Đề tài Xử lý axit

XÖÛ LYÙ AXÍT DOØNG CHAÛY CUÛA LÖU CHAÁT TRONG VÆA • Phöông trình Darcy: dx dpk v   .21 L kA q PPP   - Doøng chaûy taàng: P1 – P2 = ..... 10.08,9 001127,0 22 2 3 oooo o qLB A q LB     - Doøng chaûy roái: •Löu löôïng doøng chaûy höôùng taâm: . )ln( )(2 w e oo wfeo o r r B PPkh q     . )ln( )(00708,0 w e oo wfeo o r r B PPkh q    Theo heä ñôn vò BES: DOØNG CHAÛY CUÛA LÖU CHAÁT TRONG VÆA I. KHOAN 1. Dung dòch khoan 2. Coâng ngheä khoan II. HOAØN THIEÄN GIEÁNG 1. Choáng oáng vaø bôm traùm xi maêng 2. Baén môû væa 3. Kích thích gieáng (xöû lyù axít, nöùt væa thuûy löïc) III. KHAI THAÙC 1. Khai thaùc 2. Söõa chöõa gieáng CAÙC NGUYEÂN NHAÂN GAÂY NHIEÃM BAÅN THAØNH HEÄ Heä soá skin: S = S1 + S2 + S3 + S4 kh SQPPPS   2 12 Ñoä cheânh aùp boå sung HEÄ SOÁ SKIN CAÙC BIEÄN PHAÙP XÖÛ LYÙ VUØNG CAÄN ÑAÙY GIEÁNG • 1. Phöông phaùp xöû lyù hoaù hoïc • - Duøng axít • a. Röûa axít • b. Xöû lyù axít bình thöôøng • c. Xöû lyù axít ôû aùp suaát cao • d. Xöû lyù hoaù-nhieät vaø nhieät axít • e. Xöû lyù axít caùc taäp g. Xöû lyù axit nhieàu taàng h. Xöû lyù boït axít i. Xöû lyù nhuõ töông axít • - Duøng chaát hoaït tính beà maët • 2. Phöông phaùp xöû lyù cô hoïc • - Nöùt væa thuûy löïc thoâng thöôøng - Nöùt væa thuyû löïc coù haït cheøn • - Nöùt væa axít • - Kích noå baèng ñaïn kích thöôùc beù (PGD) • 3. Phöông phaùp xöû lyù nhieät • 4. Phöông phaùp xöû lyù keát hôïp • 1. Axít voâ cô • - Axít Clohydric (HCl) • - Axít Flohydric (HF) • - Axít Fluoboric (HBrF4) • 2. Axít höõu cô • - Axít Acetic (CH3COOH) • - Axít Formic (HCOOH) • 3. Hoãn hôïp axít • - Hoãn hôïp axít HCl-HF • - Hoãn hôïp axít HCl-CH3COOH • - Hoãn hôïp axít HCOOH-HF • 4. Heä axít taùc duïng chaäm • - Axít daïng keo • - Axít chöùa hoaù phaåm laøm chaäm phaûn öùng • - Nhuõ töông axít CAÙC HEÄ AXÍT THÖÔØNG DUØNG  Phaûn öùng trong thaønh heä ñaù voâi • 2HCl + CaCO3  CaCl2 + H2O + CO2 • 4HCl + CaMg(CO3)2  CaCl2 + MgCl2 + 2H2O + 2CO2  Phaûn öùng trong thaønh heä caùt keát  Vôùi silic • SiO2 + 4HF  SiF4 + 2H2O • SiF4 + 2HF  H2SiF6 CAÙC PHAÛN ÖÙNG HOÙA HOÏC TRONG XÖÛ LYÙ AXÍT CAÙC PHAÛN ÖÙNG HOÙA HOÏC TRONG XÖÛ LYÙ AXÍT  Vôùi silicat Na4SiO4 + 8HF  SiF4 + 4NaF + 4H2O 2NaF + SiF4  Na2SiF6  Vôùi albite NaAlSi3O8 + 14HF + 2H + 4AlF2 + +SiF4 + 8H2O + Na +  Vôùi octocla KAlSi3O8 + 14HF + 2H +  K+ + AlF2 ++ 3SiF4+8H2O  Vôùi monmorilonit AlSi4O10(OH)4 + 20HF + 2H +  2AlF2 + + 4SiF4 + 12H2O  Vôùi canxit CaCO3 + 2HF  CaF2 + H2O +CO2  Vôùi kaolinit • AlSi4O10(OH)8 + 24HF+ 4H+  4AlF2+ + SiF4+ 18H2O  Vôùi alumisilicat • 14HF + H4Al2SiO9  2AlF3 + 2SiF4 + 9H2O CAÙC PHAÛN ÖÙNG HOÙA HOÏC TRONG XÖÛ LYÙ AXÍT  Vôùi bentonit 36HF + Al2Si4O10(OH)2 = H2SiF6 + 2H3AlF6 + 12H2O  Vôùi fenspat NaAlSi3O3 + 22HF = 3 H2SiF6 + AlF3 + NaF + 8H2O  Caùc saûn phaåm keát tuûa sau xöû lyù: • 2HF + CaCO3 = CaF2 + H2O + CO2 H2SiF6 + 2Na + = Na2SiF6 + 2H + H2SiF6 + 2K + = K2SiF6 + 2H + 2HF + Ca++ = CaF2 + 2H + Fe2+ + 2(OH)- = Fe(OH)2  Caùc loaïi chaát keát tuûa: - Cacbonat - Sunfat - Clorua - Caùc chaát laéng ñoïng höõu cô - Söï nhieãm baån do buøn vaø seùt  Chaát öùc cheá (choáng) aên moøn - Catafin-A • - Marvelan-K(O) • - N-1-A • - Formalin • - Unhicoân Ps-5  Chaát giaûm ma saùt  Chaát choáng maát dung dòch  Chaát höôùng doøng  Chaát phöùc hôïp CHAÁT HOAÏT TÍNH BEÀ MAËT (PAV) CAÙC YEÁU TOÁ AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN XÖÛ LYÙ AXÍT AÛNH HÖÔÛNG CUÛA NOÀNG ÑOÄ AXIT HCl ÑEÁN TOÁC ÑOÄ PHAÛN ÖÙNG CAÙC YEÁU TOÁ AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN XÖÛ LYÙ AXÍT  AÛNH HÖÔÛNG CUÛA NHIEÄT ÑOÄ ÑOÁI VÔÙI HF CAÙC YEÁU TOÁ AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN XÖÛ LYÙ AXÍT AÛNH HÖÔÛNG CUÛA AÙP SUAÁT ÑEÁN TOÁC ÑOÄ XÖÛ LYÙ CAÙC YEÁU TOÁ AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN