Nhật ký Năng lượng: Kỳ tích 'chinh phục lòng đất'

>> Nhật ký Năng lượng: 'An toàn hệ thống điện' và 'ý tưởng siêu dự án'
>> Nhật ký Năng lượng: Năng lượng tái tạo và tiếng gọi của lương tri
>> Nhật ký Năng lượng: Nguy hiểm điện hạt nhân chỉ là tưởng tượng
>> Nhật ký Năng lượng: "Quyền lực thượng nguồn"
>> Nhật ký Năng lượng: 'Khi cơn đói dầu hoành hành'
>> Nhật ký Năng lượng: Thông điệp toàn cầu về điện hạt nhân

Bình luận tuần thứ 7:

NGUYỄN HOÀNG LINH

Từ những bước sơ khai trên thế giới...

Theo Wikipedia, đa số các nhà địa chất coi dầu lửa giống như than và khí tự nhiên là sản phẩm của sự nén và nóng của các vật liệu hữu cơ trong các thời kỳ địa chất. Theo lý thuyết này, nó được tạo thành từ các vật liệu còn sót lại sau quá trình phân rã xác các động vật và tảo biển nhỏ thời tiền sử (các cây cối trên mặt đất thường có khuynh hướng hình thành than). Qua hàng thiên niên kỷ, vật chất hữu cơ này trộn với bùn và bị chôn sâu dưới các lớp trần tích dày. Kết quả làm tăng nhiệt và áp suất khiến cho những thành phần này bị biến hoá, đầu tiên thành một loại vật liệu kiểu sáp được gọi là kerogen, và sau đó thành một hydrocarbons khí và lỏng trong một quá trình được gọi là catagenesis. Bởi vì hydrocarbons có mật độ nhỏ hơn đá xung quanh, chúng xâm nhập lên phía trên thông qua các lớp đá ngay sát đó cho tới khi chúng bị rơi vào bẫy bên dưới những tảng đá không thể ngấm qua, bên trong những lỗ xốp đá gọi là bể chứa. Sự tập trung hydrocarbons bên trong một bẫy hình thành nên một giếng dầu, từ đó dầu lỏng có thể được khai thác bằng cách khoan và bơm.

Các nhà địa chất cũng đề cập tới "cửa sổ dầu" (oil window). Đây là tầm nhiệt độ mà nếu thấp hơn thì dầu không thể hình thành, còn cao hơn thì lại hình thành khí tự nhiên. Dù nó tương thích với những độ sâu khác nhau ở những vị trí khác nhau trên thế giới, một độ sâu 'điển hình' cho cửa sổ dầu có thể là 4-6 km. Cần nhớ rằng dầu cũng có thể rơi vào các bẫy ở độ sâu thấp hơn, thậm chí nếu nó không được hình thành ở đó. Cần có ba điều kiện để hình thành nên bể dầu: có nhiều đá, mạch dẫn dầu xâm nhập, và một bẫy (kín) để tập trung hydrocarbons.

Các phản ứng tạo thành dầu mỏ và khí tự nhiên thường như những phản ứng phân rã giai đoạn đầu, khi kerogen phân rã thành dầu và khí tự nhiên thông qua nhiều phản ứng song song, và dầu cuối cùng phân rã thành khí tự nhiên thông qua một loạt phản ứng khác.

Do nhẹ hơn nước nên dầu xuất hiện lộ thiên ở nhiều nơi, vì thế loài người đã tìm thấy dầu hàng ngàn năm trước Công nguyên. Thời đó, dầu thường được sử dụng trong chiến tranh. Còn rất nhiều dấu tích của việc khai thác dầu mỏ được tìm thấy ở Trung Quốc khi dân cư bản địa khai thác dầu mỏ để sử dụng trong việc sản xuất muối ăn, như các ống dẫn dầu bằng tre được tìm thấy có niên đại vào khoảng thế kỷ. Khi đó, người ta sử dụng dầu mỏ để đốt làm bay hơi nước biển trong các ruộng muối.

