Hệ thống khoan dầu khí tự động cho phép thực hiện các hoạt động khoan dầu khí liên tục với thời gian ngừng hoạt động tối thiểu, giúp xây dựng giếng nhanh hơn và tăng tốc độ khoan (Vincoli, 2024). Hệ thống phân tích dữ liệu và giám sát theo thời gian thực tối ưu hóa các thông số khoan dầu khí, xác định các mối nguy hiểm khi khoan dầu khí và cải thiện việc ra quyết định, dẫn đến hiệu quả khoan dầu khí cao hơn và cắt giảm chi phí vận hành. Mặc dù các hoạt động khoan dầu khí ngoài khơi cũng được hưởng lợi từ tự động hóa và phân tích dữ liệu song việc đạt được hiệu quả có thể khó đạt được hơn do tính chất phức tạp và mức độ xa xôi của môi trường ngoài khơi.

Hệ thống khoan dầu khí dưới đáy biển và giàn khoan dầu khí tiên tiến đã cho phép người vận hành tiếp cận nguồn dự trữ ngoài khơi ở vùng nước sâu hơn song những thách thức về hậu cần như điều kiện thời tiết và bảo trì thiết bị có thể ảnh hưởng đến năng suất. Hệ thống giám sát và điều khiển từ xa nâng cao hiệu quả hoạt động bằng cách cho phép giám sát và ra quyết định theo thời gian thực song các vấn đề về kết nối và độ tin cậy của thiết bị trong môi trường khắc nghiệt ngoài khơi có thể đặt ra nhiều thách thức. Hoạt động khoan dầu khí trên đất liền thường có rủi ro an toàn thấp hơn so với khoan dầu khí ngoài khơi do vị trí gần đất liền và dễ dàng tiếp cận các dịch vụ khẩn cấp hơn.

Tuy nhiên, hoạt động khoan dầu khí trên đất liền vẫn gây ra những rủi ro môi trường như ô nhiễm nước ngầm, gián đoạn môi trường sống và tràn dầu bề mặt, dẫn đến những vấn đề này phải được quản lý thông qua các quy định nghiêm ngặt và thực tiễn tốt nhất. Những tiến bộ công nghệ tiên tiến trong khoan dầu khí trên bờ ví dụ như hệ thống kiểm soát giếng được cải tiến và các công cụ giám sát môi trường, đã góp phần giảm thiểu sự cố an toàn và tác động môi trường. Trong khi đó, hoạt động khoan dầu khí ngoài khơi vốn có nhiều rủi ro hơn so với hoạt động trên đất liền do môi trường đại dương xa xôi và khắc nghiệt, với những rủi ro bao gồm phun trào dầu, hỏng hóc thiết bị và tràn dầu (Du và cộng sự, 2024).

Hiện các hệ thống an toàn tiên tiến như thiết bị ngăn ngừa phun trào và các quy trình ứng phó khẩn cấp là rất quan trọng nhằm giảm thiểu những rủi ro này song vẫn còn thách thức trong việc đảm bảo độ tin cậy và hiệu quả của chúng trong môi trường nước biển sâu. Đối với các cân nhắc về môi trường vẫn luôn là điều tối quan trọng khi khoan dầu khí ngoài khơi với các quy định và tiêu chuẩn lĩnh vực nhằm giảm thiểu tác động đến hệ sinh thái biển và cộng đồng ven biển. Hoạt động khoan dầu khí trên đất liền thường có chi phí vốn ban đầu thấp hơn và thời gian thực hiện ngắn hơn so với hoạt động ngoài khơi, điều này khiến chúng tiết kiệm chi phí hơn trong một số trường hợp.

Dù vậy, những thách thức trong hoạt động như tiếp cận đất đai, cấp phép theo quy định và sự tham gia của cộng đồng có thể trì hoãn các dự án và gia tăng chi phí đầu tư. Những tiến bộ công nghệ tiên tiến trong khoan dầu khí trên đất liền nhằm mục đích cải thiện hiệu quả chi phí thông qua tăng hiệu quả khoan dầu khí, giảm thời gian ngừng hoạt động và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên. Hoạt động khoan dầu khí ngoài khơi thường đòi hỏi nhiều vốn hơn và có thời gian dự án dài hơn so với hoạt động trên đất liền, chủ yếu do nhu cầu về cơ sở hạ tầng và thiết bị chuyên dụng (Martin và cộng sự, 2024).

