Nghiên cứu giải pháp nâng cao khả năng vận chuyển hỗn hợp dầu khí từ mỏ Thăng Long - Đông Đô tới tàu FPSO

Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất Tập 60, Kỳ 1 (2019) 1 - 11

1

Nghiên cứu giải pháp nâng cao khả năng vận chuyển hỗn hợp

dầu khí từ mỏ Thăng Long - Đông Đô tới tàu FPSO - Lam Sơn

Nguyễn Văn Thịnh ^1,*, Lê Đăng Thanh ²

¹Khoa Dầu khí , Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam

²Tổng Công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí (PVEP), Việt Nam

THÔNG TIN BÀI BÁO

TÓM TẮT

Quá trình:

Mỏ Thăng Long - Đông Đô nằm ở phía Đông Bắc bồn trũng Cửu Long, cách

Vũng Tàu khoảng 160km về hướng Đông, độ sâu nước biển khoảng 70m.

Sản phẩm khai thác từ các giếng của mỏ Thăng Long - Đông Đô sẽ được

vận chuyển về tàu FPSO - Lam Sơn qua hệ thống đường ống ngầm dưới

biển. Hiện nay, tại mỏ Thăng Long - Đông Đô hàm lượng nước trong dầu

khai thác tăng lên đáng kể, điều này gây ra những khó khăn trong quá trình

vận chuyển dầu. Do vậy, yêu cầu đặt ra là cần thiết phải có các nghiên cứu

để tìm ra giải pháp nhằm đảm bảo an toàn cho quá trình vận chuyển sản

phẩm. Thông thường, khả năng làm việc của một tuyến ống phụ thuộc

nhiều vào tính chất lý hóa, tính chất lưu biến của chất lưu và các đặc trưng

về chế độ dòng chảy... Bài báo trình bày các kết quả nghiên cứu về chế độ

dòng chảy, các thông số thủy lực, nhiệt học... của đường ống vận chuyển

dầu từ giàn Thăng Long - Đông Đô đến tàu chứa FPSO - Lam Sơn, thông

qua các phương trình thực nghiệm. Bên cạnh đó, bài báo cũng đề cập đến

việc sử dụng phần mềm OLGA để mô hình hóa và phân tích các kết quả đạt

được trong quá trình vận chuyển sản phẩm. Trên cơ sở đó, tác giả đề xuất

các giải pháp phù hợp để vận hành tuyến đường ống từ giàn Thăng Long -

Đông Đô đến tàu chứa FPSO - Lam Sơn trong giai đoạn hiện nay.

Nhận bài 12/10/2018

Chấp nhận 05/12/2018

Đăng online 28/02/2019

Từ khóa:

Đường ống vận chuyển

dầu

Mỏ Thăng Long - Đông Đô

Bảo đảm dòng chảy

sâu mực nước biển khoảng từ 40m đến 70m, mỏ

được phát triển khai thác từ năm 2014 cùng với

1. Mở đầu

Mỏ Thăng Long - Đông Đô gồm hai mỏ gần

nhau Thăng Long và Đông Đô. Khoảng cách giữa

hai mỏ Thăng Long và Đông Đô khoảng 5 km. Mỏ

Thăng Long nằm ở Lô 01/97 & 02/97, phía Đông

Bắc của bồn trũng Cửu Long cách thành phố Vũng

Tàu khoảng 160 km về phía Đông (Hình 1). Chiều

mỏ Đông Đô. Trong giai đoạn xây dựng và lắp đặt

công trình ngoài biển đã có tổng số 9 giếng khai

thác được khoan vào cả 3 đối tượng, bao gồm: TL

- 1P; 2P; 3P; 4P; 5P; 7P; 8P và 2 giếng khoan thăm

dò kết hợp khai thác (TL - 9XP; TL - 10XP). Trên

cơ sở phân tích kỹ thuật và kinh tế đối với các

phương án phát triển mỏ, phương án phát triển

độc lập được lựa chọn là phương án tối ưu cho

phát triển mỏ Thăng Long - Đông Đô. Kế hoạch

_____________________

^*Tác giả liên hệ

E - mail: nguyenvanthinh@humg.edu.vn

2

Nguyễn Văn Thịnh , Lê Đăng Thanh./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (1), 1 - 11