Mũi khoan đầu tiên của Edwin L. Drake vào ngày 27/8/1859 ở Oil Creek, Pennsylvania, Mỹ.

Mãi đến thế kỷ 19, người ta mới bắt đầu khai thác dầu theo mô hình công nghiệp, xuất phát từ việc tìm kiếm một chất đốt cho đèn, vì dầu cá voi quá đắt tiền, chỉ những người giàu mới có khả năng dùng trong khi nến làm bằng mỡ thì lại có mùi khó ngửi. Vì thế giữa thế kỷ thứ 19, một số nhà khoa học đã phát triển nhiều phương pháp để khai thác dầu một cách thương mại. Năm 1852, một bác sĩ kiêm nhà địa chất người Canada tên là Abrham Gessner đã đăng ký một bằng sáng chế sản xuất một chất đốt rẻ tiền và đốt tương đối sạch. Năm 1855, nhà hóa học người Mỹ Benjamin Silliman đề nghị dùng axit sunfuric làm sạch dầu mỏ dùng để làm chất đốt.

Người ta cũng bắt đầu đi tìm những mỏ dầu lớn. Những cuộc khoan dầu đầu tiên được tiến hành trong thời gian từ 1857 đến 1859. Lần khoan dầu đầu tiên có lẽ diễn ra ở Wieze, Đức, nhưng cuộc khoan dầu được toàn thế giới biết đến là của Edwin L.Drake vào ngày 27/8/1859 ở Oil Creek, Pennsylvania. Drake khoan dầu theo lời yêu cầu của nhà công nghiệp người Mỹ George H. Bissel và đã tìm thấy mỏ dầu lớn đầu tiên chỉ ở độ sâu 21,2 m...

Đến nay, một thế kỷ rưỡi đã qua đi. Nhu cầu tiêu thụ dầu mỏ trở nên không thể thiếu đối với loài người. Hiện nay, dầu mỏ chủ yếu dùng để sản xuất dầu hỏa, diezen và xăng nhiên liệu. Ngoài ra, dầu thô cũng là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất ra các sản phẩm của ngành hoá dầu như dung môi, phân bón hoá học, nhựa, thuốc trừ sâu, nhựa đường... Khoảng 88% dầu thô dùng để sản xuất nhiên liệu, 12% còn lại dùng cho hóa dầu.

Trong báo cáo tháng 12/2012, Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) cho rằng, nhu cầu dầu thế giới năm 2013 dự kiến tăng 110.000 thùng, lên 90,5 triệu thùng/ngày.

... Đến sự phát triển của dầu khí Việt Nam

Theo tài liệu chính thức từ Tập đoàn Dầu khí Việt Nam - PVN, trong chuyến thăm Liên Xô năm 1959, Chủ tịch Hồ Chí Minh đã bày tỏ ước muốn “Sau khi Việt Nam kháng chiến thắng lợi, Liên Xô nói chung và Azerbaizan nói riêng phải giúp đỡ Việt Nam xây dựng được những khu công nghiệp dầu khí mạnh như Ba-cu”.

Năm 1961, sau 2 năm khảo sát trên 11 tuyến với 25.000km lộ trình, công trình tổng hợp báo cáo về địa chất và triển vọng dầu khí đầu tiên ở Việt Nam đã được hoàn thành. Ngày 27/11/1961, Đoàn Địa chất 36 trực thuộc Tổng cục Địa chất được thành lập để thực hiện nhiệm vụ tìm kiếm, thăm dò dầu khí tại Việt Nam.

Năm 1975, ngay sau ngày thống nhất hai miền Nam Bắc, ngày 3/9/1975 đã đánh dấu một bước phát triển mới của ngành Dầu khí. Tổng cục Dầu mỏ và Khí đốt Việt Nam được thành lập trên cơ sở Liên đoàn địa chất 36 và một bộ phận thuộc Tổng cục Hoá chất. Một năm sau ngày thành lập, ngày 25/7/1976, ngành Dầu khí đã phát hiện dòng khí thiên nhiên đầu tiên tại giếng khoan số 61 ở xã Đông Cơ - huyện Tiền Hải - Thái Bình.

