Hiện lĩnh vực dầu khí thượng nguồn là một hệ sinh thái đa dạng, bao gồm nhiều thực thể khác nhau, chẳng hạn như các công ty khai thác và sản xuất dầu khí, các nhà cung cấp thiết bị, nhà thầu dịch vụ và cả các cơ quan chính phủ liên quan (Doyle, 2019; Musienko, 2023; Startus-insights.com). Với nhu cầu về năng suất, trách nhiệm và độ tin cậy ngày càng gia tăng, một số doanh nghiệp dầu khí đã bắt đầu nghiên cứu những phương cách công nghệ chuỗi khối blockchain có thể hỗ trợ những mối quan ngại này. Về mặt nâng cao tính minh bạch, bảo mật và hiệu quả, công nghệ blockchain có tiềm năng tác động đáng kể đến lĩnh vực dầu khí thượng nguồn trong tương lai gần, mặc dù nó vẫn đang ở giai đoạn triển khai sơ khai.

Kiểm tra đường ống và phát hiện sự cố tràn dầu

Các sản phẩm dầu và khí đốt từ dầu mỏ có thể được vận chuyển trên một khoảng cách đáng kể với sự trợ giúp của hệ thống phân phối đường ống dẫn dầu và khí đốt. Các biện pháp an toàn được thực hiện để ngăn chặn sự cố tràn hoặc vỡ hệ thống đường ống có thể gây ra thảm họa môi trường hoặc tử vong cho con người. Để giảm thiểu các sự cố không mong muốn, việc theo dõi đường ống kết hợp với các cảnh báo kịp thời về sự lộn xộn, can thiệp hoặc nứt vỡ đường ống có thể rất quan trọng. Thông thường, hệ thống đường ống dẫn dầu và khí được giám sát bởi các hệ thống thiết bị cảm biến gắn trên chúng. Do vậy, để tổng hợp và giải thích các phép đo từ các hệ thống cảm biến trên mặt đất, các nền tảng tập trung hóa hiện đang được sử dụng trong các hệ thống giám sát và ngăn ngừa sự cố tràn dầu (Lu và cộng sự, 2019).

Hiện có sự rủi ro với nguy cơ làm tổn hại đến độ tin cậy, khả năng tiếp cận và tính bảo mật của thông tin cần thiết để xác định, ngăn chặn, giám sát và dự báo các vụ nứt vỡ đường ống. Một giải pháp dựa trên blockchain có thể được sử dụng để theo dõi sự cố nứt vỡ đường ống và đảm bảo độ tin cậy của hệ thống đường ống. Đồng thời, ứng dụng này cũng cho phép đảm bảo tuân thủ sức khỏe và quy định an toàn về giám sát đường ống, phòng chống tràn và bảo trì. Hiện có nhiều thiết bị giám sát thông minh và máy bay không người lái tại hiện trường có thể được sử dụng để xác nhận tính toàn vẹn của thông tin liên quan đến dòng chất lỏng trong đường ống, điều này sẽ đảm bảo mọi dữ liệu đo được liên quan đến nhiên liệu và đường ống dầu khí có độ tin cậy, chính xác và đáng tin cậy cao. Bằng cách triển khai hợp đồng thông minh, người vận hành đường ống có thể nhận được thông báo kịp thời về các rò rỉ tiềm ẩn, cùng với tọa độ và ID của các đoạn đường ống bị xâm phạm để sửa chữa kịp thời. Các nhà khai thác đường ống cũng có thể sử dụng công nghệ blockchain để ghi lại một cách có hệ thống cả thiệt hại đối với đường ống và quá trình bảo trì được thực hiện trên chúng cũng như việc giả mạo thông tin có thể được giảm thiểu, tạo ra các công cụ mạnh mẽ và đáng tin cậy để đánh giá tình trạng đường ống và tính toàn vẹn, góp phần nâng cao hiệu quả của lĩnh vực dầu khí (Ahmad và cộng sự, 2022; Sircar và cộng sự, 2021).

