : 84-8-8654086
  76. 76. NOÄI DUNG Giôùi thieäu chung Tính toaùn doøng chaûy trong gieáng Phöông trình naêng löôïng toång quaùt Caùc tính chaát cô baûn cuûa löu chaát Caùc thoâng soá cuûa doøng chaûy hai pha Phöông trình gradient aùp suaát cuûa doøng chaûy hai pha trong oáng khai thaùc Doøng chaûy trong caùc boä phaän caûn doøngCông ngh khai thác d u khí 74 PGS. TS. Lê Ph cH o
  77. 77. Giôùi thieäu chungCông ngh khai thác d u khí 75 PGS. TS. Lê Ph cH o
  78. 78. Doøng chaûy trong heä thoáng khai thaùc bao goàm: Doøng chaûy töø væa vaøo ñaùy gieáng Doøng chaûy töø ñaùy gieáng leân beà maët Ñeå phaân tích toaøn boä heä thoáng khai thaùc, caàn tính toaùn toån thaát aùp suaát trong töøng boä phaän cuûa heä thoáng: Toån thaát aùp suaát cuûa doøng chaûy töø væa vaøo ñaùy gieáng ñöôïc theå hieän qua ñöôøng ñaëc tính doøng vaøo IPR. Toån thaát aùp suaát töø ñaùy gieáng leân beà maët, (ñieåm 6 – ñieåm 1) ñöôïc theå hieän qua ñöôøng ñaëc tính naâng VLF.Công ngh khai thác d u khí 76 PGS. TS. Lê Ph cH o
  79. 79. LYÙ THUYEÁT ÑIEÅM NUÙTChoïn ñaùy gieáng laø ñieåm nuùt. AÙp suaát ñieåm nuùt tính theo doøng ra luùc naøy laø:Δ Psep +ΔP oáng TG +ΔPchoke +ΔP oáng KT +ΔP sssv +ΔP srt = PwfTrong ñoù: Δ Psep: AÙp suaát bình taùch ΔP oáng TG: Ñoä giaûm aùp trong oáng thu gom ΔP choke: Ñoä giaûm aùp trong van tieát löu beà maët ΔP oáng KT :Ñoä giaûm aùp trong oáng khai thaùc ΔP sssv : Ñoä giaûm aùp trong van an toaøn gieáng saâu ΔP rst: Ñoä giaûm aùp trong boä phaän caûn doøng khaùc Pwf: AÙp suaát ñaùy gieángCông ngh khai thác d u khí 77 PGS. TS. Lê Ph cH o
  80. 80. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙTCông ngh khai thác d u khí 78 PGS. TS. Lê Ph cH o
  81. 81. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙT .2 . mv1 mg.Z1 .2 . mv2 mg.Z2 U1 +p1.V + + 1 +q +W =U2 + p2.V2 + + s 2.gc gc 2.gc gcChia phöông trình treân cho m vaø laáy vi phaân hai veá, ta ñöôïc: p vdp g dU + d( ) + + .dZ + dq+ dWs = 0 ρ gc gcCông ngh khai thác d u khí 79 PGS. TS. Lê Ph cH o
  82. 82. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙTPhöông trình treân raát khoù aùp duïng. Döïa vaøo lyù thuyeát nhieätñoäng hoïc bieán ñoåi phöông trình treân nhö sau: dU = dh – d(p/ρ); dh = T.dS + (dp/ρ) dU = TdS + dp/ρ - d(p/ρ)Thay theá vaøo phöông trình treân ta ñöôïc: TdS + dp/ρ + vdv/gc +gdz/gc + dq + dWs = 0 (*)Tieáp tuïc bieán ñoåi, ñöôïc keát quaû: dS ≥ -dq/T; dS = -dq + dLw.dLw laø toån thaát ma saùt. Giaû söû Ws = 0, phöông trình (*) trôûthaønh: dp v.dv g + + .dZ + dLw = 0 ρ gc gcCông ngh khai thác d u khí 80 PGS. TS. Lê Ph cH o
  83. 83. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙTMaët khaùc, neáu oáng thu gom nghieângmoät goùc θ thì dz=dLsinθ vaø nhaân haiveá phöông trình treân cho ρ/dL: dp ρ .v .dv g dL w + + . ρ . sin θ + ρ . =0 dL g c .dL gc dLCông ngh khai thác d u khí 81 PGS. TS. Lê Ph cH o
  84. 84. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙTTrong caùc phöông trình treân, ñoä giaûm aùp dp = p2 –p1 < 0.Neáu dp > 0, ta coù phöông trình xaùc ñònh gradient aùp suaát: dp ρ .v.dv g dp = + .ρ . sin θ + dL g c .dL g c dL fCông ngh khai thác d u khí 82 PGS. TS. Lê Ph cH o
  85. 85. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙT(dp/dL)f=ρ dLw/dL: gradient aùp suaát do ma saùt (hay tröôït) gaây neânHeä soá ma saùt f ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: f = 64/NRE NRE laø soá Reynolds, laø thoâng soá duøng ñeå phaân bieät cheá ñoä doøng chaûy.Trong oáng troøn, giaù trò phaân chia giöõa doøng chaûy taàng vaø doøng chaûy roáithöôøng laø NRE = 2100 hoaëc 2300.Công ngh khai thác d u khí 83 PGS. TS. Lê Ph cH o
  86. 86. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙT Ñoái vôùi doøng chaûy roái, thaønh oáng trôn, heä soá ma saùt ñöôïc xaùc ñònh baèng caùc phöông trình sau: 3000 < NRE < 3x106, aùp duïng phöông trình Drew, Koo vaø McAdam, ta ñöôïc: f = 0.56+0.5NRE-32 NRE> 105, aùp duïng phöông trình Blasius: f = 0.316NRE-0.25 Ñoái vôùi doøng chaûy roái, thaønh oáng nhaùm (ε/d≠ 0) heä soá ma saùt ñöôïc xaùc ñònh baèng phöông trình Colebrook vaø White (1939): 1 2 .ε 18 , 7 = 1 , 74 − 2 . log + f d N Re . fCông ngh khai thác d u khí 84 PGS. TS. Lê Ph cH o
