Áp dụng phương pháp đồ thị Hall để theo dõi và dự báo hiệu quả giếng bơm ép nước
THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ
TẠP CHÍ DẦU KHÍ
Số 4 - 2020, trang 20 - 23
ISSN 2615-9902
ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ HALL ĐỂ THEO DÕI VÀ DỰ BÁO
HIỆU QUẢ GIẾNG BƠM ÉP NƯỚC
Nguyễn Văn Đô
Viện Dầu khí Việt Nam
Email: donv@vpi.pvn.vn
Tóm tắt
Các mỏ dầu ở Việt Nam và trên thế giới chủ yếu sử dụng phương pháp bơm ép nước nhằm duy trì áp suất vỉa khi áp suất vỉa dưới áp
suất bão hòa. Do vậy, việc theo dõi và dự báo nhanh hiệu quả bơm ép nước rất quan trọng nhằm nâng cao hiệu quả khai thác dầu. Phương
pháp hiệu quả và đơn giản có thể áp dụng trong theo dõi, dự báo hiệu quả bơm ép nước là đồ thị Hall (được xây dựng từ năm 1963 và
phát triển vào năm 2009). Đồ thị Hall giúp phân tích hiệu quả giếng bơm ép dựa trên đồ thị giữa lưu lượng bơm ép nước với áp suất. Bài
báo phân tích ưu, nhược điểm của phương pháp sử dụng đồ thị Hall và từ đó xây dựng chương trình tự động phân tích hiệu quả 1 giếng
bơm ép nước.
Từ khóa: Đồ thị Hall, bơm ép nước, áp suất, lưu lượng bơm ép, độ nhớt, độ bão hòa.
1. Giới thiệu
Đồ thị Hall được Howard Hall xây dựng từ năm
1963. Khó khăn trong quá trình phân tích hiệu quả
của giếng bơm ép là sự thay đổi áp suất và lưu lượng
bơm ép theo thời gian. Phương pháp đồ thị Hall có
thể khắc phục được khó khăn đó, dựa trên phương
trình Darcy cho dòng chảy xuyên tâm được thể hiện
ở công thức (1).
re: Bán kính vùng ảnh hưởng;
rw: Bán kính giếng;
S: Hệ số skin.
Đồ thị Hall được tích hợp cả 2 vế với thời gian được thể
hiện ở công thức sau:
×
=
=
(
∫
−
)×
…
(2)
∫
×
141,2
(
-
)
Tại đó:
…
qi =
(1)
141,2
Pwf = Pwh - ∆Pf + (ρgxTVD)
Sau đó phương trình được biến đổi thành:
Trong đó: qi: Lưu lượng bơm ép (thùng/ngày);
Kw: Độ thấm xung quanh giếng bơm ép (Md);
h: Chiều dày hiệu dụng (ft);
141,2
=
+
(
−
) ×
ℎ
Pwf: Áp suất đáy giếng (psi);
Đây là một phương trình tuyến tính. Một biểu đồ tích lũy
giữa khối lượng nước được bơm (Wi) so với áp suất (phía bên
trái) đưa ra được hiểu là đồ thị Hall.
Pe: Áp suất vỉa;
μw: Độ nhớt của nước;
Số liệu được yêu cầu trong đồ thị Hall là áp suất miệng
giếng hàng ngày và lưu lượng bơm. Đó là một đồ thị giữa lưu
lượng bơm ép tích lũy với sự giảm áp suất tích lũy trong ngày.
Theo Hall, nếu một giếng bơm ép bị kích thích hoặc có nứt nẻ
thì độ dốc giảm (đường C), ngược lại một giếng bị nhiễm bẩn
thành hệ (skin dương) có độ dốc được tăng lên (đường D), còn
bơm ép ổn định và hiệu quả (đường A) (Hình 1 và 2).
Bw: Hệ số thể tích của nước (thông thường giả
định bằng 1);
Ngày nhận bài: 23/3/2020. Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 24/3 - 5/4/2020.
Ngày bài báo được duyệt đăng: 14/4/2020.