Ngày 19/06/1981, Xí nghiệp Liên doanh Dầu khí Việt-Xô (Vietsovpetro) được thành lập.

Ngày 6/11/1984 hạ thuỷ chân đế giàn khoan dầu khí đầu tiên của Việt Nam (MSP-1) tại mỏ Bạch Hổ và ngày 26/6/1986 đã đi vào lịch sử khai thác dầu khí Việt Nam khi Vietsovpetro đã khai thác tấn dầu đầu tiên tại mỏ Bạch Hổ từ giàn MSP-1 và đã có tên trong danh sách các nước khai thác và xuất khẩu dầu thô thế giới, khẳng định một tương lai phát triển đầy hứa hẹn của cho ngành công nghiệp dầu khí đất nước.

Kể từ ngày 26/6/1986 đến hết tháng 10/2008, ngành Dầu khí đã khai thác được trên 280 triệu tấn dầu thô và trên 45 tỷ mét khối khí, mang lại doanh thu gần 60 tỷ USD, nộp ngân sách nhà nước trên 36 tỷ USD, tạo dựng được nguồn vốn chủ sở hữu trên 100 nghìn tỷ đồng.

Tháng 4/1990, Tổng cục Dầu khí Việt Nam được sáp nhập vào Bộ Công nghiệp nặng.

Tháng 6/1990, Tổng Công ty Dầu khí Việt Nam (Vietnam Oil & Gas Corporation – Petrovietnam) được tổ chức lại trên cơ sở các đơn vị cũ của Tổng cục Dầu khí Việt Nam.

Bác Hồ thăm khu công nghiệp dầu khí Ba-cu (23/7/1959)

Tháng 5/1992, Tổng Công ty Dầu khí Việt Nam tách khỏi Bộ Công nghiệp nặng và trực thuộc Thủ tướng Chính phủ nước CHXHCN Việt Nam, trở thành Tổng công ty Dầu khí quốc gia với tên giao dịch quốc tế là Petrovietnam.

Năm 1993, Luật Dầu khí được ban hành. Cũng trong năm này, Petrovietnam bắt đầu triển khai xây dựng hệ thống thu gom và vận chuyển khí đồng hành từ mỏ Bạch Hổ vào đất liền phục vụ trước tiên cho Nhà máy Nhiệt điện Bà Rịa - Vũng Tàu và sau này cho Phú Mỹ.

Ngày 29/5/1995, Thủ tướng Chính phủ nước CHXHCN Việt Nam quyết định thành lập Tổng Công ty Nhà nước với tên giao dịch quốc tế là Petrovietnam.

Năm 2001 là cột mốc xuất khẩu 100 triệu tấn dầu thô.

Ngày 28/11/2005, Nhà máy Lọc dầu Dung Quất - nhà máy lọc dầu đầu tiên của Việt Nam - được khởi công xây dựng với tổng vốn đầu tư là 2,5 tỷ USD.

Tháng 8/2006, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam được Thủ tướng Chính phủ quyết định là Công ty mẹ - Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (gọi là Tập đoàn Dầu khí Việt Nam) theo Quyết định số 199/2006/QĐ-TTg ngày 29/8 năm/2006.

Từ đây, ngành Dầu khí Việt Nam bắt đầu một giai đoạn phát triển mới, với một vóc dáng mới tự hào. Theo thông báo mới đây, trong 6 tháng đầu năm 2013, tổng doanh thu của PVN đạt 364,3 nghìn tỷ đồng, bằng 115,8% kế hoạch 6 tháng và 56,3% kế hoạch năm, nộp ngân sách Nhà nước đạt 82,8 nghìn tỷ đồng, bằng 116,8% kế hoạch 6 tháng và 55,8% kế hoạch năm, tăng 1,0% so với cùng kỳ năm 2012. Tổng lợi nhuận sau thuế đạt 43,6 nghìn tỷ đồng, bằng 132% kế hoạch 6 tháng và 66% kế hoạch năm, tăng 19% so với cùng kỳ năm 2012.