XÖÛ LYÙ AXÍT AÛNH HÖÔÛNG CUÛA LÖU LÖÔÏNG BÔM EÙP ÑEÁN TOÁC ÑOÄ XÖÛ LYÙ 1. Vaän toác cuûa doøng chaûy 2. Saûn phaåm khí sau phaûn öùng 3. Thaønh phaàn khoaùng vaät 4. Ñoä beàn (caáu truùc) cuûa gieáng CAÙC YEÁU TOÁ AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN XÖÛ LYÙ AXÍT CÔ SÔÛ LÖÏA CHOÏN PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ • - Phöông aùn xöû lyù  Ít thoâng tin veà vuøng xöû lyù  Ñaày ñuû thoâng tin + kinh nghieäm xöû lyù - Ñieàu kieän vaø ñoái töôïng aùp duïng - Thaønh phaàn dung dòch acid vaø toå hôïp hoùa chaát:  Axít: HCl töø 15-18%, HF töø 3-5% vaø CH3COOH töø 3-5%  Chaát choáng aên moøn: A-270 1,5% vaø A-201 4%  Chaát hoaït tính beà maët Importance of Formation Characteristics •Mineral Composition (>80% Solubility) • Temperature •Heterogeneity –Crystal Size Distribution –Permeability and Porosity Distribution Homogeneous vs. Heterogeneous Formation Samples Noàng ñoä saét (%) Noàng ñoä CH3COOH töông öùng (%) 0,01 - 0,1 0,1-0,3 0,3-0,5 1 1,5 2 - 3 1) Chaát choáng aên moøn: Coù taùc duïng laøm giaûm söï aên moøn cuûa axit ñoái vôùi caùc thieát bò khai thaùc Chaát choáng aên moøn Nhieät ñoä söû duïng (0C) Noàng ñoä % Catafin A Marvelan-K(O) Urotropin Fomalin Unicoân 0,1% N-1-A + 0,2% Urotropin A270 A201 CI-25 Hyteupo 80-100 80-100 <100 <100 <100 <100 120-150 120-150 120-150 120-150 0,1 0,1 0,8 0,6 0,25-0,5 1,5 4 2 2 CAÙC CHAÁT PHUÏ GIA 2) Caùc chaát hoaït tính beà maët: coù khaû naêng laøm giaûm söùc caêng beà maët giöõa chaát loûng-loûng, loûng-raén (sunfanol cho gieáng bôm eùp vaø Xefanol cho gieáng khai thaùc) 3) Caùc chaát phuï gia khaùc: chaát choáng keát tuûa do saét, chaát choáng maát dung dòch, chaát höôùng doøng, chaát laøm chaäm phaûn öùng, chaát boâi trôn… CAÙC CHAÁT PHUÏ GIA Fracture Acidizing • Stimulation of low permeability formations – Carbonate Rocks Only – High Solubility & Some Heterogeneity – Geometry (More Conductivity, Shorter Lengths, Differential Etching) • Damage removal Importance of Formation Characteristics • Mineral Composition – >80% Solubility • Hardness • Closure Stress • Temperature • Heterogeneity – Crystal Size Distribution – Permeability and Porosity Distribution Amount of Fines Generated by 1000 gallons of various HCl acid strengths on various rock solubilities HCl Solubility of the Rock 7.5% HCl 15% HCl 28% HCl 40 1332 2765 5475 50 888 1843 3650 60 592 1229 2433 70 381 790 1564 80 222 461 913 85 158 325 644 90 99 205 406 96 37 77 152 Production Increase • Basic Concept • Tinsly Curves Three Primary Considerations • Conductivity • Geometry • Reactivity Conductivity Differential Etching = Conductivity Fracture Geometry • Fracture Height • Fracture Width • Hydraulic or Created Fracture Length • Effective Fracture Length Geometry Depends On: • Volume Injected • Rate • Fluid Loss • Viscosity • Rock Properties Limiting Factors - Fracture Length • Fluid Volumes • Acid Spending • Fluid Loss Fluid Loss in Fracture Acidizing • Important in Generation of Geometry • More Difficult to Achieve With Reactive Fluid • Wormholes Wormholes • Wormhole Pattern in a Carbonate Formation (From SPE Acidizing Monograph) • Characteristic of Matrix Acidizing and Fluid Leak-Off Fluid Loss Additives and Techniques • Lower Acid Strengths • Gelled Acids • Particulates • ALPHA Technique • VCA Fluid Loss Control Using VCA Cores from test with 15% HCl + 2% SGA-II face 1.3” 4.0” outlet Cores from test with 15% HCl + all VCA additives face 0.5” 1.0” Reactivity • Surface Transfer Control • Mass Transfer Control The reaction rate of HCl and carbonate can be described as follows: where: Flux = reaction rate in g-moles/cm2/sec Cs = acid concentrations at the fracture face in g-moles/cc