Khoa học công nghệ ngành Công Thương

Thứ hai, 21/06/2021 | 11:48

Thứ hai, 21/06/2021 | 11:48

Giải thưởng

Cập nhật lúc 08:59 ngày 02/06/2021

Vượt thách thức, bảo đảm dòng dầu khí chảy liên tục cho đất nước

Dự án Biển Đông 01 là tên của cụm giàn khai thác khí và dầu condensate ở mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh. Đây là cụm mỏ ngoài khơi xa nhất, là công trình trên biển lớn nhất do Việt Nam trực tiếp thiết kế, xây lắp và vận hành. Sau hơn 7 năm đi đi vào hoạt động khai thác hiệu quả, dự án khoa học công nghệ (KH&CN) gắn liền với công trình biển này đã được Bộ Công Thương đề cử xét tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh về Khoa học và Công nghệ đợt 6.
Trang TTĐT Khoa học công nghệ ngành Công Thương (https://khcncongthuong.vn/) có dịp trao đổi với TS. Hoàng Minh Hải, Trưởng phòng Tìm kiếm Thăm dò – Công nghệ mỏ, Chi nhánh Tập đoàn Dầu khí Việt Nam - Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đông (Biển Đông POC), để cùng tìm hiểu chi tiết hơn về giá trị và ý nghĩa mà Cụm công trình mang lại.
Xin cảm ơn ông đã nhận lời tham gia cuộc trò truyện. 
Thưa ông, với 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”, tập thể tác giả thực hiện đã có những cải tiến công nghệ gì?
TS. Hoàng Minh Hải: Trước khi trả lời câu hỏi, tôi xin giới thiệu sơ qua về Dự án Biển Đông 01 và Cụm công trình khoa học công nghệ này.
Dự án Biển Đông 01 xây dựng cụm giàn để khai thác khí và condensate ở hai mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh thuộc các lô dầu khí 05-2 và lô 05-3. Đây là cụm mỏ ngoài khơi xa nhất và là công trình trên biển lớn nhất do Việt Nam trực tiếp thiết kế, xây lắp và vận hành. Cụm công trình khoa học công nghệ gắn liền với Dự án này là thành tựu to lớn của Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam nói riêng và của Việt Nam nói chung. Những kết quả trí tuệ trong nghiên cứu, phát triển công nghệ là chìa khóa mang lại thành công cho dự án Biển Đông 01 và sẽ tiếp tục được áp dụng hiệu quả hơn trong công tác thăm dò – thẩm lượng, phát triển – xây dựng mỏ, khoan – hoàn thiện giếng và tổ chức vận hành khai thác các mỏ có điều kiện đặc biệt phức tạp khác bao gồm: mỏ áp suất cao và nhiệt độ cao, khu vực nước sâu – cận sâu, xa bờ, điều kiện khí hậu – hải dương rất khắc nghiệt ở thềm lục địa Việt Nam và vùng lân cận.
Cụm giàn xử lý trung tâm và giàn khai thác tại mỏ Hải Thạch là công trình trên biển lớn nhất do Việt Nam trực tiếp thiết kế, xây lắp và vận hành lúc bấy giờ.
Hệ thống 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” đã được nghiên cứu, phát triển và áp dụng thành công bao gồm 32 giải pháp khoa học và công nghệ tiêu biểu và được chia thành 5 nhóm.
Nhóm các giải pháp để lựa chọn tối ưu vị trí giếng khoan với điều kiện địa chất rất phức tạp làm tăng hệ số thành công trong thăm dò, khai thác bao gồm (8 giải pháp): Các giải pháp cải tiến phương pháp sử dụng địa chấn đặc biệt để lựa chọn vị trí giếng khoan; Các giải pháp địa chất/địa vật lý để tối ưu quá trình khoan giếng; Giải pháp nghiên cứu cải tiến chiến lược khoan hợp lý để tận thăm dò thẩm lượng, giảm rủi ro và chi phí.
Nhóm các giải pháp công nghệ khoan và hoàn thiện giếng trong điều kiện áp suất cao, nhiệt độ cao, nước sâu – cận sâu, xa bờ bao gồm (16 giải pháp): Giải pháp nghiên cứu công nghệ, xây dựng mới giàn tiếp trợ nửa chìm nửa nổi (khoan giếng áp suất cao, nhiệt độ cao) đầu tiên ở vùng nước sâu thềm lục địa Việt Nam và trên thế giới; Giải pháp sáng tạo cải tiến, chuyển đổi hệ đầu giếng ngầm thân lớn sang hệ thống đầu giếng nổi thân lớn đặt trên giàn đầu giếng cố định; Giải pháp cải tiến kỹ thuật của hỗn hợp xi măng khô cho giếng khoan nhiệt độ cao, áp suất cao; Các giải pháp thết kế, thi công khoan giếng nhiệt độ cao, áp suất cao, cửa sổ chênh áp hẹp; Các giải pháp hoàn thiện giếng khoan áp suất cao, nhiệt độ cao.