Công tác tìm kiếm thăm dò, khai thác dầu khí được triển khai tích cực ở cả trong nước và ngoài nước, tiến độ thực hiện các dự án được đảm bảo, thu được nhiều kết quả quan trọng. Gia tăng trữ lượng dầu khí đạt 16,5 triệu tấn dầu quy đổi, bằng 47,1% kế hoạch năm. Tổng sản lượng khai thác quy dầu đạt 13,64 triệu tấn, bằng 106,3% kế hoạch 6 tháng và 54,1% kế hoạch năm, tăng 4,6% so với cùng kỳ năm 2012. PVN đã phát hiện 4 mỏ dầu khí mới, đồng thời đưa 3 mỏ dầu khí mới vào khai thác...

Sau hơn nửa thế kỷ, trải qua bao gian khó trong hành trình chinh phục đại dương, tìm kiếm từng giọt "vàng đen" từ thẳm sâu biển cả, đến nay, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam đã trở thành một ngành kinh tế đầu tàu của đất nước, giữ vai trò quan trọng trong việc điều tiết nền kinh tế vĩ mô. 

...Và những kỳ tích chinh phục lòng đất

Trải qua hàng ngàn năm, việc khai thác dầu lộ thiên không còn nữa, con người bắt buộc phải sáng tạo ra những phương pháp khai thác mới để chinh phục lòng đất nhằm thỏa mãn nhu cầu của mình. Tuy nhiên đến nay, chi phí cho việc thăm dò và khai thác dầu mỏ vẫn luôn là một thách thức cho bất cứ nhà sáng tạo nào. Theo các chuyên gia, chi phí hiện nay cho một mũi khoan thăm dò trên biển ở độ sâu dưới 50 mét nước từ 3 đến 5 triệu USD, và trên thế giới, trung bình cứ 20 mũi khoan thì sẽ có một mũi thành công, tìm thấy dầu. Nhưng để có được dầu đủ khai thác thương mại thì phải cứ 50 mũi khoan mới được một. 

Mới đây, ngày 5/7, các nhà nghiên cứu tại Đại học Quốc gia Australia (ANU) cho biết, thông qua kỹ thuật mô phỏng máy tính, họ đã có những bước tiến mới trong việc tìm hiểu về quá trình vận động của lớp vỏ Trái Đất trong thời kỳ cổ xưa, từ đó có thể xác định một cách chính xác vị trí các khu vực chứa khí đốt và dầu mỏ tại nước này trong tương lai.

Tiến sỹ Lloyd White, hiện là nghiên cứu sinh sau tiến sỹ tại Trung tâm nghiên cứu Trái Đất của ANU và Đại học Hoàng gia Holloway cho biết, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật đơn giản cho phép so sánh các đặc điểm nổi bật và cấu trúc của từng lớp vỏ, mà trước đây các nhà khoa học hiện đại chưa hề sử dụng để nghiên cứu trong lĩnh vực này.

Giáo sư Gordon Lister, thuộc Trung tâm nghiên cứu Trái Đất của ANU cũng cho biết, vị trí của các mỏ dầu và khí đốt sẽ được xác định nhờ vào việc đánh giá cấu trúc của lớp vỏ Trái Đất.

Các nhà khoa học Australia nhận định rằng, những thông tin thu được từ việc áp dụng kỹ thuật này sẽ giúp đưa ra được cái nhìn chính xác hơn về quá trình hình thành và vị trí của các mỏ trầm tích có chứa dầu và khí đốt đã được phát hiện tại các khu vực nằm ở rìa phía Nam nước này.