DẦU KHÍ - SỐ 4/2020
20
PETROVIETNAM
Đồ thị Hall
A - Bơm ép ổn định
B - Skin âm
D
A
C
C - Có nứt nẻ
D - Skin dương chất
Hệ số Hall
Áp suất
(psi.ngày/
thùng)
lượng nước bơm ép
b
a
Gas Fill-UP
Lưu lượng bơm ép tích lũy (thùng)
Lưu lượng bơm ép tích lũy (thùng)
Hình 1. Đồ thị Hall
2. Ưu, nhược điểm của phương
pháp phân tích hiệu quả giếng
bơm ép bằng đồ thị Hall
Gần giếng khai thác
đóng, sự suy giảm kích
thước ống khai thác
Bơm ép tốt
Đồ thị Hall có ưu điểm là: (1) Công
cụ giám sát hiệu quả giếng và vỉa như:
xác định được vấn đề trong bơm ép,
xác định vấn đề của hệ thống làm sạch
nước trước khi bơm ép và khả năng
tương thích với vỉa chứa; (2) Đánh giá
hiệu quả khả năng xử lý giếng; (3) So
sánh hiệu quả và thời gian sử dụng
các phương pháp xử lý giếng (như
phương pháp xử lý giếng bằng acid,
phương pháp nứt vỉa và phương pháp
sử dụng dung môi); (4) Xác định chế
độ bơm phù hợp, xác định có nứt nẻ,
biên chắn; (5) Đơn giản dễ sử dụng.
Bị chặn,
làm sạch
Có nứt nẻ, sự suy giảm
áp suất vỉa, kích thích
vỉa, tăng kích thước ống
khai thác
Giếng gần nứt nẻ
Lưu lượng bơm ép nước tích lũy (nghìnm3)
Hình 2. Đồ thị Hall
Tuy nhiên, đồ thị Hall cũng có
nhược điểm là cần phải biết chính xác
số liệu đo cũng như khoảng thời gian
tiến hành sửa chữa giếng; sự thay đổi
trong quá trình khai thác và bơm ép;
số liệu phải đủ dài; không dễ phát
hiện thời gian thực tế bị ảnh hưởng.
Nứt nẻ gần giếng, sự gia
tăng nhanh của lưu lượng
nước khai thác
Ví dụ giếng 1 cho thấy ảnh hưởng
của nứt nẻ khi tiến hành bơm ép ở
giếng W-3 (Hình 3 và 4). Sau 3 năm
lưu lượng nước khai thác ổn định, sau
đó đột ngột gia tăng lưu lượng khai
thác nước vào năm 2003 được thể
hiện trên đồ thị Hall.
Lưu lượng bơm ép nước tích lũy (nghìnthùng)
Hình 3. Đồ thị Hall cho giếng bơm ép W-3
DẦU KHÍ - SỐ 4/2020
21
THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ
Hall plot
Lưu lượng dầu (m3/ngày)
Lưu lượng chất lưu (m3/ngày)
Lưu lượng bơm ép (m3/ngày)
Cum_waterinj
Hình 7. Đồ thị Hall cho 1 giếng bơm ép trên chương trình
Hình 4. Hiện trạng khai thác giếng 1
-6,3
-6,4
-6,5
-6,6
-6,7
-6,8
-6,9
-7,0
Skin
Thời gian (giờ)
9/2015 1/2016 5/2016 9/2016 1/2017 5/2017 9/2017 1/2018 5/2018
Hình 8. Hệ số skin trên chương trình
Sự suy giảm áp suất
1/Q (ngày/thùng)
Hình 9. Một phần code của chương trình
Hình 5. Kết quả khớp lịch sử và dự báo cho giếng bơm ép bằng đồ thị Hall
3. Xây dựng chương trình phân tích hiệu quả giếng
bơm ép
Từ công thức thực nghiệm trên, tác giả xây dựng
chương trình tự động phân tích hiệu quả giếng bơm
ép với số liệu đầu vào được thể hiện trong Hình 6. Các
giá trị độ nhớt, độ bão hòa được đưa vào để làm thông
số đầu vào cho tính toán. Kết quả được thể hiện ở Hình
7 và 8.