phát triển độc lập bao gồm các thiết bị xử lý trung

tâm đặt trên tầu xử lý và chứa (FPSO) kết hợp với

giàn khai thác đầu giếng cố định không người trên

mỏ Thăng Long và Đông Đô. Lưu chất khai thác

được từ mỏ chuyển về FPSO, tại đây lưu chất sẽ

được tách sơ bộ và xử lý đạt yêu cầu kỹ thuật để

xuất dầu thô. Khí tách ra sẽ được nén, xử lý làm

nhiên liệu tiêu thụ trên FPSO và cung cấp khí nâng

cho các giếng khai thác gas lift tại mỏ Thăng Long

và Đông Đô, lượng khí dư sẽ được xuất qua đường

ống ngầm kết nối với hệ thống thu gom lân cận.

Nước tách ra từ lưu chất khai thác sẽ được xử lý

đạt tiêu chuẩn trước khi xả xuống biển. Tầu FPSO

sẽ đặt ở vị trí cách giàn Thăng Long 2840m và giàn

Đông Đô 2000m. Các đường ống nước ép vỉa và

khí nâng sẽ từ FPSO cung cấp cho hai giàn khai

thác.

Giàn đầu giếng Thăng Long và Đông Đô sẽ

được thiết kế theo nguyên lý các thiết bị tối ưu

nhất. Hiện tại, trên giàn Thăng Long sẽ 7 giếng

khai thác dầu, 2 giếng ép nước vỉa và 5 giếng dự

phòng. Trên giàn Đông Đô có 7 giếng khai thác

dầu, 2 giếng ép nước vỉa và 3 giếng dự phòng. Khí

nângđược cung cấp từ FPSOcho cảhai giànThăng

Long và Đông Đô. Trên giàn Đông Đô có 5 giếng

khai thác dầu sử dụng công nghệ bơm chìm (ESP)

(Gabor, 2009) để khai thác dầu từ tầng Mioxen

giữa.

Tổng lượng dầu thu hồi mỏ Thăng Long -

Đông Đô được dự báo là 43,73 triệu thùng (Bảng

1). Lưu lượng dầu khai thác đạt đỉnh, dự báo

khoảng 16500 thùng/ngày và khí khoảng 13 triệu

bộ khối/ngày (Hình 2 và Hình 3).

Hình 1. Vị trí mỏ Thăng Long - Đông Đô (Lam Son JOC, 2013).

Bảng 1. Đánh giá trữ lượng dầu thu hồi mỏ Thăng Long - Đông Đô (Tổng Công ty Thăm dò Khai thác Dầu

khí - PVEP, 2011).

Trữ lượng dầu thu hồi

Thấp

Hệ số thu hồi

Cơ sở

Hệ số thu hồi

Cao

Hệ số thu hồi

Mỏ

Triệu thùng

(%)

13,8

11,9

(%)

17,1

13,5

(%)

19,91

14,88

Thăng Long

Đông Đô

16,37

20,62

20,30

23,42

23,58

25,78

Nguyễn Văn Thịnh , Lê Đăng Thanh./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (1), 1 - 11

3

Hình 2. Dự báo sản lượng dầu khai thác mỏ Thăng Long - Đông Đô (Tổng Công ty Thăm dò Khai thác

Dầu khí - PVEP, 2011).

Hình 3. Dự báo sản lượng khí khai thác mỏ Thăng Long - Đông Đô (Tổng Công ty Thăm dò Khai thác

Dầu khí - PVEP, 2011).

