Xí nghiệp Khai thác dầu khí: Hiện trạng và định hướng phát triển

Hành trình 35 năm Xí nghiệp Khai thác dầu khí Cùng với các hoạt động Kỷ niệm 40 năm Ngày thành lập Liên doanh Việt-Nga Vietsovpetro, ngày 13/2/2022, Xí nghiệp Khai thác dầu khí sẽ kỷ niệm 35 năm thành lập. Từ những ngày đầu đi vào hoạt động đến nay, trải qua nhiều thử thách, khó khăn nhưng với ý chí và quyết tâm, đồng thuận cao của các thế hệ cán bộ công nhân viên, Xí nghiệp Khai thác dầu khí đã trở thành đơn vị tiên phong trong công tác vận hành và khai thác các mỏ dầu khí biển. Nhân dịp này, chúng ta hãy cùng nhìn lại những cột mốc chính, những sự kiện đáng ghi nhớ mà Xí nghiệp Khai thác dầu khí đã trải qua trong suốt 35 năm qua, đồng thời, hướng tới những mục tiêu, định hướng nhằm duy trì và phát triển bền vững Xí nghiệp Khai thác dầu khí trong các giai đoạn tiếp theo.

Hiện nay Xí nghiệp Khai thác dầu khí (XNKT) được Vietsovpetro giao vận hành các mỏ, công trình dầu khí trên 4 lô dầu khí: Lô 09-1 với mỏ Bạch Hổ, Rồng, Gấu Trắng, Thỏ Trắng, Lô 09-3 với mỏ Nam Rồng - Đồi Mồi, Lô 09-3/12 với mỏ Cá Tầm và Lô 04-3 với mỏ Thiên Ưng. Theo kế hoạch phát triển dài hạn của Vietsovpetro giai đoạn 2020 - 2045 thì trong vòng 5 năm tới trữ lượng khai thác chủ yếu của Vietsovpetro vẫn sẽ từ các mỏ Lô 09-1. Việc duy trì khai thác hiệu quả các mỏ Lô 09-1 và đồng thời phát triển các lô triển vọng mới được xác định là nhiệm vụ cốt lõi của Vietsovpetro và các đơn vị trong giai đoạn hiện nay và tiếp theo. Đây cũng sẽ là định hướng để XNKT hoạch định các hoạt động.

1. Duy trì ổn định khai thác và vận hành các mỏ hiện hữu thuộc Lô 09-1:

Tính tới thời điểm khai thác tấn dầu đầu tiên năm 1986 đến nay thì 80% trữ lượng thu hồi theo tính toán của Lô 09-1 đã được khai thác, và phần trữ lượng thu hồi còn lại trên cơ sở kinh nghiệm thực địa cũng như trên thế giới cho thấy đây là phần trữ lượng rất khó thu hồi cũng như đòi hỏi chi phí nghiên cứu và đầu tư rất lớn mới có thể đem lại được kết quả khả quan.

Do vậy, để duy trì được mức độ sản lượng theo yêu cầu trong vòng 5 năm tới thì việc liên tục cập nhật và nghiên cứu hiện trạng khai thác mỏ về cả địa chất và công nghệ nhằm vận hành mỏ hiệu quả là cực kỳ quan trọng và đóng vai trò then chốt trong việc giữ vững được mức độ suy giảm sản lượng chỉ 10%/năm mà các khu vực mới được đưa vào có thể bù đắp.

Về mặt địa chất - công nghệ mỏ:

Trong suốt 40 năm phát triển với việc khởi đầu là phát hiện đưa vào khai thác thân dầu Mioxen Dưới, tấn dầu đầu tiên được khai thác vào ngày 26/6/1986, và phát hiện dầu tại tầng móng mỏ Bạch Hổ ngày 5/11/1987, đưa vào khai thác dầu đá móng ngày 6/9/1988, hiện tại đối tượng khai thác của Vietsovpetro đã bao gồm tất cả cả các tối tượng của cột địa tầng với quỹ giếng trên 588 giếng. Nếu không tính các giếng đã hủy thì hiện có 447 giếng khai thác/bơm ép đang hoạt động với mạng lưới dưới đan xen dày ở tất cả các đối tượng khai thác.

