Báo cáo Nghiên cứu phát triển và hoàn thiện các hệ thống tự động hóa quá trình khai thác dầu khí ở Việt Nam
Bé quèc phßng
Häc viÖn kü thuËt qu©n sù
=======================================
B¸o c¸o tæng kÕt KHKT ®Ò tµi nghiªn cøu cÊp nhµ n−íc
Nghiªn cøu ph¸t triÓn vµ hoµn thiÖn
c¸c hÖ thèng tù ®éng hãa qu¸ tr×nh
khai th¸c dÇu khÝ ë viÖt nam
M∙ sè kc 01.14
Chñ nhiÖm ®Ò tµi: TS. Ph¹m Hoµng Nam
6170
03/11/2006
Hµ Néi – 11/2003
DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN THAM GIA ĐỀ TÀI
KC.03.14
Đề tài: Nghiên cứu phát triển và hoàn thiện các hệ thống tự động hóa
quá trình khai thác dầu khí ở Việt Nam.
Chủ nghiệm đề tài: Đại tá - Tiến sỹ Phạm Hoàng Nam.
Các thành viên tham gia đề tài:
1. TS Nguyễn Bắc Hà. Thực hiện các nội dung: 1, 2.1 ÷2.4.1, 2.4.3, 3.1,
3.4.1, 4.1÷4.4.
2. KS Lữ Văn Thắng. Thực hiện các nội dung: 2.4.2, 3.1, 3.2, 3.3, 3.5, 3.6,
3.7, 4.3.2.
3. KS Đỗ Văn Huỳnh. Thực hiện các nội dung: 2.4.3, 3.4, 4.2, 4.3.1.
4. KS Trần Ngọc Hân. Thực hiện các nội dung: 1.3, 2.4.2.
5. KS Vũ Dũng Kỳ. Thực hiện các nội dung: 2.3.2, 4.3.1.
CƠ QUAN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI
Phạm Hoàng Nam
Trang i
DANH SÁCH HỘI ĐỒNG KHCN CẤP NHÀ NƯỚC
Nghiệm thu đánh giá, nghiệm thu đề tài nghiên cứu khoa học
(Kèm theo Quyết định số 1119/QĐ-BKHCN ngày 25 tháng 6 năm 2004 của Bộ trưởng
Bộ KH&CN)
Số
TT
Họ và tên,
Học hàm và học vị
Chuyên
ngành
Chức danh
trong HĐ giấy mời và tài liệu
Tiếp nhận
1
2
3
4
5
6
7
8
9
PGS. TSKH Phạm Thượng Cát Tự động hóa
Chủ tịch
Hội đồng
PGS. TSKH. Nguyễn Công Định Công nghệ Phản biện 1
TT
KS. Nguyễn Xuân Dịnh
GS. TSKH. Ngô Văn Bưu
TSKH. Nguyễn Anh Tuấn
Địa vật lý
Địa vật lý
Phản biện 2
Ủy viên
Ủy viên
Ủy viên
Ủy viên
Ủy viên
Ủy viên
Công nghệ
điện tử
PGS. TS. Nguyễn Thị Việt Điện tử viễn
Hương
thông
KS. Trịnh Đình Đề
Tự động hóa
TSKH. Phạm Quang Bắc
TS. Trần Văn Biển
Tự động hóa
Công nghệ
điện tử
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập –Tự do – Hạnh phúc
BẢN NHẬN XÉT ĐỀ TÀI
Tên đề tài:
Mã số:
“Nghiên cứu phát triển và hoàn thiện các thống tự động hoá quá
trình khai thác dầu khí ở Việt nam”
KC-03.14.
Cấp quản lý đề tài:
Chủ nhiệm đề tài:
Đề tài cấp nhà nước
TS Phạm Hoàng Nam
Người nhận xét:
Đơn vị công tác:
KS Nguyễn Xuân Dịnh
Vụ Năng lượng – dầu khí, Bộ Công nghiệp
Vào những năm 1990, ngành dầu khí Việt nam sử dụng các thiết bị kiểm
tra- đo lường tương tự chủ yếu của Liên xô chế tạo nên rất khó khăn cho quá trình
xử lý và lưu trữ số liệu. Các thiết bị đo lường số dùng cho ngành thăm đò dầu khí
do các nước tư bản sản xuất phải mua với giá rất cao.
Để tận dụng khả năng nguồn lực trong nước Xi nghiệp Liên doanh Dầu khí
VietsovPetro (VSP) đã phối hợp với Công ty AIC nghiên cứu thành công và đưa
vào sử dụng một số sản phẩm: Trạm Carota khí GLS –1094; trạm Carota điện
ALS-01,02,03; hệ thống kiểm thử dùng cho máy đo địa vật lý giếng khoan. Các
sản phẩm nêu trên thường xuyên được hoàn thiện, đã đưa vào sử dụng và đạt được
hiệu quả.
Tuy nhiên, trước nhu cầu ngày càng tăng trong ngành dầu khí Việt nam,
Nhà nước cũng đã coi việc nghiên cứu phát triển và chế tạo các thiết bị đo lường
cho ngành dầu khí như một nhiệm vụ quan trọng trong lĩnh vực tự động hóa.
CÁC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài KC-03.14 thực hiện việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo các hệ
thống thiết bị đo lường cho ngành địa vật lý nhằm phục vụ các quá trình đo giếng
hở, thử vỉa và kiểm tra khai thác. Với ba nội dung lớn sau đây:
- Nghiên cứu, nâng cấp trạm đo Carota điện SODESEP.
- Nghiên cứu thiết kế trạm thử vỉa.
- Nghiên cứu nâng cấp các máy giếng kiểm tra khai thác thuộc họ máy
Computalog.
1
Kết quả nghiên cứu của đề tài được thể hiện trong báo cáo tổng kết khoa
học kỹ thuật (73 trang) và phần phụ lục bao gồm các tài liệu kỹ thuật của sản
phẩm.
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật gồm phần mở đầu, 3 chương, kết
luận và phụ lục. Chương I đưa ra kết quả nghiên cứu nâng cấp trạm đo Carota điện
Sođesep, chương II là kết quả nghiên cứu trạm thử vỉa, chương III đề cập tới việc
nâng cấp các máy giếng kiểm tra khai thác thuộc họ Computalog.
Phần phụ lục bao gồm:
1. Tài liệu kỹ thuật hệ thống thiết bị trạm đo Sodesep;
2. Hướng dẫn sử dụng hệ thống thiết bị nâng cấp trạm đo Sodesep;
3. Bảng tra hệ số tính lưu lượng dầu khí
4. Tài liệu kỹ thuật trạm thử vỉa AWT-01
5. Hướng dẫn sử dụng trạm thử vỉa AWT-01
6. Tài liệu kỹ thuật hệ thống thiết bị trạm đo kiểm tra khai thác
Computalog, trong đó có:
- Máy giếng đo đường kính ống chống- Computalog;
- Máy giếng đo hàm lượng nước- Computalog;
- Máy giếng đo lưu lượng - Computalog;
- Máy giếng đo mật độ chất lỏng-Computalog;
- Máy giếng đo áp suất- Computalog;
- Máy giếng đo gammaray- Computalog
- Máy giếng đo nhiệt độ - Computalog
- Máy giếng Telemetry- Computalog;
- Thiết bị bề mặt phối ghép với máy giếng- Computalog.
7. Hướng dẫn sử dụng hệ thống thiết bị trạm đo kiểm tra khai thác
Computalog.
8. Các báo cáo khoa học tại các hội nghị khoa học và đăng ở tạp chí
KHKT.
9. Các biên bản nghiệm thu kỹ thuật các hệ thống thiết bị của đề tài.
Sản phẩm của đề tài bao gồm:
1. Trạm đo Carota điện Sodesep được nâng cấp, tài liệu kỹ thuật và
hướng dẫn sử dụng;
2. Trạm thử vỉa được thiết kế chế tạo mới, tài liệu kỹ thuật và
hướng dẫn sử dụng;
3. Các máy giếng kiểm tra khai thác thuộc họ máy giếng
Computalog được nâng cấp, tài liệu kỹ thuật và hướng dẫn sử
dụng;
Kèm theo các thiết bị là hệ thống phần mềm đo và điều khiển thiết bị.