Chất lưu khai thác từ giàn Thăng Long có

chứa một lượng nhỏ CO₂và không có H₂S. Dầu

trong vỉa Mioxen Trung của Đông Đô có hàm

lượng H₂S cao. Tuy nhiên hàm lượng tổng của H₂S

có trong thành phần chất lưu tương đối thấp do tỷ

lệ khí/dầu thấp. Do vậy, trên giàn Đông Đô được

lắp đặt hệ thống bơm hóa chất để trung hòa H₂S,

nhằm giảm hàm lượng H₂S đến giá trị phù hợp với

yêu cầu tiêu thụ dầu/khí. Ngoài ra, trên tàu FPSO

có trang bị thêm hệ thống tách H₂S dự phòngtrong

trường hợp hệ thống bơm hóa chất trung hòa H₂S

trên giàn không đạt yêu cầu. Bên cạnh đó, yêu cầu

đối với vật liệu sử dụng cho hệ thống thu gom xử

lý cũng được đặt ra, đặc biệt đối với các ống công

nghệ trên giàn Đông Đô, nhằm hạn chế tối đa sự

phá hủy do H₂S ăn mòn.

4

Nguyễn Văn Thịnh , Lê Đăng Thanh./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (1), 1 - 11

Trong sơ đồ phát triển mỏ bao gồm tàu FPSO

của đường ống mềm. Tháp xoay được thiết kế cho

5 risers dùng cho dẫn dòng dầu khai thác, bơm ép

khí nâng, bơm ép nước xuống vỉa và đường dẫn

cáp ngầm từ/đến 2 giàn Thăng Long - Đông Đô.

PLEM được thiết kế kiểu chữ Y nhằm giảm thiểu

số lượng đường ống và cho phép phóng thoi khi

cần thiết.

chứa và xử lý sản phẩm, 02 giàn đầu giếng Thăng

Long, Đông Đô (Hình 4). Khí đồng hành sau khi xử

lý được sử dụng làm nhiên liệu cho tàu FPSO và

dùng cho khí nén gas lift. Phần còn dư sẽ được

chuyển về bờ nhờ hệ thống đường ống ngầm kết

nối với mỏ lân cận. Sản phẩm khai thác lưu từ các

giếng mỏ Thăng Long và Đông Đô sẽ được vận

chuyển về tàu FPSO bằng đường ống ngầm có

đường kính lần lượt là 12 inch và 10 inch. Sản

phẩm sau đó sẽ được dẫn vào hệ thống xử lý tách

lọc lắp đặt trên tầu FPSO.

Tàu FPSO neo đậu trong khoảng giữa giàn

Thăng Long và Đông Đô (cách giàn TL 2840 mét

và cách giàn ĐĐ 2000 mét). Vị trí neo đậu này

được tính toán an toàn cho hoạt động sản xuất của

mỏ. Tàu FPSO được thiết kế với tháp xoay gắn bên

ngoài (external turret), tháp xoay này được neo cố

định tại giao điểm của 9 dây neo cố định trong

phạm vi 360 độ. Hệ thống ống dẫn mềm đứng

(riser) kết nối từ PLEM đến tầu FPSO xuyên qua

điểm giữa của tháp xoay. Một hệ thống phao dưới

nước (mid buoy) được thiết kế làm giảm sức căng

2. Các yếu tố ảnh hưởng tꢀi quꢁ trꢂnh vꢃn

chuyꢄn hỗn hợp dầu khí từ Mỏ Thăng Long -

Đông Đô tꢀi tàu FPSO - Lam Sơn

Việc vận chuyển dầu bằng đường ống cho

thấy, khả năng vậnchuyển phụ thuộc vào tính chất

lý hóa, tính chất lưu biến của chất lưu và các đặc

tính đường ống xây dựng để vận chuyển (Ove

Bratland, 2010). Dầu khai thác ở các mỏ ở thềm

lục địa Nam Việt Nam nói chung có hàm lượng

paraffin cao, nhiệt độ đông đặc và độ nhớt cao (Lê

Xuân Lân và nnk, 2017). Nhiệt độ môi trường

nước biển dao động trong khoảng từ 20 - 25°C,

luôn thấp hơn nhiệt độ đông đặc của dầu (từ 30 -

33°C) (Luong Nguyen Khoa Truong, Nguyen Van

Hình 4. Sơ đồ thiết bị thu gom chủ yếu trên mỏ Thăng Long - Đông Đô (Lam Son JOC, 2013).

