Kỳ tích khoa học công nghệ của Vietsovpetro

TS danh dự Ngô Thường San - Anh hùng lao động, nguyên Tổng Giám đốc Tổng công ty Dầu khí Việt Nam (nay là Tập đoàn Dầu khí Việt Nam), Chủ tịch danh dự Hội Dầu khí Việt Nam, nguyên Tổng Giám đốc Vietsovpetro đã có những chia sẻ nhân dấu mốc lịch sử này của Liên doanh.

Thành quả rực rỡ của Vietsovpetro hôm nay trước hết là kết quả từ những quyết định sáng suốt của Đảng và Nhà nước hợp tác với Liên Xô để thăm dò khai thác dầu khí, là kết quả của tình hữu nghị Việt Nam - Liên Xô mà các bạn Liên Xô cho là mệnh lệnh từ trái tim. Đây cũng là kết quả của sự nỗ lực lao động sáng tạo và hiệu quả của các thế hệ người lao động của Vietsovpetro, và một yếu tố đặc biệt quan trọng chính là kết quả đầu tư nghiên cứu và phát triển khoa học công nghệ dầu khí của Vietsovpetro.

Sẽ ấu trĩ nếu cho rằng việc phát hiện dầu khí của Vietsovpetro là ngẫu nhiên. Công tác thăm dò và khai thác dầu khí của Vietsovpetro cũng trải qua các thăng trầm, nhưng cuối cùng những nỗ lực cũng đã được đền đáp. Thân dầu trong đá móng granit nứt nẻ với trữ lượng siêu lớn chưa có tiền lệ trong khoa học dầu khí được phát hiện, đưa tên Bạch Hổ - mỏ dầu của Việt Nam vào văn liệu dầu khí thế giới. Sản lượng dầu khai thác từ tầng đá móng nứt nẻ là gần 200 triệu tấn trên tổng số 250 triệu tấn dầu khai thác được từ mỏ Bạch Hổ.

Vietsovpetro không chỉ phát hiện ra dầu trong đá móng, mà quan trọng là đã đầu tư nghiên cứu để xây dựng thành công phương pháp luận, hệ phương pháp để thăm dò và khai thác hiệu quả tầng móng mỏ Bạch Hổ.

Phải nói rằng việc phát hiện dầu trong đá granit, một loại đá có nguồn gốc magma, tổ chức khai thác dầu từ đó là chưa có tiền lệ và chưa có điển hình nào được ghi nhận trong các sách giáo khoa về khoa học dầu khí lúc bây giờ. Nhưng qua nhiều giếng khoan tìm kiếm thăm dò, các nhà địa chất Vietsovpetro đã nhận ra tiềm năng dầu với trữ lượng lớn được chứa trong không gian hang hốc và nứt nẻ của đá móng nằm lót dưới lớp phủ dày trầm tích. Dầu đã được chuyển nạp vào không gian rỗng ấy do các biến cố địa chất xảy ra cách đây khoảng 20 triệu năm.

Các giếng có sản lượng cao đều liên quan các đới nứt nẻ, dập vỡ. Từ đó đối tượng và cũng là mục tiêu thăm dò khai thác đã được định hình, đòi hỏi phải giải quyết một số vấn đề sau.

Nhận dạng và nghiên cứu quy luật phân bố các vùng nứt nẻ, dập vỡ

Sự dập vỡ và mức độ nứt nẻ trong đá rắn chắc phân bố không đều với tính bất đồng nhất cao, phụ thuộc nhiều yếu tố - thành phần khoáng vật của đá, độ nén ép của hoạt động kiến tạo, sự rữa lủa của các nhiệt dịch… Bằng cách áp dụng và từng bước nâng cấp độ chính xác tổ hợp các phương pháp địa vật lý thăm dò và địa vật lý giếng khoan, Vietsovpetro đã khoanh được vùng phổ biến các đới nứt nẻ, phương phát triển nứt nẻ có mật độ cao mà giới chuyên môn gọi là “mô hình tầng chứa” và cũng nghiên cứu thành công phương pháp khoan định hướng cắt qua phương có nhiều nứt nẻ nhất và quan trọng là công nghệ khoan an toàn xuyên qua đới mất dung dịch mà không làm tổn hại đến vùng dầu ở các đới dập vỡ cận giếng.