Cụ công trình gồm 32 giải pháp khoa học và công nghệ tiêu biểu, đã đem lại hiệu quả kinh tế hơn 602,3 triệu USD
Nhóm các giải pháp tối ưu thiết kế, xây dựng mỏ và quản lý an toàn môi – trường bao gồm (4 giải pháp): Giải pháp cải tiến phương án phát triển mỏ trong điều kiện khó khăn, phức tạp; Giải pháp quản lý tối ưu đối với tổng thầu triển khai thi công các công trình biển; Hệ thống quản lý chất lượng, an toàn, môi trường theo các chuẩn quốc tế cho hoạt động khai thác dầu khí; Giải pháp giám sát môi trường cho dung dịch khoan gốc dầu trong khoan giếng ở điều kiện áp suất cao, nhiệt độ cao.
Nhóm các giải pháp về công nghệ mỏ và quản lý tối ưu mỏ bao gồm (4 giải pháp): Giải pháp xây dựng nền tảng dữ liệu cho việc quản lý, giám sát và tối ưu hóa khai thác khí – condensate tại mỏ; Giải pháp hạn chế ngưng tụ condensate vùng cận đáy giếng; Giải pháp hạn chế nước xâm nhập vào giếng khai thác khí; Giải pháp quản lý và hạn chế thành công cát xâm nhập vào giếng khai thác.
Nhóm các giải pháp về tổ chức vận hành khai thác an toàn, liên tục và hiệu quả bao gồm (4 giải pháp): Giải pháp tối ưu chi phí quản lý sự toàn vẹn đường ống ngầm bằng nghiên cứu mô phỏng kết hợp thực nghiệm và kiểm định trên cơ sở rủi ro; Giải pháp mở giếng khai thác sử dụng khí từ giếng có áp suất cao thay vì sử dụng các phương pháp tốn kém khác; Sáng kiến làm sạch giếng bằng hệ thống thiết bị khai thác sẵn có, thay vì sử dụng hệ thống riêng theo cách truyền thống; Các giải pháp cải tiến kỹ thuật trong quá trình vận hành và bảo dưỡng.
Dự án dầu khí đầu tiên với hơn 90% khối lượng công việc được thực hiện tại Việt Nam.
Những đóng góp của Cụm công trình cho ngành Dầu khí Việt Nam và sự phát triển của khoa học công nghệ nước nhà là gì, thưa ông? 
TS. Hoàng Minh Hải: Việc nghiên cứu, phát triển những giải pháp khoa học công nghệ để phát triển thành công và khai thác hiệu quả các mỏ khí – condensate ở Dự án Biển Đông 1 có ý nghĩa vô cùng quan trọng, góp phần khẳng định khả năng làm chủ công nghệ để phát triển những mỏ dầu khí có điều kiện nhiệt độ cao áp suất cao, nước sâu – cận sâu, xa bờ, làm tiền đề cho những dự án thăm dò – thẩm lượng, phát triển và khai thác các mỏ khác sâu hơn, xa hơn, khó khăn hơn trong khu vực thuộc thềm lục địa Việt Nam. Cụm công trình đã tạo ra hệ thống các giải pháp có giá trị cao về khoa học và công nghệ với nhiều hạng mục lần đầu tiên được nghiên cứu áp dụng.
Thứ nhất: Nghiên cứu, phát triển các giải pháp để lựa chọn tối ưu vị trí giếng khoan với điều kiện địa chất phức tạp làm tăng hệ số thành công trong khoan thăm dò, thẩm lượng và khai thác; Hoàn thiện các giải pháp công nghệ về xử lý tài liệu địa chấn, các phương pháp phân tích địa chấn, các phương pháp địa chất để dự báo và điều hành quá trình khoan giếng an toàn trong điều kiện địa chất phức tạp, dị thường áp suất lớn để tối ưu việc quản lý khai thác mỏ.
