Vietsovpetro: Phát triển khoa học công nghệ để tăng hiệu quả khai thác các mỏ dầu khí

Thu gom và vận chuyển khí đồng hành

Dầu khai thác tại các mỏ dầu khí luôn kèm theo một lượng nhất định khí đồng hành. Từ khi khai thác dòng dầu đầu tiên vào năm 1986 đến năm 1996, toàn bộ lượng khí đồng hành tách ra ở mỏ Bạch Hổ và Rồng tại các mỏ của Vietsovpetro đều bị đốt bỏ trên các đuốc ở các giàn cố định (MSP, RP-1) và giàn công nghệ trung tâm số 2. Trong khi đất nước giai đoạn này đang phải đối mặt với tình trạng thiếu nhiên liệu trầm trọng cho các nhà máy điện; hàng năm đang phải nhập khẩu một khối lượng lớn dầu DO/FO cho nhà máy; phân đạm, LPG... cũng nhập ngoại với chi phí rất lớn. Việc đốt bỏ khí đồng hành không những làm ảnh hưởng đến môi trường sinh thái mà còn làm mất đi nguồn tài nguyên có giá trị và là nguồn lợi nhuận rất lớn của quốc gia.

Thực tế này đã thôi thúc tập thể các nhà khoa học Vietsovpetro, bên cạnh thực hiện nhiệm vụ khai thác dầu, đã thực hiện nghiên cứu khoa học và sử dụng các giải pháp thu gom, xử lý, vận chuyển và sử dụng khí đồng hành nhằm tăng cường hiệu quả khai thác các mỏ dầu khí và góp phần phát triển kinh tế - xã hội của đất nước.

Trên cơ sở nghiên cứu cơ sở vật chất hiện có và thực trạng ngoài khơi mỏ Bạch Hổ, Vietsovpetro đã bắt tay nghiên cứu các giải pháp công nghệ “sớm thu gom và vận chuyển khí đồng hành mỏ Bạch Hổ vào bờ”. Kết quả, năm 1995, bằng những giải pháp khoa học công nghệ sáng tạo và đột phá, cải tiến kỹ thuật trong điều kiện thiếu thốn cơ sở vật chất, Vietsovpetro đã tiên phong thực hiện thu gom sử dụng khí đồng hành và vận chuyển vào bờ, tạo nên bước nhảy vọt lớn thứ hai của ngành Dầu khí Việt Nam.

Thành công của cụm công trình là đã 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 không cần giàn nén khí. Giải pháp này cho phép Vietsovpetro đưa được 1 triệu m3 khí/ngày vào bờ đến Nhà máy Nhiệt điện Phú Mỹ, thay thế nguồn nguyên liệu dầu DO nhập ngoại; 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 Việt Nam.

Từ kết quả đạt được, đội ngũ nghiên cứu khoa học Vietsovpetro đã tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng thành công giải pháp gia tăng sản lượng khí vận chuyển vào bờ bằng cách sử dụng ở quy mô lớn các bộ phối trộn Ejector đảm bảo vận chuyển được 2 triệu m3 khí/ngày vào bờ, cung cấp nhiên liệu cho Nhà máy Nhiệt điện Phú Mỹ. Có thể nói, việc vận chuyển được 2 triệu m3 khí/ngày vào bờ lúc bấy giờ là giải pháp đặc biệt hiệu quả, đã đáp ứng yêu cầu cấp bách phát điện phục vụ công nghiệp và dân sinh khu vực miền Nam.

Ngoài việc thu gom khí để vận chuyển vào bờ, nhóm nghiên cứu đã đưa ra được các giải pháp công nghệ sử dụng khí đồng hành tại các mỏ của Vietsovpetro; trong đó bao gồm giải pháp sử dụng khí đồng hành để khai thác dầu khí bằng gaslift; sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ turbin khí, phát điện tại các công trình dầu khí ở mỏ Bạch Hổ, mỏ Rồng và sử dụng để thay thế nhiện liệu FO, DO để gia nhiệt cho dầu trên các giàn công nghệ, trên tàu chứa dầu. Kết quả từ quá trình nghiên cứu này tiếp tục đánh dấu một bước ngoặt lớn giúp Vietsovpetro sử dụng hoàn toàn khí đồng hành làm nhiên liệu cho động cơ phát điện trên các công trình biển của Lô 09-1 kể từ năm 2012.