Hồi giữa tháng 5/2013, một lượng dầu khí khổng lồ đã được phát hiện tại khu lòng chảo Arckaringa, vùng Coober Pedy (Nam Úc) có trữ lượng lên đến 233 tỷ thùng. Như vậy, cộng với trữ lượng đã biết hiện nay (khoảng 4,5 tỷ thùng), Úc đã sánh vai về trữ lượng với các cường quốc dầu mỏ hàng đầu thế giới là Saudi Arbia với 262 tỷ thùng, cao hơn nước thứ nhì hiện nay là Iraq với 132 tỷ thùng.

Các công trình nghiên cứu khoa học địa chất cho thấy khoảng 165 triệu năm trước, Australia, Ấn Độ và Nam Cực đã được tách ra từ lục địa cổ Gondwana...

Nếu quả thật như vậy thì còn đâu cảnh "20 mũi khoan thì sẽ có một mũi thành công" như hiện nay?

Vì đây là trang Nangluongvietnam.vn, ta hãy kéo những mối quan tâm về gần bạn đọc của mình. ngành Dầu khí Việt Nam tuy còn non trẻ nhưng cũng đã kịp ghi những dấu mốc đáng nhớ trong lịch sử chinh phục lòng đất của nhân loại nhằm nâng cao hiệu quả của công tác thăm dò và khai thác dầu khí.

Cách đây gần chục năm, Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt đã thành công trong việc phát triển một số kỹ thuật khảo sát dùng đồng vị phóng xạ đánh dấu, phục vụ công nghệ khai thác dầu tại các mỏ trên thềm lục địa Việt Nam.

Trước đây, công nghệ khai thác dầu khí với phương pháp truyền thống bơm nước vào mỏ để duy trì áp suất vỉa và đẩy dầu về vùng khai thác. Kiểm soát bơm ép nước và hạn chế ngập nước trong giếng khai thác là việc làm rất khó đối với các công ty khai thác.

Phòng thí nghiệm ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong công nghiệp (Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt ) ứng dụng phương pháp đồng vị phóng xạ để đánh dấu khảo sát quá trình công nghiệp, nghĩa là kỹ thuật soi, để theo dõi sự di chuyển của nước bơm ép trong mỏ, chẩn đoán tối ưu hóa các quá trình công nghệ nhằm góp phần tăng hiệu quả trong khai thác dầu mỏ.

Năm ngoái, một tin vui đến với toàn thể những người lao động của ngành Dầu khí Quốc gia, đó là cụm công trình “Tìm kiếm, phát hiện và khai thác có hiệu quả các thân dầu trong tầng đá móng granitoit trước Đệ tam bể Cửu Long, thềm lục địa Việt Nam” đã được nhận Giải thưởng Hồ Chí Minh về khoa học - công nghệ. Nội dung đề tài này được thể hiện qua bài viết Kỳ tích tìm dầu ở tầng đá móng của tác giả TS. Ngô Thường San, nguyên Tổng giám đốc Vietsovpetro. Tham gia cụm công trình này có 49 nhà khoa học, cán bộ, kỹ sư của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam qua các thời kỳ (từ năm 1986 cho đến nay).

Hồi đó, sự giảm mạnh áp suất vỉa trong khoảng thời gian ngắn ở thân dầu móng nứt nẻ đòi hỏi phải nhanh chóng áp dụng giải pháp duy trì năng lượng vỉa mới có thể đạt sản lượng đỉnh, tăng hệ số thu hồi dầu, phải nghiên cứu lại mô hình địa chất và mô hình khai thác mỏ Bạch Hổ.

Vietsovpetro đưa giải pháp kỹ thuật bơm ép nước xuống phần đáy của thân dầu vừa để duy trì áp suất vỉa trên áp suất bão hòa, vừa tạo nước đáy nhân tạo để quét và đẩy dầu từ dưới lên. Phương pháp này ban đầu không được ủng hộ, lo ngại không kiểm soát được sự di chuyển của nước ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng thu hồi dầu. Ngay các chuyên gia của World Bank cũng phản đối và cho rằng, các chuyên gia Vietsovpetro không thể quản lý được quy trình này.

