Giải mã dòng dầu trong đá móng Bạch Hổ

Dầu trong đá móng mỏ Bạch Hổ là một kỳ tích được tạo nên bởi khoa học - công nghệ, trí tuệ và sự bền bỉ của tập thể lao động quốc tế tại Vietsovpetro

Không có chuyện “ăn may”

Khoảnh khắc lịch sử đến vào khoảng 10 giờ ngày 6-9-1988, khi dòng dầu từ tầng đá móng tại giếng BH-1 phun lên mạnh mẽ, áp suất đầu giếng đo được 110 atmosphere, lưu lượng ban đầu lên tới khoảng 2.000 tấn/ngày. Những người có mặt trên giàn MSP-1 khi ấy không thể quên cảnh tượng “dầu phun như suối”, đánh dấu thời điểm Vietsovpetro chính thức đưa dầu từ tầng đá móng Bạch Hổ vào khai thác.

Để có được dòng dầu ấy là một hành trình kéo dài nhiều năm. Ít ai biết rằng, ý tưởng về khả năng tồn tại các thân dầu sâu bên dưới các trầm tích Kainozoi đã xuất hiện từ năm 1980 trong quá trình đánh giá tiềm năng dầu khí và xây dựng cơ sở cho việc thành lập Vietsovpetro. Giả thuyết này sau đó được chuyển thành những quyết định kỹ thuật cụ thể khi ngay trong thiết kế các giếng tìm kiếm đầu tiên như BH-5, BH-4, BH-3, các nhà địa chất đã chủ động đặt kế hoạch khoan xuyên qua “móng âm học” từ vài chục đến hàng trăm mét.

Nhưng con đường đi đến phát hiện cũng không hoàn toàn thuận lợi. Việc thử đối tượng móng tại BH-1 trước đó không cho kết quả như mong muốn. Thay vì từ bỏ giả thuyết, các nhà địa chất tiếp tục phân tích nguyên nhân, tích lũy dữ liệu và tìm phương án kiểm chứng. Khi giếng BH-6 xuất hiện các biểu hiện dầu khí trong quá trình khoan vào móng, việc thử vỉa khoảng chiều sâu mở móng được đặt ở mức ưu tiên cao. Và ngày 11-5-1987, giếng BH-6 cho dòng dầu công nghiệp từ đá móng.

Tuy nhiên, phát hiện tại một giếng khoan mới chỉ cho thấy đá móng ở vị trí đó có khả năng chứa dầu. Để xác định quy mô và giá trị thương mại của thân dầu, Vietsovpetro còn phải tiếp tục thăm dò, thẩm lượng, làm rõ tính liên thông, trữ lượng và khả năng khai thác. Một quyết định quan trọng sau đó là thử lại tầng móng giếng BH-1. Kết quả không chỉ khẳng định thêm tiềm năng rất lớn của thân dầu mà còn mở đường đưa đối tượng này vào khai thác sớm.

Ngày 6-9-1988, dòng dầu từ tầng móng BH-1 chính thức được khai thác, đưa kết quả từ tìm kiếm, thăm dò sang sản xuất công nghiệp.

Nhìn lại quá trình ấy, ông Ngô Thường San, nguyên Tổng Giám đốc PETROVIETNAM, nguyên Tổng Giám đốc Vietsovpetro, nhiều lần khẳng định “không có chuyện ăn may” trong phát hiện và khai thác thành công dầu tầng móng Bạch Hổ. Theo ông, khoan dầu khí luôn chứa đựng rủi ro và có thể có yếu tố may mắn, nhưng ở Bạch Hổ, “cái gọi là may chỉ chiếm 20%, còn 80% là sự nhạy bén, quyết tâm và niềm tin khoa học của tập thể địa chất Vietsovpetro”.

Chuỗi sự kiện từ giả thuyết khoa học năm 1980, việc chủ động khoan xuyên móng, nhận diện các dấu hiệu tại BH-3 và BH-1, phân tích một lần thử chưa thành công, thay đổi giải pháp kỹ thuật, thử vỉa BH-6 rồi quyết định thử lại BH-1 đã khẳng định phát hiện dầu tầng móng là kết quả của một quá trình nhận thức khoa học được tích lũy, kiểm chứng và phát triển liên tục.

Chính sự nhạy bén, kiên trì ấy đã biến một giả thuyết địa chất thành một thành tựu đặc biệt, sau này được Nhà nước ghi nhận bằng Giải thưởng Hồ Chí Minh cho cụm công trình khoa học “Tìm kiếm, phát hiện và khai thác có hiệu quả các thân dầu trong đá móng granitoid trước Đệ Tam bể Cửu Long”.

Làm chủ công nghệ khai thác tầng móng

Tìm thấy dầu trong đá móng mới chỉ là bước khởi đầu, bởi thách thức lớn hơn là phải hiểu được một tầng chứa đặc biệt và tìm ra cách khai thác hiệu quả, lâu dài. Khác với các tầng cát kết, khả năng chứa và cho dòng của đá móng granite Bạch Hổ gắn với hệ thống khe nứt, đới phong hóa và các khoảng rỗng trong khối đá. Tính không đồng nhất rất cao khiến những người làm địa chất, địa vật lý, khoan và khai thác phải từng bước xây dựng cách tiếp cận phù hợp trong điều kiện kinh nghiệm về loại hình thân chứa này khi đó còn hạn chế.