Nguyễn Văn Thịnh , Lê Đăng Thanh./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (1), 1 - 11

5

Ngo, 2010). Tốc độ lắng đọng paraffin trong

đường ống diễn ra rất mạnh mẽ, gây nguy cơ làm

tắc nghẽn đường ống vận chuyển. Hầu hết các mỏ

đang khai thác tại thềm lục địa Nam Việt Nam có

trữ lượng ở mức trung bình và nhỏ với các công

trình khai thác kết nối nằm rải rác ở các vị trí có

khoảng cách từ 1 đến 25 km.

theo mùa vàdao động từ21°C - 25°C. Vận tốc dòng

chảy khoảng 1 m/s tùy theo điều kiện thời tiết.

Tuyến ống từ Thăng Long - Đông Đô đến FPSO có

đường kính bên trong của ống lần lượt là 292mm

và 242, chiều dày thành ống là 15,9mm, sử dụng

vật liệu cách nhiệt. Thông số chi tiết của đường

ống được trình bày trong Bảng 2.

Tại mỏ Thăng Long - Đông Đô, hệ thống

đường ống nội mỏ được xây dựng ngầm dưới đáy

biển, kết nối từ 2 giàn khai thác với FPSO (Hình 4).

Theo quá trình khai thác, đến thời kỳ sản lượng

dầu suy giảm, lưu lượng chất lỏng trong hệ thống

đường ống cũng sẽ giảm đáng kể, làm tăng thời

gian lưu chuyển của dầu trong đường ống. Do tính

chất vỉa khai thác tại 2 giàn nên lượng khí khai

thác cũng sẽ giảm dần, lượng nước trong dầu khai

thác tăng lên là những khó khăn trong quá trình

vận chuyển dầu (Lay Tiong Lim, 2013). Dầu khai

thác từ mỏ Đông Đô có hàm lượng paraffin và

nhiệt độ đông đặc cao, nên cần phải có giải pháp

để đảm bảo dòng chảy trong suốt thời gian từ khi

bắt đầu khai thác đến khi kết thúc đời mỏ. Nhiệt

độ của chất lưu ở điểm đến tại tàu FSPO có thể

giảm đến nhiệt độ xuất hiện paraffin và tạo gel

(khoảng 43 - 49°C). Vì vậy, nhằm đảm bảo dòng

chảy, cần phải thiết kế thiết bị gia nhiệt đặt trên

giàn Đông Đô. Tại giàn Thăng Long, do nhiệt độ

của dòng sản phẩm mỏ Thăng Long tương đối cao

nên không cần lắp đặt thiết bị gia nhiệt ngay từ

đầu mà trong thiết kế chỉ để dự phòng vị trí lắp đặt

khi cần thiết. Tại mỏ Đông Đô, thiết bị gia nhiệt

được lắp đặt ngay từ khi bắt đầu khai thác. Thiết

bị gia nhiệt dạng đốt nóng bằng điện, được thiết kế

cho công suất lớn nhất, bảo đảm đáp ứng được

yêu cầu cao nhất về lưu lượng khai thác từ Đông

Đô với nhiệt độ miệng giếng thấp nhất. Ngoài ra

sản phẩm khai thác của mỏ Đông Đô có nhiều H₂S,

điều này cững gây khó khăn cho quá trình khai

thác. Thông số hàm lượng H₂S trong vỉa dầu Đông

Đô lên tới 0,01 % mol và các chất ăn mòn, hỗn hợp

khí độc... Đây là những yếu tố gây bất lợi cho quá

trình thu gom và xử lý sản phẩm.

