Petrovietnam là thành viên của WPC đã tham dự nhiều kỳ họp Đại hội của WPC và có những đóng góp quan trọng trên diễn đàn Đại hội, thể hiện vai trò của một Tập đoàn dầu khí quốc gia đang ngày càng lớn mạnh và mở rộngtrước xu thế hội nhập và phát triển của ngành công nghiệp then chốt trên toàn thế giới.
Trên cơ sở những kết quả thu thập được từ diễn đàn Đại hội WPC lần thứ 21, nhóm tác giả xin được giới thiệu những thông tin về tiềm năng dầu khí ở điểm cực bắc của trái đất, nơi đang trở thành điểm nóng của các công ty dầu khí quốc tế hàng đầu cùng với những thách thức vô cùng khó khăn đối với con người và công nghệ.
Tiềm năng dầu khí tại Bắc Cực
Bắc Cực(Arctic) nằm ở phần cực bắc của trái đất,bao gồm Bắc Băng Dương và một số vùng thuộc Canada, Nga, Hoa Kỳ (Alaska), Đan Mạch (Greenland), Na Uy, Thụy Điển, Phần Lan và Iceland. Bắc Băng Dương rất rộng lớn, đóng băng quanh năm và được bao quanh bởi đất đóng băng, không có cây cối. Khu vực này có thể được xác định là phía bắc của vòng Bắc cực (66 °33'N). Theo vòng Bắc cực, tại vĩ độ phía trên, mặt trời không lặn vào mùa hè và không mọc vào mùa đông. Như vậy tại Bắc cực, mặt trời chỉ mọc và lặn một lần trong một năm, trung bình có sáu tháng trời sẽ sáng hoàn toàn và sáu tháng trời tối hoàn toàn. Tại các vĩ độ thấp hơn tại vòng Bắc cực, về phía Bắc, thời gian trong ngày ban ngày dài hơn nhiều so với ban đêm. Ngoài ra, tại Bắc Cực nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất là dưới 10° C (50° F).
Bắc Cực chứa 22% trữ lượng dầu và khí thiên nhiên chưa phát hiện của thế giới trong đó khí chiếm 30% trữ lượng toàn cầu và dầu 13%. Theo đánh giá của USGS tổng trữ lượng dầu và khí thiên nhiên lên tới 412 tỷ thùng dầu qui đổi, khí và khí hoá lỏng chiếm 78%. Đã tìm thấy ở đây nhiều triển vọng dầu và khí nhất, hơn bất kỳ đâu trên thế giới. Đã có những phát hiện dầu và khí lớn ở Bắc Cực với mỏ Tazovskoye ở Nga năm 1962 và mỏ Alaskan Prudhoe Bay ở Mỹ năm 1967. Sau đó 61 mỏ dầu và khí thiên nhiên Artctic lớn đã được phát hiện ở lãnh thổ thuộc LB Nga, Alaska, Tây Bắc Canada và Na-uy. 43 trong số 61 mỏ nằm trên lãnh thổ LB Nga, ba mươi lăm mỏ lớn (33 mỏ khí và 2 mỏ dầu) nằm ở bồn trũng Tây Sibery, 13 mỏ ở Timan-Pechora (trong đó 8 mỏ lớn), 2 mỏ ở Nam Barents và 1 ở Ludlov Saddle. 18 mỏ Artctic lớn nằm ngoài nước Nga có 6 mỏ ở Alaska, 11 ở Tây Bắc Canada và 1 ở Na-uy.
Thách thức
Viễn cảnh tìm kiếm nguồn dầu khí tại Bắc Cực thực sự rất hấp dẫn nhưng vô cùng thách thức. Mặc dù nguồn tài nguyên dầu và khí tự nhiên ở Bắc Cực chứng minh được lớn hơn đáng kể so với đánh giá của the US Geological Survey (USGS), tuy nhiên theoước tính khảo sát địa chất của EIA, các nhà đầu tư sẽ phải tốn một khoản tiền khổng lồ để phát triển. Không chỉ khó khăn trong việc tìm kiếm các mỏ dầu và khí đốt tự nhiênlớn ở Bắc Cực mà việc phát triển để thu lợi nhuận thương mại còn khó khăn hơn rất nhiều.
