BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM
KHOA DẦU KHÍ
------------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

DỰ BÁO PHÁT TRIỂN MỎ KHÍ CONDENSATE
TẠI BỒN TRŨNG CỬU LONG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SV THỰC HIỆN

MSSV

ThS. Chung Nghiệp Huân

Danh Duy Linh

03PET110130

ThS. Nguyễn Viết Khôi Nguyên

Phạm Đình Thuận

03PET110145

Nguyễn Văn Trọng

03PET110147

Lớp: K3KKT

1. Tên Đồ án môn học: Dự báo phát triển mỏ khí condensate tại bồn trũng Cửu Long.
2. Nhiệm vụ:
Nghiên cứu mỏ khí condensate, ứng dụng phần mềm thương mại trong việc dự báo
khai thác giếng Y thuộc mỏ X ở bồn trũng Cửu Long.
3. Ngày giao Đồ án môn học: 26/09/2017
4. Ngày hoàn thiện Đồ án môn học: 11/12/2017
5. Họ tên Người hướng dẫn:
• ThS. Chung Nghiệp Huân
• ThS. Nguyễn Viết Khôi Nguyên
Bà Rịa-Vũng Tàu, ngày...tháng...năm 2017
TRƯỞNG KHOA

TRƯỞNG BỘ MÔN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)


PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN MÔN HỌC
1) Về hình thức và kết cấu Đồ án:

2) Về nội dung:
2.1. Nhận xét phần tổng quan tài liệu:


2.5. Những thiếu sót và tồn tại của Đồ án:

PHẦN ĐÁNH GIÁ
Điểm bằng số:

/10

Điểm bằng chữ:
Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày...tháng...năm 2017
NGƯỜI HƯỚNG DẪN


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
Những kết quả nghiên cứu được trình bày trong Đồ án là hoàn toàn trung thực, của
chúng tôi, không vi phạm bất cứ điều gì trong luật sở hữu trí tuệ và pháp luật Việt
Nam. Nếu sai, chúng tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật.

LỜI CAM

ĐOAN
NHÓM TÁC GIẢ ĐỒ ÁN

i


LỜI CẢM ƠN
Đồ án môn học công nghệ mỏ là học phần quan trọng giúp cho sinh viên có cơ hội
nghiên cứu lý thuyết sâu hơn và áp dụng các kiến thức đã học vào thực tế. Ngoài ra đồ

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỂ CỬU LONG VÀ CÁC VẤN ĐỀ KHAI
THÁC VỈA KHÍ CONDENSATE ................................................................................1
1.1. Tổng quan về bể Cửu Long và Mỏ X ....................................................................1
1.1.1. Vị trí địa lý ..........................................................................................................1
1.1.2. Đặc điểm trầm tích .............................................................................................. 2
1.1.3. Kiến tạo ...............................................................................................................3
1.1.4. Trữ lượng và tính chất của khí-condensate trong điều kiện vỉa ..........................4
1.2. Đặc điểm khai thác vỉa khí condensate ................................................................8
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG VẬT
CHẤT VÀ PHÂN TÍCH ĐIỂM NÚT ........................................................................16
2.1. Lý thuyết phương trình cân bằng vật chất ........................................................16
2.1.1. Xây dựng phương trình cân bằng vật chất ........................................................17
2.1.2. Sử dụng và hạn chế của phương trình cân bằng vật chất ..................................22
2.2. Lý thuyết phân tích điểm nút (Nodal Analysis) .................................................29
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ĐỂ DỰ BÁO KHAI THÁC KHÍ
CONDENSATE TẠI MỎ X .......................................................................................37
3.1. Dự báo khai thác bằng phần mềm MBAL .........................................................37
3.2. Dự báo áp suất đầu giếng và đánh giá sự ảnh hưởng của các yếu tố đến VLP
bằng phần mềm PROSPER ........................................................................................41

iii


KẾT LUẬN ..................................................................................................................50
KIẾN NGHỊ .................................................................................................................51
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 52

iv



Hình 3.2. Biểu đồ dự báo lưu lượng khai thác trung bình qua các năm. ......................41
Hình 3.3. Ảnh hưởng của đường kính choke đến VLP. ...............................................44
Hình 3.4. Ảnh hưởng của đường kính ống khai thác đến VLP. ...................................46
Hình 3.5. Ảnh hưởng của độ nhám ống khai thác đến VLP. ........................................48