Theo biểu đồ 1 thể hiện động thái thay đổi các chỉ số khai thác chính của lô 09-1, ta nhận thấy sản lượng khai thác gia tăng liên tục từ khi được đưa vào khai thác kèm theo việc xây dựng bổ sung một loạt các công trình biển (17 MSP/BK) giúp gia tăng quỹ giếng hoạt động và đạt đỉnh vào năm 2002 (13,5 triệu tấn) với 80% từ tầng Móng.

Sau đó sản lượng bắt đầu suy giảm mạnh do gia tăng nhanh độ ngập nước trong sản phẩm khai thác (từ 7,9% năm 2002 lên 59,5% hiện tại) cũng như suy giảm áp suất vỉa nhanh (từ 350atm lúc đầu về còn 155atm hiện tại), mặc dù trong những năm này khối lượng công trình mới (giếng khoan mới) được đưa vào cũng không kém so với giai đoạn trước đó (19 MSP/BK) và quỹ giếng làm việc gấp 2,4 lần (139 giếng khai thác năm 2002 so với 365 giếng năm 2021).

Điều này càng cho thấy rằng cho dù quỹ giếng gấp đôi nhưng do tiềm năng giếng kém nên vẫn không bù được mức suy giảm sản lượng hằng năm. Ngoài ra, cũng cần lưu ý rằng tỷ phần đóng góp vào cơ cấu sản lượng chung của tầng Móng cũng giảm dần và tỷ phần khu vực trầm tích tăng thêm. Điều đó cho thấy tiềm năng các khu vực mới chủ yếu là trầm tích rất hạn chế và có tốc độ suy giảm nhanh.

Đi chi tiết vào các mỏ ta thấy có một vấn để khó khăn nổi trội như sau:

- Về mạng lưới khai thác/bơm ép: Một số khu vực có mạng lưới giếng dày đặc với tốc độ gia tăng độ ngập nước cao và áp suất vỉa suy giảm, một số khu vực thì do đặc tính thạch học và tính bất đồng nhất cao nên ảnh hưởng giữa giếng bơm ép và khai thác rất hạn chế.

- Các giếng được mở khai thác nhiều vỉa cùng một lúc bằng giải pháp công nghệ khai thác đa tầng đồng thời riêng biệt (ORE) gây khó khăn trong việc khảo sát giếng nhằm phân tích động thái khai thác của từng đối tượng riêng biệt để giúp đưa ra chế độ khai thác/bơm ép tối ưu cho giếng/vỉa.

- Ở một số khu vực đặc trưng, các vỉa dầu có độ bão hòa nước dư cao, độ tương phản về điện trở giữa vỉa dầu và vỉa nước rất thấp dẫn tới rất khó phân biệt được rõ giữa vỉa dầu và vỉa nước. Ngoài ra một số vỉa có chiều dày lớn trong khi biên độ cấu tạo và diện tích nhỏ nên sau khi đưa vào khai thác bị nước rìa xâm nhập nhanh làm gia tăng độ ngập nước hoặc bị suy giảm mạnh áp suất vỉa (đối với khu vực không có nước rìa/nước đáy).

- Trước kia các giải pháp địa chất - kỹ thuật như khoan mới, cắt thân, chuyển tầng khai thác… là một trong những giải pháp quan trọng góp phần duy trì sản lượng. Tuy nhiên hiện tại và trong tương lai dư địa cho các giải pháp này giảm mạnh và có mức độ gia tăng sản lượng thấp.

- Một số giếng có quỹ đạo giếng với góc nghiêng lớn làm ảnh hưởng tới chất lượng bơm trám xi măng, khó khăn trong công tác hoàn thiện giếng, dẫn tới hiện tượng giếng bị ngập nước sau khi đưa vào khai thác do hiện tượng dòng sau ống chống.

- Diện tích thân dầu rộng trong khi khả năng vươn xa của giếng hạn chế dẫn tới làm ảnh hưởng trực tiếp tới mức độ hoàn thiện mạng lưới giếng khai thác/bơm ép.