Quá trình mô hình bắt đầu từ đầu giếng tại 02

giàn đầu giếng (Wellhead Platform) và kết thúc

nguồn tiếp nhận tại tàu FPSO Lam Sơn. Chất lỏng

khai thác từ các giếng được mô hình hóa dựa trên

các nguồn số liệu thực tế của mỏ. Sơ đồ tuyến ống

thu gom vận chuyển sản phẩm đến tàu chứa FPSO

được trình bày như trong Hình 5. Đối với đường

ống từ giàn Đông Đô, quá trình mô phỏng sẽ dựa

trên hai giá trị: tổng lượng chất lỏng vận chuyển

tối đa trong 1 giờ là 359,9 thùng và 343,9 thùng

đối với trường hợp đường ống vận chuyển ổn

định. Đối với đường từ giàn Thăng Long các giá trị

này lần lượt là 515,8 thùng và 509,1. Ngoài ra các

mô phỏng được dựa trên giả định rằng, chất lỏng

tại ở Thăng Long và Đông Đô có nhiệt độ đạt tới

55°C trước khi được đưa tới đường đường ống tại

giàn đầu giếng DD. Hàm lượng nước trong sản

phẩm dưới 10%. Giá trị áp suất đầu vào được xác

định đối với đường ống từ giàn Đông Đô là 1681

kPa cho trường hợp lượng chất lỏng vận chuyển

tối đa và 1633 kPacho trường hợp vận chuyển lưu

lượng ổn định. Đối với đường từ giàn Thăng Long

giá trị này tương ứng là 1682 kPa và 1652 kPa.

Profile đường ống từ Thăng Long - Đông Đô đến

tàu chứa FPSO - Lam Sơn được mô tả như trong

Hình 6.

3.2. Kết quả mô phỏng

a. Giá trị nhiệt độ

Đối với đường ống từ giàn Đông Đô, kết quả

mô hình hóa về sự thay đổi nhiệt cho thấy, trong

trường hợp vận chuyển với lưu lượng tối đa, nhiệt

độ đầu ra thấp nhất đạt được 34,1°C. Tương tự

như vậy, trong trường hợp vận chuyển với lưu

lượng ổn định, giá trị nhiệt độ đạt được là 31,5°C

(Hình 7). Đối với đường ống vận chuyển từ giàn

Thăng Long, giá trị này đạt được lần lượt là 36,3°C

và 34,2°C (Hình 8). Các giá trị nhiệt độ trung bình

trong thời gian mô phỏng nằm trong khoảng 2,5%

cho Đông Đô và 1,7% đối với Thăng Long (Bảng

3).

3. Mô hꢂnh hóa quꢁ trꢂnh vꢃn chuyꢄn hỗn hợp

dầu khí từ Mỏ Thăng Long - Đông Đô tꢀi tàu

FPSO - Lam Sơn

3.1. Thông số đầu vào

Tại vị trí đáy biển khu vực ở mỏ Thăng Long -

Đông Đô nhiệt độ môi trường đáy biển thay đổi

b. Giá trị áp suất

6

Nguyễn Văn Thịnh , Lê Đăng Thanh./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (1), 1 - 11

Bảng 2. Các đặc tính tuyến ống Thăng Long - Đông Đô - FPSO.

Giá trị

Mô tả chi tiết kỹ thuật

Thông số kỹ thuật

Thăng Long

Đông Đô

Đường kính ngoài, mm

Độ dày, mm

323,8

15,9

273,04

15,9

Ống Thép

Vật liệu

API 5L X65

Hệ số truyền nhiệt, W/mK

Khối lượng riêng, kg/m³

Độ dày, mm

45

7850

0,15

45

7850

0,15

Vật liệu

FBE

0,3

1450

0,35

FBE

0,3

1450

0,35

Lớp phủ thứ 1

Lớp phủ thứ 2

Lớp phủ thứ 3

Lớp phủ thứ 4

Hệ số truyền nhiệt, W/mK

Khối lượng riêng, kg/m³

Độ dày, mm

Vật liệu

PP adhesive

Hệ số truyền nhiệt, W/mK

0,220

900

3,5

0,220

900

3,5

Tỉ trọng, kg/m³

Độ dày, mm

Vật liệu

Hệ số truyền nhiệt, W/mK

Khối lượng riêng, kg/m³

Độ dày, mm

Solid Polypropylene

0,215

900

24,0

PU Foam

0,04

165

0,215

900

26,0

PU Foam

0,04

165

Vật liệu

Hệ số truyền nhiệt, W/mK

Tỉ trọng, kg/m³

Độ dày, mm

Vật liệu

Hệ số truyền nhiệt, W/mK

Khối lượng riêng, kg/m³

4,0

Solid Polypropylene

0,215

4,0

Solid Polypropylene

0,215

Lớp phủ thứ 5

900

2242,6

900

2242,6

Hình 5. Sơ đồ vận chuyển sản phẩm từ Thăng Long - Đông Đô đến tàu chứa FPSO.