Những thách thức về vận hành như điều kiện thời tiết khắc nghiệt, bảo trì thiết bị và hậu cần đã đặt ra những thách thức đáng kể về chi phí cho các dự án khoan dầu khí ngoài khơi. Những tiến bộ công nghệ tiên tiến trong khoan dầu khí ngoài khơi tập trung vào việc nâng cao hiệu quả chi phí thông qua hệ thống giám sát và điều khiển từ xa, bảo trì dự đoán và kỹ thuật khoan dầu khí tiên tiến. Tóm lại, mặc dù cả hoạt động khoan dầu khí trên đất liền và ngoài khơi đều được hưởng lợi từ những tiến bộ công nghệ đổi mới sáng tạo song có sự khác biệt trong việc ứng dụng và tác động của các công nghệ tiên tiến này do đặc điểm riêng của từng môi trường.

Hoạt động khoan dầu khí trên đất liền thường vượt trội về cải thiện hiệu quả và năng suất, trong khi hoạt động khoan dầu khí ngoài khơi phải đối mặt với những thách thức lớn hơn về an toàn và môi trường (Jong và cộng sự, 2024). Hiệu quả chi phí và những thách thức trong hoạt động khác nhau tùy thuộc vào các yếu tố như phạm vi dự án, địa điểm và các yêu cầu pháp lý. Cuối cùng, sự đổi mới và hợp tác liên tục trong toàn lĩnh vực dầu khí là điều cần thiết để giải quyết những thách thức này và thúc đẩy sự phát triển bền vững trong cả hoạt động khoan dầu khí cả trên đất liền và ngoài khơi (Astuti, 2024).

Định hướng và thách thức trong tương lai

Khi lĩnh vực dầu khí phát triển, các công nghệ tiên tiến mới nổi đóng vai trò nòng cốt trong việc thúc đẩy đổi mới, nâng cao hiệu quả hoạt động và giải quyết các thách thức môi trường trong cả hoạt động khoan dầu khí trên đất liền và ngoài khơi (Saikia và Gori, 2024). Dưới đây là khám phá về ba công nghệ tiên tiến mới nổi quan trọng định hình tương lai của hoạt động khoan dầu khí, bao gồm: Trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (ML) đang cách mạng hóa hoạt động khoan dầu khí bằng cách cho phép phân tích dự đoán, ra quyết định tự động và tối ưu hóa quy trình khoan dầu khí.

Khi triển khai khoan dầu khí trên bờ, thuật toán AI và ML phân tích lượng lớn dữ liệu từ cảm biến khoan dầu khí, khảo sát địa chất và hiệu suất trước đây để dự đoán kết quả khoan dầu khí, tối ưu hóa các thông số khoan dầu khí và xác định rủi ro tiềm ẩn trong thời gian thực. Những công nghệ tiên tiến này nâng cao hiệu quả khoan dầu khí, giảm thiểu thời gian phi sản xuất và cải thiện độ ổn định của giếng, dẫn đến tiết kiệm chi phí và tăng năng suất.

Tương tự, trong hoạt động khoan dầu khí ngoài khơi, các ứng dụng AI và ML cũng được sử dụng để tối ưu hóa hoạt động của giàn khoan dầu khí, dự đoán lỗi thiết bị và cải thiện độ an toàn. Các thuật toán bảo trì dự đoán nâng cao phân tích dữ liệu cảm biến từ các giàn khoan dầu khí ngoài khơi đến phát hiện sự bất thường và chủ động lên lịch bảo trì, giảm thời gian ngừng hoạt động và giảm thiểu rủi ro hỏng hóc thiết bị. Ngoài ra, hệ thống tự động hóa điều khiển cho phép hoạt động khoan dầu khí tự động trong môi trường nước biển sâu, nâng cao tính an toàn và hiệu quả ngoài khơi.

