Đổi mới hoạt động khoan dầu khí

Tài liệu về đổi mới hoạt động khoan, đặc biệt là trong bối cảnh sản xuất dầu khí bền vững, trình bày nhiều nghiên cứu đa dạng, tập trung vào các khía cạnh khác nhau của tính bền vững, tiến bộ công nghệ và quản lý môi trường. Tổng quan này tổng hợp những phát hiện chính từ các tài liệu đã được xác định, cung cấp cái nhìn sâu sắc về hiện trạng và hướng đi trong tương lai của các cải tiến khoan nhằm sản xuất dầu khí bền vững.

Theo nghiên cứu của Mizik và Gyarmati đã tiến hành đánh giá tài liệu có hệ thống về các khía cạnh kinh tế và bền vững của sản xuất dầu khí diesel sinh học, một lĩnh vực có liên quan trong bối cảnh sản xuất dầu khí bền vững rộng hơn (Mizik và Gyarmati, 2021). Kết quả nghiên cứu của họ đạt được là do đã phân tích 53 bài báo có liên quan từ tổng số hơn 13.000 bài báo, nhấn mạnh tầm quan trọng ngày càng gí tăng của các nguồn tài nguyên tái tạo như những lựa chọn thay thế cho nhiên liệu hóa thạch truyền thống. Đánh giá cũng còn nhấn mạnh những thách thức kinh tế và mối quan ngại về tính bền vững liên quan đến công nghệ diesel sinh học thế hệ đầu tiên, đồng thời chỉ ra sự cần thiết của các giải pháp thay thế thân thiện với môi trường và tiết kiệm chi phí hơn. Nghiên cứu này rất có ý nghĩa vì nó cung cấp cái nhìn tổng quan toàn diện về các khía cạnh kinh tế và môi trường của sản xuất dầu khí bền vững, nhấn mạnh tầm quan trọng của sự đổi mới trong kỹ thuật khoan và sản xuất.

Một nhóm các nhà nghiên cứu đã khám phá tác động của chuyển đổi kỹ thuật số và trí tuệ nhân tạo (AI) trong lĩnh vực dầu khí, đặc biệt là trong hoạt động khoan và sản xuất (D'Almeida và cộng sự, 2022). Nghiên cứu sâu rộng của họ tiết lộ việc các công nghệ số, chẳng hạn như hệ thống giám sát thông minh, giám sát theo thời gian thực và thiết bị thông minh, hiện đang cách mạng hóa các hoạt động khoan. Những công nghệ này cho phép tăng cường hệ thống kiểm soát, phát hiện lỗi và dự đoán, giảm thiểu đáng kể rủi ro và chi phí liên quan đến hoạt động khoan. Nghiên cứu trên còn nhấn mạnh tiềm năng của AI và công nghệ số trong việc giúp hoạt động khoan hiệu quả và bền vững hơn, phù hợp với xu hướng của lĩnh vực hướng tới cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.

Một nhóm các nhà nghiên cứu khác còn tập trung vào việc xử lý nước thải bền vững do các giàn khoan dầu khí khí tạo ra (Alexandersen và cộng sự, 2022). Nghiên cứu của họ đã thử nghiệm giải pháp di động dựa vào thiên nhiên (ReedBox®) để xử lý nước thải ở các vùng sâu vùng xa, thường là một thách thức trong hoạt động khoan. Nghiên cứu này cũng xác nhận giải pháp công nghệ cải tiến này đã xử lý nước thải một cách hiệu quả, tuân thủ quy định về nước tái chế và chất rắn sinh học của thủ đô Abu Dhabi (UAE) để tái sử dụng một cách không hạn chế. Nghiên cứu trên rất quan trọng bởi vì nó giải quyết tác động môi trường của hoạt động khoan, đưa ra giải pháp bền vững và thiết thực để quản lý nước thải tại các địa điểm khoan từ xa.

Hiện các tài liệu được xem xét cung cấp một bức tranh toàn diện về các xu hướng và đổi mới hiện tại trong thực tiễn khoan để sản xuất dầu khí bền vững, trong đó đều nêu bật tính chất đa diện của tính bền vững trong lĩnh vực dầu khí (Mizik và Gyarmati, 2021; D'Almeida và cộng sự, 2022; Alexandersen và cộng sự, 2022). Họ đều nhấn mạnh sự cần thiết của khả năng tồn tại về mặt kinh tế, tiến bộ công nghệ đổi mới sáng tạo và trách nhiệm với môi trường trong hoạt động khoan. Việc tích hợp AI và công nghệ số trong hoạt động khoan và các phương pháp tiếp cận đổi mới để quản lý môi trường là những chủ đề chính nổi lên từ những nghiên cứu này. Những hiểu biết sâu sắc này rất quan trọng trong việc hướng dẫn nghiên cứu và thực tiễn trong tương lai về hoạt động khoan bền vững nhằm đảm bảo lĩnh vực công nghiệp dầu khí tiếp tục phát triển theo hướng có hiệu quả kinh tế và có trách nhiệm với môi trường.