Ngày 6-9-1988, Vietsovpetro bắt đầu khai thác dầu từ tầng móng mỏ Bạch Hổ (ảnh: tư liệu)

Sau BH-6, Vietsovpetro tiếp tục khoan sâu vào móng, mở rộng diện tích tìm kiếm, thăm dò và thẩm lượng. Dữ liệu từ các giếng khoan được sử dụng để từng bước hoàn thiện nhận thức về cấu trúc, hệ thống khe nứt, tính liên thông và động thái thân dầu, làm cơ sở xây dựng mô hình địa chất, thiết kế giếng và phương án khai thác.

Một trong những bài toán lớn khi khoan qua móng nứt nẻ là mất dung dịch. Có thời điểm dung dịch khoan mất mạnh qua các hệ thống khe nứt, gây nguy cơ mất ổn định thành giếng, kẹt cần và ảnh hưởng tới quá trình thi công. Vietsovpetro đã thử nghiệm nhiều giải pháp chống mất dung dịch, điều chỉnh thiết kế giếng và áp dụng phương án hoàn thiện phù hợp để vừa bảo đảm ổn định giếng, vừa duy trì khả năng cho dòng từ hệ thống khe nứt.

Khi Vietsovpetro khai thác được mở rộng, một bài toán khó khác xuất hiện là làm thế nào duy trì áp suất vỉa và nâng cao hệ số thu hồi dầu trong một thân chứa có cấu trúc phức tạp. Giải pháp mang tính bước ngoặt được áp dụng chính là công nghệ bơm ép nước, vốn được áp dụng tại các mỏ trầm tích trước đó.

Tuy nhiên, việc đưa nước vào một hệ thống đá granite nứt nẻ đặt ra hàng loạt vấn đề mới về chất lượng nước, khả năng tiếp nhận và truyền áp suất trong vỉa. Dưới sự chủ trì của chuyên gia Aresev E.G. và ông Trần Lê Đông từ Viện NIPI, Vietsovpetro đã xây dựng một quy trình xử lý nước biển công phu từ lọc cặn rất nhỏ, xử lý vi sinh vật, oxy và các thành phần có thể gây kết tủa để bảo đảm nước bơm ép không làm tắc hệ thống khe nứt.

Việc nghiên cứu và áp dụng thành công bơm ép nước đã góp phần duy trì năng lượng vỉa và nâng cao đáng kể hiệu quả thu hồi dầu. Hệ số thu hồi của tầng móng Bạch Hổ đạt khoảng 40-45%, cao hơn đáng kể so với mức 15-20% được ghi nhận tại nhiều mỏ đá móng tương tự.

Cùng với bơm ép nước, hàng loạt giải pháp công nghệ khác tiếp tục được áp dụng và hoàn thiện trong quá trình khai thác. Khi áp suất vỉa suy giảm, hệ thống gaslift được triển khai để hỗ trợ đưa dầu lên bề mặt; sau đó, bơm điện chìm ESP tiếp tục được sử dụng tại những giếng phù hợp với điều kiện khai thác thay đổi. Việc theo dõi động thái mỏ, điều chỉnh chế độ khai thác, tối ưu bơm ép và các giải pháp nâng cao hệ số thu hồi cũng liên tục được nghiên cứu trong suốt vòng đời mỏ.

Thành công tại Bạch Hổ cơ bản làm thay đổi tư duy tìm kiếm dầu khí trên thềm lục địa Việt Nam. Từ kinh nghiệm này, Vietsovpetro tiếp tục phát hiện dầu công nghiệp trong móng tại Đông Nam Rồng, Nam Rồng, Nam Trung tâm Rồng… Đồng thời, nhiều công ty dầu khí trong và ngoài nước tiếp tục phát hiện, đưa vào khai thác các thân dầu móng tại Rạng Đông, Sư Tử Đen, Hồng Ngọc, Hải Sư Đen…

Cũng từ đó, đá móng từng là một đối tượng đứng ngoài cách nhìn truyền thống trở thành một hướng tìm kiếm quan trọng tại bể Cửu Long.

Đến nay, Vietsovpetro đã khai thác hơn 256 triệu tấn dầu, trong đó hơn 80% sản lượng đến từ tầng móng. Quy mô ấy cho thấy giá trị của dấu mốc khai thác tầng móng ngày 6-9-1988 và minh chứng rõ nhất cho năng lực khoa học - công nghệ đã được xây dựng và hoàn thiện qua nhiều thế hệ.

Mỏ Bạch Hổ không chỉ mang lại nguồn tài nguyên lớn làm giàu cho đất nước mà còn trở thành một “trường học” thực tiễn, nơi nhiều thế hệ cán bộ, kỹ sư dầu khí trưởng thành qua những bài toán chưa từng có tiền lệ.

Sau ba mươi tám năm, hàng trăm triệu tấn dầu được khai thác từ tầng móng là minh chứng rõ nhất cho giá trị của bước ngoặt ngày 6-9-1988. “Kho dầu” trong đá móng Bạch Hổ được đánh thức bằng khoa học - công nghệ, sự nhạy bén, bền bỉ và niềm tin của những “người đi tìm lửa”.

“Cái nắm tay” đi qua 67 năm

Giỏi nghề - một nét văn hóa PETROVIETNAM

Hợp tác năng lượng Việt - Nga: Những động lực chiến lược mới

Trúc Vân