vi


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Tính chất khí condensate khu vực mỏ X. .......................................................5
Bảng 1.2. Đặc trưng của khí vỉa khu vực mỏ X..............................................................6
Bảng 2.1. Dải các giá trị hệ số nén................................................................................17
Bảng 3.1. Các thông số đầu vào cho phần mềm MBAL...............................................37
Bảng 3.2. Dự báo thời gian và lưu lượng khai thác qua các năm. ................................40
Bảng 3.3. Kết quả dự báo từ phần mềm đối với đường kính choke. ............................42

vii


DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
γ

tỷ trọng

ρ

khối lượng riêng


hệ số nén đẳng nhiệt của nước

𝐺

lượng khí tại chỗ trong vỉa

𝐺𝑓

lượng khí tự do trong vỉa

𝑀

phân tử khối

𝑛

số mol của hỗn hợp

𝑁𝑝

lượng dầu khai thác tích lũy

𝑅

hằng số khí

𝑅𝑠𝑜

tỉ số khí hòa tan – dầu


Các từ viết tắt
MBE

Material Balance Equation

PVT

Pressure Volume Temperature

SCF

Standard Cubic Feet

STB

Stock Tank Barrel

VLP

Vertical Lift Performance

ix


LỜI MỞ ĐẦU
1. Đă ̣t vấ n đề
Trong những năm gần đây, với các phát hiện mới nhiều mỏ khí và khí condensate đã
góp phần vào việc gia tăng trữ lượng quốc gia, cung cấp nguồn năng lượng để phát
triển đất nước. Tuy nhiên, việc phát triển các mỏ này gặp nhiều khó khăn trong việc
đưa ra các kịch bản khai thác nhằm tận thu nguồn tài nguyên, đảm bảo hiệu quả kinh

giữa 9-11 độ vĩ Bắc, 106o30’-109o kinh Đông, kéo dài dọc bờ biển Phan Thiết đến cửa
sông Hậu với diện tích 56000 km2.
Phía Đông Nam ngăn cách với bể Nam Côn Sơn bằng khối nâng Côn Sơn, phía Tây
Nam được ngăn cách với bồn trũng Vịnh Thái Lan bởi khối nâng Korat, phía Tây Bắc
nằm trên rìa của khối nâng Kon Tum.
Hằng năm được sông Mê Kông cung cấp hàng triệu tấn phù sa. Ngoài ra nguồn cung
cấp trầm tích còn phải kể đến các sông khác như: sông Vàm Cỏ Đông, Vàm Cỏ Tây,
sông Sài Gòn.

1


Giai đoạn từ 1980 đến nay, với số lượng giếng khoan ngày càng tăng lên cho phép ta
hiểu biết ngày càng nhiều hơn về bể trầm tích Cửu Long.
Từ kết quả phân tích mẫu vụn, mẫu lõi, tài liệu địa vật lý giếng khoan và các tài liệu
phân tích cổ sinh từ các giếng khoan, ta có thể thấy địa tầng bể trầm tích Cửu Long
bao gồm các thành tạo móng trước Kainozoi và các trầm tích Kainozoi.
Vị trí địa lý khu vực mỏ X
Mỏ X cách 10-15 km từ vòm Nam mỏ Bạch Hổ. Vị trí địa lý của khu vực này rất thuận
lợi cho việc khai thác do nằm gần các mỏ đang khai thác như mỏ Bạch Hổ, khu vực
Trung tâm mỏ X. Theo kết quả khoan và thử vỉa của giếng và giếng khoan cắt thân đã
xác định được các thân dầu khí condensate trong tầm tích Oligocene dưới và Móng.
1.1.2. Đặc điểm trầm tích
Lát cắt địa chất khu vực Mỏ X đầy đủ phức hệ đá trầm tích (Oligoxen, Mioxen,
Plioxen, Đệ tứ) và tầng đá Móng macma trước Kainôzôi.
Theo tài liệu địa chất – địa vật lý, trong phạm vi diện tích khu vực Mỏ X, chiều dày
phủ trầm tích thay đổi trong khoảng từ 3,0- 3,8 km tại đỉnh vòm đến 4,0 km ở những
miền võng sâu của Móng.
Tầng Móng đã được khoan gần 1000 m, trong phạm vi khu vực này, theo tài liệu mẫu
lõi và mẫu mùn khoan, đá Móng chủ yếu là đá granit và granodiorit á sừng nứt nẻ hang

N2 + Q
(BIỂN ĐÔNG)

Thống

Hệ

Nhóm

Chúng bao gồm chủ yếu là cát kết nằm xen kẹp với các lớp bột kết và sét kết acgillit.