2
ĐÁNH GIÁ:
Sau khi nghiên cứu toàn bộ hệ thống tài liệu, tham gia kiểm tra các
sản phẩm của đề thông qua các văn bản nghiệm thu và đánh giá sản phẩm,
người phản biện có những nhận xét sau đây:
a. Về ý nghĩa khoa học của đề tài:
-
Nội dung của đề tài là một nhu cầu thực tiễn, phù hợp với hướng phát
triển của kỹ thuật điều khiển, lý thuyết thông tin và đo lường; phương pháp
nghiên cứu hiện đại, hợp logic và có luận cứ khoa học.
-
Các nhiệm vụ của đề tài đặt ra và thực hiện dựa trên cơ sở phân tích
những thành tựu mới nhất trong lĩnh vực tìm kiếm và khai thác dầu khí,
phân tích ưu nhược điểm của phương án cũ đã sử dụng trước đó để đề xuất
các giải pháp kỹ thuật thích hợp, khắc phục được nhược điểm và tận dụng
ưu thế của kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin và đo lường.
-
Cải tiến và thay thế các thiết bị trong trạm đo Carota điện Sodesep đòi
hỏi quá trình phân tích chức năng và khai thác nguyên lý của trạm và các
mạch điện theo sơ đồ điện nguyên lý, phân tích và xây dựng chương trình
điều khiển, đo lường và truyền dữ liệu phù hợp với thế hệ máy tính mới. Ở
đây đã tạo thêm chức năng tự kiểm tra hệ thống, chương trình chạy trên
môi trường Window.
-
Trạm thử vỉa AWT-01 và 09 thiết bị đo trong máy giếng là những sản
phẩm mới của đề tài. Cấu trúc hệ thống đo lường được xậy dựng trên cơ sở
sơ đồ cấu trúc truyền thống. Điều khác biệt ở đây là lựa chọn các sensor và
linh kiện thích hợp làm việc ở môi trường đo khắc nghiệt, đặc biệt ở nhiệt
độ cao, tại môi trường này giải pháp chống sét, chống cháy nổ mà đề tài đã
thực hiện là rất cần thiết. Chương trình WELL TETS và GEODB là một nội
dung mới của đề tài, trong đó chương trình phân tích dữ liệu, tính và hiệu
chỉnh thông số mô hình vỉa mang ý nghĩa thực tiễn.
-
Thay thế các loại máy đo, xây dựng chương trình tự động hoá quá trình
đo và xử lý số liệu, nâng cấp hệ thống đo xa là một trong những nội dung
mới mẻ của đề tài trong hệ thống máy giếng.
b. Đóng góp thực tiễn của đề tài:
- Nhiệm vụ của đề tài KC-03.14 xuất phát từ đòi hỏi thực tiễn ngành dầu
khí Việt nam. Sản phẩm mà nhóm đề tài tạo ra đã được ứng dụng có kết quả
tại các giàn khoan dầu khí VietsovPetro, góp phần nâng cao hiệu quả nghiên
cứu và sản xuất.
- Các tài liệu kỹ thuật, hướng dẫn sử dụng, chương trình đo lường và điều
khiển được soạn thảo khá chuyên nghiệp giúp cho kỹ sư và chuyên gia
ngành dầu khí dễ dàng khai thác và sử dụng trạm đo Carota điện Sodesep,
trạm thử vỉa và hệ thống máy giếng họ Computalog.
3
KẾT LUẬN CHUNG:
Đề tài KC-03.14 đã thực hiện tốt các nội dung nghiên cứu nêu trong
thuyết minh kỹ thuật của hợp đồng nghiên cứu khoa học số 289/HĐNC đã
ký giữa Ban chủ nhiệm chương trình KC-03 và Học viện kỹ thuật quân sự.
Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, đã mang lại hiệu
quả kinh tế kỹ thuật trong lĩnh vực kinh tế mũi nhọn – ngành thăm dò và
khai thác dầu khí.
Kết quả nghiên cứu là sản phẩm khoa học kỹ thuật đầu tiên trong nước
thuộc lĩnh vực này.
Bản tóm tắt báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật của đề tài phản ánh
đầy đủ và trung thực nội dung khoa học của đề tài.
Căn cứ vào mục tiêu tiêu và đặt ra, nhóm đề tài KC-03.14 đã hoàn
thành xuất sắc nhiệm vụ đã đăng ký.
Đề nghị Hội đồng nghiệm thu kết quả của đề tài KC-03.14.
Hà Nội, ngày 26 tháng 7 năm 2004
Người nhận xét
KS Nguyễn Xuân Dịnh
4
Nội dung nhận xét
I.Các nội dung nghiên cứu của đề tài:
Các thiết bị phục vụ ngành dầu khí thuộc loại thiết bị công nghệ cao với
khả năng thích ứng tốt với môi trường làm việc khắc nghiệt (nhiệt độ 1600C-
1700C, áp suất 17000psi-20000psi). Trong những năm 1985-1990 ngành dầu khí
Việt nam sử dụng các thiết bị đo lường chủ yếu của Liên xô cũ dựa trên kỹ thuật
tương tự, việc đo và xử lý số liệu chưa được tự động hoá, thường thao tác thủ
công, tốn kém nhân lực và thời gian. Các thiết bị hiện đại của các nước tư bản
phát triển phải mua bằng ngoại tệ với giá cao và càng trở nên khó khăn hơn khi
đất nước ta bị cấm vận. Vì vậy, hướng nghiên cứu và triển khai của đề tài KC-
03.14 về phát triển và hoàn thiện các hệ thống tự động hoá trong ngành khai thác
dầu khí là một trong những chương trình trọng điểm của Nhà nước về lĩnh vực Tự
động hoá, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng trong ngành khai thác dầu khí tại Việt
nam.
Đề tài KC- 03.14 đã thực hiện một khối lượng công việc nghiên cứu và thiết
kế, xây dựng các thiết bị tự động hoá khá lớn với 3 cụm công việc chính như sau:
Nghiên cứu nâng cấp trạm đo Carota điện SODSEP.
Nghiên cứu, thiết kế. chế tạo trạm thử vỉa.
Nghiêncứu nâng cấp các máy giếng kiểm tra khai thác thuộc họ máy
Computalog.
Các nội dung công việc của đề tài đều tập trung tự thiết kế, chế tạo hoặc cải tiến
nâng cấp các hệ thống thiết bị tự động hoá đo lường, xử lý số liệu phục vụ ngành
khai thác dầu khí từ quá trình thăm dò, xác định trữ lượng đến quá trình thăm dò
dầu khí, đo giếng mở. Trạm thử vỉa chuyên dùng để xác định các thông số của vỉa
trước khi đưa giếng vào khai thác và các máy giếng đo kiểm tra khai thác sẽ
thường xuyên đo lường và kiểm tra các giếng đang được khai thác giúp cho quá
trình tối ưu hoá chế độ khai thác giếng.
II. CÁC KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT:
Các kết quả nhận được của đề tài KC-03.14 được trình bày chi tiết trong tập báo
cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật của đè tài, quyển báo cáo tóm tắt và các tài liệu
được công bố khác như các bài báo, báo cáo khoa học tại các hội nghị khoa học
tại Học viện KTQS, trên tạp chí Khoa học và Công nghệ (thuộc Trung tâm KHTN
& CNQG). Các kết quả chính mà đề tài đạt được trong các nội dung nghiên cứu
như sau:
Nghiên cứu nâng cấp trạm Carota điện Sodesep:
-Đây là nội dung nghiên cứu lần đầu tiên được đặt ra ở trong nước do việc nâng
cấp hệ thống trên mà dựa vào các hãng của nước ngoài đòi hỏi kinh phí rất lớn và
đồng thời cần tự nắm bắt dựoc kỹ thuật công nghệ của các thiết bị tương tự, tiến
đến chủ động trong cải tiến, thiết kế, chế tạo các thiết bị tự động hoá đo lường, xử
lý số liệu trong ngành khai thác dầu khí.
-Việc nâng cấp trạm đo này được giữ nguyên các máy giếng, vỏ trạm và
thiết kế chế tạo mới phần thiết bị điện tử trên bề mặt như khối PC Interface, khối
đo, hiển thị độ sâu và sức căng, các thiết bị phối ghép và điều khiển máy giếng
Telemetry, điều khiển và giải mã cho họ máy đo siêu âm, máy đo CCL, máy đo
Gamma Ray, đo độ lệch vỉa, đo phương vị, đo sâu sườn v.v...
