Để đưa Dự án Biển Đông 01 đến thành công như ngày hôm nay, công tác nghiên cứu, cải tiến, phát triển và hoàn thiện các giải pháp sáng tạo về khoa học và công nghệ của Cụm công trình “Nghiên cứu, phát triển công nghệ để khai thác các mỏ khí – condensate với điều kiện đặc biệt phức tạp thềm lục địa Việt Nam” là phần cốt lõi cấu thành không thể thiếu.
Hầu hết các vỉa ở mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh có nhiệt độ cao và áp suất rất cao (HPHT) với nhiệt độ đáy giếng/áp suất đáy giếng từ 150oC/680atm (10.000 psia) đến 205oC/918atm (13.500 psia). Mà khi khoan, nhiệt độ dung dịch tuần hoàn cao làm giảm tuổi thọ của các vật liệu cao su trong bộ đối áp (BOP). Nhiệt độ cao cũng làm giảm mạnh tuổi thọ các thiết bị điện tử dùng để đo đạc thông số khoan, đo địa vật lý, đo chế độ khai thác của giếng. Sự giãn nở nhiệt của chất lưu cũng gây ra áp suất rất lớn trong các khoảng không lòng giếng (vành xuyến) trong quá trình vận hành khai thác. Cấu tạo địa chất cực kỳ phức tạp này đòi hỏi những người trực tiếp tham gia phải nghiên cứu, phát triển những công nghệ mới, đồng thời tổ chức triển khai đồng bộ các giải pháp, thuộc tất cả các lĩnh vực về địa chất – công nghệ mỏ, thiết kế, xây lắp, khoan – hoàn thiện giếng, cuối cùng là vận hành khai thác hiệu quả dự án trong điều kiện áp suất cao, nhiệt độ cao, khu vực nước sâu xa bờ, khí hậu hải dương khắc nghiệt…
Theo Tiến sĩ Ngô Hữu Hải – Tổng Giám đốc BIENDONG POC, Cụm công trình “Nghiên cứu, phát triển công nghệ để khai thác các mỏ khí – condensate với điều kiện đặc biệt phức tạp thềm lục địa Việt Nam” là phần cốt lõi cấu thành không thể thiếu, bao gồm rất nhiều các giải pháp khoa học công nghệ mới được nghiên cứu phát triển và áp dụng trong quá trình thực hiện dự án Biển Đông 01. Đây là một hệ thống các giải pháp có hàm lượng chất xám cao, có giá trị đặc biệt về cả khoa học và công nghệ, góp phần quan trọng cho sự phát triển của khoa học dầu khí. Tổng thể các giải pháp trong Cụm công trình nghiên cứu này có thể chia làm 4 tổ hợp, tương ứng 4 giai đoạn của Dự án.
 |
|
Giàn xử lý trung tâm PQP-HT và giàn WHP-HT1. |
Tổ hợp đầu tiên là nghiên cứu, phát triển các giải pháp để lựa chọn vị trí giếng khoan sao cho phù hợp với điều kiện địa chất phức tạp của vùng mỏ, tăng tỷ lệ thành công trong khoan thăm dò, thẩm lượng và khai thác. Các kỹ sư tham gia dự án phải nghiên cứu các giải pháp công nghệ về xử lý tài liệu địa chấn, các phương pháp phân tích địa chấn đặc biệt, các phương pháp địa chất… từ đó đưa ra những dự báo rủi ro, cũng như điều hành quá trình khoan giếng sao cho diễn ra an toàn trong điều kiện áp suất lớn, cùng các giải pháp tối ưu việc quản lý khai thác mỏ.
Tiếp đến là nghiên cứu, phát triển công nghệ khoan và hoàn thiện giếng khoan nhằm đảm bảo an toàn trong khi thi công khoan và giảm chi phí khoan. Xây dựng và hoàn thiện các giải pháp thiết kế kỹ thuật của giếng khoan trong vùng áp suất cao và nhiệt độ cao, xây dựng quy trình thi công chuẩn và rất nhiều quy trình, quy chuẩn khác để bảo đảm các giếng khoan sẽ được thi công một cách an toàn, hiệu quả nhất.