US Energy Information Administration (EIA)đã chỉ ra các khó khăn cụ thể mà các công ty năng lượng phải đối mặt để tìm kiếm thăm dò khai thác dầu khí tại Bắc Cực.
Khó khăn về thời tiết và địa lý
Bắc Băng Dương là vùng biển lạnh nhất thế giới, môi trường nhậy cảm và thường xuyên biến đổi. Nước sâu, băng dầy, thời tiết khắc nghiệt, khu vực hẻo lánh và cơ sở hạ tầng còn hạn chế. Đặc biệt, băng tuyết là một thách thức lớn đối với các nhà khai thác ở Bắc Cực. Băng tuyết không chỉ ảnh hưởng đến các hoạt động tìm kiếm thăm dò mà còn ảnh hưởng đến chất lượng và tuổi thọ của các trang thiết bị, máy móc đắt tiền. Do đó, đòi hỏi công nghệ, máy móc thiết bị được thiết kế đặc biệt để chống lại nhiệt độ lạnh lẽo cho các hoạt động thăm dò và khai thác là rất cần thiết để khắc phục tình trạng khó khăn về địa hình, thời tiết…khác nhau như bất kỳ khu vực giàu tài nguyên khác trên thế giới.
Bên cạnh đó, băng tuyết tại Bắc Băng Dương không hoàn toàn giống nhau và đây cũng là thách thức lớn đối với con người và khoa học kỹ thuật. Băng tuyết tại đây có thể được chia thành ba khu vực - vùng băng nhanh mà kết quả từ lớp băng bao phủ bám vào đất đá, vùng băng nổi ít di chuyển và vùng băng lâu năm băng bao phủ trung tâm Bắc Cực. Sức mạnh của các băng khác nhau tùy thuộc vào nhiều yếu tố như nội độ mặn của nước biển, định hướng tinh thể, tuổi, chủng loại, nhiệt độ, và năng lượng mặt trời hấp thụ. Điều này dẫn đến chi phí khai thác dầu khí tại Bắc Cực là rất lớn và quá trình thương mại hóa trở nên khó khăn cho các nhà khai thác.
Vào những tháng ấm áp trong năm, các đầm lầy tại Bắc Cực cũng có thể cản trở cho các hoạt động dầu khí. Bên cạnh đó, tại Bắc Cực, diện tích đất liền bị hạn chế vì vậy cần có các biện pháp mở rộng để tránh tình trạng hệ thống cơ sở hạ tầng và trang thiết bị ngập nước.
Hạn chế về vận chuyển
Các khu vực của Bắc Cực thuộc nhiều Quốc gia do đó dự án phát triển dầu khí tại Bắc Cực được đánh giá là dự án quốc tế. Các nhà khai thác dầu khí ở Bắc Cực luôn phải đối mặt với những khó khăn về giao thông cũng như những yếu tố có thể ảnh hưởng đến giao thông. Ví dụ như nguy cơ vượt chi phí cho các dự án trong thời gian dài, các quy định về môi trường, các vấn đề kỹ thuật liên quan đến thu hồi tràn dầu;các vấn đề về cơ sở hạ tầng, chẳng hạn như chi phí cao kết hợp với thiết bị đặc biệt bao gồm phá băng và tàu chở dầu đặc biệt, tính khả thi về kinh tế của việckhai thác dầu và khí đốt ở Bắc Cực trong thị trường cạnh tranh.
Việc phát hiện dầu khí ở Bắc Cực đã gây ra một trong những thách thức lớn nhất về vận chuyển trong ngành khai thác dầu khí. Kể từ khi phát hiện ra các mỏ tại vịnh Prudhoe ở Alaska vào năm 1968, những thách thức về vận chuyển đã là một vấn đề đối với các nhà khai thác. Những cách cổ điển của vận chuyển dầu thô bao gồm đường ống và tàu chở dầu con thoi. Trong các khu vực khác, những phương pháp này có hiệu quả cao nhưng Bắc Cực thì không hoàn toàn như vậy. Ngay cả khi các giếng ngoài khơi được hoàn thành và lắp đặt ngoài khơi có thể chịu được sóng, gió và băng tuyết, các giải pháp thông thường là không thực sự hiệu quảở Bắc Cực. Sử dụng tàu con thoi tàu chở dầu là rất khó khăn và hầu như không thể sử dụng vào mùa đông và cuối thu. Lắp đặt đường ống cũng rất tốn kém và khó khăn vì cả hai đường ống ngoài khơi và trên bờ cần phải được đặt. Bên cạnh đó, tầm nhìn kém do sương mù và tuyết, làm trở ngại quá trình vận chuyển và các hoạt động thăm dò khai thác gặp có khăn.Mặc dùvậy các nhà khai thác vẫn luôn cố gắng khắc phục khó khăn và điều kiện khắc nghiệt để thực hiện công việc của mình.