-Để có thể tự động hoá quá trình đo lường và xử lý số liệu của trạm đo
Carota điện mới nhóm đề tài đã xây dựng hệ thống các chương trình đo lường và
xử lý số liệu cho trạm đo mới gồm các chương trình tạo thành bộ chương trình đo
địa vật lý thống nhất GEOLOG được dùng tại Xí nghiệp địa vật lý giếng khoan.
-Trạm đo mới được thiét kế tối ưu trên nền các vi mạch chuyên dụng
FPGA, phương thức lấy mẫu được cải tiến so với thiết bị cũ và được bổ xung tính
năng tự kiểm tra hệ thống. trạm đo mới hoạt động ổn định hơn, không bị treo hệ
thống, có độ phân giải, đô chính xác cho phép và đo được các tổ hợp đặc trưng
của họ máy đo Sodesep và tương thích với phần mềm cũng như phần cứng của
các thiết bị trạm ALS-03M đang sử dụng tại Liên doanh dầu khí Việt xô (VSP).
-Trạm đo Carota điện mới do đề tài nâng cấp đã được lắp đặt, hiệu chỉnh
và đang hoạt động tốt trên giàn khoan của VSP. Ngoài ra nhóm đề tài có chế tạo
một thiết bị bề mặt Demo cho kết quả nghiên cứu nhận được của đề tài.
2. Nghiên cứu thiết kế chế tạo trạm thử vỉa AWT-01:
-Trạm thử vỉa chuyên dùng để xác định các thông số của vỉa trước khi đưa
giếng vào khai thác và tại thời điểm nghiên cứu của đề tài VSP cũng chỉ có các
thiết bị rời rạc của Liên xô cũ mà vẫn chưa có hệ thống thử vỉa được tích hợp
phần mềm tự động hoá đo lường và xử lý số liệu. Trạm thử vỉa mới AWT-01 do
đề tài nghiên cứu thiết kế, chế tạo là hệ thống tự động đo lường - xử lý số liệu thử
vỉa đầu tiên được thiết kế chế tạo tại Việt nam.
-Việc thiết kế chế tạo mới trạm thử vỉa AWT-01 bao gồm bộ biến đổi
ADC nhiều kênh, timer và bộ phối ghép vào/ ra số đa kênh signal conditional,
máy giếng đo áp xuất đáy, bộ chuyển mạch số đa kênh..v.v...
-Nhóm đề tài đã thiết kế và xây dựng hệ thống phần mềm tích hợp với
trạm thử vỉa mới để tự động hoá quá trình đo lường và xử lý số liệu đo. Hệ thống
phần mềm được xây dựng bao gồm các module như chương trình Kuster đặt chế
độ ghi số liệu, đọc số liệu cho máy đo áp suất đáy, module GlogWT để đo, tính
toán và hiển thị các giá trị đo dưới các dạng khác nhau, chương trình GeditWT,
module EditData và chương trình Welltest để nhập xuất, xử lý số liệu thử vỉa và
in báo cáo.
-Trạm thử vỉa mới đã được nhóm đề tài lắp đặt và hiệu chỉnh, đưa vào
hoạt động ổn định trên giàn khoan của VSP, đáp ứng được cả yêu cầu về độ chính
xác, tính ổn định và thoả mãn cả các yêu cầu về chống cháy nổ khắc nghiệt trên
các giàn khoan dầu khí. Các kết quả đo lường của trạm thử vỉa mới có chất lượng
hơn hẳn so với phương pháp đo và xử lý thủ công trước đây của các thiết bị được
sử dụng tại VSP.
3.Nghiên cứu nâng cấp các máy giếng kiểm tra khai thác thuộc họ máy
Computalog:
-Đây là nội dung nghiên cứu lần đầu tiên được đặt ra ở trong nước do cần
phải có một lượng kinh phí lớn nếu thuê các hãng của nước ngoài cải tiến nâng
cấp hệ thống trên cũng như nhằm để nắm bắt và chủ động về công nghệ trong lĩnh
vực này.
-Nhóm nghiên cứu đề tài đã cải tiến nâng cấp 9 máy đo kiểm tra khai thác
họ Coputalog như các máy đo nhiệt độ, áp suất, đo tỷ trọng, đo gamma tự nhiên,
đo CCL, đo đường kính ba càng, đo lưu lượng có hướng, đo mật độ nước, máy
telemetry và trạm thiết bị bề mặt. Mỗi loại máy đo được nhóm đề tài chế tạo 2
máy và thêm một số máy làm thiết bị Demo cho đề tài. Máy Telemetry mới đạt
được các tính năng kỹ thuật cao hơn hẳn máy cũ.
-Để tự động hoá quá trình đo và xử lý số liệu nhóm đề tài đã xây dựng các
chươnh trình phần mềm tương ứng cho các máy đo kiểm tra khai thác họ
Computalog và được đóng gói trong bộ phần mềm đo địa vật lý GEOLOG đang
được sử dụng tại Xí nghiệp địa vật lý giếng khoan.
-Các máy giếng kiểm tra khai thác mới họ Computalog do đề tài thiết kế
chế tạo đã được lắp đặt, hiệu chỉnh và sử dụng ổn định tại Liên doanh dầu khí
Việt- Xô.
III. Kết luận
Đề tài KC-03.14 đã hoàn thành tốt các nội dung nghiên cứu đề ra trong
thuyết minh của đề tài và trong hợp đồng ký với Bộ KHCN, các kết quả nghiên
cứu và các thiết bị sản phẩm của đề tài đang được sử dụng tại Liên doanh dầu khí
Việt- Xô là kết quả của quá trình nghiên cứu nghiêm túc và có ý nghĩa khoa học
cũng như ý nghĩa thực tiễn cao.
Đề nghị cho đề tài đánh giá nghiệm thu ở Hội đồng cấp cấp cơ sở và Hội
đồng cấp nhà nước.
Người nhận xét
Nguyễn Công Định
BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỘI ĐỒNG KH&CN TƯ VẤN ĐÁNH GIÁ
KẾT QUẢ ĐỀ TÀI KH&CN CẤP NHÀ NƯỚC
PHIẾU NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ
KẾT QUẢ ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP NHÀ NƯỚC
UV phản biện:
Ủy viên:
1. Tên đề tài: “Nghiên cứu phát triển và hoàn thiện các thống tự động hoá quá
trình khai thác dầu khí ở Việt nam”.
Mã số: KC-03.14
2. Thuộc chương trình: KC-03.
3. Chủ nhiệm đề tài: TS Phạm Hoàng Nam.
4. Cơ quan chủ trì đề tài: Học viện Kỹ thuật Quan sự.
5. Chuyên gia đánh giá:
a.
b.
c.
Họ và tên chuyên gia: TSKH. Nguyễn Anh Tuấn
Ngày chuyên gia nhận hồ sơ đánh giá: 23/7/2004
Ngày chuyên gia trả hồ sơ đánh giá: 29/7/2004
6. Các chỉ tiêu đánh giá:
6.1 Mức độ hoàn thành khối lượng cơ bản kết quả nghiên cứu của Đề tài so
với Hợp đồng:
Về số lượng chủng loại các sản phẩm:
Đề tài đã thực hiện đầy đủ các mục nêu trong thuyết minh kỹ thuật của Hợp
đồng. Cụ thể như sau:
-
Trạm đo Carota điện Sodesep bao gồm phần cứng, phần mềm, tài liệu kỹ thuật
và hướng dẫn sử dụng của thiết bị. 01 thiết bị Demo cho đề tài.
- Trạm thử vỉa bao gồm phần cứng, phần mềm, tài liệu kỹ thuật và hướng dẫn sử
dụng của thiệt bị.
- Hệ thống máy giếng đo kiểm tra khai thác họ Computalog bao gồm thiết bị bề
mặt, 9 loại máy giếng mỗi loại 2 máy (đã lắp đặt tại VSP) và 3 máy demo cùng
toàn bộ tài liệu kỹ thuật và hướng dẫn sử dụng kèm theo thiết bị.
- 03 bài báo khoa học liên quan tới các vấn đề đo lường địa vật lý giếng khoan.
Về phương pháp nghiên cứu, báo cáo khoa học, tài liệu công nghệ:
-
Các nhiệm vụ của Đề tài được đặt ra và giải quyết dựa trên việc phân tích các
cấu trúc và nguyên lý đo truyền thống của các hệ thống đo lường Địa vật lý. Phân
tích các ưu, nhược điểm của các phương án cũ, kết hợp với việc sử dụng các thành
tựu mới của công nghệ thông tin và công nghệ điện tử để đưa ra các thiết kế tối ưu
cho các hệ thống thiết bị mới.