(a

(b

Hình 6. Profile đường ống của mỏ Thăng Long (a) và Đông Đô (b).

Nguyễn Văn Thịnh , Lê Đăng Thanh./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (1), 1 - 11

Bảng 3. Giá trị nhiệt độ đầu ra trong trường hợp vận chuyển với lưu lượng tối đa và tối thiểu.

7

Giá trị nhiệt độ

Thấp nhất (°C)

DD - max

34,1

DD - ổn định

31,5

TL - Max

36,3

TL - ổn định

34,2

Trung bình (°C)

43,7

42,7

44,5

43,8

Giá trị chênh lệch trung bình (%)

- 2,5

- 1,7

Hình 7. Sự biên thiên nhiệt độ đầu ra từ giàn Đông Đô (DD). (Màu đen - lưu lượng cực đại; Màu xanh - lưu

lượng ổn định).

Hình 8. Sự biên thiên nhiệt độ đầu ra từ giàn Thăng Long (TL). (Màu đỏ - lưu lượng cực đại; Màu xanh -

lưu lượng ổn định).

8

Nguyễn Văn Thịnh , Lê Đăng Thanh./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (1), 1 - 11

Đối với đường từ giàn Đông Đô, áp suất đầu

gian mô phỏng nằm trong khoảng 2,5% cho Đông

Đô và 0,05 % đối với Thăng Long (Bảng 4). Quá

trình mô phỏng cũng cho thấy, áp suất đầu ra tại

tàu FPSO - Lam Sơn có giá trị không đổi, trong

khoảng từ 9 barg đến 11,4 barg. Áp suất khi tới

bình cao áp (HP Separator ) là 8 barg.

vào lớn nhất được mô phỏng dựa trên trường hợp

vận chuyển với lưu lượng tối đa và tối thiểu, giá trị

đó lần lượt là 16,81 barg và 16,33 barg (Hình 9).

Các giá trị này lần lượt là 16,82 barg và 16,52 barg

đối với đường ống từ giàn Thăng Long (Hình 10).

Các giá trị áp suất trung bình trong khoảng thời

Bảng 4. Giá trị áp suất đầu vào trong trường hợp vận chuyển với lưu lượng tối đa và tối thiểu.

Giá trị áp suất

Cực đại (Barg)

DD - max

16,81

DD - ổn định

16,33

TL - Max

16,82

TL - ổn định

16,52

Trung bình (Barg)

12,79

13,12

13,08

Cực đại (psi)

243,7

236,8

243,9

239,5

Giá trị chênh lệch trung bình (%)

2,5

- 0,05

Hình 9. Sự biên thiên áp suất đầu vào từ giàn Đông Đô. (Màu xanh - lưu lượng cực đại; Màu đen - lưu

lượng ổn định).

Hình 10. Sự biên thiên áp suất đầu vào từ giàn Thăng Long. (Màu xanh - lưu lượng cực đại; Màu đỏ - lưu

lượng ổn định).

Nguyễn Văn Thịnh , Lê Đăng Thanh./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (1), 1 - 11

d. Nhận xét

9

c. Giá trị lưu lượng

Việc thu gom vận chuyển dầu từ 2 giàn Thăng

Long và Đông Đô được mô phỏng dựa trên số liệu

dự báo của các đường ống từ 2 giàn vận chuyển

với các giá trị lưu lượng lớn nhất và lưu lượng ổn

định. Các tính toán về thủy lực và tổn hao nhiệt

trên tuyến ống cũng cho thấy nhiệt độ duy trì của

Đối với đường ống từ giàn Đông Đô và Thăng

Long, sự biến thiên về lưu lượng được thể hiện

trên Hình 11 và Hình 12. Giá trị hàm lượng chất

lỏng trung bình trong thời gian mô phỏng nằm

trong khoảng 0,05% đối với Đông Đô và 0,3% đối

với Thăng Long (Bảng 5).

Bảng 5. Giá trị đầu vào của thông số lưu lượng chất lỏng vận chuyển.