  87. 87. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙTVì heä soá ma saùt khoâng theå xaùc ñònh tröïc tieáp ñöôïc töø phöông trình treân neâncaàn bieán ñoåi thaønh phöông trình sau ñaây, ñoàng thôøi keát hôïp phöông phaùpthöû vaø sai: 2 2.ε 18,7 f c = 1 1,74 − 2. log + d NRe. f gCông ngh khai thác d u khí 85 PGS. TS. Lê Ph cH o
  88. 88. PHÖÔNG TRÌNH NAÊNG LÖÔÏNG TOÅNG QUAÙT Duøng phöông trình Drew, Koo vaø Mc Adams ñeå xaùc ñònh giaù trò fg ñaàu tieân , sau ñoù thay vaøo phöông trình treân xaùc ñònh giaù trò fc. Neáu fc khoâng gaàn baèng giaù trò fg thì gaùn fc vöøa tính baèng fg vaø tieáp tuïc tính cho ñeán khi naøo giaù tri fg vaø fc töông ñöông vôùi nhau. Neáu 5.103 < NRE <108 vaø 10-6 <ε/d < 10-2, aùp duïng phöông trình Jain: 1 ε 21 . 25 = 1 . 14 − 2 log + 0 .9 f d N RECông ngh khai thác d u khí 86 PGS. TS. Lê Ph cH o
  89. 89. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁTMuoán tính toaùn doøng chaûy trong oáng khai thaùc, ñaàu tieân phaûi bieát nhöõng tínhchaát cuûa löu chaát (heä soá theå tích thaønh heä, tyû soá khí daàu, vaän toác doøng chaûy,khoái löôïng rieâng, ñoä nhôùt, heä soá neùn ñaúng nhieät, söùc caêng beà maët,…) seõ thayñoåi nhö theá naøo trong ñieàu kieän khai thaùc. Ñaây laø cô sôû ñeå tính söï cheânh aùp,toån hao do ma saùt trong oáng khai thaùc.Vaän toác löu chaátCông ngh khai thác d u khí 87 PGS. TS. Lê Ph cH o
  90. 90. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT Vaän toác bieåu kieán moät pha: vaän toác doøng chaûy chæ 1 pha trong toaøn boä maët caét cuûa oáng. Vaän toác thöïc: Khi moät löu chaát di chuyeån khoâng chieám toaøn boä maët caét cuûa oáng, thì luùc naøy toàn taïi moät pha khaùc trong tieát dieän cuûa oáng. Do ñoù vaän toác thöïc luùc naøo cuõng lôùn hôn vaän toác bieåu kieán. Vì vaäy, ñeå tính vaän toác thöïc cuûa hoãn hôïp ta caàn quan taâm ñeán vaän toác bieåu kieán cuûa töøng pha rieâng bieät. Vaän toác hoãn hôïp laø vaän toác cuûa caùc pha. Caàn chuù yù raèng, löu löôïng cuûa caùc pha thay ñoåi tuyø thuoäc vaøo aùp suaát, nhieät ñoä cuûa caùc pha vaø vò trí cuûa chuùng trong oáng khai thaùc. Do ñoù, vaän toác töùc thôøi cuûa löu chaát laø moät haøm phuï thuoäc vaøo aùp suaát, nhieät ñoä, heä soá theå tích thaønh heä, heä soá neùn cuûa löu chaát taïi ñieåm ñoù.Công ngh khai thác d u khí 88 PGS. TS. Lê Ph cH o
  91. 91. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT Vaän toác khí bieåu kieán Khí laø löu chaát neùn ñöôïc neân löu löôïng cuûa khí taïi moät vò trí trong oáng khai thaùc seõ baèng löu löôïng khí taïi ñieàu kieän beà maët chia cho heä soá theå tích thaønh heä khí taïi vò trí ñoù. qg q sc . B g V sg = = A A Trong ñoù: + Vsg : vaän toác khí bieåu kieán (ft/s) + qsc : löu löôïng khí töï do ño taïi ñieàu kieän beà maët (scf/s) + Bg : heä soá theå tích thaønh heä khí (ft3/scf) + A = π d2/4 : tieát dieän cuûa ñöôøng oáng (ft2) + d : ñöôøng kính trong cuûa oáng (ft) Trong tröôøng hôïp khí hoaø tan trong daàu thì löu löôïng khí töï do dòch chuyeån trong ñöôøng oáng luùc naøy seõ baèng löu löôïng toång tröø ñi löu löôïng khí hoaø tan trong daàu.Công ngh khai thác d u khí 89 PGS. TS. Lê Ph cH o
  92. 92. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT qg q sc . B g V sg = = A A Trong ñoù: + Vsg : vaän toác khí bieåu kieán (ft/s) + qsc : löu löôïng khí töï do ño taïi ñieàu kieän beà maët (scf/s) + Bg : heä soá theå tích thaønh heä khí (ft3/scf) + A = π d2/4 : tieát dieän cuûa ñöôøng oáng (ft2) + d : ñöôøng kính trong cuûa oáng (ft) Trong tröôøng hôïp khí hoaø tan trong daàu thì löu löôïng khí töï do dòch chuyeån trong ñöôøng oáng luùc naøy seõ baèng löu löôïng toång tröø ñi löu löôïng khí hoaø tan trong daàu.Công ngh khai thác d u khí 90 PGS. TS. Lê Ph cH o
  93. 93. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT Vaän toác daàu bieåu kieán Ñeå xaùc ñònh vaän toác bieåu kieán cuûa daàu caàn phaûi ño ñöôïc löu löôïng daàu ñaõ giaõn nôû ôû ñieàu kieän beà maët: q v so = 0 Trong ñoù: B 0 .A + vso : vaän toác daàu bieåu kieán (ft/s) + q0 : löu löôïng daàu khai thaùc (scf/s) + B0 : heä soá theå tích thaønh heä daàu (ft3/scf) + A : tieát dieän ñöôøng oáng (ft2) Neáu löu löôïng daàu khai thaùc q0 laø STB/ngaøy thì vaän toác bieåu kieán cuûa daàu: 6,5 × 10 −5.q0 vso = B0 ACông ngh khai thác d u khí 91 PGS. TS. Lê Ph cH o