Xác định mô hình mỏ và phương pháp luận tổ chức khai thác

Phát triển khai thác là một thách thức lớn đối với Vietsovpetro về mặt lý thuyết cũng như kinh nghiệm thực tiễn. Làm thế nào tổ chức khai thác dầu trong một khối “núi” rộng trên 70 km2 và nằm ở độ sâu từ 3.000m dưới mực nước biển. Chiều dày vùng chứa dầu (còn gọi là cột dầu) gần 1.500m liên quan đến mật độ nứt nẻ chứa dầu. Mật độ nứt nẻ chứa dầu giảm dần theo chiều sâu và có xu hướng kết thúc ở chiều sâu 4.500m dưới mực nước biển.

Nhiều chuyên gia nước ngoài không tin Vietsovpetro có thể khai thác được mỏ dầu chưa có tiền lệ, khi không hề biết quy luật phân bố hệ thống nứt nẻ chứa dầu.

Nhưng Vietsovpetro đã nghiên cứu xây dựng hợp lý mô hình địa chất mỏ Bạch Hổ với sự bất đồng nhất về thành phần đá chứa, mật độ nứt nẻ, mô hình dạng nứt nẻ chứa dầu và cơ chế dòng chảy trong môi trường rỗng với 2 dạng độ rỗng. Và từ đó xây dựng phương án tổ chức khai thác dầu theo mô hình “tank-model” (thùng khép kín) với 3 đới (khoảng), trong đó đới dưới cùng dùng để bơm ép nước sau cho nước trong quá trình dâng lên sẽ quét và đẩy dầu từ duới lên vào các giếng khai thác được bố trí ở đới trên. Bơm ép nước với áp suất bơm hợp lý hạn chế làm ngập các vùng chứa dầu và kiểm soát được phương di chuyển của nước đẩy là thành công lớn của Vietsovpetro, Công nghệ bơm ép nước không những làm tăng hệ số quét, đẩy dầu mà còn duy trì được áp suất vỉa trên áp suất bão hòa - một yếu tố quan trọng để tăng hệ số thu hồi dầu.

Trong quá trình khai thác các nứt nẻ bị nhiễm bẩn, làm giảm lưu lượng giếng, hoặc có khi khoan qua vùng mà mật độ nứt nẻ thấp cho dòng với lưu lượng yếu, Vietsovpetro đã áp dụng công nghệ phá vỉa thủy lực để khơi thông dòng, hoặc tăng thêm mật độ dập vỡ, tạo khe nứt có độ mở lớn hơn liên thông và kết nối tốt hơn để tăng lưu lượng dòng.

Vietsovpetro cũng sử dụng công nghệ rửa axit để làm tan các khoáng vật cặn bám vùng cận đáy giếng để nhận được dòng dầu nhiều hơn.

Hệ phương pháp khai thác này được áp dụng để tổ chức khai thác thành công, hiệu quả hàng loạt mỏ với mô hình đá móng granitoid nứt nẻ khác như mỏ Đông Nam Rồng, Bắc Trung tâm Rồng, Đông Rồng, Nam Trung tâm Rồng, Nam Rồng - Đồi Mồi của Vietsovpetro.

Linh hoạt trong xây dựng và phát triển khai thác mỏ

Mỏ Bạch Hổ là mỏ có cấu trúc phức tạp với 3 tầng dầu xếp chồng lên nhau. Trước khi phát hiện tầng dầu trong đá móng, đối tượng khai thác là 2 tầng dầu là Oligoxen và Mioxen.