- Số lượng và các giếng bị lắng đọng parafin trong ống khai thác lớn và liên tục tăng khiến phải thường xuyên tiến hành xử lý nhưng hiệu quả càng ngày càng giảm và không ổn định làm cho cho chế độ giếng rất bất ổn, gây khó khăn trong vận hành cũng như dự báo.

- Hệ số khí dầu lớn ở một số khu vực mới đưa vào khai thác gây khó khăn trong công tác vận hành khai thác và tối ưu chế độ của giếng.

- Hiện tượng lắng đọng muối trong ống khai thác và vùng cận đáy giếng.

- Công tác nghiên cứu nâng cao hệ số thu hồi dầu đã được thực hiện từ rất lâu nhưng chỉ là các thử nghiệm nhỏ lẻ, mức độ nghiên cứu chưa đầy đủ và chưa mang lại hiệu quả lớn

Đứng trước các thách thức trên, để đảm bảo duy trì được chế độ ổn định của giếng và mức sản lượng được đề ra, một loạt các giải pháp về địa chất - công nghệ mỏ cần phải tập trung thực hiện như sau:

+ Thường xuyên theo dõi và cập nhật động thái các giếng nhằm chủ động tối ưu chế độ giếng và hoàn thiện mạng lưới khai thác/bơm ép để có thể giải quyết được bài toán khó là làm sao có thể vừa duy trì được áp suất vỉa và vừa hạn chế được mức độ gia tăng độ ngập nước.

+ Tiếp tục theo dõi và kiểm soát chặt tầng móng (chiếm 30% cơ cấu sản lượng) nhằm tiếp tục duy trì được động thái khả quan như trong trong 3 năm vừa qua.

+ Xem xét đánh giá lại toàn bộ tài liệu giếng khoan để có thể bắn bổ sung các khoảng chứa dầu còn lại hoặc chuyển tầng khai thác đối với các giếng có tiềm năng và hiện đang có sản lượng thấp để tận thu hồi dầu cho các đối tượng này.

+ Tiếp tục đánh giá lại động thái khai thác và tiềm năng từng khu vực để xem xét khả năng đan dày mạng lưới giếng, cũng như đưa các giếng đang tạm dừng sau một thời gian dài vào khai thác trở lại.

+ Tập trung nhân lực, vật lực để có thể đẩy nhanh công tác tìm kiếm - thăm dò và đưa các khu vực mới vào khai thác trong thời gian sớm nhất có thể.

+ Tiến hành các khảo sát cần thiết để xác định các được rõ khoảng cho dầu nước, từ đó tiến hành giải pháp ngăn cách nước bằng các công nghệ mới mà không sử dụng tới giàn khoan, giúp có thể đưa giếng vào làm việc sớm hơn và chi phí thấp hơn.

+ Xem xét nghiên cứu đẩy mạnh công tác NVTL và các công nghệ mới trong xử lý vùng cận đáy giếng để tận thu cũng như trong việc xử lý lắng đọng parafin/ashphantene trong ống khai thác và trong vỉa.

+ Xem xét thử nghiệm công nghệ khai thác bằng bơm chìm nhằm lựa chọn được phương án khai thác tối ưu giúp ổn định sản lượng hàng năm, cũng như tận thu tối đa trữ lượng của từng giếng và khu vực.

+ Đẩy mạnh và công tác nghiên cứu/thử nghiệm công nghiệp các công việc liên quan tới gia tăng HSTHD với sự hợp tác và hỗ trợ với các đối tác chuyên môn có uy tín trên thế giới nhằm thực hiện có hệ thống từng bước một trong công tác này để đảm bảo hiệu quả trong thời gian tới.

Về các công trình biển và hệ thống công nghệ bề mặt:

Kể từ khi khai thác dòng dầu thương mại đầu tiên vào ngày 26/6/1986 từ giàn MSP-1 được xây dựng vào năm 1984, hiện tại Vietsovpetro đang vận hành trên 50 công trình biển tại các mỏ dầu khí Bạch Hổ, Rồng, Nam Rồng - Đồi Mồi, Gấu Trắng, Thỏ Trắng, Thiên Ưng, Cá Tầm thuộc 4 block khác nhau, cùng gần 800 km đường ống ngầm. Các hệ thống công trình này đều có tuổi thọ thiết kế là 25 năm. Duy trì và kiểm soát toàn bộ hệ thống công trình nêu trên luôn là một thách thức lớn. Đặc biệt trong giai đoạn hiện nay khi thời gian hoạt động và điều kiện việc của phần lớn các công trình đều ở mức tới hạn theo thiết kế.