Hình 7 và 8 cho thấy kết quả giếng được làm sạch nên
hiệu quả bơm ép tốt. Trên cơ sở sơ bộ chương trình ban
đầu cho đồ thị Hall, tác giả sẽ tiếp tục tiến hành việc tối ưu
khớp lịch sử và dự báo hiệu quả của giếng bơm ép bằng
phương pháp này.
27/12/ 15/7/ 31/01/ 18/8/ 6/3/ 22/9/ 10/4/ 27/10/
2014 2015 2016 2016 2017 2017 2018 2018
Hình 6. Số liệu đầu vào
DẦU KHÍ - SỐ 4/2020
22
PETROVIETNAM
4. Kết luận
Đồ thị Hall cho thấy hiệu quả trong việc đánh giá và
Hall plot method & derivative", IOP Conference Series: Earth
and Environmental Science, International Conference on
Earth Science, Mineral, and Energy, Yogyakarta, Indonesia,
11 - 12 October, 2018.
theo dõi giếng bơm ép. Đây là phương pháp đơn giản và
là công cụ hữu ích giúp nhà điều hành tham khảo trong
quá trình theo dõi và đánh giá hiệu quả của giếng bơm
ép. Tuy nhiên, để nâng cao hiệu quả trong quá trình theo
dõi và đánh giá hiệu quả của giếng bơm ép cần kết hợp
sử dụng các đồ thị khác như: VRR, ABC plot hoặc mô hình
điện dung.
[2]. Jonah Amedu and Christopher Nwokolo,
"Improved well and reservoir production performance in
waterflood reservoir-revolutionalizing the Hall plot", SPE
Nigeria Annual International Conference and Exhibition,
Lagos, Nigeria, 5 - 7 August, 2013.
[3]. Saud Mohammed Al-Fattah, Mohammed
Dallag, Rami Ahmed Abdulmohsin, Wael Ateeq Al-Harbi,
and Mohammed Ben Issaka, "Intelligent integrated
surveillance tool improves field management practices",
International Energy Conference and Exhibition, Amsterdam,
the Netherlands, 11 - 13 April, 2008.
Tác giả đã bước đầu phát triển xây dựng 1 chương
trình đánh giá riêng cho giếng bơm ép, tạo tiền đề phát
triển tổ hợp gồm các phương pháp đánh giá sau này.
Tài liệu tham khảo
[1]. D.R.Ratnaningsih and I.L.Danny, "Waterflooding
surveillance: Real time injector performance analysis using
APPLICATION OF HALL PLOT METHOD TO MONITOR AND FORECAST
THE EFFICIENCY OF WATER INJECTION
Nguyen Van Do
Vietnam Petroleum Institute
Email: donv@vpi.pvn.vn
Summary
Water injection is the most commonly used method to maintain reservoir pressure when reservoir pressure is under saturated
pressure in most oil fields in Vietnam and in the world. Therefore, monitoring and rapid prediction of the efficiency of water injection are
a very important task to improve oil recovery. An effective and simple method that can be applied to monitor and predict the efficiency
of water injection is the Hall graph. The methods which are presented in this paper are Hall Plot (1963) and Derivative Hall Plot (2009).
Hall proposed a qualitative method to analyse injector well performance based on plot between cumulative drawdown pressure against
cumulative water injected. This paper analyses the advantages and disadvantages of the Hall method, and thereby builds a programme
to analyse the performance of a water injection well.
Key words: Hall plot, water injection, pressure, cumulative water injected, viscosity, saturation.
DẦU KHÍ - SỐ 4/2020
23
4 trang
16/04/2022
1200
Bạn đang xem tài liệu "Áp dụng phương pháp đồ thị Hall để theo dõi và dự báo hiệu quả giếng bơm ép nước", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- ap_dung_phuong_phap_do_thi_hall_de_theo_doi_va_du_bao_hieu_q.pdf
