Chuyện tìm dầu ở tầng đá móng: "Bản giao hưởng" của trí tuệ khoa học và đột phá công nghệ dầu khí Việt Nam

"Khúc dạo đầu" gian nan: Những thách thức từ lòng đất và tri thức

Những năm đầu thập niên 80, bức tranh khai thác dầu khí tại thềm lục địa Việt Nam còn khá ảm đạm. Các tầng chứa truyền thống trong trầm tích Oligocene và Miocene (như tầng 23 mỏ Bạch Hổ) dù xác nhận có dầu nhưng lại mang đến nỗi thất vọng với lưu lượng khai thác yếu, sụt giảm nhanh chóng. Giếng BH-5 dù được kỳ vọng lớn nhưng cũng dừng lại ở độ sâu 3.001m, chưa chạm tới đích thiết kế do lo ngại về địa chất phức tạp, đặc biệt là tầng sét trương nở. Lúc này, Liên doanh Vietsovpetro đứng trước nguy cơ "chết yểu", khi chi phí đầu tư khổng lồ có nguy cơ không thể thu hồi.

Thử vỉa dầu trong tầng móng mỏ Bạch Hổ. (Ảnh tư liệu)

Trong bối cảnh đó, những "lời thì thầm" từ sâu trong lòng đất bắt đầu hé lộ. Giếng BH-1, khoan từ giàn MSP-1, khi đi sâu hơn dự kiến đã chạm phải một tầng đá kỳ lạ được mô tả là "lớp sạn kết đáy" và gặp sự cố mất dung dịch khoan nghiêm trọng - một dấu hiệu của hệ thống khe nứt tiềm năng. Giải pháp công nghệ ban đầu khá thô sơ với vỏ trấu được trộn vào dung dịch để trám bít. Trớ trêu thay, chính giải pháp tình thế này lại làm nghẽn thiết bị thử vỉa, khiến lần thử đầu tiên tại tầng này cho kết quả "khô". Quyết định tạm thời được đưa ra là trám xi măng và phải nhanh chóng kết thúc thử vỉa để chuyển sang khai thác tầng 23 phía trên, bí mật của tầng đá móng tạm thời bị niêm phong.

Tuy nhiên, điều này cũng đã khiến các nhà khoa học và kỹ sư không ngừng trăn trở. Giếng BH-6 được khoan thăm dò vào năm 1986-1987, với mục tiêu khoanh định tầng Oligocene và xác định ranh giới tầng 23, đã mang đến một bất ngờ lớn. Khi khoan sâu đến 3.533m, vượt qua trầm tích và đi vào tầng đá được nhận diện là móng phong hóa, kết quả thử vỉa vào tháng 5/1987 cho dòng dầu lên tới gần 500 tấn/ngày. Phát hiện này thổi bùng lên một cuộc tranh luận khoa học gay gắt: dầu chảy từ tầng Oligocene có sự liên thông với móng, hay từ chính tầng móng phong hóa nứt nẻ? Dù chưa có câu trả lời cuối cùng, song điều này đã củng cố mạnh mẽ niềm tin vào tiềm năng chứa dầu hoàn toàn mới, thách thức mọi lý thuyết địa chất dầu khí kinh điển vốn cho rằng đá magma không thể chứa dầu.

Lòng quyết tâm và khoa học phá vỡ mọi rào cản

Sự kiên trì và tư duy khoa học không ngừng nghỉ đã dẫn đến một quyết định mang tính lịch sử. Giữa bối cảnh sản lượng từ tầng 23 ở giếng BH-1 ngày càng suy kiệt, Ban Tổng Giám đốc Vietsovpetro, lúc này dưới sự dẫn dắt của ông Vovk V.S., đã đưa ra một chủ trương táo bạo, đó là khoan phá cầu xi măng đã được đặt trước đó ở giếng BH-1 và thử lại "lớp sạn kết đáy" bí ẩn. Đây là một thách thức về công nghệ vô cùng lớn, đòi hỏi kỹ thuật khoan, kiểm soát giếng và hoàn thiện giếng ở mức độ phức tạp cao, đặc biệt khi thao tác trên một giếng đã khai thác và nằm trong một hệ thống mỏ đang vận hành.

Giàn Công nghệ Trung tâm số 2 mỏ Bạch Hổ, Lô 09-1.

Và rồi, vào khoảng 10 giờ ngày 6/9/1988, cột mốc lịch sử đã ghi dấu khi dòng dầu từ tầng đá móng granite nứt nẻ của giếng BH-1 phun trào mạnh mẽ, với áp suất đầu giếng đo được khoảng 110 atmosphere và lưu lượng ước tính ban đầu lên đến 2.000 tấn/ngày - một con số không tưởng. Đây không chỉ là một thành công vượt trội, mà còn là sự khẳng định đanh thép về một loại hình thân chứa phi truyền thống với tiềm năng khổng lồ, một "kho báu vàng đen" thực sự.