Trong giai đoạn này, đặc biệt phải kể đến các giải pháp phát triển đóng mới giàn khoan tiếp trợ nửa chìm nửa nổi đầu tiên trên thế giới (Semi-TAD 15K PV DRILLING V) (đã đề cập tại kỳ trước). Sau đó là giải pháp chuyển đổi hệ thống đầu giếng ngầm thân lớn sang hệ thống đầu giếng nổi thân lớn cho giàn đầu giếng cố định, để áp dụng cho công tác thiết kế, đóng mới và vận hành các giàn đầu giếng Hải Thạch (WHP-HT1) và Mộc Tinh (WHP-MT1). Các chuyên gia của dự án cũng nghiên cứu đưa ra giải pháp cải tiến kỹ thuật của hỗn hợp xi măng khô hệ Well-Life, sử dụng cho giếng khoan áp suất cao nhiệt độ cao và các nhóm giải pháp hoàn thiện giếng khoan.
 |
|
Giàn khoan PV DRILLING V. |
Nói riêng về hệ thống đầu giếng nổi. Hệ thống này, trong bản vẽ trông giống một cây thông với cành chĩa lên trời, nên được gọi là “cây thông ngầm”. Cũng phải nói thêm, hệ thống đầu giếng ngầm kiểu cây thông khai thác có thể vận hành với điều kiện nhiệt độ và áp suất như ở mỏ Hải Thạch-Mộc Tinh lên đến 175oC và 850atm (12.500 psia) là không tồn tại tại thời điểm năm 2009 và chưa có nhà cung cấp đầu giếng nào có thể khẳng định đến bao giờ họ mới phát triển hoàn chỉnh hệ thống này để cung cấp cho BIENDONGPOC. Vì vậy, ban lãnh đạo dự án Biển Đông 01 đã phải tự tổ chức thực hiện nghiên cứu, sau đó là mạnh dạn đề xuất sử dụng phương án “đầu giếng và cây thông bề mặt” được phát triển từ công nghệ đầu giếng ngầm (Big bore system) để vừa đáp ứng được yêu cầu vận hành cũng như yêu cầu thiết kế giếng theo kiểu “big bore” được kế thừa từ các tập đoàn dầu khí đa quốc gia khác như Total, Exxon…
Bên cạnh đó, giải pháp cải tiến kỹ thuật của hỗn hợp xi măng khô hệ Well-Life cũng là một thành công rất lớn của nhóm tác giả thuộc BIENDONG POC, khi đã nghiên cứu sản xuất thành công một loại xi măng biết “giãn nở, co ngót” theo sự thay đổi của nhiệt độ để trám lỗ khoan. Nhóm cán bộ kỹ thuật đã nghiên cứu và thử nghiệm pha trộn các chất phụ gia để có được loại xi măng này. Xi măng thì không thiếu, nhưng chất phụ gia là gì, tỷ lệ pha trộn bao nhiêu, lại là chuyện cực kỳ phức tạp. Phải mất gần nửa năm cùng với các chuyên gia nước ngoài thí nghiệm, rồi mang tới các trung tâm danh tiếng nhất thế giới để kiểm nghiệm trong những điều kiện nhiệt độ, áp suất còn khắt khe hơn cả ở Hải Thạch – Mộc Tinh. Kết quả là, cho đến tận thời điểm bây giờ, các giếng khai thác của Dự án Biển Đông 01 đang vận hành rất an toàn, điều đó minh chứng cho việc thiết kế là cực chuẩn, chất lượng thiết bị hoàn toàn bảo đảm.