k = reaction rate constant n = reaction order Flux = k (Cs) n k = ko exp (-Ea/RT) where: Ea = Activation Energy in cal/g-mole R = 1.987 cal/g-mole/deg. K T = Temperature in deg. K ko= Pre-exponential factor Arrhenius Law Expression for the “Reaction Rate Constant” Calcite Reactivity Data Formation Location Reaction Rate Constant at 150 o F Reaction Order Activation Energy (kcal/ g-mole) Nierode Data Industry Standard 5.27E-04 .22 15.2 Ekofisk North Sea 2.53E-05 .25 3.5 Tor North Sea 4.52E-05 .29 8.9 Austin Chalk Texas, USA 1.80E-05 .26 2.3 Arun Indonesia 4.91E-05 .13 8.3 Arab Abu Dhabi 7.99E-04 .63 11.3 Retarded Acid Systems • Organic Acids • Chemically Retarded Acids • Gelled Acids • Crosslinked Acids Fracture Acidizing Techniques • Conventional • Alternating Phases - ALPHA • MY-T-Acid • Density Controlled Acidizing • Closed Fracture Acidizing (CFA) Low Viscosity Acid Fracture Cement Casing Perforations High Viscosity Preflush My-T-Acid Technique NEW ACID NEW PREFLUSH PRE- FLUSH STEP #6 ACID PREFLUSH STEP #2 ACID NEW PREFLUSH PREFLUSH STEP #5 ACID PREFLUSH STEP #3 PREFLUSH STEP #1 STEP #4 ACID PREFLUSH Density Controlled Acidizing • Create Fracture With Non-Acid Preflush • Allow Fracture to Close • Pump Acid Below Fracturing Conditions • Add FLA As Needed • Divert As Necessary Techniques - Closed Fracture Acidizing Difficult Formations for Fracture Acidizing • Deepest, Hottest Carbonates • Soft formations • Cold Dolomites • Large Zones • Long Horizontal Sections • <80% Soluble Formations XÖÛ LYÙ AXÍT ÔÛ MOÛ BAÏCH HOÅ SÔ ÑOÀ VÒ TRÍ MOÛ BAÏCH HOÅ TOÅNG QUAN ÑAÙ TAÀNG CHÖÙA MOÛ BAÏCH HOÅ  Ñaëc ñieåm ñòa chaát ñòa taàng cuûa vuøng moûû  Ñaëc ñieåm ñòa taàng  Ñaëc ñieåm thaïch hoïc vaø caáu truùc khoâng gian khe nöùt, loã roång  Caùc yeáu toá ñòa chaát phöùc taïp  Caùc ñoái töôïng khai thaùc  Tính thaám chöùa cuûa caùc taàng saûn phaåm  Tính chaát löu theå vaø caùc ñaëc tröng thuûy ñoäng löïc hoïc  Nhieät ñoä, gradien nhieät ñoää vaø aûnh höôûng cuûa noù ñeán quaù trình xöû ly ù  Gradien aùp suaát, dò thöôøng aùp suaát VÒ TRÍ GIEÁNG XÖÛ LYÙ TREÂN BÌNH ÑOÀ SÔ ÑOÀ CAÁU TRUÙC GIEÁNG XÖÛ LYÙ AXIT Thieát keá Theå tích (m3) Muïc ñích * Thay theá toaøn boä dung dòch trong loøng gieáng: - Duøng dung dòch daàu taùch khí * Bôm eùp 3 cheá ñoä * Xöû lyù axit 2 giai ñoaïn - 12%HCl + 3%HF + 2%CH3COOH + 1.5%A270 + 4%A201 - 60%(12%HCl + 3%HF + 2%CH3COOH + 1.5%A270 + 4%A201)+ 40%daàu Diezen (coù pha 2% chaát taïo nhuõ Emultal) * Bôm eùp: - Duøng daàu taùch khí >Vlg 15m3 VOKT+V0 (3-8) x chieàu daøy taàng saûn phaåm VOKT + 2,5VOKT - Thay theá toaøn boä dung dòch trong gieáng baèng daàu taùch khí - Thöû ñoä tieáp nhaän cuûa væa - Hoøa tan CaCO3, SiO2, seùt vaø caùc khoaùng vaät fenspat ôû vuøng caän ñaùy - Hoøa tan CaCO3, SiO2, seùt vaø caùc khoaùng vaät fenspat ôû vuøng caän ñaùy, giuùp nhuõ axit tieán saâu vaø xöû lyù saâu trong væa - Ñaåy axit, nhuõ axit vaøo saâu trong thaønh heä XÖÛ LYÙ TOÅNG QUAÙT COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ GIEÁNG BAÈNG NHUÕ AXIT 1) Ngöøng gieáng vaø bôm ñaày loøng gieáng vaø OKT baèng daàu taùch khí, nöôùc hoaëc dung dòch coù tyû troïng töông ñöông aùp suaát væa 2) Thaùo thieát bò mieäng gieáng, caùc thieát bò khai thaùc ngaàm trong loøng gieáng (neáu caàn). Roùt chaát loûng daäp gieáng vôùi theå tích töông ñöông vôùi theå tích caùc thieát bò trong loøng gieáng ñöôïc keùo leân 3) Xaùc ñònh ñaùy gieáng 4) Trong tröôøng hôïp gieáng coù laéng ñoïng caën baån ôû ñaùy phaûi tieán haønh röûa ñaùy gieáng 5) Thaû OKT xuoáng ñeán vò trí phin loïc 6) Laép caây thoâng noái mieäng gieáng vôùi ñöôøng bôm ñeå chuaån bò bôm nhuõ töông axit 7) Thöû ñöôøng bôm eùp vaø caây thoâng vôùi aùp suaát 35 MPa 8) Chuaån bò 2 