Khoa học công nghệ ngành Công Thương

Thứ năm, 29/09/2022 | 17:48

Thứ năm, 29/09/2022 | 17:48

Giải thưởng

Cập nhật lúc 11:43 ngày 13/05/2021

Việt Nam thành công với công nghệ giàn khoan dầu khí hiện đại bậc nhất thế giới

Việc nghiên cứu, xây dựng thành công giàn khoan tiếp trợ nửa nổi nửa chìm PVD-V (Semi-TAD 15K có tải trọng tháp khoan lên đến 1,5 triệu lbs) đã đưa Việt Nam trở thành quốc gia đầu tiên có thế hệ giàn Semi-TAD hiện đại nhất thế giới (năm 2009) với thiết bị, công nghệ mới, phức tạp để khoan các giếng áp suất cao – nhiệt độ cao, hoạt động ở vùng biển sâu, điều kiện khí hậu – hải dương khắc nghiệt
Giàn khoan PVD-V được chế tạo có khả năng hoạt động khoan các giếng khoan nhiệt độ cao, áp suất cao hoạt động ở vùng nước sâu, xa bờ tạo ra bước đột phá, tự chủ về khoa học công nghệ và đóng góp một phần trong việc bảo đảm an ninh quốc phòng, giữ vững chủ quyền biển đảo Việt Nam.
Giàn khoan TAD (tiếp trợ nửa nổi nửa chìm) trên mỏ Mộc Tinh
Dự án Biển Đông 01 là một kỳ tích của ngành Dầu khí Việt Nam ở Biển Đông. Có thể nói, dự án đã khẳng định được sức mạnh nội lực của ngành Dầu khí, góp phần bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia. Để làm nên kỳ tích ấy, biết bao mồ hôi, công sức và tiền của đã bỏ ra. Bởi, nếu đơn giản, dễ làm, dễ khai thác tài nguyên lên để bán như nhiều người vẫn nghĩ thì tập đoàn dầu khí hàng đầu thế giới BP của Anh đã không phải “bỏ của chạy lấy người” vào năm 2008 sau khi đổ vào dự án này hơn nửa tỉ đô la Mỹ trong thời gian dài sau 17 năm hoạt động tìm kiếm thăm dò mà không thể khai thác được gì.
Nói về cái khó ở mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh thì vô vàn. Nằm ở vùng biển có độ sâu từ 118 đến 145m, điều kiện địa chất ở mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh không những phức tạp nhất ở Việt Nam mà còn là vào loại ít có trên thế giới. Nhiệt độ và áp suất giếng ở đây rất cao, nhiệt độ dưới giếng khoảng 189oC, áp suất khoảng 890 atm.
Những loại mỏ khí đốt có áp suất cao và nhiệt độ cao như thế rất hiếm có công ty dầu khí nào dám khai thác, bởi mức độ nguy hiểm và rủi ro quá lớn. Đó cũng chính là lý do vì sao trong thời gian BP tiến hành khoan thăm dò ở mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh đã thường xuyên gặp sự cố.
Có thể nói, đối với mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh, khoan là vấn đề quyết định sự thành bại của dự án. Bởi như đã nói, đây là vùng mỏ có địa chất đặc biệt phức tạp, ngay cả BP đã từng dùng nhiều tàu khoan hiện đại lúc bấy giờ nhưng cũng phải “bó tay”.  
Tại thời điểm 2009, không có giàn khoan Semi-TAD nào trên thế giới có thể đáp ứng được yêu cầu để khoan các giếng tại vùng mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh. Việc xây dựng giàn khoan mới đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về kỹ thuật trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết để đạt được tiến độ dự án. Theo đó, để đảm bảo công tác khoan thành công, việc xây dựng mới giàn khoan tiếp trợ nửa chìm nửa nổi (Semi-TAD 15K) đã được Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đông (Biển Đông POC - chủ dự án) và Tổng Công ty CP Khoan và Dịch vụ khoan Dầu khí (PV Drilling - nhà thầu khoan) tiến hành thực hiện nghiên cứu với các đặc tính kỹ thuật: Hệ thống đối áp lên đến 1.020atm (15.000 psia); Hệ thống tháp khoan có sức kéo lên đến 1,5 triệu lbs; Thân tàu lớn hơn rất nhiều so với các giàn Semi-TAD khác đang được cung cấp trên thị trường để có thể hoạt động hiệu quả trong vùng biển khắc nghiệt như mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh của Việt Nam.