Phát hiện này ngay lập tức làm thay đổi toàn bộ chiến lược phát triển mỏ Bạch Hổ. Kế hoạch di dời giàn MSP-2 bị hủy bỏ. Các giếng khoan mới được thiết kế để "tận thăm dò" vào móng, biến Bạch Hổ từ một mỏ cận kề bờ vực phá sản thành một trong những mỏ dầu có sản lượng cao nhất khu vực. Ông Trần Ngọc Cảnh, Viện phó Viện Nghiên cứu Khoa học và Thiết kế Dầu khí biển (NIPI) thời kỳ đó kể lại, việc phát hiện dầu trong tầng móng đã mang đến bất ngờ lớn vì trước đó mọi người đều tin rằng dầu không thể có trong đá móng và việc Công ty Dominex trước đó đã khoan vào móng ở Lô 15 cũng không có phát hiện gì đáng kể.

Công nghệ giải mã "mê cung" granite

Khám phá ra dầu trong đá móng mới chỉ là bước khởi đầu. Việc duy trì và tối ưu hóa khai thác từ một tầng chứa granite nứt nẻ, với tính chất không đồng nhất và phức tạp, đòi hỏi những giải pháp khoa học công nghệ tiên phong và bền bỉ.

Một trong những đóng góp công nghệ vĩ đại nhất, mang tầm vóc quốc tế của Việt Nam, chính là việc nghiên cứu và áp dụng thành công kỹ thuật bơm ép nước vào vỉa để duy trì áp suất và tối ưu hóa hệ số thu hồi dầu. Với sự chủ trì của các chuyên gia hàng đầu như Aresev E.G. và Trần Lê Đông, công trình này đã đưa hệ số thu hồi dầu từ tầng móng Bạch Hổ lên mức ấn tượng 40-45%, vượt xa con số 15-20% thường thấy ở các mỏ tương tự trên thế giới. Công nghệ này không đơn thuần là bơm nước biển vào vỉa, mà là cả một quy trình xử lý phức tạp: nước biển phải được lọc kỹ, khử cặn đến kích thước 1-2 micron, khử vi sinh vật, khử oxy, khử muối, để trở thành một loại nước siêu tinh khiết trước khi được bơm ép trở lại lòng đất. Đây là một kỳ công về kỹ thuật và quản lý vận hành.

Sự ra đời của Viện Nghiên cứu Khoa học và Thiết kế Dầu khí biển (NIPI) thuộc Vietsovpetro cũng đánh dấu một bước tiến then chốt, tạo dựng một trung tâm đầu não cho hoạt động nghiên cứu, thiết kế và làm chủ các công nghệ thăm dò, phát triển và khai thác phù hợp với đặc thù địa chất phức tạp của Việt Nam. Chính NIPI đã đóng vai trò chủ đạo trong việc xây dựng các phương án khai thác tối ưu cho mỏ Bạch Hổ và các mỏ khác sau này.

Giàn khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ. (Ảnh tư liệu)

Nền tảng cho tương lai ngành Dầu khí Việt Nam

Kỳ tích phát hiện và khai thác hiệu quả dầu từ tầng đá móng Bạch Hổ là kết tinh của tầm nhìn chiến lược, sự quyết đoán của lãnh đạo, trí tuệ khoa học, nỗ lực không mệt mỏi của các nhà khoa học, kỹ sư Việt Nam và Liên Xô. Kỳ tích này đã đưa ngành Dầu khí Việt Nam từ vị thế "người học việc" trở thành một quốc gia có tiếng nói và đóng góp quan trọng vào kho tàng tri thức dầu khí toàn cầu, đặc biệt là trong lĩnh vực khai thác các thân chứa phi truyền thống. Cụm công trình khoa học "Tìm kiếm, phát hiện và tổ chức khai thác có hiệu quả các thân dầu trong đá móng granitoit trước Đệ Tam bể Cửu Long, thềm lục địa Việt Nam" đã được Nhà nước trao tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh cao quý, là sự vinh danh xứng đáng cho bản giao hưởng của trí tuệ và công nghệ này.

Bài học từ Bạch Hổ mãi là ngọn đuốc soi đường, truyền cảm hứng cho các thế hệ người làm dầu khí Việt Nam tiếp tục dấn thân vào khoa học, chinh phục những công nghệ mới, vượt qua mọi thách thức để đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia và đóng góp vào sự phát triển bền vững của đất nước, viết tiếp những trang sử vàng cho ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam.

Minh Đức