maùy bôm, moät maùy noái vôùi boàn chöùa dung dòch axit vaø boàn nöôùc kyõ thuaät, moät maùy noái vôùi boàn chöùa daàu. Hoãn hôïp nhuõ axit ñöôïc taïo thaønh sau khi hoãn hôïp axit vaø daàu ñi qua coân tieát löu coù ñöôøng kính 8 – 10 mm QUY TRÌNH XÖÛ LYÙ Böôùc 1: Thay theá toaøn boä dung dòch trong loøng gieáng baèng daàu taùch khí, nöôùc, hoaëc dung dòch coù tyû troïng töông öùng vôùi aùp suaát væa Böôùc 2: Ñoùng ngoaøi OKT, tieán haønh bôm eùp dung dòch daàu taùch khí vaøo væa ñeå thöû ñoä tieáp nhaän cuûa væa. Bôm eùp baèng maùy bôm SA-320 vôùi 3 cheá ñoä (100 at, 150 at, 250 at). Neáu væa tieáp nhaän toát lôùn hôn 0,3 m3/phuùt thì duøng daàu taùch khí ñeå bôm eùp, coøn ngöôïc laïi thì duøng nöôùc kyõ thuaät hoaëc nöôùc bieån ñeå bôm eùp Böôùc 3: Bôm hoãn hôïp axit vaøo gieáng vôùi noàng ñoä töông öùng laø (12%HCl + 3%HF + 2% CH3COOH + 1.5%A270 + 4%A201) Böôùc 4: Bôm dung dòch daàu taùch khí vaøo gieáng ñeå eùp hoãn hôïp axit vaøo væa. Böôùc 5: Bôm nhuõ axit vaøo væa (cuøng moät thôøi ñieåm baèng caû 2 maùy bôm, maùy bôm TWS-250 bôm hoãn hôïp axit, maùy bôm SA-320 bôm daàu coù pha chaát taïo nhuõ Emultal). Caû hoãn hôïp axit vaø daàu seõ ñöôïc hoøa troän vôùi nhau sau coân troän taïo thaønh nhuõ axit Böôùc 6: Bôm daàu taùch khí vaøo gieáng ñeå eùp nhuõ axit vaøo saâu trong væa, giuùp caûi thieän ñoä thaám ôû nhöõng vuøng xa gieáng Böôùc 7: Ñoùng gieáng, chôø axit phaûn öùng vôùi ñaát ñaù (thôøi gian thöôøng ñöôïc xaùc ñònh theo kinh nghieäm khoaûng 90 phuùt) Böôùc 8: Môû ngoaøi vaø trong OKT, bôm xoùi röûa gieáng baèng dung dòch daàu taùch khí vôùi muïc ñích ñöa caùc saûn phaåm sau phaûn öùng leân beà maët Böôùc 9: Tieán haønh goïi doøng THIEÁT KEÁ XÖÛ LYÙ GIEÁNG KHAI THAÙC DAÀU TAÀNG OLIGOXEN HAÏ MOÛ BAÏCH HOÅ Ñöa vaøo khai thaùc 10-1995 vôùi löu löôïng ban ñaàu Q =300 taán/ngaøy- ñeâm, ñeán 7-2001 löu löôïng giaûm coøn 150 taán/ngaøy-ñeâm  Chieàu saâu gieáng 4150 m. Noùc taàng saûn phaåm 3960 m  Chieàu daøy hieäu duïng (chöùa daàu) laø 60 m  Ñöôøng kính oáng choáng khai thaùc 168-140 mm  Ñöôøng kính oáng khai thaùc 89-73 mm  Nhieät ñoä væa 140-150 0C  Aùp suaát væa 395 at  Thaønh phaàn ñaù taàng chöùa: thaïch anh 17-85%, seùt: 8-10%, cacbonat 20-15%, saét 1-5%. CAÙC CHÆ SOÁ KINH TEÁ CÔ BAÛN VAØ TÍNH TOAÙN HIEÄU QUAÛ CUÛA GIEÁNG XÖÛ LYÙ I. Caùc chæ soá kinh teá cô baûn Ñôn vò Soá löôïng Löu löôïng gieáng tröôùc khi xöû lyù Löu löôïng gieáng sau khi xöû lyù Khoái löôïng daàu khai thaùc theâm ñöôïc Taán/ngaøy ñeâm Taán/ngaøy ñeâm Taán 150 200 17640 II. Caùc chi phí Chi phí nhaân coâng xöû lyù Tieàn maùy bay Chi phí vaän chuyeån thieát bò hoùa phaåm Chi phí hoùa phaåm Chi phí khai thaùc theâm 17640 taán daàu Toång chi phí USD USD USD USD USD USD 576 1400 6750 92279 423360 524355 III. Tieàn baùn löôïng daàu taêng do xöû lyù USD 3528000 IV. Lôïi nhuaän thu ñöôïc USD 3003643 CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ Naêm 1995 Naêm 1996 Khai thaùc Bôm eùp Khai thaùc Bôm eùp Soá laàn xöû lyù Ñaït hieäu quaû Soá laàn xöû lyù Ñaït hieäu quaû Soá laàn xöû lyù Ñaït hieäu quaû Soá laàn xöû lyù Ñaït hieäu quaû Nhuõ axit + DMC 6 4 (67%) - - 7 5 (83%) - - Nhuõ axit + baén ñaïn taïo aùp suaát cao 1 1 (100%) 3 3 (100%) 4 3 (75%) 1 1 (100%) Boït axit + DMC 5 3 (60%) 1 1 (100%) - - - - Axit ñôn thuaàn 1 0 10 6 (60%) 2 0 3 2 (66%) Polime-axit + DMC - - - - 3 3 (100%) - - Baèng caùc loaïi hoùa phaåm khaùc 4 1 (25%) 6 1 (16%) 1 0 8 3 (37%) SO SAÙNH HIEÄU QUAÛ XÖÛ LYÙ VUØNG CAÄN ÑAÙY GIEÁNG ÔÛ MOÛ BAÏCH HOÅ XÖÛ LYÙ NHUÕ TÖÔNG AXIT - DAÀU ÑAËC ÑIEÅM TAÀNG CHÖÙA DAÀU OLIGOXEN HAÏ MOÛ BAÏCH HOÅ  Taàng Oligoxen haï ñöôïc caáu taïo chuû yeáu bôûi ñaù caùt keát vaø boät keát (thaønh phaàn ña khoaùng) xen keõ caùc lôùp seùt moûng  Ñoä roãng thaáp (5-20%) trong ñoù ñoä roãng thöù sinh chieám öu theá  Moái lieân heä thuûy ñoäng löïc hoïc keùm giöõa caùc thaân daàu  Chieàu daøy hieäu duïng (chöùa daàu) töø 0 – 146,4 m, chia laøm 7 taàng saûn phaåm (tính töø treân xuoáng): VIa, VI, VII, VIII, IX, X, XI  Löu löôïng töø 149 – 300 taán/ngaøy-ñeâm Thaønh phaàn haït vuïn trong ñaù caùt keát, boät keát taàng Oligoxen haï moû Baïch Hoå Xi maêng gaén keát (chuû yeáu la ø caùc khoaùng vaät seùt nhö kaolinit, clorit vaø cacbonat, oxit saét…) chieám töø 10-27%. Haït vuïn Fenspat (Plagiocla axit, octocla) Thaïch anh Caùc maûnh ñaù vuïn khaùc (granitoit, ñaù phieán…) Thaønh phaàn, % 35 - 47 35 - 45 13 - 25 THIEÁT KEÁ XÖÛ LYÙ NHUÕ TÖÔNG AXIT Löïa choïn coâng ngheä 5 7 9 9 3 . Boàn chö ùa nöôùc ky? thua ät 8. Ñöôøng da?n vaøo gie áng. 5. Ma ùy bôm SA - 320. 10. Gie áng 2000. 4. Ma ùy bôm TWS - 250. 9. Van (1...14) 11 2 . Boàn chö ùa da àu . 7. Van ngöôïc . 1. Boàn chö ùa dung d?ch acid. 6 . Coân tro än. CHU Ù THÍCH 3 9 2 8 9 9 9 2 9 9 3 4 9 10 9 5 4090  4180 4100 3000 13 9 12 9 14 9 7 6 8   10  SÔ ÑO À THIE ÁT BI CO ÂNG NGHEÄ XÖ Û LY Ù GIE ÁNG 1 9 1 4 6 9 THIEÁT KEÁ XÖÛ LYÙ NHUÕ TÖÔNG AXIT - Tính theå tích beân trong caàn khai thaùc • - Theå tích beân trong cuûa oáng choáng khai thaùc 2 2 1 2 2 .L..rL. V         td     n i ii rL 1 2 HKTV         2 2 ii tdri • Aùp duïng soá ta coù: • • 3 2 1138.0 2 0098,0.2140.0 . 3,14 ). 4090 - 4100 ( V1 m          3 22 456.1 2 152.0 .14.3.41004180 2 h. V2 m d              3 2 2 m 16,925 3,287 13,638 2 00555,0.2073.0 14,3.1090 2 00645,0.2089.0 3000.3,14. VHKT                  3. Theå tích vuøng ñaùy gieáng khoûang thaân traàn - Theå tích ñaùy gieáng tính töø 4090 m ñeán 4180 m: • Vo = V1 +V2 = 0.1138 + 1,456 = 1,57 m3 . - Theå tích loøng gieáng giôùi haïn bôûi oáng choáng khai thaùc: • Vlg = 53,0303 + 10,1327 + 1,5698 = 64,73 m3 - Theo kinh nghieäm, moät meùt chieàu daøi môû væa phaûi duøng 0,6 m3 hoãn hôïp dung dòch acid: • Vhh-acid = 70.0,6 = 42 m3 - Vì nhuõ acid-daàu ñöôïc pha cheá theo tæ leä 3/2, neân: • Vd-Diezen = 42.40/60 = 28 m3 • Vnhuõ-acid = 42 + 28 = 70 m3 • Theå tích axit HCl 31% caàn thieát ñöôïc pha cheá theo coâng thöùc thöïc nghieäm sau: • • + Theå tích axit HCl: •    998.02,5 998.02,5 V V PK    KK PP XX XX     3m31,12 99831.02,5.31 99810.02,5.10 42. VHCl     • + Theå tích axit HF: • + Theå tích axit CH3COOH: m 2,29 55 3 42. V 3HF  m 0,87 97 2 42. 3 3 COOHCHV 3 270_ 63,0 100 5,1 42 mVA  + Toång löôïng daàu diezen caàn cho xöû lyù gieáng: Vdaàu = Vdt + Vd +Vde + Vdxr + Vde2+ Vdb = 64,73 + 15 + 42,31 + 28 + 18,50 + 16,93 = 185,47 m3 3 201_ 68,1 100 4 42 mVA  30,84m 100 2 42. V Emultal  + Theå tích chaát phuï gia choáng aên moøn: + Toång löôïng nöôùc kyõ thuaät: VN-kyû thuaät = VN-acid-daàu -Vd-diezen –VHCl .... = 70-28-12,31-2,29-0,865-0,63-1,68-0,84 = 23,39 m3 •Baûng toång hôïp caùc hoùa phaåm duøng trong xöû lyù gieáng HCl 31% (m3) HF 55% (m3) CH3COOH 97% (m3) Chaát choáng aên moøn Nöôùc kyõ thuaät (m3) Emultal 2% (m3) Daàu diezen (m3) A- 270 100 % A-201 100 % 12.31 2.29 0.87 0.63 1.68 23.39 0.84 185.47 COÂNG TAÙC CHUAÅN BÒ TRÖÔÙC KHI XÖÛ LYÙ NHUÕ AXÍT + Pha cheá dung dòch nhuõ töông axit vôùi theå tích 42 m3 • - Ñaàu tieân bôm vaøo boàn 11,69 m3 nöôùc ngoït kyõ thuaät • - Bôm vaøo boàn 0,865 m3 acid CH3COOH – 97% • - Bôm tieáp 12,31 m3 dung dòch axit HCl - 31% cuøng 0,63 m3 • A – 270,1,68 m3 A-201 • - Bôm tieáp vaøo boàn 2,29 m3 axit HF – 55% • - Bôm 11,69 m3 nöôùc ngoït kyõ thuaät coøn laïi + Khuaáy troän dung dòch baèng maùy • PHA CHEÁ DUNG DÒCH XÖÛ LYÙ • • 1- Thieát bò vaø duïng cuï - boàn chöùa dung dòch axit - boàn chöùa daàu diezen • - boàn chöùa nuôùc kyõ thuaät • - 1 maùy bôm chuyeân duïng acid TWS - 250 duøng ñeå bôm nhuõ töông daàu – acid vaøo gieáng vaø eùp vaøo væa • - 1 toå hôïp maùy bôm SA – 300 • 2- Kieåm tra söï laøm vieäc cuûa caùc maùy bôm - Tieán haønh eùp thöû ñöôøng daäp gieáng baèng nöôùc bieån vôùi aùp suaát bôm eùp P = 300 at, thaùo coân phun ôû ñaàu mieäng gieáng. • - Laép ñaët caùc ñöôøng oáng chuyeân duïng, thöû ñoä kín baèng nöôùc bieån vôùi aùp suaát bôm eùp P = 300 at COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ • Caùc böôùc xöû lyù • - Thay theá coät chaát loûng trong gieáng baèng daàu ñaõ taùch khí vôùi khoái löôïng VT = Vlg = 64,73 m 3 coù pha theâm chaát hoïat tính beà maët baèng bôm ngöôïc (bôm ngoøai caàn HKT) • - Ñoùng van ngoøai caàn HKT, bôm eùp trong caàn HKT ñeå xaùc ñònh ñoä tieáp nhaän cuûa væa vôùi 3 cheá ñoä P = 100 at, P = 150 at, P = 200 at. Moãi cheá ñoä bôm eùp laø 5 m3 daàu ñaõ taùch khí vôùi chaát hoaït tính beà maët. Treân cô sôû tieáp nhaän cuûa væa seõ tieán haønh hieäu chænh caùc thoâng soá xöû lyù gieáng • - Tieán haønh eùp nhuõ töông axit – daàu thöù töï nhö sau: • - Môû van ngoaøi caàn, bôm vaøo trong caàn khai thaùc baèng hai maùy bôm TWS – 250 vaø SA – 320: • + maùy bôm TWS – 250: bôm 10,16 m3 dung dòch axit • + maùy bôm SA – 320: bôm 6,77 m3 daàu diezen - Ñoùng van ngoaøi caàn, tieán haønh bôm eùp heát löôïng nhuõ töông daàu axit vaøo væa baèng caùch eùp vaøo trong caàn HKT theå tích daàu Vde = 18,50 m 3 - Khi ñoä tieáp nhaän cuûa gieáng toát, môû van ngoaøi caàn bôm vaøo trong caàn löông nhuõ axit coøn laïi (goàm 31, 85 m3 dung dòch axit vaø 21,23 m3 daàu diezen = 53,08 m3) - Ñoùng van ngoaøi caàn, tieán haønh bôm xoùi röûa baèng daàu taùch khí coù pha theâm chaát hoaït tính beà maët vôùi theå tích Vxr = 42,31 m 3 - Môû van trong caàn ñeå goïi doøng saûn phaåm, theo doõi quaù trình thoâng væa vaø khaû naêng laøm vieäc cuûa gieáng, ñieàu khieån doøng daàu khí baèng caùc cuïm van ñaàu gieáng - Cuoái quaù trình thoâng væa, bôm caùc taäp khí vaøo beân ngoaøi caàn HKT ôû caùc gieáng beân caïnh coù aùp suaát ñaàu gieáng khoaûng 70 – 90 at . - Trong tröôøng hôïp khoâng coù doøng daàu töø gieáng ñi leân, phaûi tieán haønh bôm röûa ngöôïc baèng daàu vôùi maùy bôm SA – 320 ñeán khi ñöa heát toaøn boä caùc saûn phaåm phaûn öùng, vôùi theå tích 42,31 m3 - Sau khi thoâng væa (coù doøng daàu vaøo gieáng), xaùc ñònh hieäu quaû cuûa quaù trình xöû lyù. DÖÏ ÑOAÙN HIEÄU QUAÛ KINH TEÁ • Caùc soá lieäu ban ñaàu • Tính löôïng daàu khai thaùc theâm sau xöû lyù: • Qd = (qs - qt)T.K • Qd = (140 - 70)360.0,92 = 23184 (taán) • Doanh thu töø löôïng daàu khai thaùc theâm: • QUSD = 23184 * 227 = 5262768 (USD) • Tính toaùn chi phí cho coâng taùc xöû lyù gieáng baèng nhuõ töông axit STT Chi phí Ñôn vò Soá löôïng Caùc chæ tieâu kinh teá cô baûn 1. Löu löôïng tröôùc khi xöû lyù 2. Löu löôïng sau khi xöû ly ù3. Khoái löôïng daàu khai thaùc theâm 4. Doanh thu töø löôïng daàu khai thaùc T/ngñ T/ngñ taán taán 70 140 23184 5262768 Caùc chi phí 1. Tieàn löông xöû lyù 2. Tieàn maùy bay 3. Chi phí vaän chuyeån thieát bò, hoùa phaåm 4. Chi phí mua hoùa phaåm 5. Chi phí ñeå khai thaùc theâm 23184 taán daàu USD USD USD USD USD 296 1100 9450 36811 602784 Toång coäng USD 650442 Hieäu quaû kinh teá Lôïi nhuaän thu ñöôïc sau khi tröø chi phí USD 4612326 Caùc chæ tieâu kinh teá vaø hieäu quaû xöû lyù gieáng baèng nhuõ töông axit XÖÛ LYÙ AXIT CHO TAÀNG MOÙNG MOÛ BAÏCH HOÅ HOAØN THIEÄN COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ NHUÕ TÖÔNG AXÍT • Taùc duïng cuûa axít leân ñaù moùng moû Baïch Hoå OnHnSiOOAlSiOHMeClHClMeSiAlOn 223232  Trong ñoù: Me : kim loaïi (Ca,Mg,Na,K); H2SiO3 : gel axit silic; Al2O3nSiO2nH2O : hydrogel oxit nhoâm-oxit silic vôùi tyû leä thay ñoåi giöõa Al2O3 vaø SiO2 cuõng nhö giöõa caùc oxit vaø nöôùc. • - Coâng