Khó khăn về môi trường và chính trị
Khai thác dầu khí và phát triển khí đốt tự nhiên ở Bắc Cực phải đối mặt với các vấn đề chính trị và môi trường. Các vấn đề chính trị xuất phát từ việc chồng chéo, tranh chấp chủ quyềnvà khiếu nại về chủ quyền kinh tế. Các vấn đề về môi trường liên quan đến việc bảo tồn các loài động vật và thực vật độc đáo tại Bắc Cực, đặc biệt là thực vật hàn đới, tuần lộc, gấu Bắc cực, hải cẩu, cá voi và các sinh vật biển Bắc Cực khác.
Canada, Đan Mạch, Na Uy, Nga và Hoa Kỳ đã tuyên bố chủ quyền chồng chéo tại vùng biển Bắc Cực. Sự tồn tại của các tranh chấp về chủ quyền biên giới ở nước ngoài có thể hạn chế sự phát triển của dầu và khí đốt tự nhiên tại Bắc Cực. Đan Mạch, Norwayand Nga đã tuyên bố chủ quyền kinh tế trong vùng biển Bắc cực dưới sự bảo trợ của UNCLOS.
Mức độ mà luật pháp, các quy định môi trường ảnh hưởng đến Bắc Cực và phát triển dầu khí tự nhiên sẽ phụ thuộc vào các luật và quy định của mỗi quốc gia cụ thể có chủ quyền kinh tế trong khu vực Bắc Cực.
Hạn chế về kỹ thuật
Đối với việc khoan dầu ngoài khơi, mùa mở nước ngắn, dòng chảy mạnh, bão khốc liệt, nhiều lớp băng, núi băng và chuyển động băng luôn là thách thức với công nghệ máy móc thiết bịđặc biệt là trong điều kiện bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cực thấp, thời kỳ 24 giờ tối, bão và sương mù.Không chỉ khoan ngoài khơi mà khoan trong đất liền cũng rất khó khăn. Chúng gây thiệt hại cho thiết bị hoạt động trên các bề mặt và các hoạt động dưới nước; băng tuyết bao phủ trên các thiết bị khoan và các thiết bị khác gây ra khó di chuyển sơ tán và cứu hộ.
Ngoài khơi, các loại giàn khoan như giàn khoan tự nâng, nửa nổi nửa chìm, chìm, lực hấp dẫn dựa trên cấu trúc khoan và khoan tàu được sử dụng.Tuy nhiên, các cấu trúc được giới hạn độ sâu tối đa là 100m.Giàn khoan chìm có thể được sử dụng ở Bắc Cực, nhưng họ chỉ có thể được di chuyển trong mùa nước lớn, và làm việc tốt nhất ở độ sâu dưới 30m. Tuy nhiên, hầu hết các nhà khai thác mong muốn triển vọng mới ở Bắc Cực có thể hoạt động ở độ sâu lên đến 1000m. Ngoài ra, tàu khoan được sử dụng trong vùng nước ấm hơn không thể di chuyển qua đá liên tục. Tàu sử dụng tại Bắc Cực cần phải được thiết kế theo cách mà băng được tan hoặc loại bỏ liên tục khi tàudi chuyển.
Các hạn chế khác
Mức lương phải trả và được yêu cầu trả cho nhân viên làm việc ở Bắc Cực cao hơn so với các khu vực khác để khuyến khích họ làm việc ở môi trường cô lập và khắc nghiệt. Các yêu cầu vềvấn đề môi trườngcũng làm tăng chi phídự án dầu khí tại Bắc Cực. An toàn và điều kiện sống của các nhóm công tác còn nhiều hạn chế. Chỉ có thời gian ngắn trong năm khả thi cho các hoạt động khai thác, vận chuyển và các hoạt động thăm dò chưa hoàn thiện.