Vận chuyển

Tàu vận tải, tàu chở hàng, xe tải và đường ống vận chuyển dầu thô từ các địa điểm khoan đến nhà máy lọc dầu, nơi dầu được tinh chế và vận chuyển đến các lĩnh vực công nghiệp hoặc người tiêu dùng trong nước. Do thông tin rời rạc, phương pháp lưu trữ hồ sơ lỗi thời và sự phụ thuộc quá nhiều vào tài liệu giấy nên việc theo dõi cơ sở hạ tầng phức tạp có thể khó khăn và có thể dẫn đến sai sót (Mohammadpoor & Torabi, 2020). Với cảm biến Internet of Things (IoT), các hoạt động hiện đại có thể theo dõi dữ liệu liên quan đến nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, thể tích, v.v., từ đó giúp giảm thiểu thất thoát sản phẩm. Hiện các cảm biến IoT có thể đảm bảo mọi nỗ lực trái phép để mở các bồn bể chứa dầu và khí đốt sẽ được phát hiện ngay lập tức. Hơn thế nữa, khả năng theo dõi của các cảm biến này còn cho phép giám sát, xác thực và sửa đổi vị trí địa lý chính xác của tàu chở dầu thô và khí đốt, trạng thái vận chuyển và tuyến đường hải trình vận chuyển (Laturkar & Laturkar, 2023; Wanasinghe, Gosine và cộng sự, 2020). Tất cả dữ liệu liên quan nêu trên từ các cảm biến IoT được chuyển tiếp đến mạng lưới công nghệ blockchain để đảm bảo chất lượng và tính toàn vẹn cũng như đảm bảo việc tuân thủ tất cả các quy định.

Các hệ thống chuỗi khối blockchain có lợi ích là được phân quyền, điều này đảm bảo các hồ sơ dữ liệu lưu trữ không thể bị sửa đổi bởi các thực thể trái phép. Mọi cập nhật hoặc sửa đổi quyền sở hữu các sản phẩm dầu khí đều được tự động ghi lại trên công nghệ blockchain khi chúng thay đổi chủ sở hữu và xử lý trách nhiệm. Bằng cách sử dụng các hồ sơ đó, các sản phẩm dầu khí có thể được xác thực và mọi gian lận liên quan đến chúng đều có thể được xác định. Cuối cùng, các hợp đồng thông minh tự động hóa quy trình thanh toán và thu tiền giữa các đối tác mà không cần trung gian khi đáp ứng một số điều kiện nhất định (chẳng hạn như chất lượng và số lượng nhiên liệu). Trong hầu hết các trường hợp, các khoản thanh toán này được thực hiện tức thời và giảm nguy cơ sai sót, thời gian trễ cũng như chi phí cao (Ahmad và cộng sự, 2022).

Tự động hóa trong thăm dò và khai thác dầu khí

Với sự ra đời của các thiết bị giám sát dựa trên IoT, lĩnh vực công nghiệp dầu khí đang tạo ra lượng dữ liệu khổng lồ liên quan đến việc khai thác và chế biến dầu khí. Ví dụ như dữ liệu liên quan đến đặc tính hình thành thành đá, nồng độ chất lỏng, áp suất, nhiệt độ, điều kiện lỗ khoan, lưu lượng truyền hơi nước, tốc độ khoan, mức tiêu thụ năng lượng, v.v. tất cả đều được ghi lại chính xác (Noshi và cộng sự, 2018; H. Wang và cộng sự, 2022; Zakir, 2022). Ngược lại với các mạng lưới công nghệ thông thường, công nghệ blockchain bảo vệ thông tin của tổ chức đơn vị khỏi bị thao túng, do đó nó không thể bị thay đổi hoặc can thiệp bởi các thực thể đối thủ hoặc tội phạm. Bằng cách đó, các tổ chức đơn vị dầu khí có thể lưu trữ an toàn tất cả dữ liệu của họ, bao gồm cả tài liệu bí mật và nhạy cảm. Điều này được thực hiện bằng cách phát hành và ghi lại hàm băm (hash function) là quá trình dịch một khóa nhất định thành mã để sử dụng thay thế thông tin bằng mã băm mới được tạo đối với thông tin được ghi trên kiến trúc blockchain một cách mạnh mẽ. Việc sửa đổi có thể được thực hiện trong mạng toàn cầu bất kỳ lúc nào và tại bất kỳ nút nodes nào với tính xác thực của các sửa đổi đối với mạng lưới toàn cầu có thể được xác minh độc lập và phản ánh ngay lập tức trong chuỗi toàn cầu (Rahardja và cộng sự, 2021). Kết quả là, dữ liệu được lấy dấu vân tay và không thể thay đổi, không chỉ nâng cao tính bảo mật mà còn cả độ tin cậy tổng thể của cơ sở hạ tầng toàn cầu để thiết lập một hệ thống tự trị mạnh mẽ.