Thứ hai: Nghiên cứu, phát triển công nghệ khoan và hoàn thiện giếng khoan trong điều kiện áp suất cao, nhiệt độ cao, nước sâu – cận sâu, xa bờ, khí hậu – hải dương đặc biệt khó khăn nhằm đảm bảo an toàn trong thi công khoan và giảm chi phí khoan; Xây dựng và hoàn thiện các giải pháp tối ưu, thiết kế kỹ thuật của giếng khoan áp suất cao và nhiệt độ cao, quy trình thi công chuẩn và các quy trình, quy chuẩn  khác để bảo đảm các giếng khoan sẽ được thi công một cách an toàn, hiệu quả nhất.
Thứ ba: Nghiên cứu, lựa chọn tối ưu các giải pháp thiết kế, xây dựng mỏ, khẳng định phương án phát triển mỏ sử dụng “giàn khoan Semi TAD 15K + giàn đầu giếng khai thác bề mặt + tàu chứa FSO” là lời giải đúng để giải quyết những vấn đề then chốt về phát triển mỏ tối ưu với điều kiện áp suất cao, nhiệt độ cao tại vùng nước sâu và cận sâu phù hợp với điều kiện Việt Nam và khu vực.
Những giá trị về khoa học công nghệ của Cụm công trình đóng góp quan trọng cho nền khoa học dầu khí nước nhà
Thứ tư: Nghiên cứu, phát triển và hoàn thiện hệ thống quản lý vận hành/ bảo dưỡng thiết bị khai thác các mỏ khí – condendate; giải quyết được những vấn đề then chốt về công nghệ vận hành và bảo trì thiết bị các công trình khai thác áp suất cao, nhiệt độ cao; xây dựng hệ thống 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.
Được biết, các giải pháp khoa học - công nghệ nghiên cứu, phát triển và áp dụng đã đem lại hiệu quả kinh tế hơn 602,3 triệu USD. Ông có thể chia sẻ rõ hơn những giá trị này?
TS. Hoàng Minh Hải: Hiệu quả kinh tế của cụm công trình là chi phí tiết kiệm được tính bằng cách so sánh các chi phí trước và sau khi áp dụng giải pháp. Trong đó, tính riêng nhóm các giải pháp nghiên cứu, lựa chọn và điều chỉnh phương án phát triển mỏ phù hợp đó là sử dụng giàn xử lý trung tâm, tàu chứa nổi và giàn đầu giếng cố định đã mang lại hiệu quả hơn 468 triệu USD, nhóm các giải pháp phát triển, áp dụng công nghệ khoan và hoàn thiện giếng khoan ở điều kiện đặc biệt phức tạp đã mang lại hiệu quả hơn 77,73 triệu USD và nhóm giải pháp sáng tạo, cải tiến kỹ thuật trong khâu tổ chức vận hành khai thác đã mang lại hiệu quả hơn 56,4 USD. 
Tuy nhiên, đây mới chỉ là một phần hiệu quả mang lại có thể tính toán được cho đến thời điểm hiện tại, còn các giải pháp sáng tạo nhằm giảm thiểu rủi ro, các giải pháp về phát huy nội lực, giải pháp về khoa học quản lý để đưa dự án đến thành công thì không thể tính toán bằng hiệu quả kinh tế.
Ông có thể nói rõ hơn về giải pháp công nghệ khoan và hoàn thiện giếng trong điều kiện áp suất cao, nhiệt độ cao, nước sâu – cận sâu, xa bờ đặc biệt phức tạp được đưa ra trong cụm công trình?
TS. Hoàng Minh Hải: Từ thực tế với điều kiện địa chất rất phức tạp, để khoan và xây dựng thành công các giếng khoan với chi phí thấp nhất thì đòi hỏi phải triển khai đồng bộ việc nghiên cứu, phát triển và áp dụng hàng loạt các giải pháp khoa học công nghệ tiên tiến khác nhau (như đã nói ở trên thì đã lựa chọn 16 giải pháp nổi bật về công nghệ khoan và hoàn thiện giếng khoan). Trong đó, ba giải pháp gồm nghiên cứu, thiết kế, đóng mới giàn khoan; cải tiến hệ thống đầu giếng nổi thân lớn và hệ xi măng đặc biệt áp suất cao, nhiệt độ cao là mang tính đột phá rất lớn.