-
Bản báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật của đề tài phản ánh đầy đủ và trung
thực nội dung khoa học của đề tài.
Các tài liệu kỹ thuật của các thiết bị phần cứng cũng như các hướng dẫn sử
-
dung thiết bị đã mô tả rất chi tiết sơ đồ nguyên lý cũng như chú giải về chức năng...
cho phép không chỉ thuận tiện trong việc sử dụng thiết bị mà còn dễ dàng sản xuất
hàng loạt các sản phẩm đề tài.
6.2 Giá trị khoa học của các kết quả nghiên cứu của Đề tài:
Về tính sáng tạo, tính mới của kết quả nghiên cứu của Đề tài:
-
Các vấn đề khoa học kỹ thuật đã đặt ra cũng như các sản phẩm của đề tài gồm
3 hệ thống thiết bị và các phần mềm đo lường đi kèm là nội dung nghiên cứu và
sản phẩm khoa học lần đầu tiên được nghiên cứu, chế tạo tại Việt nam.
-
Tất cả các hệ thống thiết bị đều đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật đề ra và có một
loạt các tính năng vượt trội so với các thiết bị trước khi nâng cấp (như đối với trạm
đo Carota điện Sodesep và các máy giếng kiểm tra khai thác Computalog) cả về
phần cứng lẫn phần mềm.
-
Trạm thử vỉa là hệ thống tự động đo lường – xử lý số liệu thử vỉa đầu tiên được
thiết kế, chế tạo ở Việt nam. Các kết quả đo của trạm có chất lượng hơn hẳn so với
phương pháp đo và xử lý thủ công trước đây.
Tình hình công bố các kết quả nghiên cứu của Đề tài:
Đề tài đã công bố ba bài báo trên tạp chí KH trong nước.
6.3 Giá trị ứng dụng:
-
Các kết quả nghiên cứu được cụ thể hóa bằng ba hệ thống thiết bị, chương
trình đo, được lắp đặt và sử dụng có hiệu quả tại Xí nghiệp Liên Doanh Dầu khí
VietsovPetro.
-
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu của đề tài, hoàn toàn có thể chế tạo các
thiết bị tương tự cho các ngành thăm dò và khai thác khoáng sản khác như nước
sạch, than đá...
6.4 Đánh giá về tổ chức quản lý, kết quả đào tạo và những đóng góp khác:
Qua trình nghiên cứu, chế tạo thành công các hệ thống thiết bị, đề tài cũng đã
tự đào tạo và nâng cao trình độ và kinh nghiệm thực tế cho đội ngũ cán bộ của
mình.
Tuy nhiên do chưa có kinh nghiệm nên việc đào tạo sau đại học cũng chưa
đạt được kết quả tốt.
Việc sử dụng các thiết bị trong nước sản xuất không chỉ tiết kiệm ngoại tệ,
mang lại tính chủ động tích cực trong sản xuất mà còn giúp cho VSP đào tạo được
đội ngũ cán bộ kỹ thuật có được những kiến thức cơ bản và chắc chắn hơn về kỹ
thuật đo lường và công nghệ thông tin.
7. Đánh giá nhận xét chung về các kết quả nghiên cứu của Đề tài:
Đề tài KC-03.14 đã hoàn thành tốt các nội dung nghiên cứu đề ra trong
thuyết minh kỹ thuật của đề tài và trong hợp đồng ký với Bộ KHCN, các kết quả
nghiên cứu và các thiết bị sản phẩm của đề tài đang được sử dụng tại Liên doanh
dầu khí VietsovPetro là kết quả của quá trình nghiên cứu nghiêm túc và có ý nghĩa
khoa học cũng như ý nghĩa thực tiễn cao.
Đồng ý nghiệm thu đề tài ở Hội đồng cấp nhà nước.
8. Những nội dung không phù hợp với Hợp đồng của Đề tài:
(chỉ sử dụng cho trường hợp được dự kiến dánh giá ở mức không đạt)
9. Đóng góp của thành viên Hội đồng về những tồn tại và đề xuất hướng giải
quyết.
THÀNH VIÊN HỘI ĐỒNG
(Họ tên và chữ ký)
II. Nội dung
Sau khi nghe đồng chí chủ nhiệm đề tài báo cáo kết quả thực hiện đề tài; các đồng chí
phản biện đọc nhận xét về đề tài; tổ trưởng kỹ thuật đoc biên bản thẩm định chỉ tiêu kỹ
thuật và chất lượng sản phẩm của đề tài và nghe các văn bản có liên quan; hội đồng và
các đại biểu hỏi, chủ nhiệm đề tài trả lời và tiến hành thảo luận; hội đồng kết luận đánh
giá đề tài như sau:
-Đáp ứng yêu cầu thực tiễn của ngành dầu khí Việt nam trong việc bảo đảm các
thiết bị đo lường và xử lý số liệu đo lường của các trạm Carota địa vật lý giếng khoan dầu
khí.
-Các kết quả nghiên cứu đáp ứng đầy dủ yêu cầu sản phẩm nghiên cứu của hợp
đồng nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ.
-Các sản phẩm nghiên cứu đã được áp dụng trong thực tế goạt động của liên
doanh dầu khí Viet xô, các biên bản nghiệm thu kỹ thuật, số liệu so sánh giữa kết quả đo
đạc bằng các phương tiện cũ và mới cho thấy các chỉ tiêu kỹ thuật không thua kém các
phương tiện đo lường được thay thế .
+Những đóng góp khoa học:
-Bước đầu làm chủ được công nghệ chế tạo các thiết bị đo lường địa vật lý và yêu
cầu cao về điều kiện làm việc( nhiệt độ, áp suất cao)
-Thiết bị được chế tạo trên cơ sở các linh kiện tích hợp cao. Hệ thống đáp ứng
được yêu cầu các chuẩn của hệ thống tự động hoá trong đo lường địa vật lý.
-Kết quả nghiên cứu đã được áp dụng mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật trong
một số lĩnh vực kinh tế mũi nhọn - dầu khí. Là sản phẩm khoa học đầu tiên trong nước
thuộc lĩnh vực này, kết quả nghiên cứu đã được công bố trong ba báo cáo khoa học.
+Thiếu sót:
-Văn bản báo cáo đề tài cần bổ xung các văn bản nghiệm thu các sản phẩm.
II. Nội dung
Sau khi nghe đòng chí chủ nhiệm đề tài báo cáo kết quả đạt được của đề tài, giới thiệu
sản phẩm và các chỉ tiêu kỹ thuật đạt được; tổ thẩm định xem xét hoạt động của thiết bị
và phần mềm là sản phẩm của đề tài, đo đạc các thông số kỹ thuật và chất vấn chủ nhiệm
đề tài; tổ thẩm định đã đối chiếu kết quả đạt được của đề tài với yêu cầu, chỉ tiêu kỹ thuật
ghi trong đề cương nghiên cứu và đăng ký sản phẩm nghiên cứu đã được phê duyệt và
thống nhất đánh giá như sau ( đánh giá cho từng sản phẩm):
-Đề tài có đủ các dạng sản phẩm như đăng ký trong hợp đồng NCKH và phát triển
công nghệ số 14/2001/HĐ-ĐTCT-KC.03.14 ký giữa chủ nhiệm đề tài, cơ quan chủ trì đề
tài với bộ khoa học công nghệ và ban chủ nhiệm chương trình KC-03(22 đầu sản phẩm).
Trong đó cụ thể đề tài có các dạng sản phẩm sau:
+Các thiết bị
+Các phần mềm đi cùng các thiết bị
+Các tài liệu kỹ thuật(sơ đồ phần cứng, các báo cáo khoa học0
+Các tài liệu hướng dẫn sử dụng các thiết bị.
-Các tài liệu kỹ thuật, tài liệu hướng dẫn sử dụng các thiết bị đảm bảo các yêu cầu
đặt ra như trong thuyết minh đề tài cũng như trong hợp đồng ký với bộ khoa học công
nghệ.
