Cải thiện việc khai thác dầu với kỹ thuật mới

Bản đồ chính xác của một mỏ dầu lớn dưới lòng đất đã được phát triển để hướng những nỗ lực của các kỹ sư vào việc đưa dầu từ lớp đá lớn vào những giếng để từ đó dầu có thể được bơm lên để dự trữ hoặc vận chuyển.

Các nhà nghiên cứu thuộc MIT đã phát triển công nghệ có thể xây dựng một bản đồ có tiềm năng làm tăng đáng kể lượng dầu khai thác từ các mỏ.

Công nghệ mới sử dụng công nghệ hình ảnh số của JPEG để tạo ra những bản đồ hoàn chỉnh trông giống như thật của những mỏ dầu dưới lòng đất sử dụng những tính toán những giếng dầu rải rác. Những bản đồ này là công cụ đầu tiên cung cấp chi tiết đầy đủ về một mỏ dầu để hướng việc khai thác dầu trên thực tế.

Behnam Jafarpour, sinh viên mới tốt nghiệp MIT, hiện là giáo sư về kỹ thuật xăng dầu tại Đại học Texas A&M, cho biết: “Những nghiên cứu mô phỏng của chúng tôi chỉ ra rằng phương pháp mới này có tiềm năng cải thiện những công nghệ hiện hành và cung cấp những dự đoán về sản lượng của mỏ dầu. Hy vọng với việc dự đoán tốt hơn sẽ là tiền đề cho việc hoạt động hiệu quả hơn và tăng sản lượng khai thác dầu”.

Hình ảnh bên trên cho thấy bản đồ độ bão hòa dầu trong mô hình mỏ dầu chuẩn với những thuộc tính đã được biết đến (mô hình thật). Hình ảnh bên dưới thể hiện sự tái dựng gần như tương tự của cùng một mỏ dầu sử dụng phương pháp xử lý McLaughlin/Jafarpour, phương pháp này sử dụng dữ liệu độc lập từ 23 giếng và tái tạo nỗ lực phục hồi kéo dài 36 tháng. Những chấm đen thể hiện những giếng dầu dưới lòng đất. (Ảnh: Behnam Jafarpour).

Jafarpour và Dennis McLaughlin, Gioa sư về Quản lý nguồn nước tại MIT, đã công bố hai bài báo mô tả kỹ thuật và sẽ xuất hiện trên tạp chí Society of Petroleum Engineering số tới, bài báo thứ 3 đã xuất hiện trên tạp chí Computational Geosciences số tháng 6 năm 2008.

Cấu trúc không gian của sự hình thành địa chất cho phép việc xây dựng bản đồ thuộc tính của đá. Tuy nhiên JPEG nén rất nhiều điểm ảnh trong một bức ảnh chi tiết xuống thành một vài thông tin chỉ cần đến dung lượng rất nhỏ. Trong ứng dựng mô phỏng mỏ dầu do các nhà nghiên cứu MIT phát triển, cơ chế tương tự được sử dụng để cung cấp những mô tả ngắn gọn về thuộc tính đá của mỏ dầu. Kỹ thuật mới sử dụng dữ liệu về tỷ lệ và áp suất dòng chảy dầu từ những giếng dầu để hình thành nên bức ảnh thực về bề mặt bên dưới của mỏ dầu.

Việc chiết xuất xăng dầu rất đắt tiền và không hiệu quả - đôi khi chỉ 1/3 dầu trong một mỏ được chiết xuất. Vì vậy các kỹ sư dựa rất nhiều vào các kỹ thuật khai thác ví dụ như làm tràn nước để huy động dầu. Để hướng dẫn và kiểm soát công việc này, họ thực hiện những dự đoán thời gian thật về những biến đổi dưới bề mặt, bao gồm độ bão hòa và áp suất dầu, nhưng họ thường làm việc một cách mò mẫm. Thuộc tính đá cần để thực hiện những dự đoán này (ví dụ như suất dẫn lỏng của đá ở một độ sâu nhất định) không thể quan sát hoặc đo đạc.

Thay vào đó, các kỹ sư suy luận thuộc tính địa chất gián tiếp từ dữ liệu địa chấn và những đo lường thực hiện ở những giếng dầu rải rác.

McLaughlin, người chỉ dạo dự án cho biết: “Trong mỏ dầu bình thường, cần đến hàng triệu điểm ảnh để có thể mô tả đầy đủ đường dưới bề mặt phức tạp vận chuyển dầu đến các giếng. Thật không may mắn rằng số lượng địa chấn và quan sát giếng dầu sẵn có để xác định giá trị của những điểm này thường rất hạn chế. Những phương pháp chúng tôi đã phát triển lấy thêm nhiều thông tin từ những đo đạc hạn chế đó để cung cấp dự đoán tốt hơn về những đường dưới bề mặt và lượng dầu di chuyển bên trong”.

Trong quá trình hồi phục dầu kéo dài 36 tháng, phương pháp của McLaughlin và Jarfarpour đã xác định chính xác những xu hướng và thuộc tính chính của suất dẫn lỏng của một mỏ dầu, chứng minh rằng kỹ thuật mới này chính xác và hiệu quả.

Jafarpour cho biết: “Bước tiếp theo của chúng tôi – đã trong quá trình thực hiện – là kiểm tra ý tưởng này ở những mỏ dầu thực và đánh giá tác động của nó đối với việc khai thác dầu dưới điều kiện thực tế”

Nghiên cứu do Công ty xăng dầu quốc tế Shell tài trợ.