Để đảm bảo các hệ thống công trình khai thác, vận chuyển, xử lý, tàng trữ hoạt động liên tục và an toàn, XNKT và các đơn vị trong Vietsovpetro cần tập trung thực hiện khối lượng lớn công việc duy tu công trình: Sửa chữa kết cấu kim loại, chống ăn mòn, bảo trì, cải hoán nâng cấp và các biện pháp kỹ thuật khác.

Cụ thể một số vấn đề điển hình sau đang được tập trung nghiên cứu xử lý:

Hệ thống máy PPU (máy tạo hơi nóng, áp suất cao) để xử lý lắng đọng paraphin trong giếng khai thác:

Vietsovpetro (XNKT) hiện đang vận hành 16 máy PPU, trung bình hàng năm thực hiện khoảng 2.800 - 3.000 lượt xử lý lắng đọng parafin trong giếng khai thác. Sự cố với máy PPU tại giàn GTC1 (ngày 4/2/2021) vừa qua với nguyên nhân được xác định do lỗi thiết bị và thiết kế. Sau sự cố, các biện pháp về tổ chức và kỹ thuật đã được xem xét, áp dụng nhằm loại bỏ các yếu tố mất an toàn trong vận hành PPU, trong đó bao gồm nâng cấp hiện đại hóa các thiết bị này. Kế hoạch nâng cấp hiện đại hóa toàn bộ các máy PPU sẽ thực hiện trong 2 năm.

Việc vận hành an toàn hiệu quả máy PPU để xử lý lắng đọng parafin trong giếng sẽ góp phần khai thác hiệu quả các giếng khu vực mỏ Rồng, Gấu Trắng, Cá Tầm trong điều kiện hiện nay.

Thiết bị nâng (cần cẩu):

Trên các giàn khai thác đang vận hành 72 thiết bị cần cẩu. Các cần cẩu này đều được lắp đặt đồng thời cùng các công trình biển. Đối với các thiết bị trên công trình biển, cần cẩu được xếp loại thiết bị kiểm soát nghiêm ngặt.

Vấn đề lớn hiện nay là tình trạng kỹ thuật của 30 thiết bị lắp đặt trước năm 1995. Đặc biệt các thiết bị như cẩu Itagru (Giàn CTP2), Manitex MB600/70 (BK5,6,8), model phụ tùng đã không còn được sản xuất. Hiện nay các đơn vị (XNKT cùng XNCĐ) đang lập phương án, kế hoạch sửa chữa lớn và nâng cấp để đảm bảo vận hành an toàn.

Hệ thống đường ống ngầm:

Khu vực Lô 09-1 và các mỏ kết nối đã hình thành hệ thống đường ống ngầm nội mỏ, liên mỏ qui mô lớn với 172 tuyến ống, với tổng chiều dài khoảng 800 km. Các tuyến ống được xây dựng đồng thời với các giàn nên có thời gian hoạt động tương tự. Theo thiết kế ban đầu, việc kiểm tra bên trong bằng phóng thoi không được tính đến. Do đó việc đánh giá tình trạng kỹ thuật và dự báo thời hạn hoạt động tiếp theo là thách thức lớn.

Trong giai đoạn 2018 - 2020 đã xảy ra 3 sự cố lớn hư hỏng đường ống ngầm: MSP11-MSP9, BK3-BK2, GTC1-BK14. Gây gián đoạn sản xuất, ảnh hưởng đến sản lượng khai thác.

Để nâng cao năng lực quản lý hệ thống đường ống ngầm, từ năm 2019 Vietsovpetro đã bắt đầu chương trình quản lý ăn mòn tổng thể bao gồm: Hệ thống giám sát tốc độ ăn mòn, chương trình hóa phẩm, thử nghiệm phóng thoi làm sạch đường ống và phóng thoi thông minh kiểm tra đường ống. Chương trình về quản lý ăn mòn tổng thể đường ống ngầm đang trong quá trình thực hiện, đánh giá và hoàn thiện.