-Các phần mềm điều khiển các thiết bị và thu thập, xử lý các dữ liệu trong các
thiết bị đảm bảo cho các thiết bị đạt được các tính năng cần thiết. Cụ thể đề tài có các sản
phẩm dạng thiết bị như sau:
*Trạm đo Carota điện Sodesep:
Các chỉ tiêu kỹ thuật của trạm này về tính tương thích, độ chính xác, dạng dữ liệu
đầu ra và môi trường làm việc hoàn toàn tương ứng với các chỉ tiêu đã đăng ký trong
thuyết minh đề tài và trong hợp đồng ký với Bộ KHCN. Điều này thể hiện trong các văn
bản như phụ lục kỹ thuật của hợp đồng kinh tế số 141/2000-VSP1, biên bản kiểm tra tính
năng kỹ thuật của thiết bị và biên bản nghiệm thu trạm đo Carota điện Sodesep do giám
đóc xí nghiệm địa vật lý giếng khoan ký( các chuyên gia kiểm tra nghiệm thu tính năng
kỹ thuật của thiết bị tại xí nghiệp địa vật lý giếng khoan gồm:
Mnaxakanov- Chánh kỹ sư của xí nghiệp
Dương Văn Thắng- Phó giám đóc xí nghiệp
Đào Quang Hoà- Trưởng phòng kỹ thuật sản xuất
Dương Thái Sơn- Kỹ sư đội công nghệ cao
*Trạm thử vỉa:
Sản phẩm đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật như đã đăng ký trong thuyết minh đề tài
và trong hợp đồng ký với Bộ KHCN. Điều này được thể hiện trong cácvăn bản như phụ
lục kỹ thuật của hợp đồng kinh tế số 211/2001-VSP1, biên bản kiểm tra tính năng kỹ
thuật của trạm thử vỉa và biên bản bao cáo kết quả thực hiện hợp đồng số 211/2001-
VSP1. Các chuyên gia của liên doanh dầu khí Viêt xô nghiệm thu kỹ thuật của trạm thử
vỉa bao gồm:
Nguyễn Trọng Trí- Đội trưởng đội thử vỉa
Phạm Đình Sinh- Kỹ sư trưởng đội thử vỉa
*Các máy giếng đo kiểm tra khai thác: bao gồm 9 máy giếng sau:
-Máy Telemetry Catridge
-Máy đo phóng xạ GR
-Máy đo nhiệt độ PRT
-Máy đo hàm lượng nước CWH
-Máy đo lưu lượng dầu CFB
-Máy đo đánh dấu đầu nối ống chống CCL
-Máy đo áp suất trong ống khai thác QPS
-Máy đo mật độ chất lỏng FDR
-Máy đo đường kính ống chống CAL
Các chỉ tiêu và đặc tính kỹ thuật của các máy giếng trên đều đạt được như trong thuyết
minh đề tài và trong hợp đồng ký với Bộ KHCN. Điều này được thể hiện rõ trong các văn
bản như phụ lục kỹ thuật của hợp đồng kinh tế số 140/2000- VSP1 với liên doanh dầu khí
Việt xô, biên bản kiểm tra tính năng kỹ thuật của các máy giếng họ Computalog, biên bản
nâng cấp máy giếng Computalog do Giám đốc Hoàng Văn Quý của xí nghiệp địa vật lý
giếng khoan ký. Các chuyên gia kiểm tra nghiệm thu kỹ thuật các máy giếng dạng trên
bao gồm:
Mnaxakanov- Chánh kỹ sư của xí nghiệp
Dương Văn Thắng- Phó giám đóc xí nghiệp
Đào Quang Hoà- Trưởng phòng kỹ thuật sản xuất
Dương Thái Sơn- Kỹ sư đội công nghệ cao
Tóm tắt
Báo cáo trình bày các kết quả nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu phát triển
và hoàn thiện các hệ thống tự động hóa quá trình khai thác dầu khí ở Việt nam ”
mã số KC.03.14 thuộc chương trình nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ
tự động hóa cấp nhà nước KC.03.
Trên cơ sở ứng dụng các thành tựu mới của công nghệ thông tin và công
nghệ điện tử hiện đại đã nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thành công một số hệ
thống đo lường xử lý số liệu dùng cho ngành dầu khí có ý nghĩa cả về mặt khoa
học lẫn thực tiễn như trạm đo Carota điện Sodesep, trạm thử vỉa AWT-01, hệ
thống máy giếng đo kiểm tra khai thác.
Ba hệ thống thiết bị trên là các hệ thống đo lường rất đặc trưng của ngành
địa vật lý giếng khoan. Trạm Carota điện phục vụ quá trình thăm dò dầu khí. Trạm
thử vỉa nhằm xác định trữ lượng mỏ và chế độ khai thác tối ưu. Các máy giếng
kiểm tra khai thác phục vụ quá trình đo kiểm tra các thông số công nghệ của quá
trình khai thác. Mỗi hệ thống đo đều gồm có hệ thống thiết bị phần cứng và hệ
thống phần mềm đo lường - phân tích xử lý số liệu.
Các hệ thống đo này lần đầu tiên được nghiên cứu và chế tạo thành công
tại Việt Nam và đang được sử dụng tại Xí nghiệp Liên doanh Dầu khí
VietsovPetro.
Các hệ thống thiết bị trên không chỉ sử dụng cho ngành dầu khí mà còn có
có thể dùng trong các ngành thăm dò và khai thác khoáng sản khác.
Trang ii
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài KC.03.14
Nội dung
Phần mở đầu
4
4
1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.2 Mục tiêu của đề tài
7
1.3 Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, các kỹ thuật sẽ sử dụng
1.4 Nội dung nghiên cứu
7
8
Chương 1: Nghiên cứu nâng cấp trạm đo Carota điện Sodesep
2.1 Mở đầu
10
10
10
11
11
13
13
16
16
19
20
23
23
23
25
26
27
28
28
28
29
30
2.2 Khái niệm đo Carota điện
2.3 Trạm đo Carota điện Sodesep và các yêu cầu nâng cấp
2.3.1 Cấu trúc của trạm cũ
2.3.2 Giao thức truyền của tổ hợp các máy truyền kiểu tương tự.
2.3.2 Giao thức truyền của tổ hợp các máy truyền kiểu số.
2.4 Thiết kế trạm Carota điện Sodesep mới
2.4.1 Cấu trúc của trạm đo Carota Sodesep nâng cấp
2.4.2 Hệ thống phần mềm của trạm
2.4.3 Đánh giá hệ thống
Chương 2: Nghiên cứu thiết kế trạm thử vỉa
3.1 Mở đầu
3.2 Khái niệm về quá trình thử vỉa
3.3 Các thiết bị thử vỉa sử dụng trước khi có trạm AWT-01
3.4 Thiết kế chế tạo trạm thử vỉa AWT-01
3.4.1 Các thành phần của hệ thống phần cứng
3.4.2 Các chương trình phần mềm.
3.5 Xử lý, tính toán số liệu đo
3.5.1 Tính lưu lượng dầu và khí.
3.5.2 Tạo số liệu áp suất đáy
3.5.3 Các công thức tính tham số dầu, khí
Trang 1
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài KC.03.14
3.5.4 Tính các tham số vỉa
33
37
45
47
3.6 Cơ sở lý thuyết cho các tính toán, xử lý số liệu thử vỉa
3.7 Đánh giá sai số trạm thử vỉa AWT-01 so với trạm cũ.
3.8 Đánh giá hệ thống
Chương 3: Nghiên cứu nâng cấp các máy giếng kiểm tra khai thác
thuộc họ máy Computalog
48
48
50
50
51
53
54
56
60
62
62
62
62
63
65
68
71
72
4.1 Mở đầu
4.2 Nghiên cứu máy đo kiểm tra khai thác họ Computalog
4.2.1 Thiết bị đo trên mặt đất
4.2.2 Phương thức truyền thông tin
4.2.3 Cấu trúc máy giếng
4.2.4 Nguồn máy giếng trong môi trường nhiệt độ cao
4.2.5 Bộ cảm biến trong môi trường nhiệt độ cao
4.2.6 Bộ khuếch đại trong môi trường nhiệt độ cao
4.2.7 Chỉ tiêu kỹ thuật của các máy giếng họ Computalog
4.2.8 Đánh giá hệ máy đo Computalog cũ
4.3 Thiết kế nâng cấp máy giếng họ Computalog
4.3.1 Nâng cấp bộ nguồn nuôi máy Telemetry
4.3.2 Thiết kế mới hệ thống thiết bị bề mặt
4.4 Đánh giá các máy giếng sau khi nâng cấp
Kết luận
Lời cảm ơn
Tài liệu tham khảo.