Những đổi mới về kỹ thuật và vật liệu tiên tiến cũng đang thúc đẩy những cải tiến về độ bền, hiệu suất của thiết bị khoan dầu khí và tính bền vững của môi trường. Trong hoạt động khoan dầu khí trên bờ, những tiến bộ trong khoa học vật liệu đã dẫn đến sự phát triển của hợp kim cường độ cao, vật liệu composite và lớp phủ tiên tiến đã giúp cải thiện độ tin cậy và tuổi thọ của thiết bị khoan dầu khí. Những vật liệu này nâng cao hiệu quả khoan dầu khí, giảm thiểu chi phí bảo trì và giảm thiểu tác động đến môi trường bằng cách cắt giảm tiêu thụ vật liệu và phát sinh chất thải.

Hơn thế nữa, hoạt động khoan dầu khí ngoài khơi được hưởng lợi từ những cải tiến kỹ thuật và vật liệu tiên tiến để chịu được môi trường đại dương và điều kiện vận hành rất khắc nghiệt. Vật liệu chống ăn mòn, chẳng hạn như thép không gỉ song công là một họ thép không gỉ và còn được gọi là các lớp song công (hoặc austenitic-ferritic) vì cấu trúc luyện kim của chúng, và lớp phủ polymer, tất cả được sử dụng trên các giàn khoan dầu khí ngoài khơi và thiết bị dưới đáy biển để kéo dài tuổi thọ sử dụng và nâng cao tính toàn vẹn của tài sản. Hơn thế nữa, vật liệu nhẹ và kỹ thuật xây dựng mới cho phép thiết kế các công trình ngoài khơi với việc giảm thiểu tác động đến môi trường và cải thiện hiệu suất kết cấu.

Hoạt động khoan dầu khí bền vững và tích hợp năng lượng tái tạo đang ngày càng trở nên quan trọng trong cả hoạt động khoan dầu khí trên đất liền và ngoài khơi. Khi khoan dầu khí trên bờ, các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và năng lượng gió đang được tích hợp vào các địa điểm khoan dầu khí để giảm lượng khí thải carbon, giảm chi phí năng lượng và tăng cường sự độc lập về năng lượng. Ngoài ra, các hoạt động khoan dầu khí bền vững, chẳng hạn như tái chế nước, quản lý chất thải và giảm phát thải, được thực hiện để giảm thiểu tác động đến môi trường và thúc đẩy việc khai thác tài nguyên có trách nhiệm.

Hoạt động khoan dầu khí ngoài khơi cũng đang áp dụng các biện pháp bền vững và khám phá các giải pháp năng lượng tái tạo để giảm thiểu rủi ro môi trường và giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Ví dụ như các turbine gió nổi ngoài khơi đang được triển khai gần các giàn khoan dầu khí ngoài khơi để khai thác năng lượng gió và bù đắp lượng khí thải carbon từ hoạt động khoan dầu khí. Hơn thế nữa, những tiến bộ trong công nghệ tiên tiến năng lượng tái tạo ngoài khơi, chẳng hạn như năng lượng sóng biển và thủy triều, đều đem lại cơ hội cho việc bố trí cơ sở hạ tầng khoan dầu khí ngoài khơi, giúp thúc đẩy sức mạnh tổng hợp và tính bền vững trong môi trường đại dương (Kumar và cộng sự, 2024).

Hiện các công nghệ tiên tiến mới nổi như trí tuệ nhân tạo, vật liệu tiên tiến và tích hợp năng lượng tái tạo đang chuyển đổi hoạt động khoan dầu khí cả trên đất liền và ngoài khơi, góp phần thúc đẩy hiệu quả, tính bền vững và đổi mới trong lĩnh vực dầu khí. Bằng cách áp dụng những công nghệ tiên tiến này và thúc đẩy sự hợp tác giữa các bên liên quan trong lĩnh vực công nghệ, lĩnh vực khoan dầu khí có thể vượt qua các thách thức, tối ưu hóa hiệu suất và đạt được tính bền vững lâu dài trong bối cảnh năng lượng đang phát triển nhanh chóng (Wang và Wang, 2024).

Link nguồn:
https://wjarr.com/sites/default/files/WJARR-2024-1333.pdf

Tuấn Hùng
WJARR

Tiến bộ công nghệ khoan dầu khí tiên tiến trên đất liền và ngoài khơi (Kỳ 1)

Họ tên
Email
Mã xác nhận

Gửi bình luận