Với độ sâu nước biển tại khu vực mỏ đã vượt qua giới hạn của các giàn khoan cố định, việc nghiên cứu lựa chọn giải pháp dùng giàn khoan tiếp trợ nửa chìm nửa nổi là phù hợp cho cấu trúc giếng thân lớn, nhiệt độ cao, áp suất cao của Dự án. Tuy nhiên, tại thời điểm chuẩn bị phát triển dự án không có giàn khoan nửa nổi nửa chìm nào trên thế giới có thể đáp ứng được yêu cầu để khoan các giếng nhiệt độ cao, áp suất cao rất phức tạp tại vùng mỏ Hải Thạch – Mộc Tinh. Vì vậy, nghiên cứu đóng mới và vận hành thành công giàn khoan phù hợp cho cấu trúc giếng thân lớn của hai giàn đầu giếng là bước đột phá để đưa Dự án đến thành công và giúp giảm thiểu các chi phí vận hành khai thác và sửa chữa giếng sau này.
Giàn khoan tiếp trợ nửa chìm nửa nổi của dự án là thế hệ giàn khoan TAD hiện đại nhất thế giới hiện nay với trọng tải tháp khoan lên đến 1,5 triệu lbs.
Trên thế giới các giếng có áp suất cao, nhiệt độ cao đã được khoan thăm dò và phát triển bằng hệ thống đầu giếng và cây thông khai thác ngầm. Đối với mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh, phương án khai thác sử dụng đầu giếng và cây thông khai thác ngầm gặp rất nhiều thách thức về kỹ thuật, công nghệ và kinh tế. Đặc biệt, do không tồn tại cây thông khai thác ngầm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật nên cần phải phát triển hệ thống đầu giếng và cây thông khai thác bề mặt đặt trên giàn đầu giếng cố định. Giải pháp cải tiến, chuyển đổi thành công hệ thống đầu giếng ngầm sang hệ thống đầu giếng nổi cho phép sử dụng các ưu điểm công nghệ của hệ thống đầu giếng ngầm thân lớn cũng như cho phép sử dụng cây thông khai thác nổi chịu được áp suất cao, nhiệt độ cao lắp trên giàn đầu giếng cố định. Đây là lần đầu tiên trên thế giới một hệ thống đầu giếng ngầm thân lớn được nghiên cứu, thiết kế, chuyển đổi, cải tiến và lắp đặt thành công trên các giàn đầu giếng cố định. Giải pháp này đã vượt qua được những thách thức lớn đối với yêu cầu kỹ thuật đồng thời chịu được các điều kiện nhiệt độ cao, áp suất rất cao trong khi thi công khoan, khai thác khí – condensate.
Với những yêu cầu về kỹ thuật trong công tác bơm trám xi măng cho các giếng khoan, yêu cầu đặt ra là thiết kế hỗn hợp xi-măng khô cho phép sử dụng ở nhiệt độ cao, áp suất cao. Qua đó sẽ giúp khắc phục được những khó khăn và nâng cao chất lượng bơm trám xi măng đồng thời đơn giản hóa quy trình chuẩn bị, thiết kế vữa trám xi măng, giảm rủi ro và chi phí. Một loạt những nghiên cứu, phân tích chất lượng xi măng, thiết kế và tiến hành nhiều thí nghiệm và lặp lại nhiều lần với những hóa chất đặc biệt trong các phòng thí nghiệm đã được tiến hành ở Việt Nam cũng như các trung tâm hỗ trợ hàng đầu của nhà thầu trên thế giới. Những nghiên cứu, thí nghiệm đã rất khó khăn và cuối cùng cũng có được một hệ xi măng như yêu cầu kỹ thuật. Hỗn hợp xi-măng khô được sử dụng cho Dự án là đầu tiên và duy nhất trên thế giới tính đến thời điểm hiện tại. Hỗn hợp xi-măng khô có tính ứng dụng cao, linh hoạt trong thiết kế và đáp ứng được khoảng tỷ trọng lớn và đã đem lại giá trị lớn.
Kết quả của các giải pháp công nghệ là Biển Đông POC đã thực hiện một chiến dịch khoan và hoàn thiện giếng khoan áp suất cao, nhiệt độ cao đầu tiên tại Việt Nam, là “chiến dịch khoan liên tục, phức tạp và dài nhất Việt Nam 1844 ngày”, từ 17/10/2011 đến 03/11/2016, không xảy ra bất kỳ sự cố tai nạn nào và tiết kiệm được 30,5 triệu USD so với ngân sách đã được Chính phủ phê duyệt.
Trong quá trình triển khai, nhóm nghiên cứu của ông có gặp những khó khăn vướng mắc nào? và giải pháp tháo gỡ khó khăn đó là gì, thưa ông?