Trang 2
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài KC.03.14
Phần phụ lục
Xác nhận của cơ quan sử dụng các hệ thống đo lường địa vật lý giếng khoan.
Phụ lục A
Tài liệu kỹ thuật của trạm Sodesep nâng cấp
Hướng dẫn sử dụng trạm Sodesep nâng cấp
Phụ lục B
Các bảng tra hệ số tính lưu lượng dầu và khí
Tài liệu kỹ thuật của trạm thử vỉa AWT-01
Bản vẽ thuyết minh lắp đặt các cảm biến
Hướng dẫn sử dụng trạm đo, phần mềm đo, xử lý kết quả thử vỉa
Phụ lục C
Tài liệu kỹ thuật máy giếng CCL - Computalog
Tài liệu kỹ thuật máy giếng đo đường kính ống chống - Computalog
Tài liệu kỹ thuật máy giếng đo hàm lượng nước - Computalog
Tài liệu kỹ thuật máy giếng đo lưu lượng - Computalog
Tài liệu kỹ thuật máy giếng đo mật độ chất lỏng - Computalog
Tài liệu kỹ thuật máy giếng đo áp suất - Computalog
Tài liệu kỹ thuật máy giếng đo Gamma Ray - Computalog
Tài liệu kỹ thuật máy giếng đo nhiệt độ - Computalog
Tài liệu kỹ thuật máy giếng Telemetry - Computalog nâng cấp
Tài liệu kỹ thuật thiết bị bề mặt trạm Computalog nâng cấp
Hướng dẫn sử dụng trạm Computalog nâng cấp
Phụ lục D
Báo cáo khoa học: Nghiên cứu, nâng cấp trạm đo Carota điện Sodesep
Báo cáo khoa học: Nghiên cứu thiết kế chế tạo trạm thử vỉa
Báo cáo khoa học: Trạm đo Carota điện ALS03.
Báo cáo khoa học: Trạm theo dõi các tham số khoan thăm dò dầu khí.
Phụ lục E
Các biên bản nghiệm thu kỹ thuật các hệ thống thiết bị của đề tài.
Trang 3
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài KC.03.14
Phần mở đầu
1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
Ngoài nước:
Mặc dù hiện nay rất nhiều ngành công nghiệp thu hút được đầu tư như công
nghệ thông tin, công nghệ sinh học... nhưng khai thác dầu khí vẫn là một trong những
mối quan tâm hàng đầu của nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam.
Thiết bị phục vụ ngành dầu khí, bao gồm cả thiết bị khai thác lẫn thiết bị thăm
dò thuộc vào loại thiết bị công nghệ cao với khả năng thích ứng với môi trường khắc
nghiệt tương đương hoặc hơn các thiết bị quân sự. Các linh kiện sản xuất theo tiêu
chuẩn quân sự của thế giới chỉ chịu đựng nhiệt độ tới 1250 C trong khi các máy đo dưới
lòng giếng phải làm việc trong môi truờng nhiệt độ 1600C-1700C.
Việc thiết kế và chế tạo các máy đo cho ngành dầu khí nói chung và đặc biệt là
ngành địa vật lý giếng khoan đòi hỏi một kiến thức tổng hợp của nhiều ngành khoa học
tự nhiên và thực nghiệm. Điều đó thể hiện bằng việc không chỉ có một số rất ít các
hãng mà chỉ các tập đoàn hoặc hãng có tiềm lực mạnh mới tham gia vào lĩnh vực này.
Phải kể đến Geoservice, M/D TOTCO, HITEC... chuyên chế tạo các hệ thống theo dõi
khoan- kể cả trạm Carota khí [1]. Các tập đoàn Schlumberger, Halliburton chuyên chế
tạo các hệ thống đo giếng mở [1,3]. Các hãng Sondex, Computalog với các máy đo
kiểm tra khai thác...
Riêng Schlumberger đã nắm giữ tới hơn 200 các phát minh, sáng chế liên quan
tới ngành chế tạo máy đo địa vật lý giếng khoan (khoảng 70%).
Các thiết bị của Liên xô (cũ) và Nga sau hơn 10 năm khủng hoảng chính trị và
kinh tế bây giờ bắt đầu được tập trung đầu tư nghiên cứu trở lại và có những thành tựu
nhất định. Đáng chú ý hơn cả là thiết bị đo Open hole của Тверьгеофизик, hãng đang
giữ kỷ lục về khoan và đo ở độ sâu tới 12 km.
Các nước châu Á bao gồm cả Nhật bản và Trung quốc chưa có một hãng nào
tham gia vào lĩnh vực nghiên cứu – chế tạo máy đo địa vật lý, chỉ có các đại lý bán
hàng, dịch vụ...
Trang 4
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài KC.03.14
Trong nước:
Trong những năm 1985 - 1990 ngành dầu khí Việt nam sử dụng các thiết bị đo
lường chủ yếu của Liên xô cũ chế tạo trên cơ sở kỹ thuật tương tự, quá trình đo lường
và xử lý số liệu phải thực hiện qua nhiều thao tác thủ công gây tốn kém thời gian và
nhân lực. Số thiết bị hiện đại của các nước tư bản phát triển phải mua bằng ngoại tệ với
giá rất cao lại càng bị khó khăn hơn trong điều kiện đất nước đang bị cấm vận.
Vào thời điểm đó (năm 1992) một công ty TNHH tại thành phố Hồ Chí Minh
thất bại trong việc chế tạo bộ số hóa cho trạm đo Carota điện. Ngoài ra chưa có công ty
trong nước nào đầu tư nghiêm túc cho việc nghiên cứu, chế tạo thiết bị đo địa vật lý.
Nhận thấy những khó khăn đó công ty AIC đã sớm đề xuất một chiến lược cùng
với Xí nghiệp Liên doanh Dầu khí VietsovPetro (VSP) nghiên cứu và áp dụng các
thành tựu mới của công nghệ thông tin để hiện đại hoá các các thiết bị đo lường của
Liên xô cũ, chế tạo mới để thay thế các thiết bị phải nhập của các nước tư bản phát triển
nhằm từng bước giành lại sự tự chủ trong kỹ thuật đo lường của ngành dầu khí.
Trong những năm đó nhóm cán bộ nghiên cứu của Công ty AIC kết hợp với
các chuyên gia địa vật lý của VSP nghiên cứu thành công và đưa vào sử dụng một số
sản phẩm mang tính thời sự về khoa học kỹ thuật và đem lại hiệu quả cao cho việc tăng
năng suất lao động, giảm chi phí sản xuất.
Công trình đầu tiên của AIC thành công được áp dụng tại Viện Dầu khí thuộc
VSP năm 1992 mang tên: "Tự động hoá hệ thống máy đo sắc ký khí". Hệ thống mới đã
thay thế việc đo lường và xử lý số liệu các thí nghiệm sắc ký khí thủ công bằng ghi và
xử lý tự động. Hệ thống điều khiển thiết bị kết hợp thủ công và kỹ thuật điện tử tương
tự được thay thế bằng điều khiển số.
Cũng trong năm đó VSP chấp nhận đưa vào ứng dụng công trình "Số hoá trạm
đo Carota điện" của AIC, làm tiền đề cho việc chế tạo mới trạm Carota điện ALS-0X
sau này.
Thiết bị số hoá các trạm Carota điện đã thay thế toàn bộ công việc ghi số liệu đo
"Open Hole" với phương pháp giấy ảnh và xử lý thủ công bằng phương pháp ghi tự
Trang 5
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài KC.03.14
động và xử lý dữ liệu kỹ thuật số. Các dữ liệu được lưu giữ an toàn và thuận tiện.
Thiết bị hoạt động chính xác, ổn định, mang lại hiệu suất lao động cao hơn so với
phương pháp cũ.
Trong những năm 1992 - 1995 VSP đã đặt hàng và sử dụng trên các giàn khoan
13 thiết bị số hoá các trạm Carota điện.
Năm 1995 nhóm nghiên cứu của AIC kết hợp với XN Địa vật lý chế tạo thành
công trạm Carota khí Geo Logging Station GLS-1094 trên cơ sở giữ lại các cảm biến
của trạm cũ.
