Biển Đông 01 - Dấu ấn khoa học - công nghệ của Petrovietnam (Kỳ 2)

Như đã đề cập trong kỳ trước, những mũi khoan đã mở ra con đường dẫn khí từ lòng đất lên mặt biển. Tuy nhiên, việc bảo đảm cho những giếng khoan ấy vận hành bền vững và duy trì dòng chảy ổn định trong suốt vòng đời khai thác tiếp tục đặt ra một thử thách công nghệ khác, khắc nghiệt không kém đối với đội ngũ vận hành khai thác dự án Biển Đông 01.

Người lao động BIENDONG POC vận hành khai thác dự án Biển Đông 01.

Quản lý dòng chảy - bài toán vận hành liên tục

Khi giếng đã hoàn thiện và dòng khí bắt đầu được khai thác, thử thách lại xuất hiện ở một tầng sâu hơn: làm thế nào để giữ cho dòng chảy luôn ổn định, không bị “nghẹt” giữa chừng. Khí từ Hải Thạch - Mộc Tinh luôn kèm theo condensate (dầu nhẹ), nước và đôi khi cả cát. Những yếu tố này, nếu không được kiểm soát, có thể làm giảm lưu lượng, thậm chí “giết chết” giếng khai thác.

Tại Biển Đông 01, các kỹ sư đã phải giải một bài toán khoa học phức tạp: condensate banking - hiện tượng dầu nhẹ ngưng tụ quanh giếng, tạo thành “hàng rào” cản dòng khí. Để xử lý, họ không chỉ dựa vào thực nghiệm, mà còn xây dựng mô hình mô phỏng tích hợp vỉa - giếng, kết hợp với số liệu đo đạc địa chất để dự báo hiện tượng này ngay từ khi khai thác. Nhờ đó, các giải pháp ứng phó như dùng hóa phẩm giảm sức căng bề mặt hay điều chỉnh chế độ khai thác được triển khai kịp thời. Có thể hình dung: giếng khí giống như một ống hút nước ngọt, nhưng nếu quanh đầu ống có lớp dầu đông đặc lại thì dòng hút sẽ yếu hẳn đi. Nhiệm vụ của kỹ sư là làm tan lớp dầu ấy, để ống hút không bị nghẹt.

Cùng với condensate, nguy cơ nước xâm nhập cũng luôn rình rập. Ở các mỏ xa bờ, khi áp suất vỉa thay đổi, nước có thể tràn vào, khiến giếng mất áp lực và giảm sản lượng. Để phòng ngừa, nhóm nghiên cứu đã xây dựng các mô hình số để dự báo đường tiến của mực nước, từ đó điều phối khai thác hợp lý, tránh “uống cạn” vỉa khí quá nhanh.

Một "kẻ thù" khác là cát. Nếu để cát theo dòng khí tràn lên bề mặt, không chỉ gây mài mòn thiết bị mà còn làm hỏng cả hệ thống đường ống. Để xử lý vấn đề này, BIENDONG POC đã áp dụng quy trình ba tầng: thí nghiệm trong phòng, mô hình dự báo và giám sát thời gian thực tại giếng. Nhờ vậy, hiện tượng xâm nhập cát luôn được phát hiện và khống chế kịp thời, đảm bảo an toàn cho toàn bộ cụm công trình.

Tất cả những giải pháp này không thể triển khai thủ công, mà phải dựa trên nền tảng dữ liệu số. Biển Đông 01 được vận hành như một “nhà máy số hóa” giữa biển khơi: toàn bộ thông số áp suất, nhiệt độ, lưu lượng, tình trạng thiết bị đều được thu thập và truyền về trung tâm dữ liệu tập trung. Từ đây, kỹ sư có thể phân tích, dự báo rủi ro, đưa ra quyết định nhanh chóng. Việc số hóa không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn tăng hiệu suất khai thác lên mức cao vượt trội: hệ số khả dụng của cụm giàn đạt trên 99%, trong khi chuẩn quốc tế trung bình chỉ khoảng 94%.

Có thể nói, quản lý dòng chảy ở Biển Đông 01 là sự kết hợp hài hòa giữa khoa học mô hình, kinh nghiệm thực tiễn và công nghệ số, giống như việc chăm sóc một cơ thể sống: phải theo dõi huyết áp, nhịp tim, đường huyết... để phát hiện bất thường và điều chỉnh kịp thời. Nhờ đó, dòng khí từ Hải Thạch - Mộc Tinh vẫn bền bỉ chảy liên tục, đóng góp nguồn năng lượng khổng lồ cho đất nước.

Quản lý dòng chảy ở Biển Đông 01 là sự kết hợp hài hòa giữa khoa học mô hình, kinh nghiệm thực tiễn và công nghệ số.

Làm chủ công nghệ chế tạo - lắp đặt cụm giàn siêu trường, siêu trọng

Nếu coi giếng khoan là “mạch máu” đưa dòng khí từ lòng đất lên, thì giàn xử lý trung tâm Hải Thạch - Mộc Tinh (CPP) chính là “trái tim” của Biển Đông 01 – nơi tiếp nhận, xử lý và điều phối toàn bộ dòng sản phẩm. Bao quanh “trái tim” ấy là cả hệ thống hỗ trợ: giàn đầu giếng (WHP) như những cánh tay vươn ra biển khơi, các khối chân đế jacket siêu trường - siêu trọng làm nền móng vững chãi, và FPSO Biển Đông 01 - “nhà máy nổi” đảm nhiệm lưu trữ và xuất bán. Tất cả hợp thành một cơ thể công nghệ khổng lồ, hoạt động nhịp nhàng.

