Nghiên cứu ứng dụng các giải pháp công nghệ trong thu gom, xử lý và sử dụng khí đồng hành ở các mỏ của liên doanh Việt - Nga Vietsovpetro và các mỏ lân cận

Thông tin chung đề tài:

Lĩnh vực: Năng lượng

Tác giả: Nguyễn Quỳnh Lâm và cs

Đơn vị: Liên doanh Việt Nga Vietsovpetro, Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam

Nội dung chính của giải pháp/nghiên cứu

Nghiên cứu vận chuyển hỗn hợp dầu khí cao áp và sử dụng nguồn năng lượng vỉa của giếng dầu để thu gom và vận chuyển khí vào bờ đến nhà máy nhiệt điện Bà Rịa không cần giàn nén khí.

Nghiên cứu và ứng dụng giải pháp gia tăng sản lượng khí vận chuyển vào bờ bằng cách sử dụng ở quy mô lớn các bộ phối trộn EJECTOR, hòa dòng khí sau bình tách ở điều kiện áp suất thấp (28-37 at) với dòng khí của giàn nén nhỏ (MKS) có áp suất cao (100 at) để được dòng khí có áp suất 57-58 at, đảm bảo vận chuyển được 2,0 triệu m3/ngđ vào bờ, cung cấp nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ.

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ nén khí trên thế giới, lần đầu tiên áp dụng trong điều kiện biển Việt Nam máy nén khí pistong (xử lý thành công độ rung) và máy nén khí ly tâm công suất lớn, đảm bảo nâng công suất đưa khí vào bờ và tạo tiền đề triển khai công nghệ gaslift.

Nghiên cứu và ứng dụng giải pháp sử dụng khí đồng hành để khai thác dầu bằng phương pháp cơ học gaslift ở các mỏ của Vietsovpetro.

Nghiên cứu và ứng dụng giải pháp thu gom khí thấp áp ở các giàn khai thác cố định ở mỏ Bạch Hổ, bằng cách sử dụng phương pháp vận chuyển dầu bão hòa khí sau bình tách cấp 1, không qua bình tách cấp 2 đến giàn thu gom trung tâm để tách khí thấp áp tập trung và lắp đặt máy tăng áp. Khí thấp áp sau bình tách tập trung đi qua máy tăng áp đến áp suất đủ lớn để vận chuyển đến giàn nén khí trung tâm.

Nghiên cứu và ứng dụng giải pháp sử dụng khí đồng hành thay dầu DO làm nhiên liệu cho các động cơ Turbin khí, truyền động cho máy phát điện, máy nén khí và máy bơm ép nước, để gia nhiệt cho dầu trong quá trình xử lý dầu trên các công trình biển.

Mục tiêu giải pháp/nghiên cứu

Nghiên cứu đưa ra các giải pháp sớm thu gom và sử dụng khí đồng hành, tránh lãng phí nguồn nguồn tài nguyên không tái tạo có giá trị và nguồn lợi nhuận cao, góp phần bảo vệ môi trường sinh thái, đảm bảo điều kiện sống của dân cư, nơi khai thác dầu khí, phát triển kinh tế - xã hội đất nước.

Kết quả nghiên cứu/giải pháp

Nghiên cứu đã cho những kết quả cụ thể:

- Đã vận chuyển thành công 1,0 triệu m3 khí/ngày vào bờ đến nhà máy nhiệt điện Bà Rịa, thay thế nguồn nguyên liệu dầu DO nhập ngoại. Giải pháp này đã mở ra kỷ nguyên sử dụng khí đồng hành làm nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện và các ngành công nghiệp khác ở miền Nam Việt Nam;

- Đã ứng dụng thành công giải pháp gia tăng sản lượng khí vận chuyển vào bờ bằng cách sử dụng bộ phối trộn Ejector công suất lớn, hòa dòng khí sau bình tách ở điều kiện áp suất thấp (28-37 atm) với dòng khí của giàn nén nhỏ (MKS) có áp suất cao (105 atm) để được dòng khí có áp suất 57-58 atm, đảm bảo vận chuyển được 2,0 triệu m3/ngày vào bờ, cung cấp nhiên liệu cho Nhà máy Nhiệt điện Phú Mỹ 1;