Thành công của cụm công trình nghiên cứu đã giúp sử dụng hiệu quả được trên 90% khí đồng hành mà trước đó 100% phải đốt bỏ ngoài khơi. Đồng thời, đã mở ra những cơ hội lớn trong đầu tư và phát triển thu gom khí đồng hành từ các mỏ dầu lân cận góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia. Chính công tác thu gom và vận chuyển khí vào bờ của Vietsovpetro cũng đã đặt nền móng cho sự phát triển của ngành công nghiệp khí Việt Nam, hình thành nên các cụm công nghiệp khí - điện - đạm, đã và đang góp phần đảm bảo an ninh năng lượng, đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế đất nước. Công trình đã được Nhà nước công nhận đem lại lợi ích kinh tế, xã hội to lớn và vinh dự đạt Giải thưởng Nhà nước về Khoa học công nghệ trong đợt xét tặng lần thứ 6 (năm 2022).

Thu gom, xử lý và vận chuyển dầu thô

Hệ thống công nghệ thu gom và vận chuyển dầu thô đóng vai trò rất quan trọng trong đảm bảo sản lượng, duy trì hoạt động khai thác liên tục tại các mỏ của Vietsovpetro. Dầu khai thác tại các mỏ của Vietsovpetro có đặc trưng là hàm lượng paraffin, độ nhớt và nhiệt độ đông đặc cao nên việc thu gom, xử lý và vận chuyển này gặp nhiều thách thức, đặc biệt đối với điều kiện ngoài khơi. Suốt hơn 40 năm khai thác và vận hành mỏ, nhiều giải pháp công nghệ đã được nghiên cứu và triển khai áp dụng tại các mỏ của Vietsovpetro. Từ các kết quả nghiên cứu phòng thí nghiệm và ứng dụng thu được trên các công trình biển của Vietsovpetro, đã hình thành một hệ thống thu gom, xử lý và vận chuyển dầu và khí cho Lô 09-1 hợp lý khoa học, phù hợp với đặc thù của từng thời kỳ phát triển mỏ.

Việc nghiên cứu áp dụng các công nghệ vận chuyển dầu nhiều paraffin, đặc biệt là vận chuyển dầu với các giải pháp phi truyền thống đóng một vai trò quan trọng trong công tác khai thác dầu liên tục và hiệu quả ở các mỏ của Vietsovpetro. Đến nay, hệ thống thu gom, xử lý và vận chuyển dầu và khí tại các mỏ của Vietsovpetro đã và đang được vận hành hiệu quả với gần 1.000km đường ống và cáp điện ngầm kết nối gần 70 công trình biển với nhau. Kết quả của việc sử dụng các giải pháp công nghệ nêu trên cho phép Vietsovpetro kết nối thành công mỏ Cá Ngừ Vàng, Gấu Trắng, Thỏ Trắng vào cơ sở hạ tầng mỏ Bạch Hổ, mỏ Nam Rồng - Đồi Mồi vào mỏ Rồng.

Mô hình khai thác kết nối mỏ tại Vietsovpetro đã và đang đem lại hiệu quả kinh tế to lớn và còn mở ra hoạt động mới cho Vietsovpetro, đó là cung cấp dịch vụ vận hành mỏ kết nối của các công ty điều hành khai thác ngoài Vietsovpetro. Ngoài ra, các mỏ dầu tiềm năng mới, hay các mỏ dầu đang khai thác, nằm cận biên với Lô 09-1 khi đã qua thời kỳ khai thác đỉnh, vào thời kỳ khai thác suy giảm, sẽ được nghiên cứu phát triển để kết nối với cơ sở hạ tầng các mỏ Bạch Hổ và Rồng của Vietsovpetro.

Việc kết nối thành công các mỏ nhỏ, mỏ cận biên không chỉ giúp đảm bảo hiệu quả kinh tế của dự án phát triển các mỏ dầu khí có trữ lượng nhỏ mà còn tận dụng được công suất dư thừa của cơ sở hạ tầng sẵn có, làm tăng hiệu quả hoạt động sản xuất kinh doanh của Lô 09-1, mở ra triển vọng phát triển rất nhiều các mỏ nhỏ, mỏ cận biên khác trong tương lai tại thềm lục địa Việt Nam. Công trình nghiên cứu, phát triển và hoàn thiện thành công hệ thống công nghệ thu gom, xử lý và vận chuyển dầu của Vietsovpetro đã được trao tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh vào năm 2017.