  94. 94. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁTVaäân toác nöôùc bieåu kieán −5 6 , 5 × 10 .q .B v sw = w w ATrong ñoù:+ vsw : vaän toác nöôùc bieåu kieán (ft/s)+ qw : löu löôïng nöôùc khai thaùc (STB/ngaøy)+ Bw : heä soá theå tích thaønh heä nöôùc (bbl/STB)+ A : tieát dieän oáng (ft2).Công ngh khai thác d u khí 92 PGS. TS. Lê Ph cH o
  95. 95. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT Vaän toác pha loûng bieåu kieán Trong oáng khai thaùc, nöôùc vaø daàu ñöôïc xem coù cuøng vaän toác do nöôùc coù khoái löôïng rieâng lôùn hôn nhöng buø laïi nöôùc coù ñoä nhôùt thaáp hôn daàu. Do ñoù vaän toác loûng bieåu kieán baèng toång vaän toác bieåu kieán cuûa nöôùc vaø daàu: vsl = vso + vsw Hay q l v sl = 2 d π . 4 Vôùi: ql : löu löôïng pha loûng bao goàm caû nöôùc vaø daàu. Neáu pha loûng bao goàm caû daàu, nöôùc vaø nöôùc ngöng tuï thì: q0.B0 + (qw − wc.qg ).Bw vsl = π.d 2 4 + wc : löôïng nöôùc ngöng tuï (bbl/MMscf) + d : ñöôøng kính trong cuûa oáng khai thaùc (ft)Công ngh khai thác d u khí 93 PGS. TS. Lê Ph cH o
  96. 96. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT Vaän toác hoãn hôïp bieåu kieán baèng vaän toác loûng bieåu kieán vaø vaän toác khí bieåu kieán: vm = vsl + vsgKhoái löôïng rieâng cuûa löu chaát Doøng chaûy trong oáng khai thaùc laø doøng chaûy cuûa hoãn hôïp caùc pha, do ñoù ñeå tính khoái löôïng rieâng cuûa hoãn hôïp, ta caàn tính khoái löôïng rieâng cuûa töøng thaønh phaàn: khí, daàu vaø nöôùcCông ngh khai thác d u khí 94 PGS. TS. Lê Ph cH o
  97. 97. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁTKhoái löôïng rieâng cuûa daàu khi coù khí hoaø tan trong daàu: ρ= (350γ +0,0764γ .R ) . 0. g s 0 5,615B0 .Trong ñoù:+ ρ0 : khoái löôïng rieâng cuûa daàu (lbm/ft3)+ Rs : tyû soá hoaø tan khí daàu (scf/STB)Công ngh khai thác d u khí 95 PGS. TS. Lê Ph cH o
  98. 98. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT+ B0 : heä soá theå tích thaønh heä daàu (bbl/STB)+ 350 : khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc ôû ñieàu kieän tieâu chuaån (lbm/STB).+ 0,0764 : khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí ôû ñieàu kieän chuaån (lbm/STB).+ 5,615 : heä soá chuyeån ñoåi (ft3/bbl).Khi aùp suaát lôùn hôn hoaëc baèng aùp suaát ñieåm boït khí (p ≥ pb), khoái löôïngrieâng cuûa daàu coù theå xaùc ñònh theo phöông trình sau: ρ0 = ρ0b . exp[C0 ( p − pb )] Trong ñoù: + ρ0 : khoái löôïng rieâng cuûa daàu ôû nhieät ñoä T vaø aùp suaát p + ρ0b : khoái löôïng rieâng cuûa daàu ôû nhieät ñoä T vaø aùp suaát pb + pb : aùp suaát ñieåm boït khí + C0 : heä soá neùn ñaúng nhieät ôû nhieät ñoä T (psia) + exp(x) = exCông ngh khai thác d u khí 96 PGS. TS. Lê Ph cH o
  99. 99. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ BAÛN CUÛA LÖU CHAÁT Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc ρ w = ρ wsc.γ w / Bw = 62,4.γ w / BwTrong ñoù:+ ρw : khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc ôû nhieät ñoä T vaø aùp suaát p(lbm/ft3)+ ρwsc : khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc nguyeân chaát ôû ñieàu kieän tieâuchuaån =62,4 (lbm/scf)+ γw : tyû troïng nöôùc+ Bw : heä soá theå tích thaønh heä nöôùc (ft3/scf)Công ngh khai thác d u khí 97 PGS. TS. Lê Ph cH o
  100. 100. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Heä soá leäch khí Heä soá leäch khí Z (hay coøn goïi laø heä soá neùn khí) phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä giaû giaûm (Tpr) vaø aùp suaát giaû giaûm (ppr). Vôùi: Tpr = T/Tpc; Tpr = p/ppc Trong ñoù: + Tpc vaø ppc: nhieät ñoä vaø aùp suaát giaû tôùi haïn (psia) + Tpc = Σyipci + ppc = ΣyiTci Vôùi: + yi : tyû leä mol cuûa thaønh phaàn thöù i. + Tci : nhieät ñoä tôùi haïn cuûa thaønh phaàn thöù i. + pci : aùp suaát tôùi haïn cuûa thaønh phaàn thöù i.Công ngh khai thác d u khí 98 PGS. TS. Lê Ph cH o
  101. 101. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Neáu khoâng bieát thaønh phaàn khí thì coù theå tính nhieät ñoä giaû tôùi haïn vaø aùp suaát giaû tôùi haïn theo phöông trình sau: + Tpc = 170,5 + 307,3.γg + ppc = 709,6 – 58,7.γgCông ngh khai thác d u khí 99 PGS. TS. Lê Ph cH o