ngheä xöû lyù baèng nhuõ töông khí-daàu-axít vuøng caän ñaùy gieáng thuoäc ñoái töôïng taàng moùng moû Baïch Hoå • - Ñieàu kieän aùp duïng: aùp suaát væa thaáp hôn aùp suaát thuyû tónh vaø væa coù ñoä tieáp nhaän lôùn hôn 0,3-0,5 m3/h khi aùp suaát bôm eùp treân mieäng gieáng 150-200 at. HOAØN THIEÄN COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ NHUÕ TÖÔNG AXÍT •Phöông aùn 1 •1. Bôm nhuõ töông daàu-axít theo coâng ngheä ñang söû duïng taïi moû Baïch Hoå •2. Neùn hoãn hôïp nhuõ töông daàu-axít baèng khí •3. Bôm chaát loûng eùp •4. Laäp laïi caùc quaù trình theo muïc 2 vaø 3 nhieàu laàn •5. Bôm dung dòch hoaù phaåm “DMC” vaøo coät oáng khai thaùc •Phöông aùn 2 •Tieán haønh eùp khí (hoãn hôïp khí-loûng) vaøo coät oáng khai thaùc tröôùc khi bôm nhuõ töông daàu-axít hoaëc trong quaù trình bôm axít töông öùng vôùi caùc böôùc 3, 4 ôû phöông aùn 1. QUI TRÌNH THÖÏC HIEÄN    22 80 221 NOHABXpXp CT o • - Öùng duïng caùc hoaù chaát trong quaù trình xöû lyù vuøng caän ñaùy gieáng vaø khôi thoâng gieáng. Phöông trình phaûn öùng coù daïng: • HOAØN THIEÄN COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ NHUÕ TÖÔNG AXÍT ÑÔN PHA CHEÁ HOAÙ PHAÅM “DMC” N0 Löôïng hoaù phaåm caàn thieát ñeå chuaån bò 1m3 dung dòch (kg/m3) Möùc ñoä taùch khí (NM3/m3) Xp1 Xp2 Nöôùc ngoït 1 125 105 Phaàn coøn laïi 40 2 190 160 = 60 3 250 210 = 80 4 313 263 = 100 HOAØN THIEÄN COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ NHUÕ TÖÔNG AXÍT • 1. Môû van tuaàn hoaøn cuûa thieát bò loøng gieáng • 2. Kieåm tra heä thoáng oáng noái baèng thuyû löïc • 3. Bôm eùp dung dòch hoaù chaát xuoáng ñaùy gieáng • 4. Bôm boå sung chaát loûng bôm eùp vaøo oáng khai thaùc • 5. Ñoùng van khoaûng 15-20 phuùt • 6. Môû van xaû ôû trong oáng khai thaùc • 7. Goïi doøng saûn phaåm QUI TRÌNH COÂNG NGHEÄ THIEÁT KEÁ XÖÛ LYÙ NHUÕ TÖÔNG DAÀU-AXÍT • Sô ñoà caáu truùc gieáng • - Ñoä roãng trung bình cuûa ñaát ñaù taàng saûn phaåm töø 2,6-8% • - Ñoä thaám 19 mD • -Haøm löôïng cacbonat trung bình 26 % • - Haøm löôïng seùt: khoâng coù • - Nhieät ñoä væa 1500C • - Aùp suaát væa 370 at • Theå tích caùc khoaûng khoâng vaønh xuyeán • Theå tích beân trong caàn oáng khai thaùc ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc • VHKT=14,98 m3 1 .. 2   n rLiV nHKT  Caàn Ø 89 : L1 =2756 m , t1 = 0,00654 m ,d1= 0,089 m Caàn Ø 73 : L2 =800 m, t2= 0,00551 m , d2 =0,073 m. THIEÁT KEÁ XÖÛ LYÙ NHUÕ TÖÔNG DAÀU-AXÍT Theå tích beân trong cuûa oáng khai thaùc 140 mm, chieàu daøi töø ñeá boä caàn oáng khai thaùc (3580 m) ñöôïc tính theo coâng thöùc: 22 ]2/)2.[(... tdLrLV ocococ   Thay soá vaøo ta coù:      )(23,012/00917,02140,014,335803600 32 mVoc  THIEÁT KEÁ XÖÛ LYÙ NHUÕ TÖÔNG DAÀU-AXÍT  Theå tích vuøng ñaùy (khoaûng khoâng coù oáng choáng) ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc : • Vvd = 1,34 m 3 2.. rhVvd  Vo = 0,23 + 1,34 = 1,57 (m 3). Theå tích töø ñeá coät oáng khai thaùc tôùi ñaùy gieáng: Vo=Voc+ Vvd THIEÁT KEÁ XÖÛ LYÙ NHUÕ TÖÔNG DAÀU-AXÍT  Toång theå tích loøng gieáng giôùi haïn bôûi heä thoáng oáng choáng khai thaùc: Vlg= Voc-168+ Voc-140 Voc=L.V Ñöôøng kính (mm) Chieàu daày (mm) Theå tích (m3) 140 9,17 0,0116189 168 11,20 0,0166414 Voc-168= (3000 -15)×0,0166414 = 49,67 (m 3). Voc-140= (3600 – 3000)×0,0116189 =6,97 (m 3). Vaäy : Vlg= 49,67 + 6,97 =56,64 (m 3). THIEÁT KEÁ XÖÛ LYÙ NHUÕ TÖÔNG DAÀU-AXÍT • Khoái löôïng caùc hoaù phaåm ñeå pha cheá hoãn hôïp axít A a V ..10  Thaønh phaàn dung dòch muoái-axit: HCl : 10% CH3COOH :2% Urotropin : 0,8% Chaát hoaït tính beà maët : 0,2 % Thaønh phaàn dung dòch axit-seùt: HF : 3% HCl : 8% CH3COOH :2% Urotropin 0,5% Chaát hoaït tính beà maët : 0,2%. THIEÁT KEÁ XÖÛ LYÙ NHUÕ TÖÔNG DAÀU-AXÍT  3%30 3035,0 345,0 047,11010..10 m A a VHCL      