Vietsovpetro thiết kế phương án bơm ép nước và tháng 6/1993 tiến hành bơm ép thử nghiệm ở giếng 421 khối trung tâm mỏ Bạch Hổ, nơi có suy giảm mạnh áp suất vỉa. Sau 2 năm, nước bắt đầu xuất hiện ở giếng khai thác 409, sau đó là một loạt giếng khác quanh đấy. Hình thành tầng nước đáy cục bộ. Hệ thống giếng khai thác và bơm ép nước dần được hoàn thiện. Hệ thống khai thác ban đầu được xây dụng theo mô hình 3 đới: đới bơm ép nước, đới khai thác chính và đới mủ khí tiềm năng ở phần đỉnh.

Do hiệu ứng tích cực của bơm ép nước và sự đối lưu tốt của dòng dầu từ dưới lên nên trong giai đoạn khai thác này không thể sớm hình thành mủ khí. Vietsovpetro xây dựng lại mô hình khai thác với 2 đới: đới khai thác chính và đới bơm ép, giữa chúng là vùng chuyển tiếp, mở rộng chiều cao đới khai thác. Nước bơm ép được xử lý chu đáo để có thể đẩy dầu từ những vi khe nứt dưới 1 micron, với quy trình hạn chế gây tổn hại đến môi trường chứa về phương diện hóa - lý.

Từ sản lượng 5,7 triệu tấn/năm vào 1993, Vietsovpetro nhanh chóng đạt sản lượng đỉnh trên 12,1 triệu tấn/năm vào 2001 và duy trì đến 2004 với sự gia tăng hằng năm trên 1 triệu tấn trước khi đạt đỉnh, nói lên hiệu quả tích cực của phương án bơm ép nước duy trì áp suất vỉa, tạo front nước đáy, tăng hệ số thu hồi dầu từ móng nứt nẻ đạt giá trị kỷ lục 0,37 - 0,42.

Từ năm 1994 đến hết 2004, Vietsovpetro đã khai thác từ thân dầu trong móng nứt nẻ khoảng 107,2 triệu tấn dầu. Vietsovpetro đề ra phương châm đúc kết từ kinh nghiệm của mình: “Bơm đúng chỗ, bơm đúng lúc, bơm đúng áp suất, bơm đúng lưu lượng và bơm theo chu kỳ".

Ngành Dầu khí Việt Nam tuy còn non trẻ nhưng cũng đã kịp ghi những dấu mốc đáng nhớ trong lịch sử chinh phục lòng đất của nhân loại nhằm nâng cao hiệu quả của công tác thăm dò và khai thác dầu khí.

Cũng theo TS. Ngô Thường San, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam, đi đầu là Vietsovpetro không những đã xây dựng phương pháp luận về hệ thống dầu khí trong đá móng mà còn đóng góp về hệ phương pháp nghiên cứu mô hình mỏ, trong công nghệ khoan trong đá móng nứt nẻ, khai thác có duy trì áp suất vỉa, tối ưu hóa hệ số thu hồi dầu với nhịp độ cao, xây dựng các phần mềm tính toán thông số vỉa, tổ chức xây dựng mỏ vv…

Từ đó, các công ty dầu khí và dịch vụ nước ngoài cũng theo đó hoàn thiện hệ công nghệ nghiên cứu, khoan và khai thác dầu trong đá móng, góp phần gia tăng sản lượng dầu Việt Nam.

Theo các chuyên gia, cuộc chinh phục kỳ vĩ này còn có thể tiếp tục trong khoảng 50 năm nữa. Cho dù vậy, chúng vẫn mãi mãi được ghi vào lịch sử phát triển nhân loại như những huyền thoại vô tiền khoáng hậu trong tiến trình hoàn thiện văn minh của loài người...

NangluongVietnam.vn