Điều đáng nói, thay vì phải nhập khẩu từ nước ngoài như trước kia, toàn bộ kết cấu chính của cụm giàn được Công ty Dịch vụ Cơ khí Hàng hải PTSC (PTSC M&C) cùng các đơn vị cơ khí dầu khí trong nước tự thiết kế, chế tạo và lắp đặt. Những hạng mục siêu trọng này lần đầu tiên được chế tạo thành công ngay tại các bãi cảng trong nước, từ khâu hàn kết cấu thép, chống ăn mòn, đến hạ thủy bằng sà lan chuyên dụng và vận chuyển ra lắp đặt giữa biển. Đây là bước ngoặt lớn, đưa Việt Nam chính thức gia nhập nhóm ít quốc gia có khả năng thi công EPCI trọn gói các công trình biển quy mô lớn.

Trong quá trình thi công, hàng loạt công nghệ mới đã được làm chủ: hàn dưới nước trong điều kiện sóng gió khắc nghiệt, gia công cấu kiện siêu trọng với độ chính xác cao, xử lý bề mặt chống ăn mòn với tuổi thọ hàng chục năm, và đặc biệt là kỹ thuật hạ thủy - vận chuyển các khối chân đế nặng hàng chục nghìn tấn ra ngoài khơi. Toàn bộ các công đoạn này đều được thực hiện an toàn tuyệt đối, đúng tiến độ, tạo nên kỷ lục trong lịch sử cơ khí dầu khí Việt Nam vào thời điểm đó.

Dấu ấn khoa học - công nghệ của Petrovietnam

Dự án Biển Đông 01 đi vào lịch sử ngành công nghiệp - năng lượng quốc gia, tiêu biểu cho trí tuệ, ý chí và nội lực, và cũng là nơi để người Petrovietnam thể hiện tinh thần yêu nước.

Từ góc nhìn tổng thể, có thể thấy Biển Đông 01 không chỉ hoàn thành đúng tiến độ, tiết kiệm chi phí so với dự toán, mà quan trọng hơn là đặt nền móng cho nhiều chuẩn mực KHCN lần đầu tiên ở Việt Nam. Từ đó, đội ngũ kỹ sư trưởng thành qua dự án trở thành lực lượng nòng cốt cho những công trình sau này; hệ thống tiêu chuẩn, quy trình thiết kế - chế tạo - vận hành được nâng lên ngang tầm quốc tế; và niềm tin vào năng lực tự lực, tự cường về KHCN được củng cố mạnh mẽ.

Giá trị của Biển Đông 01 còn thể hiện ở việc tạo ra sự lan tỏa vượt khỏi phạm vi một dự án. Điển hình, dự án khí Sao Vàng - Đại Nguyệt (Lô 05-1b & 05-1c, bể Nam Côn Sơn) do Idemitsu và Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí (PVEP) triển khai ở điều kiện tương tự đã tiếp thu nhiều bài học từ Biển Đông 01 để về đích an toàn, đón dòng khí đầu tiên vào cuối năm 2020. Hay như Rosneft khi khoan thăm dò các cấu tạo mới lân cận (Lô 05-3/11 và 06-1) cũng tham khảo giải pháp kỹ thuật của Biển Đông 01.

Ngay tại cụm mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh, thành công của giai đoạn 1 đã thúc đẩy kế hoạch mở rộng phát triển trong tương lai. Nhờ hạ tầng có sẵn, dự án mở rộng Lô 05-2/05-3 đang được tính toán để kết nối thêm các cấu tạo vệ tinh, tận dụng tối đa công suất của giàn hiện hữu. Đây sẽ là hướng đi “thâm canh” hiệu quả, nâng cao hệ số thu hồi tài nguyên và kéo dài tuổi thọ mỏ trong nhiều năm tới. Kinh nghiệm từ Biển Đông 01 cũng giúp Petrovietnam tự tin xúc tiến các dự án khí xa bờ khác - chẳng hạn dự án khí Lô B.

Được minh chứng trong thực tiễn vận hành và sức mạnh lan tỏa, giá trị khoa học - công nghệ của Biển Đông 01 đã được ghi nhận ở cấp cao nhất khi 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” vinh dự đón nhận Giải thưởng Hồ Chí Minh về KHCN năm 2022. Đây là sự khẳng định rõ ràng về ý nghĩa tiên phong, sức lan tỏa và tầm vóc của công trình trong lịch sử phát triển của Petrovietnam.

Trong dòng chảy 50 năm hình thành và phát triển của Petrovietnam, Biển Đông 01 chính là một dấu mốc vàng son khoa học - công nghệ, khẳng định năng lực tự lực, tự cường của đội ngũ trí thức dầu khí Việt Nam. Thành công này không chỉ mang lại hiệu quả nhiều mặt cho đất nước, mà còn thắp lên niềm tin mãnh liệt: Dù khó khăn đến đâu, người Việt Nam có thể chinh phục bằng trí tuệ và bản lĩnh của chính mình, để vươn ra biển lớn.

Trúc Lâm