Xu hướng công nghệ khoan để sản xuất dầu khí bền vững

Lĩnh vực dầu khí đang trải qua một sự chuyển đổi đáng kể, được thúc đẩy bởi nhu cầu thực tiễn sản xuất bền vững. Sự thay đổi này thể hiện rõ qua các xu hướng công nghệ khoan gần đây, ngày càng chú trọng đến hiệu quả, bền vững môi trường và tích hợp các giải pháp công nghệ tiên tiến.

Theo nghiên cứu của Nimbalkar thảo luận về khái niệm Sản xuất (production) 4.0 là đại diện cho sự thay đổi mô hình trong sản xuất mỏ giếng dầu khí (Nimbalkar, 2019). Cách tiếp cận này tận dụng dữ liệu lớn và Internet vạn vật (IoT) để tạo ra các hệ sinh thái thông minh có khả năng ra quyết định tự chủ. Việc tích hợp IoT, điện toán đám mây, điện toán biên và phân tích dữ liệu tiên tiến cho phép thiết bị mỏ giếng dầu khí hoạt động như những cỗ máy thông minh, tự học và dạy. Tiến bộ công nghệ này rất quan trọng để nâng cao hiệu quả hoạt động và giảm tác động môi trường của hoạt động khoan.

Một nhóm các nhà nghiên cứu khác cũng đã khám phá một công cụ cải tiến để ghi nhật ký sản xuất trong các giếng khoan xiên ngang, giải quyết các thách thức do cấu tạo hình học giếng khá phức tạp và chiều dài mặt cắt ngang ngày càng gia tăng (Husein và cộng sự, 2021) thông qua việc giới thiệu một phương pháp mới về công nghệ lập hồ sơ sản xuất dựa trên chất đánh dấu chất lượng sản xuất (tracer-based production), cung cấp các hoạt động lập hồ sơ sản xuất liên tục mà không cần phải ngừng hoạt động. Lợi ích của công nghệ này là loại bỏ sự cần thiết của các phương pháp ghi nhật ký thông thường đòi hỏi phải có ống cuộn xoắn tubing hoặc máy kéo giếng tractor là một ứng dụng có tính cạnh tranh gần đây trong lĩnh vực can thiệp giếng và được phát triển như một công cụ hỗ trợ tiếp cận các giếng xiên ngang dài, sâu đã trở nên phổ biến từ đầu những năm 1990, do đó, điều này đã giảm bớt những khó khăn và rủi ro kỹ thuật liên quan đến các phương pháp truyền thống.

Đối với nghiên cứu của Horvat cung cấp những hiểu biết sâu sắc về tương lai của việc tiếp cận và hoàn thiện giếng dưới biển sâu (Horvat, 2019), trong đó, đánh giá này nêu bật những lợi ích kinh tế và môi trường của việc hoàn thiện công trình dưới biển sâu để thu thập hydrocarbon từ các giếng dưới đáy biển. Những tiến bộ trong việc hoàn thiện trên và dưới cũng như những tiến bộ đáng kể trong việc tiếp cận giếng dưới biển sâu đã giảm chi phí vận hành và cải thiện tính bền vững của hoạt động khoan ngoài khơi. Sự phát triển này đặc biệt quan trọng đối với tương lai của các dự án dầu khí ngoài khơi, nơi những thách thức về công nghệ và quy định phải được giải quyết.

Kỹ thuật và thiết bị khoan tiên tiến: Sự tiến bộ của kỹ thuật và thiết bị khoan đóng vai trò then chốt trong việc đạt được sản lượng dầu khí bền vững. Những đổi mới này đang nâng cao hiệu quả của hoạt động khoan và giảm thiểu tác động đến môi trường. Nghiên cứu của Nimbalkar thì lại nhấn mạnh vai trò của phân tích nâng cao trong việc tạo ra hệ sinh thái thông minh tại các mỏ giếng dầu khí (Nimbalkar, 2019) khi mà các hệ sinh thái này cho phép thiết bị tự động tối ưu hóa hoạt động khoan, giúp đem lại hiệu quả tăng đáng kể. Việc ứng dụng dữ liệu lớn và IoT trong hoạt động khoan thể hiện một bước tiến lớn trong lĩnh vực dầu khí, cho phép thực hiện các quy trình khai thác chính xác và hiệu quả hơn.