Giá trị lưu lượng

Giá trị cực đại (Thùng)

Giá trị trung bình

DD - max

359,9

292,0

DD - ổn định

343,9

TL - max

515,8

434,0

TL - ổn định

509,1

291,8

432,8

Giá trị chênh lệch trung bình (%)

0,05

0,3

Hình 11. Sự biến thiên về lưu lượng tổng từ giàn Thăng Long. (Màu xanh - lưu lượng cực đại; Màu

hồng - lưu lượng ổn định).

Hình 12. Sự biến thiên về lưu lượng tổng từ giàn Đông Đô. (Màu xanh - lưu lượng cực đại; Màu nâu -

lưu lượng ổn định).

10

Nguyễn Văn Thịnh , Lê Đăng Thanh./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (1), 1 - 11

dòng chất lưu trong đường ống khoảng 50 - 65°C

từ cả 2 giàn, áp suất duy trì khoảng 15barg. Nhiệt

độ nước biển dao động khoảng từ 20 - 25°C (tùy

thuộc vào mùa), tổn hao nhiệt trong quá trình vận

chuyển dầu từ 2 giàn Thăng Long và Đông Đô sang

tàu FPSO Lam Sơn không đáng kể (dao động trong

khoảng từ 1 - 1,5°C). Do vậy, khả năng dầu đông

đặc trog quá trình vận chuyển ra tàu FPSO sẽ

không xảy ra. Mặt khác, theo các số liệu khai thác

thực tế cho thấy, lưu lượng dòng chảy của 2 giàn

không ổn định do các giếng mỏ Thăng Long - Đông

Đô đa phần là các giếng khai thác bằng bơm điện

chìm (ESP) hoặc Gaslift. Đối với giàn đầu giếng

Thăng Long, có sự khác biệt lớn về áp suất đầu

giếng, điều này có thể gây ra hiện tượng chảy

ngược từ giếng áp suất cao vào giếng áp suất thấp.

Để cải thiện tính chính xác của các dự báo

trong quátrình khai thác cũng như trong quá trình

vận chuyển, cần các tính toán, mô hình hóa ở mức

độ chi tiết hơn nữa (mô hình hóa từng giếng)

nhằm đưa ra các dự báo chính xác về sự thay đổi

áp suất, nhiệt độ và sự biến thiên về lưu lượng,

lắng đọng paraffin,… Mô hình tích hợp sau đó có

thể cung cấp dự đoán tốt hơn cho áp suất, nhiệt độ

và các thông số bảo đảm dòng chảy khác, dựa trên

các dữ liệu đầu vào được chi tiết hóa. Trên cơ sở

đó, sẽ điều chỉnh các thông sô tiếp nhận trên FPSO

để tương thích với đặc tính kỹ thuật của hệ thống

thu gom và vận chuyển tại Mỏ.

chuyển cũng ảnh hưởng rất lớn và tỉ lệ nghịch với

tổn hao nhiệt độ dầu dọc tuyến ống. Để đảm bảo

an toàn cho quá trình vận chuyển, nên duy trì chế

độ vận chuyển dầu trên điểm đông đặc như hiện

nay. Với tổng lượng chất lỏng vận chuyển tối đa

trong 1 giờ dao động trong khoảng 292 - 434

thùng, quá trình vận hành vẫn đảm bảo an toàn,

nhiệt độ chất lưu luôn cao hơn nhiệt độ đông đặc

của dầu.

Ngoài ra, chất lưu khai thác từ giàn Thăng

Long - Đông Đô có chứa H₂S và một lượng rất nhỏ

CO₂, điều này sẽ gây những tác động xấu đến hệ

thống thugom xửlýtrêntàuFPSO. TrêngiànĐông

Đô sẽlắp đặthệ thống bơm hóachấtlàm trung hòa

H₂S (riêng giàn Thăng Long chưa cần thiết lắp đặt

thiết bị này bởi vì chưa phát hiện có sự tồn tại của

H₂S). Bên cạnh đó, để đảm bảo an toàn, cần thang

bị thêm hệ thống tách H₂S dự phòng đặt trên tầu

FPSO để đề phòng trường hợp hệ thống bơm hóa

chất trung hòa H₂S trên giàn không đạt yêu cầu.