  102. 102. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieämTyû soá hoaø tan khí daàu Rs = C1 .γ gc . p . exp[C3 ( API) /(T + 460)] c2Trong ñoù:+ T : nhieät ñoä (0F)+ C1, C2, C3 : haèng soá phuï thuoäc vaøo 0API+ γgc : tyû troïng khí chính xaùc.Công ngh khai thác d u khí 100 PGS. TS. Lê Ph cH o
  103. 103. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Caùc heä soá C1, C2, C3 theo tyû troïng daàu 0API Haèng soá 0API≤ 30 0API> 30 C1 0.0362 0.0178 C2 1.0937 1.1870 C3 25.7240 23.9310Công ngh khai thác d u khí 101 PGS. TS. Lê Ph cH o
  104. 104. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Tyû troïng khí cuõng coù theå ñöôïc tính theo coâng thöùc sau: p γ gc = γ g 1 + 5 ,192 × 10 −5 ( API ).T . log 114 , 7Trong ñoù:+ γg : tyû troïng khí ño ñöôïc ôû bình taùch+ T : nhieät ñoä bình taùch (0F)+ p : aùp suaát bình taùch (psia)+ API : tyû troïng theo ñoä APICông ngh khai thác d u khí 102 PGS. TS. Lê Ph cH o
  105. 105. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieämHeä soá theå tích thaønh heäHeä soá theå tích thaønh heä daàu 0 , 0283 .Z .T Bg = p API API B0 = 1+ C1Rs + C2 (T − 60) + C3 Rs (T − 60) γ gc γ gcCông ngh khai thác d u khí 103 PGS. TS. Lê Ph cH o
  106. 106. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Haèng soá 0API≤ 30 0API> 30 C1 4.6778* 10-4 4.670*10-4 C2 1.751*10-5 1.100*10-5 C3 -1.811*10-8 1.337*10-9Khi p > pb thì Bo ñöôïc xaùc ñònh: Bo= Bobexp[Co(pb-p)]Trong ñoù:+ Bbo : heä soá theå tích thaønh heä daàu ôû aùp suaát pb (bbl/STB)+ Co : heä soá neùn ñaúng nhieät cuûa daàu (psi-1).Công ngh khai thác d u khí 104 PGS. TS. Lê Ph cH o
  107. 107. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Heä soá theå tích thaønh heä nöôùc −4 B w = B wp (1 + XY × 10 ) BWP = C1 + C2P + C3P2 Trong ñoù + Bw : heä soá theå tích thaønh heä cuûa nöôùc bieån (bbl/STB) + Bwp : heä soá theå tích thaønh heä cuûa nöôùc nguyeân chaát (bbl/STB) + Y : noàng ñoä muoái trong nöôùcCông ngh khai thác d u khí 105 PGS. TS. Lê Ph cH o
  108. 108. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm − )( × − , × − − . , × −X =5,1×108.p+(T−60 5,47 106 −195 1010.p)+(T−602(8,5×1013p−332 108 ) −5 −7C1 = 0,9911+ 6,35×10 .T + 8,5 ×10 .T 2 −6 −9 −12C2 = 1,093×10 − 3,497×10 + 4,57×10 .T 2 −11 −13 −15C3 = −5×10 + 6,429×10 .T −1,43×10 .T 2 Công ngh khai thác d u khí 106 PGS. TS. Lê Ph cH o
  109. 109. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieämCaùc thoâng soá cuûa doøng chaûy hai pha Tyû leä löu chaát Tyû leä loûngHL = (dieän tích maët caét chöùa chaát loûng)/(toång dieän tích maët caét oáng) HL: 0÷ 1 Neáu boû qua söï tröôït giöõa caùc pha, tyû leä theå tích loûng ñöôïc xaùc ñònh nhösau q1 λ = + q g .B L q 1 gChia töû vaø maãu cho tieát dieän cuûa oáng ta ñöôïc V λ L = sl V mCông ngh khai thác d u khí 107 PGS. TS. Lê Ph cH o
  110. 110. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieämTyû leä khíHg = (dieän tích maët caét chöùa chaát khí)/(toång dieän tích maëtcaét oáng)Hay: Hg = 1 - HLNeáu khoâng keå ñeán hieän töôïng tröôït, tyû leä khí ñöôïc tính nhösau: q .B λ = g g + q g q g .B g lTrong ñoù:+ ql : löu löôïng pha loûng taïi aùp suaát, nhieät ñoä taïi vò trí ñang xeùt.+ qg : löu löôïng pha khí taïi ñieàu kieän chuaån.Công ngh khai thác d u khí 108 PGS. TS. Lê Ph cH o
  111. 111. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Ñoái vôùi doøng chaûy boït khí: qg λ = σ q g + q l + 0 , 233 .d 2 σnÑoái vôùi doøng chaûy nuùt khí d qg λg = σ d q g + 0,6023.q1 + 0,0942.d 1,5 σnCông ngh khai thác d u khí 109 PGS. TS. Lê Ph cH o
  112. 112. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieämKhoái löôïng rieâng hoãn hôïp daàu vaø nöôùc - Khoái löôïng rieâng cuûa pha loûng: ρL = ρ0.f0 +ρw.fw Trong ñoù: + Tyû leä daàu trong pha loûng:f0=q0/(q0+qw) . + Tyû leä nöôùc trong pha loûng: fw = 1 – f0. Công ngh khai thác d u khí 110 PGS. TS. Lê Ph cH o