Một nhóm nhà nghiên cứu khác thì lại nhấn mạnh việc ứng dụng công nghệ lập hồ sơ sản xuất dựa trên chất đánh dấu trong các giếng ngang (Husein và cộng sự, 2021) khi mà phương pháp này cung cấp giải pháp hiệu quả hơn để đánh giá hiệu quả của hệ thống quản lý hồ chứa và chứng minh độ dài tối ưu của giếng ngang cũng như số lượng giai đoạn MultiFrac xử lý vết nứt duy nhất trên bề mặt. Khả năng của công nghệ này trong việc cung cấp hồ sơ sản xuất liên tục mà không cần hoạt động can thiệp đánh dấu giếng một tiến bộ đáng kể về thiết bị và kỹ thuật khoan dầu khí.

Ngoài ra, nghiên cứu của Horvat còn thảo luận về những tiến bộ trong việc hoàn thiện dưới đáy biển sâu, bao gồm việc phát triển các vật liệu mới, xếp hạng áp suất và nhiệt độ cho các quá trình hoàn thiện trên và dưới. Đồng thời, nghiên cứu cũng ghi nhận những tiến bộ đáng kể trong việc tiếp cận giếng dưới đáy biển, góp phần giảm chi phí vận hành và nâng cao tính bền vững về môi trường của các hoạt động khoan ngoài khơi. Những tiến bộ công nghệ này rất quan trọng đối với khả năng tồn tại lâu dài và bền vững của các dự án khoan dưới đáy biển.

Tóm lại, các xu hướng trong công nghệ khoan và sự phát triển của kỹ thuật và thiết bị khoan tiên tiến là trọng tâm trong hành trình hướng tới sản xuất bền vững của lĩnh vực dầu khí. Việc tích hợp dữ liệu lớn, IoT và phân tích nâng cao cùng với các phương pháp đổi mới để ghi nhật ký sản xuất ở các giếng ngang và những tiến bộ trong việc tiếp cận và hoàn thiện giếng dưới đáy biển đều đã được nhấn mạnh, góp phần chung vào sự phát triển không ngừng của công nghệ khoan (Nimbalkar, 2019 Husein và cộng sự, 2021; Horvat, 2019). Những tiến bộ này đang thúc đẩy lĩnh vực hướng tới các hoạt động bền vững, hiệu quả và có trách nhiệm với môi trường hơn.

Những đổi mới trong giảm thiểu tác động môi trường: Đối với nghiên cứu của Abdel Baqy, Amgad và Wael thì đã thực hiện một nghiên cứu toàn diện về tác động tài chính và môi trường của việc khoan giếng dầu khí, tập trung vào các mục tiêu phát triển bền vững (Abdel Baqy và cộng sự, 2022), trong đó tập trung vào các lĩnh vực hoạt động của Công ty dầu khí Agiba ở CH Ai Cập, đồng thời nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tối ưu hóa việc lựa chọn các công cụ và phương pháp khoan để hợp lý hóa chi phí và đảm bảo tính bền vững của hoạt động khoan. Nghiên cứu đã đưa ra kết luận việc đánh giá tác động tài chính và môi trường của việc khoan giếng dầu khí là rất quan trọng để đạt được các mục tiêu phát triển bền vững, nhấn mạnh sự cần thiết của các hoạt động tài chính hợp lý và các hoạt động bền vững về môi trường trong quá trình khoan giếng dầu khí.

Nghiên cứu điển hình-Thực hiện các biện pháp khoan bền vững

Việc thực hiện các hoạt động khoan bền vững trong lĩnh vực sản xuất dầu khí là một bước đi quan trọng để đạt được sự bền vững về kinh tế và môi trường. Theo nghiên cứu của Abdel Baqy, Amgad và Wael thì đã thực hiện một nghiên cứu tập trung vào tác động tài chính và môi trường của việc khoan giếng dầu khí với một nghiên cứu điển hình trong lĩnh vực của Công ty dầu khí Agiba ở CH Ai Cập (Abdel Baqy và cộng sự, 2022). Nghiên cứu của họ còn nhằm đạt được các mục tiêu phát triển bền vững bằng cách tối ưu hóa chi phí và chi phí khoan, vốn thường cao trong lĩnh vực dầu khí, đồng thời nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lựa chọn các công cụ và phương pháp khoan phù hợp để hợp lý hóa chi phí và đảm bảo tính bền vững của hoạt động khoan. Các phát hiện cho thấy việc đánh giá tác động tài chính và môi trường của giếng dầu khí dẫn đến sự phát triển bền vững bằng cách giảm thiểu ô nhiễm và tuân thủ các quy tắc bảo vệ môi trường và an toàn lao động. Nghiên cứu điển hình này còn nhấn mạnh sự cần thiết của các hoạt động tài chính hợp lý và các hoạt động bền vững về môi trường trong quá trình khoan giếng dầu khí.