Giải pháp phù hợp với trang thiết bị và công nghệ

hiện nay tại mỏ Thăng Long - Đông Đô để xử lý H₂S

là sử dụng cụm bơm ép hóa phẩm để xử lý H₂S

trước khi đưa vào các bình tách tại FPSO.

Tài liệu tham khảo

Bratland, O, 2010. Pipe flow 2. Multi-phase flow

assurance. Chonburi, Tailandia: Dr. Ove

Bratland Flow Assurance Consulting.

Gabor, T., 2009. Electical submersible pumps

4. Kết luꢃn

manual.

Gufl

professional

publishing,

Trên cơ sở phân tích các đặc trưng kỹ thuật

và hiệu quả kinh tế đối với quá trình khai thác, thu

gom, xử lý và vận chuyển sản phẩm tại mỏ Thăng

Long - Đông Đô cho thấy, khả năng bố trí các thiết

bị xử lý trung tâm trên tàu xử lý và chứa (FPSO) là

giải pháp phù hợp. Chất lưu khai thác được từ mỏ

chuyển về FPSO, tại đây lưu chất sẽ được tách sơ

bộ và xử lý đạt yêu cầu kỹ thuật để xuất dầu thô.

Khí tách ra sẽ được nén, xử lý làm nhiên liệu tiêu

thụ trên FPSO và cung cấp khí nâng cho các giếng

khai thác gas lift tại mỏ Thăng Long và Đông Đô.

Lượng khí dư sẽ được xuất qua đường ống ngầm

kết nối với hệ thống thu gom lân cận. Nước tách ra

từsản phẩm khai thác sẽ được xử lý đạt tiêu chuẩn

trước khi xả xuống biển.

burlington, MA. USA.

Lam Son JOC, 2013. Thang Long and Dong Do

FEED flow assurance study phase 2 & phase

2A.

Lay Tiong Lim, 2013. Thang Long and Dong Do

FEED flow assurance study. Lam Son JOC.

Lê Xuân Lân, Ngô Hữu Hải, Nguyễn Hải An,

Nguyễn Thế Vinh, Lê Huy Hoàng, 2017. Công

nghệ mỏ dầu khí. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ

thuật.

Luong Nguyen Khoa Truong, Nguyen Van Ngo,

2010. Thang Long and Dong Do flow assurance

study. Lam Son JOC.

Các kết quả mô hình hóa bằng phần mềm

OLGA cho thấy sự thay đổi lưu lượng vận chuyển

tỉ lệ thuận tới mức độ tổn thất áp suất dầu trong

đường ống. Đồng thời, sự thay đổi lưu lượng vận

Tổng Công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí - PVEP,

2011. Báo cáo phát triển mỏ Thăng long - Đông

Đô. PVEP.

Nguyễn Văn Thịnh , Lê Đăng Thanh./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (1), 1 - 11

11

ABSTRACT

Solutions to improve the transportation of oil and gas from Thang

Long - Dong Do oil field to Lam Son FPSO

Thinh Van Nguyen ¹, Thanh Dang Le ²

¹Faculty of Oil and Gas, Hanoi University of Mining and Geology, Vietnam

²PetroVietnam Exploration Production Corporation (PVEP), Vietnam

Thang Long - Dong Do oil field is located in Block 01/97 & 02/97 in the North East of Cuu Long Basin,

160 km away from the East of Vung Tau city, at a depth of 70m. The products from Thang Long-Dong Do

will be transported to Lam Son FPSO by subsea pipeline. Recently, the water cut in exploited products in

Thang Long-Dong Do oil field has increased significantly, which caused difficulties in transporting oil and

gas. Therefore, it is necessary to have research on solutions to flow assurance. Normally, the working

pipeline capacity depends on fluid’s physical and chemical properties, and flow regime… This article

presents the results of research on flow regime, hydraulic and thermodynamic parameters…of oil and gas

transportation pipeline from Thang Long-Dong Do to Lam Son FPSO by taking advantage of experimental

equations. In addition, the article also proposes the use of OLGA software to model and analyse the results

obtained during product transport. Based on that, suitable solutions to properly control the

transportation pipeline from Thang Long - Dong Do platform to Lam Son FPSO in the future stage will be

recommended.