Sửa chữa kết cấu kim loại và chống ăn mòn công trình biển:

Một trong các vấn đề dễ dàng được nhận thấy trên các công trình biển trong thời gian qua là tình trạng ăn mòn, xuống cấp. Đặc biệt là đối với các MSP, BK thế hệ cũ. Vấn đề không chỉ ảnh hưởng đến mỹ quan mà còn ảnh hưởng lớn đến an toàn lao động và tuổi thọ công trình.

Giai đoạn 2015 - 2017, do khó khăn về tài chính, công tác sửa chữa kết cấu kim loại (KCKL) và chống ăn mòn (CAM) công trình biển đã phải tiết giảm nhiều, không đáp ứng nhu cầu. Hiện nay công tác sửa chữa KCKL và CAM đã được phục hồi và hoàn thiện hơn. Hình ảnh các công trình biển dần được cải thiện trong mắt các đoàn kiểm tra và người lao động.

Số liệu khối lượng sửa chữa KCKL và CAM công trình XNKT giai đoạn 2015 - 2020:

2. Mở rộng khai thác vận hành các lô dầu khí mới:

Với định hướng đẩy mạnh tìm kiếm thăm dò và mở rộng vùng hoạt động của Vietsovpetro và với các kết quả hiện thực hiện nay đã có các dự báo khả quan về phát triển mỏ tại các lô dầu khí mới trong giai đoạn đến năm 2025. Với vai trò là đơn vị chủ lực của Vietsovpetro trong công tác vận hành và khai thác mỏ, XNKT luôn có sự phối hợp, chuẩn bị từ những giai đoạn ban đầu đối với từng dự án. Trong giai đoạn đến năm 2025, các hoạt động mở rộng khai thác các lô dầu khí mới dự báo sẽ tập trung chính vào các dự án sau:

Lô 09-3/12 mỏ Cá Tầm:

Kế hoạch phát triển mỏ (FDP) cập nhật đã được phê duyệt năm 2021, theo kế hoạch này, năm 2022 sẽ xây dựng và đưa vào vận hành giàn nhẹ CTC2. Phụ thuộc vào kết quả mở rộng thăm dò, khả năng sẽ tiếp tục xây dựng và đưa vào vận hành giàn CTC3 và CTC4 trong năm 2024 và 2025.

Cùng với việc mở rộng các công trình mỏ Cá Tầm và các công trình giàn nhẹ mỏ Rồng, giàn RP2 sẽ dự kiến tổ chức thành giàn trung tâm tại khu vực mỏ Rồng.

Lô 16-1/15:

Với kết quả phát hiện dòng dầu thương mại từ giếng thăm dò SV-1X năm 2021 đã mở ra triển vọng tiếp tục mở rộng thăm dò các cấu tạo triển vọng Lô 16-1/15 và khả năng phát triển khai thác mỏ Sói Vàng năm 2025, kết nối với cơ sở hạ tầng mỏ Bạch Hổ.

Lô 09-2/09 mỏ KNT, KTN:

Kế hoạch phát triển mỏ đại cương (ODP) đã được phê duyệt năm 2021. Kế hoạch phát triển mỏ đang được Vietsovpetro hoàn thiện và trình phê duyệt. Theo Kế hoạch này, dự kiến sẽ xây dựng 1 giàn trung tâm tại mỏ KNT và 1 giàn nhẹ dạng BK tại mỏ KTN, đưa vào vận hành năm 2024.

Dự án phát triển mỏ KNT và KTN sẽ là dự án qui mô lớn nhất đối với Vietsovpetro trong giai đoạn hiện nay với nhiều khó khăn thách thức về xây dựng mỏ cũng như vận hành mỏ.