 |
|
Giàn xử lý trung tâm PQP-HT |
Giai đoạn tiếp theo là nghiên cứu, lựa chọn tối ưu các giải pháp thiết kế, xây dựng mỏ, khẳng định phương án phát triển “giàn khoan Semi TAD 15K + đầu giếng khai thác bề mặt + tàu chứa FSO (*)” là lời giải đúng cho bài toán phát triển mỏ Hải Thạch – Mộc Tinh. Cuối cùng là nghiên cứu, phát triển và hoàn thiện hệ thống quản lý vận hành/bảo dưỡng thiết bị khai thác. Những giải pháp này đã giải quyết được những vấn đề cốt lõi về công nghệ vận hành và bảo trì thiết bị cho các giàn WHP-HT1 và WHP-MT1 khi hoạt động khai thác trong điều kiện áp suất cao, nhiệt độ cao. Ngoài ra, nhóm tác giả dự án cũng xây dựng hơn 850 quy trình/hướng dẫn vận hành và quản lý thiết bị khai thác; tự lực và làm chủ công nghệ, quản lý và vận hành toàn bộ hệ thống công nghệ khai thác tiên tiến an toàn, liên tục, hiệu quả.
 |
|
Giàn khai thác Mộc Tinh (WHP-MT1). |
Trong mỗi tổ hợp các giải pháp kể trên đã có 60 công trình nghiên cứu được công bố trên các tạp chí chuyên ngành và khoa học công nghệ, 01 sách chuyên khảo, 41 sáng kiến và hơn 300 cải tiến kỹ thật được các cấp ghi nhận, đạt được các giải thưởng trong suốt thời gian triển khai thi công và vận hành công trình. Có thể nói, cụm công trình đã tạo ra hệ thống các giải pháp có giá trị rất cao về cả khoa học và công nghệ, không chỉ áp dụng cho Dự án Biển Đông 01 mà còn đóng góp quan trọng cho khoa học dầu khí, nhằm phát triển các dự án khai thác nước sâu xa bờ khác về sau này.
(*) Đóng góp vào thành công Dự án Biển Đông 01 không thể không nhắc đến Dự án Kho nổi FSO PTSC BIENDONG 01 do Tổng công ty CP Dịch vụ kỹ thuật Dầu khí Việt Nam (PTSC) trực tiếp đầu tư, thực hiện từ khâu thiết kế, giám sát đóng mới, vận chuyển, lắp đặt, chạy thử và đưa vào khai thác.
Kho nổi FSO PTSC BIENDONG 01 là tàu chứa condensate trên biển không tự hành (không có động cơ), dài 171,50 m; rộng 32,40m, cao 18,20m, mớn nước 12,60m, trọng tải toàn phần 55.000 tấn, có tổng mức đầu tư 150 triệu USD, được đóng mới hoàn toàn tại Nhà máy đóng tàu Sungdong Hàn Quốc, trang bị nhiều thiết bị hiện đại với nhiều tính năng vượt trội phục vụ cho việc khai thác dầu khí ngoài khơi.
 |
|
Kho nổi FSO PTSC BIENDONG 01 |
Kho nổi FSO PTSC BIENDONG 01 có nhiệm vụ tàng trữ và xuất bán condensate cho cụm mỏ Hải Thạch – Mộc Tinh với công suất lớn và sức chứa đến 350.000 thùng. Trung bình hằng năm, FSO PTSC BIENDONG 01 thực hiện hơn 12 lần xuất bán dầu với tổng khối lượng dầu ước tính lên tới nhiều triệu thùng mỗi năm, mang lại doanh thu rất lớn cho BIENDONG POC.
Khác với những dự án kho chứa nổi đang hoạt động ngoài khơi Việt Nam hiện nay, kho nổi FSO PTSC Biển Đông 01 có sức chứa lên đến 350.000 thùng và được biết đến với hệ thống neo đặc biệt, hệ thống neo bên trong thân tàu (internal turret). Hệ thống neo này giúp kho nổi hoạt động ngoài khơi vùng biển Việt Nam 20 năm mà không phải vào bờ sửa chữa, bảo dưỡng lớn, đặc biệt trong môi trường hoạt động có rất nhiều khó khăn, thách thức và tiềm ẩn nhiều rủi ro tại vùng mỏ Hải Thạch – Mộc Tinh.
Dự án đầu tư đóng mới FSO PTSC BIENDONG 01 – kho nổi đầu tiên sử dụng hệ thống neo hiện đại và phức tạp này cũng đã đánh dấu một cột mốc quan trọng cho sự phát triển của PTSC trong việc làm chủ công nghệ, trình độ quản lý và phát triển dịch vụ dầu khí đặc thù này.
Trúc Lâm