Trong giai đoạn đầu, việc khai thác được tiến hành trên các giàn cố định “MSP”, đó là các giàn hỗn hợp vừa khoan, khai thác, xử lý sơ bộ dầu, với các thiết bị công nghệ phụ trợ, các khối công trình sinh hoạt… Mỗi giàn có 10 giếng khai thác sẽ khống chế diện tích khai thác có bán kính khoảng 1,5 km chung quanh giàn.

Khi phát hiện và tổ chức khai thác dầu trong đá móng, các MSP trở nên quá tải do lượng dầu khai thác trong móng quá lớn nên phần lớn dầu được chuyển về các giàn công nghệ trung tâm để xử lý, tập trung thu gom khí đồng hành để đưa vào bờ. Trên các giàn công nghệ cũng được xây dựng hệ thống máy bơm và xử lý nước trước khi bơm vào các giếng bơm ép.

Mô hình và cách thức khai thác này hợp lý khi tổ chức khai thác dầu tập trung ở khu vực trung tâm mỏ. Nhưng khi việc khai thác dần được mở rộng ra xa vùng trung tâm, ở những khối cách biệt với vài ba giếng riêng lẻ thì cần phải thay đổi cách tiếp cận hiệu quả hơn trong xây dựng phát triển mỏ. Các giàn MSP phức hợp không còn phù hợp. Vietsovpetro đã nghiên cứu thiết kế các giàn gọn nhẹ hơn trên đó chỉ có thiết bị đầu giếng nên còn gọi là “giàn đầu giếng”, trên đó không có thiết bị khoan, xử lý dầu. Vietsovpetro cũng đã nghiên cứu thành công việc thu gom và vận chuyển dầu đưa về dàn công nghệ trung tâm.

Dầu khai thác lên luôn chứa khí và lẫn nước được chuyển ở trạng thái 2-3 pha theo hệ thống đường ồng về giàn công nghệ trung tâm để xử lý, tận dụng áp suất đầu giếng không cần hệ thống máy bơm đẩy dầu. Đây cũng là thách thức và kỳ tích về khoa học và công nghệ mà Vietsovpetro đã thành công nhằm tăng sản lượng khai thác dầu ở mỏ Bạch Hổ.

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ AI trong chế tạo thiết bị nâng cao chất lượng tìm kiếm thăm dò

Ứng dụng công nghệ mới về tự động hóa và số hóa trong lĩnh vực thu thập và xử lý thông tin là yếu tố quan trọng đảm bảo sự thành công và hiệu quả trong thăm dò và khai thác dầu khí, một bước phát triển mới trong ứng dụng thành tựu CM 4.0.

Vietsovpetro đã nghiên cứu cải tiến và đổi mới thiết bị và công nghệ, đặc biệt sớm nâng cấp chất lượng, độ chính xác, tính tích hợp các nhóm phương pháp, rút ngắn thời gian thu thập và xử lý các tham số về đặc tính vỉa chứa chuyển từ analog sang số hóa.

Trên cơ sở ứng dụng công nghệ trí tuệ thông minh AI, Vietsovpetro đã chế tạo thành công trạm bề mặt đo carota tổng hợp TBM-02 kích thước gọn, chính xác, tối ưu để làm việc với các máy giếng phức tạp, đồng thời cũng đã phát triển được tổ hợp các máy giếng tích hợp có thể hoạt động chịu được nhiệt độ lên đến trên 160 độ C và áp suất đến 15.000 Psi.

Vietsovpetro cũng đã xây dựng bộ quy trình minh giải tài liệu địa vật lý LOGINTER và phần mềm liên kết độ sâu tích hợp đi kèm với máy ghi TBM-02. Bộ quy trình này đã hỗ trợ hiệu quả kiểm tra hoạt động khoan, cũng như xử lý minh giải tổng hợp tài liệu địa vật lý giếng.