MÔ TẢ

Cát, bộ kết, sét xen kẽ

3

650-700m

ĐỒ NG NAI - N1

Cát, sét xen kẽ
SH-2

2

900-1000m

CÔN SƠN - N 1



Xen kẽ các tập bột sét và các lớp cát
kết.
SH-5

SH -10

900-1000m

2

I

TrÀ TÂN - P3

OLIGOXEN TRÊN - N3

OLIGOXEN - P3

PALEOGEN - P

2

SH-7
SH -8

II

Xen kẽ các tập bột sét và các lớp cát
kết.

cùng các tập phun trào.

Granit và diorit nứt nẻ.

Hình 2.3. Cột địa tầng tổng hợp mỏ Rồng

Hình 1.2. Cột địa tầng mỏ X. [1]
1.1.3. Kiến tạo
Khu vực Mỏ X là một hệ thống phức tạp gồm nhiều khối. Đóng vai trò ranh giới phân
cách khu vực này với đơn nghiêng Đông Bắc của đới nâng Mỏ X là một đứt gãy
3


thuận, còn về phía Bắc-Đông-Bắc và phía Tây khu vực được giới hạn bởi các đứt gãy
phá huỷ, theo đó nó được nâng lên tương đối cao hơn 500m so với đơn nghiêng khu
vực mỏ X. Phần Tây-Nam của khu vực theo đứt gãy phá huỷ bị hạ thấp xuống hơn
1000m so với phần Đông-Nam. Khối Tây-Bắc , được hình thành bởi các đứt gẫy và
nằm cao hơn khoảng 400m so với khối phía Nam. Cấu trúc của mỏ X được khống chế
bởi các đứt gãy phá huỷ lớn có phương á kinh tuyến. Đây là điểm khác biệt so với khu
vực Trung tâm, nơi hệ thống đứt gãy chủ yếu chạy theo hướng Đông Bắc - Tây Nam.
Nhìn chung, khu vực mỏ X là một vòm nâng đơn nghiêng với góc đổ của Móng về
phía đông và được giới hạn tứ phía bởi các đứt gẫy thuận kiểu đoạn tầng. Phía tây và
phía đông, khu vực tiếp giáp với các trũng sâu, nơi mặt Móng bị chìm sâu hơn 4500 m.
Biên độ của đới nâng Đông - Bắc Mỏ X, theo mặt Móng, tại đỉnh vòm là 350m.
Khác biệt so với các khu vực khác (Khu vực mỏ X, Đông-Nam Mỏ X…), trong phạm
vi của đới nâng Đông - Bắc Mỏ X lát cắt địa tầng có mặt đầy đủ trầm tích Oligoxen,
tuy nhiên, chỉ có phức hệ trầm tích Oligoxen dưới và phần dưới của Oligoxen trên là
phát triển kế thừa hình thái cấu trúc mặt Móng, còn ở phần trên của Oligoxen trên và
trong tầng kiến tạo thềm (Mioxen - Đệ tứ) tính kế thừa hình thái cấu trúc các tầng bên
dưới hầu như không còn quan sát thấy.


Trữ lượng cacbuahydro khí theo cấp trữ lượng: Р1 = 255 triệu m3; Р2 = 219
triệu m3; 2Р = 474 triệu m3.

-

Trữ lượng condensate theo cấp trữ lượng: Р1 = 59 nghìn tấn; Р2 = 51 nghìn
tấn; 2Р = 110 nghìn tấn.

Trong thành phần khí vỉa chứa từ 18,24 đến 25,61% mol đồng đẳng metan (C2+) và
xét theo tương quan (C2+/C1) khí tách từ mỏ mỏ X chủ yếu được xếp vào loại khí cực
béo (C2+/C1*100 từ 22,4 đến 34,5), còn theo hàm lượng cacbuahydro quy lỏng (C5+)
thì chúng được xếp vào nhóm condensate cao (hàm lượng condensate-khí > 200 g/m3).
Condensate ổn định thuộc trầm tích Oligoxen và Móng có tỷ trọng 0,752 – 0,758
g/cm3, đến nhiệt độ 100оС sôi cạn 7,0-16,3% thể tích, tới 200оС - từ 48,0 đến 60,5%
thể tích, tới 300оС - từ 76,5 đến 85,3% thể tích. Trong thành phần chứa 3,38-14,1%
khối lượng parafin, 0,33-1,7 % khối lượng mol và asfanten, 0,02- 0,03% khối lượng
tổng lưu huỳnh. Condensate không đông đặc ở nhiệt độ -2оС, độ nhớt động ở 20оС vào
khoảng 1,03-1,33 mPa.s.
Bảng 1.1. Tính chất khí condensate khu vực mỏ X. [1]
Phức hệ sản phẩm
Khu vực
Tầng sản phẩm
Giếng khoan