3. Mở rộng các hình thức dịch vụ khai thác, vận hành mỏ (O&M):

Với qui mô và cơ cấu hoạt động hiện nay của XNKT, 75% chi phí nhân viên là từ nguồn Lô 09-1 và 25% còn lại là từ nguồn dịch vụ vận hành cho đối tác bên ngoài và dịch vụ vận hành cho các lô ngoài 09-1. Dự báo trong giai đoạn tiếp theo, khối lượng công việc và ngân sách từ Lô 09-1 sẽ giảm dần. Do đó việc mở rộng các hình thức dịch vụ khai thác vận hành mỏ là nhiệm vụ quan trọng nhằm duy trì hoạt động ổn định của XNKT.

Là đơn vị tiên phong trong khai thác vận hành các mỏ dầu khí biển Việt Nam, XNKT và các đơn vị thuộc Vietsovpetro có lợi thế người đi trước, có kinh nghiệm đặc biệt đối với các giai đoạn khai thác mỏ từ giai đoạn phát triển mỏ đến các giai đoạn khai thác cuối đời mỏ. Kinh nghiệm và năng lực đã được chứng tỏ trong kết quả công tác khai thác vận hành các mỏ của Vietsovpetro như mỏ Bạch Hổ, Rồng, Thiên Ưng, Cá Tầm và vận hành các mỏ cho đối tác bên ngoài như mỏ Cá Ngừ Vàng, Tê Giác Trắng (HLHV JOC), mỏ Hải Sư Trắng, Hải Sư Đen (Thăng Long JOC).

Một điểm đặc thù trong khai thác vận hành các mỏ dầu khí biển là chi phí vận hành khai thác trên thùng dầu sẽ tăng trong giai đoạn cuối đời mỏ khi sản lượng khai thác giảm mạnh. Việc kéo dài thời gian khai thác mỏ như đối với các mỏ Lô 09-1 ngoài việc phụ thuộc vào các điều kiện kỹ thuật địa chất còn phụ thuộc nhiều vào yếu tố hiệu quả công tác khai thác vận hành mỏ để đảm bảo hiệu quả kinh tế.

Theo số liệu hiện nay của PVN, một số mỏ của các JOC trên khu vực bể Cửu Long và bể Nam Côn Sơn đã và đang bước vào giai đoạn khai thác cuối đời mỏ, đồng thời Hợp đồng dầu khí với các nhà đầu tư cũng sẽ kết thúc trong giai đoạn đến 2025. Có thể kể đến các trường hợp như: Mỏ Rồng Đôi lô 11-2 thuộc KNOC, các mỏ lô 01, 02 và kể cả các mỏ Cá Ngừ Vàng, Tê Giác Trắng (HLHV JOC), mỏ Hải Sư Trắng, Hải Sư Đen (Thăng Long JOC). Đây sẽ là cơ hội của Vietsovpetro trong việc phát huy thế mạnh kinh nghiệm năng lực khai thác vận hành hiệu quả các mỏ dầu khí giai đoạn cuối đời mỏ để có thể nghiên cứu đề xuất phương án tiếp nhận các mỏ này và trở thành nhà điều hành mỏ giai đoạn tận thu khai thác tiếp theo.

4. Thay lời kết:

35 năm qua, tập thể lao động quốc tế với các thế hệ lãnh đạo và CBCNV với sự quyết tâm và nhiệt huyết đã xây dựng XNKT lớn mạnh như ngày nay, hoàn thành sứ mệnh người đi trước trong việc định hình lĩnh vực khai thác vận hành các mỏ dầu khí biển trên thềm lục địa Việt Nam. Nhìn về phía trước mặc dù với nhiều khó khăn bộn bề và biến động nhưng tin tưởng sẽ hoàn thành được các nhiệm vụ, đảm bảo khai thác vận hành an toàn, ổn định các mỏ dầu khí hiện hữu cùng các mỏ mới với hiệu quả cao cho các phía tham gia, đảm bảo khai thác tài nguyên của đất nước với hiệu quả và trách nhiệm cao nhất.

Khát vọng vươn ra biển lớn tìm dầu của các thế hệ Vietsovpetro vẫn đang được tiếp nối, những con người hiện tại, các thế hệ kế cận và tương lai để được làm việc và cống hiến trên các vùng biển thềm lục xa khơi của tổ quốc.​/.

LÊ VIỆT HÙNG; HỒ NAM CHUNG