TS. Hoàng Minh Hải: Như tiêu đề của Cụm công trình, đây là khu mỏ với các điều kiện về địa lý, địa chất, kỹ thuật và kinh tế đặc biệt phức tạp và chứa đựng rất nhiều rủi ro. Trong đó những yếu tố phức tạp chủ yếu phải kể đến là, (1) phức tạp về địa chính trị khu vực phát triển mỏ; (2) phức tạp về điều kiện địa lý, khí hậu – hải dương; (3) phức tạp về địa chất, dị thường áp suất rất lớn, áp suất và nhiệt độ vỉa chứa rất cao; (4) phức tạp trong công nghệ thi công giếng khoan áp suất cao, nhiệt độ cao, nước sâu – cận sâu, xa bờ; (5) phức tạp trong thi công các công trình biển, và là công trình đang giữ kỷ lục lớn nhất, được thiết kế hiện đại nhất ở Việt Nam và khu vực. Chính những yếu tố phức tạp đó đã nảy sinh rất nhiều khó khăn trong suốt quá trình triển khai dự án. Khó khăn thì không thể kể hết, chỉ có thể tóm tắt ngắn trong 3 từ: Nguồn nhân lực, tiến độ và cơ sở hạ tầng. 
Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đông đón nhận Huân chương Lao động hạng Nhì
Dự án Biển Đông 01 thành công là nhờ Cụm công trình khoa học công nghệ làm kim chỉ nam cùng với đó là sự thống nhất, quyết tâm, tập trung cao độ, nhanh nhạy và chính xác từ lãnh đạo Công ty và Tập đoàn Dầu khí Việt Nam, sự ủng hộ hết mức của các Bộ, Ngành liên quan và đội ngũ cán bộ, kỹ sư được đào tạo bài bản, sáng tạo, dám nghĩ, dám làm.
Dự án Biển Đông 01 đánh dấu một bước phát triển lớn của nguồn nhân lực nội địa khi các công đoạn chính của quá trình khoan, vận hành và khai thác đều được thực hiện phần lớn bởi các cán bộ chuyên môn người Việt Nam. Những kinh nghiệm thu gặt được từ dự án này sẽ là kho tàng kinh nghiệm quý báu cho các dự án tiếp theo của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam.
Là người làm khoa học công nghệ luôn say mê với công việc, vậy cảm xúc của ông và tập thể  Biển Đông POC như thế nào khi cụm công trình được đề cử xét tặng giải thưởng Hồ Chí Minh về KHCN?
TS. Hoàng Minh Hải: Sự đam mê là yếu tố cốt lõi dẫn đến thành công, mỗi một người sẽ luôn tự thúc đẩy bản thân làm việc chăm chỉ khi làm những việc mình yêu thích, làm khoa học cũng không phải là ngoại lệ. Những nghiên cứu, phát triển và áp dụng các giải pháp khoa học công nghệ của Cụm công trình đều xuất phát từ đòi hỏi của thực tế trong suốt cả quá trình sản xuất, với sự tận tâm, nỗ lực vượt qua những khó khăn, thách thức để hoàn thành dự án trọng điểm quốc gia về dầu khí có ý nghĩa đặc biệt về chính trị, kinh tế và an ninh quốc phòng.
Khi biết cụm công trình khoa học công nghệ của chúng tôi được hội đồng thẩm đinh Bộ Công Thương đánh giá cao với hàm lượng chất xám vượt trội và đề cử xét tặng giải thưởng Hồ Chí Minh, tập thể những người làm khoa học và các kỹ sư người lao động của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam rất vinh dự và tự hào. Đây là giải thưởng vô cùng quý giá, sự ghi nhận này sẽ là động lực để chúng tôi và các thế hệ tiếp theo sẽ cố gắng hơn nữa trong công tác nghiên cứu, tìm ra nhiều giải pháp công nghệ phục vụ sản xuất kinh doanh, nâng cao hiệu quả hoạt động thăm dò, khai thác và vận hành mỏ của Tâp đoàn dầu khí Quốc gia Việt Nam nói riêng và các ngành khai thác tài nguyên nói chung góp phần đẩy mạnh sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa Đất nước gắn với bảo vệ toàn vẹn chủ quyền biển đảo thiêng liêng của Tổ quốc.
Chúng tôi xin chân thành cám ơn những ý kiến đóng góp quý báu để hoàn chỉnh Cụm công trình nhằm phản ánh trung thực, đầy đủ, những thành tựu to lớn về phương pháp luận và áp dụng đã đạt được.
Xin cảm ơn ông. Chúc cụm công trình gặt hái được thành công với giải thưởng Hồ Chí Minh về KHCN. 
Mai Anh
lên đầu trang