  113. 113. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Khoái löôïng rieâng cuûa hoãn hôïp trong tröôøng hôïp theá naêng thay ñoåi (coù tröôït) ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: ρs = ρL.HL + ρg.Hg Khoái löôïng rieâng cuûa hoãn hôïp trong tröôøng hôïp khoâng tröôït giöõa caùc pha ñöôïc xaùc ñònh: ρn = ρL.λL + ρg.λg Khoái löôïng rieâng cuûa hoãn hôïp nhaèm xaùc ñònh toån thaát aùp suaát vaø NRE ñöôïc tính theo coâng thöùc: ρ L .λ 2 ρ g .λ 2 ρ k = L + g H L H gCông ngh khai thác d u khí 111 PGS. TS. Lê Ph cH o
  114. 114. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Vaän toác khí bieåu kieán: Vsg=qg/A Vaän toác thöïc cuûa khí: Vg=qg/AHg Vaän toác loûng bieåu kieán: Vsl=qL/A Vaän toác thöïc cuûa pha loûng: VL=qL/AHl Vaän toác doøng hoãn hôïp: V m = V sL + V sgCông ngh khai thác d u khí 112 PGS. TS. Lê Ph cH o
  115. 115. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieämÑoä nhôùt hai pha (boû qua söï tröôït) μ n = μ L .λL + μ g .λ g Ñoä nhôùt hai pha coù xeùt ñeán söï tröôït vaø ñoä nhôùt pha loûng μ s = μ L .H L + μ g .H gTrong ñoù μ L = μ0 . f0 + μw . f wCông ngh khai thác d u khí 113 PGS. TS. Lê Ph cH o
  116. 116. Caùc tính chaát cuûa chaát löu ñöôïc xaùc ñònh töø thöïc nghieäm Söùc caêng beà maët Söùc caêng beà maët giöõa khí vaø nöôùc, khí vaø daàu phuï thuoäc vaøo aùp suaát, nhieät ñoä, troïng löôïng cuûa daàu, khí vaø löôïng khí khoâng hoaø tan. Söùc caêng beà maët cuûa pha loûng ñöôïc tính: σ L = σ 0. f0 + σ w. fwTrong ñoù:+ σ0 : söùc caêng beà maët cuûa daàu vaø khí.+ σw: söùc caêng beà maët cuûa daàu vaø nöôùcCông ngh khai thác d u khí 114 PGS. TS. Lê Ph cH o
  117. 117. PHÖÔNG TRÌNH GRADIENT AÙP SUAÁT CUÛA DOØNG CHAÛY HAI PHA TRONG OÁNG KHAI THAÙC Phöông trình gradient aùp suaát cuûa doøng chaûy hai pha dp dp dp dp = + + dl dl el dl f dl acc Trong gieáng daàu, khoái löôïng rieâng cuûa löu chaát lôùn, chính vì theá thaønh phaàn toån thaát thuyû tónh chieám tyû leä lôùn, coøn trong gieáng khí, khí di chuyeån nhanh vôùi vaän toác lôùn, vì theá thaønh phaàn phaàn toån thaát do ma saùt chieám öu theá.Công ngh khai thác d u khí 115 PGS. TS. Lê Ph cH o
  118. 118. Thaønh phaàn toån thaát trong caùc gieáng khai thaùc Thaønh phaàn % Toån thaát ñoái vôùi % Toån thaát ñoái vôùi gieáng daàu gieáng khí Theá naêng 70 ÷ 90 20 ÷ 50 (thuyû tónh) Ma saùt 10 ÷ 30 30 ÷ 60 Ñoäng naêng 0 ÷ 10 0 ÷ 10Công ngh khai thác d u khí 116 PGS. TS. Lê Ph cH o
  119. 119. Toån thaát aùp suaát do söï thay ñoåi aùp naêng Ñoái vôùi doøng chaûy nhieàu pha trong oáng, thaønh phaàn toån thaát do söï thay ñoåi aùp naêng laø lôùn nhaát (chieám 70 ÷ 98%) treân toaøn boä toån thaát aùp suaát cuûa doøng chaûy) vaø laø thaønh phaàn khoù tính toaùn nhaát vì noù chòu taùc ñoäng cuûa nhieàu yeáu toá. Thaønh phaàn toån hao do söï thay ñoåi theá naêng: dp g = . ρ hh . sin θ dl el gc Trong ñoù: + gc : heä soá tyû leä + ρhh : khoái löôïng rieâng cuûa hoãn hôïp + θ : goùc nghieâng cuûa gieángCông ngh khai thác d u khí 117 PGS. TS. Lê Ph cH o
  120. 120. Toån thaát aùp suaát do söï thay ñoåi aùp naêng Ñeå tính toaùn chính xaùc khoái löôïng rieâng cuûa hoãn hôïp thì phaûi tính ñeán söï tröôït giöõa caùc pha. Toån thaát aùp suaát do aùp naêng coøn ñöôïc xaùc ñònh theo bieåu thöùc sau: 1 dp ρk = 1− H g 1− ρ L .g dl an ρlCông ngh khai thác d u khí 118 PGS. TS. Lê Ph cH o
  121. 121. Toån thaát aùp suaát do ma saùtToån thaát aùp suaát do ma saùt coù theå chieám töø 1 ÷ 30% treân toång giaù trò aùp suaát cuûadoøng chaûy nhieàu pha trong oáng vaø ñöôïc tính baèng bieåu thöùc sau: dp f .ρ ns .v m 2 f hh .G hh .v hh = = dl f 2.g c .d 2.g c .dTrong ñoù:+ fhh : heä soá ma saùt cuûa hoãn hôïp+ ρns : khoái löôïng rieâng cuûa hoãn hôïp ôû traïng thaùi khoâng tröôït+ d : ñöôøng kính trong cuûa oáng khai thaùc+ Ghh : löu löôïng khoái löôïng cuûa hoãn hôïp+ vhh : vaän toác chuyeån ñoäng cuûa hoãn hôïpCông ngh khai thác d u khí 119 PGS. TS. Lê Ph cH o
  122. 122. Toån thaát aùp suaát do ma saùt Toån thaát aùp suaát do ma saùt coøn ñöôïc xaùc ñònh theo bieåu thöùc sau: 1 dp ql2 qg = 0,331 × f hh . 5 1 + ρ l .g dl ms d ql Trong ñoù: + ql : löu löôïng theå tích pha loûng + qg : löu löôïng theå thích pha khí Heä soá ma saùt cuûa hoãn hôïp chaát löu hai pha: f × f f hh = 1 2 q 1 + × g 0 , 141 f 1 q lCông ngh khai thác d u khí 120 PGS. TS. Lê Ph cH o