Trạm Carota khí là một hệ thống thiết bị cho phép các nhà địa vật lý theo dõi và
kiểm soát quá trình khoan với hơn 30 thông số đo các đại lượng vật lý và hơn 100
thông số dẫn xuất bao gồm nhóm các thông số khoan, nhóm thông số dung dịch, thông
số khí...
VSP đã đặt hàng và sử dụng 2 trạm Carota khí trên giàn MSP6, và giàn Rồng.
Cả hai trạm trên làm việc ở chế độ 24 giờ /ngày, 30ngày/tháng trong quá trình khoan từ
năm 1995 tới nay chưa hề có sự cố.
Đây là lần đầu tiên tại Việt Nam thành công trong việc nghiên cứu, chế tạo trạm
Carota khí.
Năm 1996 nhóm nghiên cứu của AIC kết hợp với các nhà địa vật lý của VSP đã
thành công trong việc chế tạo trạm đo Carota điện ALS-01, đây cũng là trạm đo Carota
điện đầu tiên được chế tạo trong nước.
Trạm đo Carorta điện là sự kết hợp của kỹ thuật điện tử và công nghệ thông tin
hiện đại. Trạm ALS là trạm đo các thông số giếng khoan, cho phép phối ghép với tất cả
các họ máy giếng của Liên xô cũ, các họ máy giếng của một số hãng thuộc các nước
Anh , Pháp... như họ máy Robertson, họ máy Sondex.
Trạm ALS không chỉ thay thế hoàn toàn các chức năng của trạm Nga ở trình độ
công nghệ cao hơn mà mang lại một loạt các ưu điểm như: hệ thống nguồn nuôi lập
trình được ổn định, độ tin cậy cao; bộ ghi đa kênh có tần số lấy mẫu và độ phân giải
cao, cho phép ghi số liệu theo thời gian thực và theo độ sâu; toàn bộ quá trình phối
ghép nguồn với thiết bị máy giếng và bộ ghi cũng như quá trình kiểm tra các loại tín
Trang 6
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài KC.03.14
hiệu chuẩn; khả năng làm việc của các loại máy giếng khác nhau được tự động hoá.
Do vậy giảm rất nhiều thời gian cho công tác kiểm tra chuẩn bị các thiết bị ngoài hiện
trường, giảm thời gian chết khi đo. Trạm có thiết kế mở dễ dàng cho phép nâng cấp và
phát triển về phần mềm cũng như phần cứng.
Trạm ALS liên tục được cải tiến và nâng cấp lên các model ALS-02, ALS-03,
ALS-03M trong các năm 1997 và 1998. Trạm ALS-02 đã tham gia
triển lãm
PetroVietnam 1997 và triển lãm chuyên đề dầu khí ở Indonexia tháng 11 năm 1997,
được nhiều người quan tâm và đánh giá cao. Cho tới nay VSP đang sử dụng trên các
giàn khoan 7 trạm đo Carota điện ALS.
Cuối năm 1998 đầu năm 1999 công ty hoàn thành công trình "Hệ thống kiểm thử
dùng cho máy đo địa vật lý giếng khoan", là một hệ thống đo lường tự động bao gồm
các hệ nguồn nuôi, máy phát , máy đo lập trình đựơc và các công cụ phần mềm nhằm
trợ giúp cho quá trình nghiên cứu phát triển và sửa chữa các máy đo địa vật lý kể cả
trạm ALS-02.
Các nội dung sẽ trình bày dưới đây là các kết quả của một số nghiên cứu mới
nhất được thực hiện trong khuôn khổ của đề tài NCKH cấp nhà nước KC.03.14.
1.2 Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu, phát triển, thiết kế, chế tạo và hoàn thiện các thiết bị, hệ thống tự
động hóa hiện đại phục vụ ngành khai thác dầu kh,í thay thế các thiết bị nhập ngoại với
giá thành thấp hơn nhằm tạo khả năng chủ động về kỹ thuật, công nghệ.
1.3 Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, các kỹ thuật sẽ sử dụng
Dựa trên các yêu cầu kỹ thuật, nguyên lý đo của các hệ thống, thiết bị đo lường
cổ điển của ngành đo địa vật lý, thiết kế và chế tạo hệ thống đo lường hiện đại với khả
năng tự động hóa cao trên nền tảng ứng dụng các thành quả mới nhất của công nghệ
thông tin, công nghệ điện tử.
Trang 7
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài KC.03.14
Cập nhật các thông tin nghiên cứu mới nhất, các thiết bị hiện đại nhất hiện có
trên thị trường máy đo địa vật lý, nhằm hiệu chỉnh các thiết kế của mình cũng như trong
việc nâng cấp và đổi mới các thiết bị cũ.
Ứng dụng công nghệ ASIC, thiết kế các linh kiện chuyên dụng có độ tích hợp
cao dùng trong các trạm đo địa vật lý.
Tạo mối quan hệ hợp tác chặt chẽ giữa người dùng thiết bị và nhà chế tạo thiết bị
nhằm không ngừng hoàn thiện chất lượng và nâng cao hiệu suất sử dụng thiết bị.
1.4 Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm 3 phần chính sau:
- Nghiên cứu nâng cấp trạm đo Carota điện SODESEP
- Nghiên cứu thiết kế, chế tạo trạm thử vỉa.
- Nghiên cứu nâng cấp các máy giếng kiểm tra khai thác thuộc họ máy
Computalog.
Các nội dung nghiên cứu nêu trên định hướng vào các hệ thống thiết bị đo lường,
tự động hóa phục vụ cho ngành dầu khí trong toàn bộ quá trình từ thăm dò cho tới khai
thác.
Trạm đo Carota điện Sodesep phục vụ cho quá trình thăm dò - đo giếng mở
(open hole logging). Trạm thử vỉa (Well Test) có nhiệm vụ xác định các thông số của
vỉa trước khi đưa giếng vào khai thác. Các máy giếng đo kiểm tra khai thác có nhiệm
vụ thường xuyên đo và kiểm tra các giếng đang khai thác (production logging) nhằm tối
ưu hóa chế độ khai thác.
Các nội dung nghiên cứu trên lần đầu tiên được đặt ra trong nước.
Hai nội dung trạm đo Carota điện Sodesep và trạm đo kiểm tra khai thác là các
vấn đề kỹ thuật không có gì mới ở nước ngoài, nhưng việc nghiên cứu nâng cấp các hệ
thống đó đòi hỏi kinh phí rất lớn. Hơn nữa tiếp tục thuê các hãng nước ngoài giải
quyết thì chúng ta mãi mãi vẫn không nắm được công nghệ chế tạo các thiết bị tương
tự.
Trang 8
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài KC.03.14
Riêng đối với trạm thử vỉa, tại thời điểm nghiên cứu, Xi nghiệp Liên doanh dầu
khí VSP cũng chỉ có các thiết bị rời rạc của Liên xô cũ và các máy ghi áp suất đáy trên
các lá đồng chứ chưa có hệ thống thử vỉa với một chương trình tự động hóa đo và xử
lý số liệu.
Các nội dung nêu trên không phải là các nghiên cứu lý thuyết, các kết quả
nghiên cứu được cụ thể hóa bằng các thiết bị, chương trình, hệ thống đo và được sử
dụng tại Xí nghiệp Liên Doanh Dầu khí VietsovPetro.
Trang 9
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài KC.03.14
Chương 1: Nghiên cứu nâng cấp trạm đo Carota điện Sodesep
2.1 Mở đầu
Năm 1993 Xí nghiệp liên doanh Dầu khí VietsovPetro mua trạm đo Carota điện
Sodesep, trạm đo địa vật lý giếng khoan công nghệ số đầu tiên của Việt nam trong thời
kỳ cấm vận. Sau một thời gian dài sử dụng, trạm đã xuống cấp nghiêm trọng, đặc biệt là
các thiết bị bề mặt. Các thiết bị công nghệ thông tin như máy tính không có các phụ
kiện thay thế do lạc hậu về thế hệ, các thiết bị điện tử mất dần tính ổn định và độ chính
xác. Hệ thống phần mềm viết từ những năm 90 nay đã không còn đáp ứng được các yêu
cầu mới trong ngành địa vật lý. Do đó, việc nghiên cứu nâng cấp trạm đo Carota điện
là một việc cần thiết.