- Lần đầu tiên áp dụng thành công trong điều kiện biển Việt Nam máy nén khí pistong (xử lý thành công độ rung) và máy nén khí ly tâm công suất lớn, đảm bảo nâng công suất đưa khí vào bờ và tạo tiền đề triển khai công nghệ khai thác dầu bằng gaslift;

- Sử dụng khí đồng hành để khai thác dầu bằng phương pháp cơ học gaslift theo hai giai đoạn (không sử dụng và sử dụng máy nén khí) ở các mỏ của Vietsovpetro. Giải pháp này đã mang lại hiệu quả vô cùng to lớn, nâng cao hiệu quả thu hồi dầu, tận thu được nguồn tài nguyên dầu khí cho đất nước;

- Thu gom khí thấp áp ở các giàn mỏ Bạch Hổ, bằng cách sử dụng phương pháp vận chuyển dầu bão hòa khí đến giàn thu gom trung tâm để tách khí thấp áp tập trung. Khí thấp áp sau bình tách tập trung đi qua máy tăng áp đến áp suất đủ lớn để vận chuyển đến giàn nén khí trung tâm.

- Sử dụng khí đồng hành thay dầu DO làm nhiên liệu cho các động cơ turbin khí, truyền động cho máy phát điện, máy nén khí và máy bơm ép nước, để gia nhiệt cho dầu trong quá trình xử lý dầu trên các công trình biển đã mang lại hiệu quả cao, giúp Vietsovpetro chủ động trong công tác sản xuất, không phụ thuộc vào nguồn cung cấp nhiên liệu dầu DO từ đất liền.

Giá trị ứng dụng

- Áp dụng các giải pháp của Cụm công trình nghiên cứu đã mang đến kết quả sử dụng hiệu quả được trên 90% khí đồng hành mà trước đó 100% phải đốt bỏ ngoài khơi, là thành tựu xuất sắc nhất của Cụm công trình. Thành công các giải pháp của Cụm công trình đã mang lại hiệu quả kinh tế vô cùng to lớn:

- Tổng lượng khí đồng hành Lô 09.1 là bao nhiêu, các mỏ khác là baonhieeu? doanh thu ước tính được từ Lô 09.1, nộp ngân sách nhà nước ước tính,..... (chưa tính các Lô khác ngoài 09.1)

- Giải pháp sớm đưa khí đồng hành mỏ Bạch Hổ, mỏ Rồng về bờ và giải pháp Ejector phối trộn khí cao áp và thấp áp để gia tăng lượng khí đưa về bờ làm nhiên liệu cho Nhà máy điện Bà Rịa, Nhà máy điện Phú Mỹ 2.1 đã thu được hiệu quả kinh tế là 4.075,72 tỷ VNĐ tương đương 281,92 triệu USD.

- Giải pháp khai thác dầu bằng phương pháp gaslift khi máy nén chưa đưa vào hoạt động giai đoạn 1995-1997 đã tiết kiệm cho Vietsovpetro là 6,91 tỷ VNĐ tương đương 0,61 triệu USD chi phí vận hành (OPEX).

- Trong giai đoạn 2013- 2019 với các giải pháp sử dụng khí đồng hành cho Turbin khí thay thế hệ thống máy phát điện Diesel tại công trình biển của Vietsovpetro và giải pháp thu gom khí tại tàu chứa dầu VSP-02 để làm nhiên liệu đốt nồi hơi thay thế dầu FO, Vietsovpetro đã tiết kiệm 4.583,44 tỷ VNĐ tương đương 206,72 triệu USD chi phí vận hành.

- Bên cạnh đó, hiệu quả kinh tế của giải pháp làm khô khí nhờ trao đổi nhiệt dưới biển cũng như hiệu quả kinh tế tính từ hàm lượng khoa học trong các nghiên cứu, đề xuất của Vietsovpetro cho các dự án xây dựng các giàn nén khí MKS, CCP, KPD và 02 Boosters ở mỏ Rồng là rất đáng kể. Tuy nhiên do số liệu thu thập chưa đủ nên chưa thể đánh giá, định lượng được hiệu quả kinh tế của các giải pháp này.

- Hiệu quả kinh tế của Cụm công trình này sẽ còn tiếp tục tăng thêm đến cuối đời khai thác các mỏ của LD Vietsovpetro cũng như khi kết nối thêm các mỏ nhỏ, mỏ cận biên khác đã và sẽ phát hiện trong thời gian tới.