  123. 123. Toån thaát aùp suaát do ma saùtTrong ñoù: f1= 0.11*NRE-0.266Neáu: 0,5 ≤ A0 ≤ 1,0 thì heä soá f2 ñöôïc tính theo bieåu thöùc sau: 0 , 826 f 2 = − 0 , 033 A 0Neáu: A0 < 0,5 thì f2 = 1,0 vaø khi A0 > 0,5 thì f2 =0,2 q ρ 1 .gVôùi: A0 = f1 g 3 d 2 d0 = d q1 0 σVôùi σ laø söùc caêng beà maët giöõa hai pha loûng - khí (N/m) Công ngh khai thác d u khí 121 PGS. TS. Lê Ph cH o
  124. 124. Toån thaát aùp suaát do söï thay ñoåi ñoäng naêng ∂p ρhh.vhh.d(vhh) ρhh.vhh d GL d Gk = = + ∂L dn gc.dL gc dL ρL dL ρk dp (ρ hh .vhh .vk ) dp =− . dL dn gc .p dLCông ngh khai thác d u khí 122 PGS. TS. Lê Ph cH o
  125. 125. Toån thaát aùp suaát do söï thay ñoåi ñoäng naêngGradient aùp suaát khi löu chaát di chuyeån töø ñaùy gieáng leân beà maët trong oáng khai thaùcPhöông trình cô baûn tính toaùn toån thaát aùp suaát cuûa doøng chaûy nhieàu pha trong oáng: dp g f hh .Ghh .vhh ρhh .vhh .vg dp = .ρhh .sinθ + − . dL gc 2.gc .d gc . p dL Hay g f hh .G hh .v hh .ρ hh . sin θ + dp gc 2 . g c .d = dL ρ hh .v hh .v g 1+ gc.pCông ngh khai thác d u khí 123 PGS. TS. Lê Ph cH o
  126. 126. CAÁU TRUÙC DOØNG CHAÛY TRONG OÁNG KHAI THAÙC Doøng chaûy boït khí Doøng chaûy daïng nuùt khí Doøng chaûy chuyeån tieáp Doøng chaûy söông muøCông ngh khai thác d u khí 124 PGS. TS. Lê Ph cH o
  127. 127. Caùc phöông phaùp xaùc ñònh gradient aùp suaát+ Phöông phaùp Poettman vaø Carpenter+ Phöông phaùp Hagedon vaø Brown+ Phöông phaùp Duns vaø Ros+ Phöông phaùp Orkiszewski+ Phöông phaùp Aziz, Govier vaø Fogarasi+ Phöông phaùp Chierici, Ciucci vaø Sclocchi+ Phöông phaùp Beggs and Brill+ Phöông phaùp Mona, Asheim+ Phöông phaùp Hassan vaø KabirCông ngh khai thác d u khí 125 PGS. TS. Lê Ph cH o
  128. 128. DOØNG CHAÛY TRONG CAÙC BOÄ PHAÄN CAÛN DOØNGMaëc duø toån thaát aùp suaát chuû yeáu xaûy ra ôû ñaùy gieáng, heä thoáng oáng khai thaùcvaø heä thoáng thu gom nhöng trong moät soá gieáng, toån thaát ôû boä phaän caûndoøng cuõng chieám moät tyû leä ñaùng keå. Caùc boä phaän caûn doøng chuû yeáu laø: + Van tieát löu beà maët + Van an toaøn gieáng saâu + Goùc van vaø goùc oángCông ngh khai thác d u khí 126 PGS. TS. Lê Ph cH o
  129. 129. Van tieát löu beà maëtLöu chaát laø khí Phöông trình toång quaùt ñöôïc xaây döng baèng caùch keát hôïp phöông trình Bernoullivaø phöông trình traïng thaùi aùp duïng cho löu chaát laø khí trong caû hai tröôøng hôïp tôùihaïn vaø chöa tôùi haïn: C n ( P1 )( d 2 ) k q sc = ( )( y 2 / k − y k +1 / k ) γ g (T1 ) Z 1 k −1Trong ñoù: + qsc: Löu löôïng khí + d: Ñöôøng kính cuûa van + g: Tyû troïng khíCông ngh khai thác d u khí 127 PGS. TS. Lê Ph cH o
  130. 130. Van tieát löu beà maët + P1: aùp suaát doøng vaøo + P2: AÙp suaát doøng ra + T1: Nhieät ñoä doøng vaøo + Z1: Heä soá leäch khí ôû nhieät ñoä T1 vaø aùp suaát p1 + Psc: AÙp suaát tieâu chuaån + Tsc: Nhieät ñoä tieâu chuaån + Cs, Cd, Cn : Heä soá chuyeån ñoåi ñôn vò (Cn = Cs* Cd *Tsc /Psc) + K: Tyû soá nhieät dung rieâng (k=Cp /Cv) + y: tyû soá aùp suaát doøng ra vaø doøng vaøo (y=p2 /p1)Công ngh khai thác d u khí 128 PGS. TS. Lê Ph cH o
  131. 131. Van tieát löu beà maëtKhi löu löôïng doøng khí ñaït tôùi giaù trò tôùi haïn, tyû soá aùp suaát (y=yc) vaø phuïthuoäc vaøo ñoä k theo phöông trình sau: yc=[2/(k+1)]k/(k-1)Trong tröôøng hôïp van tieát löu ngaén, doøng chaûy tôùi haïn qua van coù loã môûgaàn troøn, coâng thöùc lieân heä giöõa löu luôïng, aùp suaát doøng vaøo vaø kích thöôùcvan nhö sau: 0 , 487 C n d 2 P1 q sc = (T γ )0,5 gThoâng thöôøng ngöôøi ta laáy Cd =0,82 trong tröôøng hôïp khoâng xaùc ñònh ñöôïccaùc soá lieäu cuï theå.Công ngh khai thác d u khí 129 PGS. TS. Lê Ph cH o
  132. 132. Van tieát löu beà maët Löu chaát hai pha pq l R c P1 = a Trong ñoù: d + P1 :AÙp suaát doøng vaøo (psia) + ql: Löu löôïng pha loûng (STB/d) + R: Tyû soá khí/ loûng (scf/stb) + d: Ñöôøng kính van tieát löu (in)Công ngh khai thác d u khí 130 PGS. TS. Lê Ph cH o
  133. 133. Van an toaøn gieáng saâu (SSSV)Phöông trình xaùc ñònh ñoä giaûm aùp cuûa doøng chaûy chöa tôùi haïn qua van antoaøn gieáng saâu: 1,04810 γ z T q (1− β 4 ) −6 2 . p1 − p2 = g 1 1 sc 4 2 2 pd C y 1 d + β=d/D + Cd: Thöôøng choïn 0,9 + K: Tyû soá nhieät dung rieâng cuûa khí + y: Heä soá giaõn nôûCông ngh khai thác d u khí 131 PGS. TS. Lê Ph cH o