2.2 Khái niệm đo Carota điện
Đo Carota điện là quá trình đo các thông số của thành hệ giếng khoan, được thực
hiện khi giếng chưa chống ống (giếng hở) và đã chống ống. Bao gồm các thông số sau
[1,2,4,6]:
-
-
-
-
-
-
-
Độ rỗng của đất đá.
Khả năng thấm của đất đá.
Độ bão hòa nước.
Điện trở suất đất đá.
Đường kính ống chống, đường kính giếng.
Phương vị, độ lệch vỉa.
Độ kết dính xi măng.
Các trạm đo Carota điện thường dùng ba phương pháp chủ yếu là phương pháp
điện, phương pháp phóng xạ và phương pháp siêu âm [1,2,3,4,5].
Nhóm từ “Carota điện” được dùng theo thói quen cũ trong ngành địa vật lý nhằm
chỉ sự khảo sát thành hệ giếng khoan bằng phương pháp điện, đúng hơn phải gọi là “đo
giếng hở” (Open Hole Logging, Wireline Well Logging ) [1,3,4].
Trang 10
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài KC.03.14
Một trạm đo Carota điện bao gồm hệ thống thiết bị trên bề mặt, các máy giếng
và cáp địa vật lý nối giữa thiết bị bề mặt và máy giếng. Thông qua cáp địa vật lý, thiết
bị bề mặt truyền xuống máy giếng nguồn nuôi, lệnh điều khiển các chế độ đo, máy
giếng gửi lên các số liệu đo. Cáp địa vật lý có thể là cáp 1 lõi, 3 lõi hoặc 7 lõi, với độ
dài (sử dụng tại các vùng mỏ dầu khí Vũng tàu hiện nay) từ 5 km đến 6 km.
Để có thể hoạt động trong môi trường nhiễu công nghiệp như trên giàn khoan
thông tin truyền giữa thiết bị bề mặt và máy giếng được mã hóa bằng nhiều phương
pháp khác nhau, có thể là mã hóa tần số, phân kênh theo thời gian, kết hợp cả hai cách
trên hoặc mã hóa FSK...
Cho tới trước những năm 90, ngành địa vật lý nước ta sử dụng các trạm Carota
điện của Liên xô cũ, là các trạm đo tương tự, kết quả đo ghi ra trên giấy ảnh [7]. Các
trạm Carota điện của Liên xô cũ phần lớn sử dụng cáp địa vật lý 1 lõi, truyền đồng thời
trên đó nguồn nuôi, lệnh từ mặt đất xuống và tín hiệu đo từ máy giếng lên. Các trạm đo
này thường có độ chính xác không cao và thiếu rất nhiều tiện ích trong quá trình sử
dụng.
Sau này chúng ta có những trạm đo công nghệ số với các tính năng kỹ thuật ngày
càng hoàn thiện hơn như trạm các Sodesep, Robertson, Sondex và trạm Haliburton.
Tuy nhiên các trạm này đều rất đắt, với một trạm Haliburton được trang bị 2 cơ số máy
giếng đo Open hole có giá tới hơn 5 triệu USD.
2.3 Trạm đo Carota điện Sodesep và các yêu cầu nâng cấp
2.3.1 Cấu trúc của trạm cũ
Trạm Carota điện Sodesep có chức năng đo các tham số của giếng hở bằng các
tổ hợp đo của các phương pháp điện, từ trường, phóng xạ, siêu âm [6].
Trạm bao gồm hệ thống thiết bị mặt đất và hệ thống máy giếng, sơ đồ khối hệ
thống phần cứng của trạm được mô tả trên hình 2.1.
Trạm sử dụng cáp 7 lõi, lệnh từ trên mặt đất truyền xuống theo 2 lõi với tần số
sóng mang là 8-12 KHz, dữ liệu truyền lên theo lõi khác với tần số 58-72KHz, nguồn
truyền theo 2 lõi riêng biệt. Bước ghi số liệu là 0.0762m và 0.1524m.
Trang 11
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài KC.03.14
Máy giếng của trạm gồm có:
1. Dual Laterolog (DLL) - máy đo sâu sườn.
2. Microlog MicroLaterolog - máy đo vi cực và đo đường kính giếng
khoan.
3. Casing Collar Locator (CCL ) máy xác định vị trí đầu nối.
4. Inclinometer - máy đo phương vị.
5. Dipmeter - máy đo độ lệch vỉa.
6. XY Caliper – máy đo đường kính giếng khoan.
7. Compensated Sonic Tool – máy siêu âm, dùng đo chất lượng xi măng
[5].
8. Gamma Tool – máy đo gamma tự nhiên.
9. Radioactive Tools - máy đo phổ phóng xạ
10. Litho Density Tool – máy đo mật độ thạch học.
11. Telemetry máy giếng đo xa.
Các máy giếng trên khi đo thường nối với nhau trong một tổ hợp, chẳng hạn:
1. Tele_ DLL _MicroResistivity_ Gamma
2. Tele_ Dipmeter_Gamma.
3. Tele_ XY Caliper _Gamma
4. Tele_Radioactivity_LithoDensity
5. Gamma_ Sonic
6. CCL_Gamma_Sonic
Trong đó, các tổ hợp đo có máy Sonic là các tổ hợp truyền thông tin kiểu tương
tự, các tổ hợp còn lại truyền thông tin số được mã hóa FSK. Trong các tổ hợp máy đo
trên, trừ các tổ hợp với máy siêu âm không có càng, các tổ hợp còn lại đều có càng do
đó các thiết bị trên mặt đất phải có khối điều khiển đóng mở càng [phụ lục A].
Máy Dipmeter và máy Inclinometer đều đo phương vị nhưng máy Dipmeter đo
thêm điện trở suất của vỉa, qua đó tính được độ lệch của vỉa.
Trang 12
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài KC.03.14
2.3.2 Giao thức truyền của tổ hợp các máy truyền kiểu tương tự.
Thiết bị mặt đất không cần truyền các thông tin điều khiển, máy giếng tự điều
khiển các hoạt động của mình, bao gồm quá trình phát sóng siêu âm, thu sóng siêu âm,
khuyếch đại, trộn với thông tin header, xung gamma và truyền lên mặt đất. Mỗi gói
(frame) thông tin như vậy có dạng như sau:
1 Frame = Xung header + sóng siêu âm + xung gamma.
Các Frame có chu kỳ 50ms. Máy siêu âm có 2 đầu phát và 2 đầu thu, do đó sẽ
có 4 frame liên tục cho mỗi quá trình thu phát. Xung header có cực tính âm, biên độ gấp
2 lần biên độ sóng siêu âm và có độ rộng cỡ 10µs, các xung gamma có cực tính dương.
Xung header gồm 2 xung, qua đó có thể xác định thứ tự các đầu thu , phát.
2.3.2 Giao thức truyền của tổ hợp các máy truyền kiểu số.
Thiết bị bề mặt truyền lệnh xuống gồm 2 byte đặt giá trị nguồn nuôi cho các bộ
phát sóng 280 Hz và 35 Hz vào đất đá (hoặc lệnh điều khiển nguồn cao áp đối với các
máy đo xạ).
Khi nhận được lệnh trên, máy giếng truyền dữ liệu đo được phân kênh theo thời
gian và mã hóa FSK với tần số 58Khz/72Khz.
Số kênh có thể là 16 hoặc 32 đối với các máy DLL, Dipmeter.. hoặc 256 kênh
đối với máy đo xạ.
Máy giếng được chế tạo từ các loại linh kiện và vật liệu đặt biệt, cho phép làm
việc ở điều kiện môi trường 170°C, áp suất 1200Atm.
Chi tiết hơn về các máy giếng có thể xem trong [22-27].
Hệ thống thiết bị bề mặt bao gồm Control Terminal, Interface Rack, Data
Acquisition Unit.
Giao tiếp giữa kỹ sư đứng máy và thiết bị thực hiện thông qua Control Terminal.
Từ Control Terminal có thể phát lệnh xuống máy giếng, thực hiện các thao tác xử lý và
in ấn dữ liệu. Các máy giếng được nối với hệ thống thiết bị mặt đất qua Interface Rack.
Trang 13
Tải về để xem bản đầy đủ
344 trang
29/03/2024
180
Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Báo cáo Nghiên cứu phát triển và hoàn thiện các hệ thống tự động hóa quá trình khai thác dầu khí ở Việt Nam", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- bao_cao_nghien_cuu_phat_trien_va_hoan_thien_cac_he_thong_tu.pdf