Oligoxen trên và dưới

Móng

RC-3


2

4

Áp suất vỉa, MPa

33,41

37,07

Nhiệt độ vỉa, oC

103

116

Áp suất bắt đầu ngưng, МPа

33,41

32,92

Áp suất ngưng tối đa, МPа

9,13

15

Hệ số nén khí


g/mol
Hàm lượng, % kl
Nhựa và asphalten

1,7

0,33

Parafin

3,38

14,1

Lưu huỳnh

0,03

0,021

Nước

0,03

-

Tạp chất cơ học

0,030

10B

ПБУ

RC-3

GIÀN 1

Khoảng mở vỉa, m

3411-3464

3332-3464

3934-4022

Độ sâu tuyệt đối, m

3398-3451

3175-3307

3447-3494

Khu vực

Điều kiện lấy mẫu
Áp suất, MPа

5,90


112

103

116

Nhiệt độ tới hạn, oK

230,2

243,7

231,9

Áp suất quy đổi theo áp suất vỉa

8,22

7,53

8,30

Nhiệt độ quy đổi theo nhiệt độ vỉa

1,673

1,543

1,68

0,00402

0,00363

292,9

273,5

303,10

0,860

0,913

0,914

Tỷ trọng tuyệt đối ở điều kiện vỉa,
kg/m3
Tỷ trọng tương đối (không khí = 1)

7


Hàm lượng
Metan, % mol

81,41

74,19


1,57

1,33

Pentan + lớn hơn, % mol

4,19

7,32

6,38

Sulfuahydro, % mol

0,00

0,00

0,00

Heli, % mol

0,00

0,00

0,00

Nitơ, % mol




Khi một vỉa được khai thác, nhiệt độ thành hệ không thay đổi, nhưng áp suất suy giảm.
Sự suy giảm áp xuất xảy ra nhiều nhất gần các giếng khai thác. Khi áp suất vỉa khí
condensate giảm đến điểm bão hòa hay điểm sương, pha lỏng bao gồm các
hydrocabon mạch dài bắt đầu ngưng tụ, pha khí bị giảm nhẹ. Khi áp suất tiếp tục suy
giảm, thể tích pha lỏng tăng lên đến một giá trị tới hạn rồi giảm xuống. Hiện tượng này
được biểu diễn tại giản đồ PVT.

Hình 1.3. Giản đồ pha của hệ thống khí condensate. [2]
Giản đồ PVT biểu thị trạng thái đơn pha ở ngoài vùng hai pha, được giới hạn bởi hai
đường điểm sương và đường điểm sôi. Hai đường này cắt nhau tại điểm tới hạn. Các
con số phần trăm biểu thị sự bão hòa pha khí. Trong vỉa khí condensate, điều kiện vỉa
ban đầu là trong vùng một pha bên phải của điểm tới hạn. Khi áp suất vỉa suy giảm,
chất lưu đi qua đường điểm sương và chất lỏng bắt đầu ngưng tụ. Phần trăm hơi trong
hỗn hợp giảm xuống nhưng có thể tăng trở lại nếu áp suất tiếp tục giảm.
Cricondentherm là nhiệt độ cao nhất mà tại đó mà hai pha có thể cùng tồn tại. Các
bình tách trên bề mặt thường hoạt động tại các điều kiện áp suất thấp và nhiệt độ thấp
hơn.
Lượng pha lỏng tồn tại không những dựa trên áp suất mà nhiệt độ mà còn dựa trên
thành phần của chất lưu. Khí khô (dry gas) có không đủ thành phần nặng để tạo nên
9


chất lỏng trong vỉa, thậm chí với sự suy giảm gần giếng. Lean gas condensate có thể
ngưng tụ một thể tích nhỏ pha lỏng, nhỏ hơn 100 thùng/ triệu ft3 và rich gas condensate
có thể ngưng tụ lượng lớn thể tích, thông thường hơn 150 thùng/ triệu ft3.

Hình 1.4. Giản đồ pha của mỏ Rich Gas Condensate. [2]