  134. 134. Van an toaøn gieáng saâu (SSSV) Heä soá giaõn nôû y thay ñoåi trong khoaûng 0,67-1 vaø thöôøng ñöôïctính baèng phöông phaùp laëp vôùi giaù trò giaû ñònh ban ñaàu thöôønglaø 0,85: p1 − p 2 0 , 5 Y = 1 − ( 0 , 41 + 0 ,35 β )( 4 ) kp 1 Tröôøng hôïp doøng chaûy hai pha qua vanPhöông trình xaùc ñònh ñoä giaûm aùp cuûa doøng chaûy chöa tôùi haïnqua van an toaøn gieáng saâu:Công ngh khai thác d u khí 132 PGS. TS. Lê Ph cH o
  135. 135. Van an toaøn gieáng saâu (SSSV) 1,087.10 ρ n v m −4 2 p1 − p 2 = Cd + ρn: Khoái löôïng rieâng khoâng tröôït (lbm/ft3) + ρn = ρlλl +ρgλg + vm: Vaän toác cuûa hoãn hôïp qua van + Cd = 0,233+8,4.10-4Nv+6,672β-11,66β2 + Nv= qg /ql =(1- λl)/λl; + λl=ql /(ql +qg); +β=d/D vôùi d: Ñöôøng kính cuûa van vaø D: Ñöôøng kính trong oáng khai thaùc;Công ngh khai thác d u khí 133 PGS. TS. Lê Ph cH o
  136. 136. Goùc van vaø goùc oáng fL ρ v ρv2 2 Δp f = = K d 2gc 2gc fL/d = K L = Kd/f Trong ñoù: + D: Ñöôøng kính oáng töông ñöông; + f: heä soá ma saùt cuûa doøng chaûy trong oáng + L: Chieàu daøi oáng töông ñöông + K: Phuï thuoäc vaøo loaïi van.Công ngh khai thác d u khí 134 PGS. TS. Lê Ph cH o
  137. 137. Baûng haèng soá K theo loaïi van Loaïi van K Van cöûa 0,15 Van goùc 0,2-0,3 Van caàu 3-5 Van chaën 6-8Công ngh khai thác d u khí 135 PGS. TS. Lê Ph cH o
  138. 138. BÀI GI NG CÔNG NGH KHAI THÁC D U KHÍ QUY TRÌNH HOÀN THI N GI NG Gi ng viên : PGS.TS. Lê Ph cH o Email : lphao@hcmut.edu.vn Tel : 84-8-8654086
  139. 139. QUY TRÌNH HOÀN THI N GI NG1. Trám xi m ng c t ng ch ng khai thác2. B n m v a3. L p t thi t b khai thác4. G i dòng s n ph mCông ngh khai thác d u khí 137 PGS. TS. Lê Ph cH o
  140. 140. CÁC C T NG CH NG Các lo i ng (Tubulars) Production ng ch ng ng ch ng ng ch ng Casing Trung gian b m t nh h ngCông ngh khai thác d u khí 138 PGS. TS. Lê Ph cH o
  141. 141. CH NG NG KHAI THÁCM t s b ph n c a ng ch ngCông ngh khai thác d u khí 139 PGS. TS. Lê Ph cH o
  142. 142. CÁC D NG C NH TÂMCông ngh khai thác d u khí 140 PGS. TS. Lê Ph cH o
  143. 143. CÁC D NG C N OCông ngh khai thác d u khí 141 PGS. TS. Lê Ph cH o
  144. 144. VÒNG XOÁY VÀ GI TRÁMCông ngh khai thác d u khí 142 PGS. TS. Lê Ph cH o
  145. 145. H C T NG CH NG KHAI THÁC+ C n h c t ng càng nhanh càng t t, nh ng v n t c th c t ng c ngb h n ch tùy theo áp l c d mà nó gây lên áy và thành gi ng khoan.+ Khi h c t ng n áy, có th i u ch nh thành ph n dung d ch tu nhoàn ng th i thao tác nâng th c t ng ch ng làm cho các d ngc n o thành gi ng khoan ho t ng. Vi c tu n hoàn dung d ch d ngl i khi:- Dung d ch không còn nâng mùn khoan lên n a-L ng khí ít và không thay i- Không có hi n t ng m t dung d ch và xâm nh p c a ch t l ng- Toàn b th tích dung d ch khoan tu n hoàn là ng nh tCông ngh khai thác d u khí 143 PGS. TS. Lê Ph cH o
  146. 146. QUY TRÌNH TRÁM XI M NGTrám xi m ng là t v a xi m ng thích h p trong kho ngkhông hình xuy n gi a thành gi ng khoan và l p lót thànhgi ng m t chi u sâu xác nh. Có nhi u cách trám xi m ngkhác nhau:- Trám xi m ng lót thành gi ng ho c c t ng- Trám xi m ng d i áp su t g i là trám lèn ch t qua các l cth ng ng- t các nút trám xi m ng gi ng khoan tr nCông ngh khai thác d u khí 144 PGS. TS. Lê Ph cH o
  147. 147. CÁC GIAI O N TRÁM XI M NG- Trám xi m ng s c p- Trám xi m ng hai t ng- Trám xi m ng c t ng ch ng l ng- Ép xi m ng- t các nút trám xi m ngKhi ti n hành trám xi m ng, c n chú ý n nh ng c tínhc a xi m ng và ch n v a xi m ng phù h p.Công ngh khai thác d u khí 145 PGS. TS. Lê Ph cH o
  148. 148. B NM VA• Sau khi trám xi m ng c t ng ch ng khai thác, t ng ch a b c t ng ch ng và vành á xi m ng bít kín, nên ph i ti n hành b n m v a.• Ph ng pháp b n m v a ph bi n nh t là dùng n n t o áp su t• Có th th thi t b b n m v a b ng cáp ho c c n khoan tr c khi l p t thi t b lòng gi ng khai thác, hay th súng b n m v a b ng cáp vào trong ng khai thác, ho c g n tr c ti p vào u c t ng khai thác. Ph ng pháp này cho phép ti n hành khai thác n u dòng ch y c thi t l p ngay sau quá trình b n m v a mà không ph i d p gi ng v sau l p t thi t b khai thác lòng gi ngCông ngh khai thác d u khí 146 PGS. TS. Lê Ph cH o
  149. 149. QUY TRÌNH B N M VAG m ba giai o n:1. Súng b n m v a ch i di n t ng s n ph m2. Kích n3. Dòng ch t l u t v a ch y vào gi ngCông ngh khai thác d u khí 147 PGS. TS. Lê Ph cH o