Theo tiến sĩ Joe Brannan, giám đốc phát triển dự án mới – Shell Global Solutions – tìm kiếm thăm dò dầu khí tại lưu vực Bắc Cực luôn là thách thức lớn đối với các nhà địa chất, địa lý, tuy nhiên với sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện nay thì nền công nghiệp dầu khí hoàn toàn có hi vọng tại khu vực này. Các công nghệ hiện đại như sóng địa chấn, điều khiển từ xa hoặc sử dụng robot và các công nghệ máy tính tinh vi đã hỗ trợ việc tìm kiếm thăm dò trở nên dễ dàng hơn. Bên cạnh đó, có nhiều bằng chứng trực tiếp hoặc gián tiếp về sự tồn tại của hydrocarbons tại Bắc cực và đây cũng là khu vực được đánh giá chiếm khoảng một nửa nguồn dầu khí trên các thềm lục địa toàn cầu và khả năng phát triển là vô cùng to lớn. Tuy nhiên, điều đó vẫn không giúp cho ngành công nghiệp dầu khí có thể khai thác triệt để được nguồn dầu tại Bắc cực vìđây là khu vực thời tiết khắc nghiệt nhất, khó khăn nhất.
Đổi mới khoa học công nghệ sẽ hỗ trợ chúng ta tìm được nhiều nguồn tài nguyên ở Bắc Cực bao gồm chất chỉ định hydrocarbon địa chấn trực tiếp (DHIS địa chấn) và nhiều loại hình công nghệ cảm biến có khả năng phát hiện hydrocarbons. Chúng đã giúp chúng ta hạn chế nguy cơ tại nhiềubể trong quá khứ nhưng không thể giải quyết được tất cả vấn đề. DHIS địa chấn không mới và chúng có vai trò lớn tại Bắc Cực, nhưng chúng ta cần phải phát triển các công nghệ khác cao hơn để có thể dự đoán sự hiện diện của hydrocarbon trong các giếng tiềm năng. Hệ thống "Light Touch" của Shell xác định và đánh giá hệ thống phân tử hydrocarbonhoạt động và điều này đã được thử nghiệm trên đất liền ở Tunisia. Tuy nhiên, công nghệ này chỉ có hiệu quả cho các dự án trên đất liền.
Công nghệ kiểm soát tài nguyên bằng nguồn điện từ (CSEM) cho các bồn trũng đã được sử dụng thành công trong việc thăm dò Bắc Cực ở Vịnh Baffin và biển Barents. CSEM có thể phân biệt dị thường địa chấn để tìm ra được hydrocarbon thật từ những yếu tố chỉ đơn giản cho thấy khí bão hòa thấp. Trong khi các công cụ mới để hỗ trợ trong việc tìm kiếm, cải tiến trong việc thu nổ địa chấn sẽ vẫn là các hưu việt nhất để xác định tiềm năng dầu khí trong tương lai.
Trên đất liền, nếu nâng cao thu nổ 3D để đạt được chất lượng mà ngoài khơi đã đạt được 20 năm trước đây thì có thể thấy rõ, các khu vực, nơi địa chấn 3D hoàn toàn có thể nâng cao thành công của quá trình thăm dò bao gồm các bộ phận cấu trúc của các khu vựcdầu khí đã được chứng minh nơi bẫy địa tầng có thể được như mong đợi. Hiện kĩ thuật thu nổ 3D ngày càng được phát triển trong khu vực Bắc Cực. Tuy nhiên, việc sử dụng kỹ thuật thu nổ 3D làm làm tăng nguy cơ hư hại thiết bị do băng tuyết và những rủi ro cần phải được giảm thiểu.
Khối lượng hydrocarbon tạo ra mà vẫn chưa khai thác được trong khu vực như Bắc Cực là nguồn tài nguyên có thể cung cấp năng lượng cho chúng ta trong tương lai gần và chúng ta sẽ sử dụng các công nghệ hiện đại nhất để tìm được chúng.
Hồ Tú Mai - Thanh Huyền