Một nhóm nhà nghiên cứu khác thì cũng đã trình bày một nghiên cứu điển hình từ một mỏ cận biên ở đồng bằng châu thổ Niger (CH Nigeria), minh họa phương cách một công ty dầu khí sở tại sống sót qua chu kỳ giá cả dầu khí thấp trong khi đó vẫn gia tăng sản lượng thông qua các biện pháp thực tiễn tốt nhất trong hoạt động khoan và sửa chữa (Atakele và cộng sự, 2018). Trong khi có nhiều công ty dầu khí khác đã buộc phải đình chỉ các hoạt động phát triển mỏ trong cuộc khủng hoảng giá dầu khí gần đây, bao gồm cả việc khoan và sửa chữa thì công ty dầu khí trên trong trường hợp nghiên cứu này vẫn tiếp tục kế hoạch phát triển lĩnh vực của mình, đồng thời tăng cường sản xuất bằng cách quản lý hiệu quả các dự án của mình và loại bỏ lãng phí. Theo đó, công ty dầu khí này đã khoan một giếng khoan xiên ngang trị giá 10 triệu USD ở đồng bằng châu thổ Niger song vẫn tiết kiệm đáng kể chi phí, đồng thời gia tăng sản lượng tại mỏ lên tới 75%. Nghiên cứu điển hình này chứng minh tính hiệu quả của việc quản lý dự án có hệ thống và loại bỏ chất thải trong việc nâng cao tính bền vững của hoạt động khoan.

Theo nghiên cứu của Jablonowski cũng đã thực hiện một nghiên cứu điển hình về hoạt động khoan dầu khí trên bờ của Hoa Kỳ, tập trung vào các động lực quản lý và vận hành gây ô nhiễm môi trường (Jablonowski, 2022). Nghiên cứu này đã sử dụng các mô hình phân tích hồi quy (regression models) là một phân tích thống kê để kiểm tra các giả thuyết về những nguyên nhân này và kiểm soát việc báo cáo sự cố tràn dầu khí không hoàn hảo. Kết quả là các phát hiện cho thấy tính liên tục trong hoạt động và giám sát làm giảm khả năng ô nhiễm và các biến số như độ phức tạp của địa điểm là rất đáng kể. Nghiên cứu này phù hợp với các nghiên cứu liên quan về sự cố an toàn cá nhân và cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách thức vận hành và chính sách quản lý có thể được sử dụng để giảm thiểu tác động môi trường trong hoạt động khoan dầu khí.

Hiện các nghiên cứu trường hợp này nêu bật chung các cách tiếp cận và chiến lược đa dạng được sử dụng trong các bối cảnh địa lý và hoạt động khác nhau để thực hiện các hoạt động khoan bền vững. Trường hợp của Công ty dầu khí Agiba (CH Ai Cập) nhấn mạnh sự cần thiết phải đánh giá tài chính và môi trường trong hoạt động khoan (Abdel Baqy và cộng sự, 2022). Nghiên cứu điển hình ở đồng bằng châu thổ Niger nêu trên cũng cho thấy tầm quan trọng của việc quản lý dự án hiệu quả và giảm lãng phí trong việc duy trì sản xuất trong thời kỳ kinh tế suy thoái (Atakele và cộng sự, 2018). Cuối cùng, nghiên cứu trường hợp khoan trên bờ của Hoa Kỳ thì lại nhấn mạnh vai trò của hoạt động liên tục và giám sát trong việc giảm thiểu tác động môi trường (Jablonowski, 2022).

Những nghiên cứu điển hình đã nêu đều cung cấp những hiểu biết sâu sắc có giá trị về việc triển khai thực tế các hoạt động khoan bền vững trong lĩnh vực sản xuất dầu khí, giúp chứng minh tầm quan trọng của việc tối ưu hóa hoạt động khoan, quản lý dự án hiệu quả và tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn và môi trường để đạt được tính bền vững trong sản xuất dầu khí.