  150. 150. B NM VACông ngh khai thác d u khí 148 PGS. TS. Lê Ph cH o
  151. 151. B NM VACông ngh khai thác d u khí 149 PGS. TS. Lê Ph cH o
  152. 152. B NM VACông ngh khai thác d u khí 150 PGS. TS. Lê Ph cH o
  153. 153. V TRÍ B N M VAV trí b n m v a th ng c xác nh nh sau:- Khi v a ch a d u có t ng n c áy, nên m v a ph ntrên (nóc) c a i s n ph m- Khi v a ch a d u có m khí, nên m v a ph n g n áyc a i s n ph m- Khi v a ch a d u v a có m khí và t ng n c áy, nênm v a ph n gi a c a i s n ph mCông ngh khai thác d u khí 151 PGS. TS. Lê Ph cH o
  154. 154. L P T THI T B KHAI THÁC - Sau khi hoàn t t công vi c b n m v a, m t c t ng ng kính nh (c t ng khai thác) s c l p vào gi ng làm ng d n d u t áy gi ng lên b m t - Packer c t gi a c t khai thác và c t ng ch ng khai thác ngay trên nóc t ng s n ph m giúp cho ch t l u khai thác ch y t thành h qua các l b n m v a vào trong c t ng khai thác và i lên b m t.Công ngh khai thác d u khí 152 PGS. TS. Lê Ph cH o
  155. 155. L P T NG KHAI THÁCCông ngh khai thác d u khí 153 PGS. TS. Lê Ph cH o
  156. 156. PACKERCông ngh khai thác d u khí 154 PGS. TS. Lê Ph cH o
  157. 157. L P T U GI NG KHAI THÁC u gi ng khai thác cl p t phía trên b u ng ch ng. C t ng khai thác trong gi ng c treo t cây thông khai thác sao cho s n ph m khai thác ch y theo c t ng khai thác vào cây thông khai thác. S n ph m khai thác có th c ki m soát nh các van ti t l u l p trên cây thông khai thácCông ngh khai thác d u khí 155 PGS. TS. Lê Ph cH o
  158. 158. L P T U GI NG KHAI THÁCCây thông khai thác (Christmas Trees) u ng khai thác và thi t b treo (Tubing Heads and Hangers) Công ngh khai thác d u khí 156 PGS. TS. Lê Ph cH o
  159. 159. L P T VAN TI T L U Van ti t l u (Beans and Chokes)Công ngh khai thác d u khí 157 PGS. TS. Lê Ph cH o
  160. 160. BÀI GI NG CÔNG NGH KHAI THÁC D U KHÍ HOÀN THI N GI NG KHAI THÁC Gi ng viên : PGS.TS. Lê Ph cH o Email : lphao@hcmut.edu.vn Tel : 84-8-8654086
  161. 161. N I DUNG + Phân lo i + Các ph ng pháp hoàn thi n + Tính toán thi t k + Dung d ch hoàn thi n gi ng +B nm va + G i dòng s n ph mCông ngh khai thác d u khí 159 PGS. TS. Lê Ph cH o
  162. 162. PHÂN LO I + Theo s t ng khai thác: n t ng, a t ng + Theo s c n khai thác: C n n, c n ôi, c n ba + Theo b m t phân cách gi a áy gi ng và t ng s n ph m: . Hoàn thi n gi ng thân tr n . Hoàn thi n gi ng v i ng l c và chèn s i . Hoàn thi n gi ng v i ng ch ng, trám xi m ng và b n m v a + Theo ph ng pháp khai thác: .T phun . Các ph ng pháp c h c: - Gaslift - B m ly tâm i n chìm - B m c n hút - B m pittông thu l cCông ngh khai thác d u khí 160 PGS. TS. Lê Ph cH o
  163. 163. H S HOÀN THI N GI NG- tính toán t n th t áp su t gây ra Gas Sales Flowing Wellhead Pressure Horizontal Flowlineb i công tác hoàn thi n gi ng, h s Separator Stock Tankhoàn thi n c b sung gi ng vàoph ng trình dòng vào: Vertical or Inclined Tubing PR – Pwf = A.q0 + B.q02 PR2 – Pwf2 = A.qsc + B.qsc2 Intake Flow Through Porus Media P, K, IPRCông ngh khai thác d u khí 161 PGS. TS. Lê Ph cH o
  164. 164. H S HOÀN THI N GI NG 0 . 00708 k 0 .h ( p r − p wf ) q0 = μ 0 . B 0 [ln( 0 . 472 re / rw ) + S −6 703.10 k g .h( p r − p 2 2 wf ) qsc = μ g .Z .T [ln(0.472re / rw ) + S A : h s ch y t ng B : h s ch y r iCông ngh khai thác d u khí 162 PGS. TS. Lê Ph cH o
  165. 165. H S HOÀN THI N GI NG A = AR + AP + AG B = BR + BP + BGAR, BR: các thành ph n ch y t ng và r i trong v aAP, BP: các thành ph n ch y t ng và r i trong l b nAG, BG : các thành ph n ch y t ng và r i trong lèn s iCông ngh khai thác d u khí 163 PGS. TS. Lê Ph cH o
  166. 166. HOÀN THI N GI NG THÂN TR N- ng ch ng t trên nóc c a t ng s n ph m, thành hkhông trám xi m ng và không b n m v a- Thích h p v i t ng s n ph m có chi u dày l n, c u t ob i lo i á c ng, v ng ch c không b s p l- Các u nh c i m (tham kh o C s khoan & khaithác d u khí)Công ngh khai thác d u khí 164 PGS. TS. Lê Ph cH o
  167. 167. H TH NG I M NÚT 3 Δ P 3-1 = P wh - P sep ) 1 Node Location 1 Separator Δ P 6-3 = (P wf - P wh ) 3 Wellhead 6 Pwf 8 Pr Δ P 8-6 = (P r - P wf ) 6 8Công ngh khai thác d u khí 165 PGS. TS. Lê Ph cH o

×