Tiến Sỹ Ngô Hữu Hải, Tổng Giám Đốc Biển Đông POC cho biết: “Trên thế giới lúc đó có tổng cộng bảy giàn TAD tương tự như Semi-TAD 15K hiện tại. Tuy nhiên, không có một giàn nào có sức kéo tháp khoan lên đến 1,5 triệu lbs để đáp ứng được điều kiện địa chất, nhiệt độ cao, áp suất cao như ở Hải Thạch - Mộc Tinh. Chính vì thế, nếu sử dụng phương án thuê giàn khoan thì cũng phải tiến hành cải hoán mới có thể sử dụng được và chi phí thuê giàn này mỗi ngày rất lớn, khoảng 500 nghìn USD. Với phương án xây mới này thì chi phí chỉ bằng khoảng một nửa so với thuê và cải hoán giàn đã có”.
Đội ngũ kỹ thuật vận hành giàn khoan Semi-TAD 15K
Sau gần 3 năm thiết kế và chế tạo, đến cuối năm 2011, giàn khoan tiếp trợ nửa nổi nửa chìm Semi-TAD 15K đã được hoàn thành và chuyển về vị trí mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh. Đây là giàn khoan hiện đại bậc nhất trên thế giới.
“Đây không chỉ là giàn khoan nước sâu đầu tiên do người Việt Nam làm chủ mà còn là giàn khoan hiện đại nhất thế giới lúc bấy giờ, đáp ứng yêu cầu khai thác trong môi trường khắc nghiệt, thực hiện khoan ở điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, vượt xa so với các giàn khoan cùng loại và đã được Bộ Khoa học và Công nghệ cấp giấy chứng nhận ứng dụng công nghệ cao.”  - Tiến Sỹ Ngô Hữu Hải, Tổng Giám Đốc Biển Đông POC cho biết thêm.
Cũng chính vì giàn khoan Semi-TAD 15K hiện đại và vô cùng phức tạp nên vấn đề vận hành giàn trở thành một thử thách đặc biệt đối với đội ngũ chuyên gia, kỹ sư khoan dầu khí lúc bấy giờ. Chính vì vậy, bên cạnh đội ngũ kỹ sư người Việt, Biển Đông POC bắt buộc phải thuê nhiều chuyên gia nước ngoài hỗ trợ vận hành giàn trong thời gian đầu. Ban đầu có tất cả 34 chuyên gia nước ngoài, trong đó có cả những người có kinh nghiệm, rất am hiểu dự án từ BP sang. Song song với đó, Biển Đông POC đã gấp rút đào tạo thế hệ kỹ sư người Việt để đưa vào thay thế, vận hành dự án.
Cho tới nay, các giàn 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 đảm bảo. Nhờ nghiên cứu, phát triển thành công các giải pháp khoa học - công nghệ đã đem lại hiệu quả kinh tế vô cùng to lớn  cho ngành dầu khí Việt Nam nói riêng và Việt Nam nói chung. Tổng chi phí tiết kiệm được và hiệu quả mang lại hơn 602,3 triệu USD tương đương hơn 13.949 tỷ đồng. Chỉ riêng thành công từ giải pháp nghiên cứu, phát triển công nghệ khoan và hoàn thiện giếng đã mang lại hiệu quả hơn 77,73 triệu USD tương đương hơn 1.800 tỷ đồng.
Giàn khoan Semi-TAD 15K là giàn khoan đầu tiên trên thế giới có tải trọng tháp khoan lên đến 1,5 triệu lbs ứng dụng công nghệ cao để khoan các giếng khoan nhiệt độ cao, áp suất cao (HPHT). Công suất thiết bị chống phun (BOP) được thiết kế với áp suất làm việc lên đến 15.000 psi (tương đương 1.020 atm), đây là những thách thức lớn của công nghệ khoan dầu khí hiện nay. Một điểm đặc biệt nữa là giàn khoan Semi-TAD 15K với tải trọng của tháp khoan thiết kế có thể thực hiện được các giếng khoan đến độ sâu 30.000 ft (tương đương 9.100 m) với độ sâu mực nước biển có thể hoạt động lên đến 4.000 ft (1.200 m).
Việc nghiên cứu, xây dựng mới giàn khoan Semi-TAD 15K nằm trong 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. Đây là cụm công trình do Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam thực hiện. Cụm công trình đã được Bộ Công Thương đề xuất xét tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh về khoa học và công nghệ đợt 6.

Mai Anh
lên đầu trang