3%97 0195,0 025,1 0012,1210..10 3 m A a V COOHCH     Chieàu daøi hieäu duïng laø 75m cho neân theå tích dung dòch axit caàn bôm eùp laø : 75.0,5=37,5m3 Ñoái vôùi dung dòch muoái axit: QI = Q1+ Q2+Q3+Q4 =(37,5×0,3035) + (37,5×0,0195) + (37,5×0,008) + (37,5×0,002) = 11,38 + 0,731 + 0,3 +0,075 = 12,94 (m3) THIEÁT KEÁ XÖÛ LYÙ NHUÕ TÖÔNG DAÀU-AXÍT  3%30 241,0 345,0 038,1810..10 ' m A a V HCL      3%97 0195,0 025,1 0012,1210..10 ' 3 m A a V COOHCH      3%32 0855,0 345,0 0085,1310..10 ' m A a V HF     Ñoái vôùi dung dòch axit- seùt: QII = Q1’+ Q2’+Q3’+Q4’ = (37,50,241) + (37,5×0,0855) + (37,5×0,0195)+(37,5×0,008) + (37,7×0,002) = 13,35 (m3) Chieàu daøi hieäu duïng laø 75m cho neân theå tích dung dòch axít caàn bôm eùp laø : 75.0,5=37,5m3 THIEÁT KEÁ XÖÛ LYÙ NHUÕ TÖÔNG DAÀU-AXÍT AN TOAØN LAO ÑOÄNG • - Nhöõng yeâu caàu chung • - Chuaån bò thieát bò, maùy moùc cho vieäc xöû lyù acid • - Boác dôõ vaø vaän chuyeån hoùa phaåm • - Chuaån bò gieáng ñeå xöû lyù acid • - Xöû lyù gieáng • - Keát thuùc coâng vieäc Phương pháp nhũ tương axit • Áp dụng nhiều nhất với 174 lần (chiếm 60%) trong đó có 127 lần xử lý thành công (73%) • Lượng dầu thu thêm được 1.327.200 tấn (chiếm 81%) • Hiệu quả xử lý cao nhất tại mỏ Bạch Hổ Phương pháp nứt vỉa thủy lực • Tiến hành 46 lần (chiếm 16%) và có 28 lần thành công (61%) • Lượng dầu thu thêm 126.480 tấn (chiếm 8%) • Hiệu quả kinh tế do phương pháp xử lý mang lại là thấp nhất Phương pháp xử lý bằng đạn tạo áp suất phối hợp với xử lý axit • Áp dụng 33 lần (chiếm 11%), trong đó 16 lần thành công (48.5%) • Lượng dầu thu thêm là 117.590 tấn (chiếm 7%) • Hiệu quả kinh tế chỉ đạt mức trung bình Phương pháp xử lý bằng dung dịch axit • Tiến hành 32 lần (chiếm 11%) với 21 lần thành công (65.6%) • Lượng dầu thu thêm được 43.753 tấn (chiếm 3%) • Hiệu quả kinh tế mang lại là cao Phương pháp xử lý bằng bọt axit • Áp dụng ít nhất với 5 lần (chiếm 2%) trong đó có 3 lần thành công (60%), • Lượng dầu thu thêm 11.700 tấn (chiếm 1%) • Đạt hiệu quả kinh tế khá TỔNG KẾT THEO NĂM • Năm 2002 có số lần xử lý nhiều nhất (36 lần) với lượng dầu thu thêm được là 218.590 tấn • Năm 2001 xử lý thành công nhất với lượng dầu thu thêm cao nhất là 558.000 tấn (33 lần) với chỉ hai phương pháp nhũ tương axit và nứt vỉa thủy lực, trong đó xử lý bằng nhũ tương axit tăng thêm 550.000 tấn chiếm 98,6% Mức đô áp dụng và hiệu quả của các biện pháp xử lý vùng cận đáy giếng ở mỏ Bạch Hổ từ 1991-2005 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Axit bình thường Nhũ tương axít Bọt axit Nứt vỉa thủy lực Đạn tạo áp suất phối hợp axít (% ) Tỷ lệ ứng dụng (%) Lượng dầu thu thêm (%) Tỉ lê lượng dầu và tiền thu thêm được trên một lần xử lý vùng cận đáy giếng ở mỏ Bạch Hổ từ 1991-2005 0 10 20 30 40 50 60 Axit bình thường Nhũ tương axít Bọt axit Nứt vỉa thủy lực Đạn tạo áp suất phối hợp axít (% ) Lượng dầu thu thêm (%) Số tiền thu được (%) KẾT LUẬN Coâng vieäc xöû lyù vuøng laân caän ñaùy gieáng ñoøi hoûi: - Kieán thöùc toång hôïp - Bieát chính xaùc thaønh phaàn thaïch hoïc, ñaëc ñieåm ñòa chaát, cheá ñoä thuûy ñoäng cuûa vuøng moû caàn xöû lyù - Moãi phöông phaùp coù öu vaø nhöôïc ñieåm rieâng, khoâng coù phöông phaùp vaïn naêng - Xöû lyù baèng hoùa chaát coù tính ñoäc haïi vaø nguy hieåm cao, tuy nhieân: + Chi phí xöû lyù töông ñoái thaáp + Thieát bò vaø coâng ngheä xöû lyù ñôn giaûn, deã thöïc hieän + Möùc ñoä thaønh coâng cao (80%) KẾT LUẬN 1. Phương pháp nhũ tương axít là phương pháp xử lý vùng cận đáy giếng được áp dụng rộng rãi nhất và cũng là phương pháp đạt hiệu quả cao nhất ở mỏ Bạch Hổ 2. Thôøi gian xöû lyù gieáng taêng töø 3 – 6 giôø naêm 1986 – 1990 leân 48 – 300 giôø hieän nay, laøm giaûm hieäu quaû kinh teá cuûa coâng vieäc xöû lyù taïi moû Baïch Hoå