Câu chuyện thành công và bài học kinh nghiệm: Theo nghiên cứu của Maundu khám phá tác động của các hoạt động kinh doanh bền vững trong lĩnh vực dầu khí, tập trung vào nghiên cứu điển hình của Tập đoàn dầu khí quốc gia Kenya (Maundu, 2020). Nghiên cứu này cũng đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đánh giá hiệu quả hoạt động của lĩnh vực dầu khí và các biện pháp có thể được sử dụng để duy trì tính bền vững của lĩnh vực công nghiệp này. Kết quả là các phát hiện cho thấy các biện pháp can thiệp như kiểm soát giá cả, đảm bảo khả năng chi trả cho các sản phẩm dầu khí và cung cấp cơ hội việc làm và kinh doanh góp phần đáng kể vào các hoạt động bền vững trong lĩnh vực dầu khí.

Để bổ sung cho những hiểu biết này, bài viết nghiên cứu này cũng đã tiến hành một cuộc điều tra về thực tiễn trách nhiệm xã hội của doanh nghiệp (corporate social responsibility-CSR) trong lĩnh vực công nghiệp dầu khí, tập trung vào tác động của những sáng kiến đó đối với hiệu quả hoạt động bền vững của công ty dầu khí (Raheem và cộng sự, 2023). Nghiên cứu này tập trung xem xét sự tương tác giữa đa dạng tài chính của nhân viên (Employee Financing Diversity-EFD), CSR và hiệu suất doanh nghiệp bền vững (Sustainable Firm Performance-SFR), đã tiết lộ các sáng kiến CSR như sự tham gia của cộng đồng, quản lý môi trường và hành vi kinh doanh có đạo đức là không thể thiếu đối với hoạt động khoan bền vững. Những sáng kiến này cải thiện dấu ấn xã hội và môi trường của hoạt động khoan dầu khí, góp phần vào khả năng tồn tại lâu dài và được chấp nhận trong cộng đồng. Nghiên cứu này cũng còn nhấn mạnh vai trò quan trọng của CSR trong bối cảnh rộng hơn của các hoạt động bền vững trong lĩnh vực dầu khí, chứng minh hành vi có trách nhiệm của doanh nghiệp có thể dẫn đến kết quả tích cực như thế nào trong cả lĩnh vực môi trường và xã hội.

Phân tích so sánh các công nghệ khoan khác nhau: Nghiên cứu của Dahab thảo luận về phát triển bền vững và lập kế hoạch bảo vệ môi trường trong hoạt động khoan và sản xuất dầu khí ngoài khơi (Dahab, 2019). Nghiên cứu này đã nhấn mạnh sự cần thiết phải có kế hoạch bảo vệ môi trường toàn diện, bao gồm quản lý chất thải và kế hoạch dự phòng, nhằm tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên dầu khí ngoài khơi đạt được sự phát triển bền vững. Nghiên cứu này cũng còn cung cấp cái nhìn sâu sắc về phương cách các công nghệ đổi mới sáng tạo và phương pháp khoan khác nhau có thể tác động đến môi trường cũng như tầm quan trọng của việc áp dụng các phương pháp bền vững.

Những nghiên cứu này nêu bật chung các phương pháp và chiến lược đa dạng được sử dụng để thực hiện các hoạt động khoan bền vững trong lĩnh vực sản xuất dầu khí. Trường hợp của Công ty dầu khí Agiba (CH Ai Cập) đã nhấn mạnh sự cần thiết phải đánh giá tài chính và môi trường trong hoạt động khoan bền vững (Abdel và cộng sự, 2022). Nghiên cứu điển hình của Tập đoàn dầu khí quốc gia Kenya thì lại cho thấy tầm quan trọng của hoạt động kinh doanh bền vững và trách nhiệm xã hội của doanh nghiệp trong lĩnh vực dầu khí(Maundu, 2020). Cuối cùng, nghiên cứu của Dahab thì tập trung nhấn mạnh vai trò của kế hoạch bảo vệ môi trường và quản lý chất thải trong hoạt động khoan dầu khí ngoài khơi (Dahab, 2019).

Tất cả những hiểu biết sâu sắc nêu trên cũng đã chứng minh tầm quan trọng của việc tối ưu hóa hoạt động khoan, quản lý dự án hiệu quả và tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn và môi trường để đạt được tính bền vững trong sản xuất dầu khí.

Link nguồn:

https://www.researchgate.net/publication/375891536_Leading_Drilling_Innovations_for_Sustainable_Oil_Production_Trends_and_Transformations)

Đổi mới công nghệ khoan tiên tiến: Khuynh hướng và sự chuyển đổi (Kỳ 1)

Đổi mới công nghệ khoan tiên tiến: Khuynh hướng và sự chuyển đổi (Kỳ 2) 

 Tuấn Hùng

ResearchGate