Trong hiệu quả hoạt động thăm dò khai thác của Vietsovpetro còn phải kể đến nhiều công trình trong lĩnh vực nghiên cứu và thiết kế, trong công nghệ khoan thăm dò khai thác, trong kỹ thuật xây lắp các công trình biển siêu trọng… Có thể nói, những công trình ứng dụng và phát triển công nghệ sớm tiếp cận với các thành tựu của cách mạng 4.0 đã góp phần tạo nên sự thành công chung của Vietsovpetro.

Tận dụng hiệu quả tài nguyên khí

Khí thiên nhiên là nguồn năng lượng sạch, là nguyên liệu của ngành công nghiệp hóa dầu quan trọng không thể thiếu được trong thế kỷ 21. Trong tự nhiên, khí thiên nhiên tồn tại dưới dạng các mỏ biệt lập hoặc là thành phần hòa tan trong dầu và chỉ tách khỏi dầu khi khai thác lên trên mặt đất dưới tên gọi “khí đồng hành”.

Ở thời kỳ sơ khai công nghệ khai thác dầu thì khí hòa tan được đốt bỏ, nhưng hiện nay các nước có quy định không cho phép hoặc chí ít cũng hạn chế tối đa việc đốt bỏ khí để bảo vệ tài nguyên và chống ô nhiễm môi trường.

Ở mỏ Bạch Hổ, tỷ trọng khí hòa tan khá lớn, và lưu lượng tăng dần với sản lượng khai thác dầu, lúc cao điểm lên đến 2 triệu m3/ngày. Khí chứa hàm lượng LPG và condensat cao.

Một quyết định đúng dắn và kịp thời của Bộ Chính trị cho phép xây dựng nhà máy xử lý khí, kho cảng và cụm công nghiệp Khí - Điện - Đạm Phú Mỹ đồng bộ với sự gia tăng dần sản lượng dầu, tiêu thụ hết lượng khí đưa vào bờ đáp ứng nhu cầu năng lượng, chất đốt và phân bón.

Vietsovpetro là mô hình công ty liên doanh hiệu quả và thực sự mang lại hiệu quả thiết thực, đóng góp cho sự phát triển kinh tế đất nước. Mô hình này cần được tiếp tục duy trì và mở rộng, cần được khuyến khích hai phía Việt Nam và Nga tiếp tục đầu tư phát triển ra những vùng mới, xa bờ, nước sâu.

Vietsovpetro đã gặt hái nhiều thành công đáng khích lệ trong kỹ thuật thăm dò và khai thác dầu khí, nhưng thực tiễn hiện nay cho thấy cần phải nhanh chóng đổi mới công nghệ theo hướng tăng hiệu quả và chất lượng thăm dò, phát triển khai thác theo chiều sâu, sử dụng hợp lý tài nguyên dầu khí. Khoa học công nghệ luôn là một trong các động lực quan trọng đảm bảo hiệu quả hoạt động của một doanh nghiệp, đặc biệt trong thời kỳ hội nhập, cạnh tranh về năng suất, khả năng và tốc độ ứng dụng những tiến bộ của cách mạng khoa học công nghệ.

Trữ lượng dầu khí trong các vùng đang và đã khai thác vẫn còn nhiều, dư địa về tiềm năng dầu khí trên thềm lục địa còn dồi dào, nhu cầu về tài nguyên dầu khí vẫn còn cao chí ít đến cuối thế kỷ 21, tiềm lực khoa học công nghệ, cơ sở vật chất mạnh nên Vietsovpetro nói riêng, ngành dầu khí nói chung cần được quan tâm phát triển như một động lực của nền kinh tế.

Xin chúc mừng tập thể lao động quốc tế Vietsopetro, đại gia dình dầu khí Petrovietnam với kết quả khai thác an toàn và hiệu quả 250 triệu tấn dầu của Vietsovpetro - thành tựu rất đáng tự hào, đáp ứng sự kỳ vọng của các lãnh đạo Đảng, Nhà nước khi quyết tâm xây dựng liên doanh Vietsovpetro.