Bằng cách cung cấp chế độ xem tích hợp dữ liệu vận hành chính xác, cập nhật và thống nhất, các tổ chức đơn vị dầu khí có thể chia sẻ thông tin cập nhật về các quy trình và sản phẩm bàn giao theo thời gian thực, đồng thời giảm thiểu những trở ngại tiềm ẩn gặp phải trong quá trình khai thác thăm dò và sản xuất dầu khí. Trong phương pháp tiếp cận ẩn, dữ liệu được thu thập có thể được tải vào các mô hình dựa trên AI, điều này có thể được sử dụng để nhận dạng các mẫu có thể là một vật thể, khuôn mặt, kết cấu, hình dạng và những thứ khác, và trợ giúp đào tạo, sửa đổi và củng cố kiến thức thu được để hoạt động hiệu quả hơn (Koroteev & Tekic, 2021). Công nghệ blockchain cũng có thể được sử dụng để thanh toán cho nhà cung cấp, nhà thầu và các doanh nghiệp liên kết khác một cách kịp thời, minh bạch và đáng tin cậy.

Quản lý tuân thủ

Chương trình tuân thủ quy định đảm bảo rmọi hoạt động kinh doanh và vận hành của các tổ chức đơn vị dầu khí tuân thủ luật pháp và quy định có hiệu lực ở cấp địa phương, quốc gia và quốc tế. Để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn đã đặt ra, trách nhiệm của cơ quan chức năng là ban hành các hướng dẫn phù hợp, giám sát hành động của tổ chức đơn vị dầu khí để đảm bảo chúng được tuân thủ và đưa ra các biện pháp khuyến khích hoặc áp dụng hình phạt đối với các hành vi vi phạm tùy thuộc vào tác động của việc không tuân thủ chính sách (Saralaya và cộng sự, 2019). Hệ thống quản lý hồ sơ hiện đang được sử dụng để thu thập và quản lý hồ sơ cần thiết như một phần của quản lý tuân thủ còn thiếu tính minh bạch, rõ ràng, toàn vẹn và bảo mật, trong đó có thể bao gồm nhiều loại dữ liệu như sử dụng và xử lý nước thải, tiêu thụ hóa chất, môi trường, lượng khí thải, các khoản thanh toán cho các cơ quan chính phủ, báo cáo cho thuê, dữ liệu khoan, v.v. (Ahmad và cộng sự, 2022).

Ngoài khả năng theo dõi mạng lưới hậu cần và quyền riêng tư của công nghệ blockchain, tính toàn vẹn của thông tin có thể được đảm bảo bằng công nghệ blockchain để bảo vệ con người và hành tinh. Một doanh nghiệp dầu khí có thể ghi lại các quy trình sản xuất an toàn đã được thực hiện thông qua việc kiểm toán viên có thể xác nhận mọi giao thức nói trên đã được xác thực và bất kỳ ai có quyền trên chuỗi mở đều có thể xác minh các hành động đó đã được thực hiện. Bằng cách này, có thể loại bỏ mọi hành vi thao túng thông tin và nếu xảy ra lỗi, rõ ràng là các biện pháp an toàn không đủ để ngăn chặn sự cố đó xảy ra (Anjum và cộng sự, 2017). Việc thực hiện chặt chẽ các hướng dẫn này sẽ bảo vệ môi trường khỏi các sự cố có hại, chẳng hạn như rò rỉ khí đốt và rò rỉ hay tràn dầu ra môi trường.

Đẩy nhanh việc giải trình

Trong một ngày làm việc thông thường, các công ty dầu khí thực hiện hơn một triệu hoạt động, bao gồm cả các khoảng thời gian mua bán thông thường (X. Sun và cộng sự, 2023). Hiện có một số nguyên do khiến các hoạt động này không thể hoạt động một cách hiệu quả và chính xác nhất có thể, trong đó bao gồm các quy trình vận hành kém, sơ suất cá nhân, phương pháp kế toán lỗi thời và các phương pháp quản lý lỗi thời khác (Lu và cộng sự, 2019). Khuôn khổ sổ cái dựa trên công nghệ blockchain cho phép người dùng số hóa các khía cạnh chính của trao đổi dầu thô trên công nghệ blockchain, giúp tăng cường trách nhiệm giải trình, gia tăng độ tin cậy và tối đa hóa hiệu quả của trao đổi giao dịch. Một lợi thế đáng kể khác của công nghệ blockchain là nó có thể được sử dụng để thực hiện các hợp đồng thông minh (Laturkar & Laturkar, 2022) nhằm giám sát hiệu suất có thể được tạo trên công nghệ blockchain để thăm dò và khai thác dầu khí, phân phối dầu thô và tiếp thị các sản phẩm từ dầu khí. Các hợp đồng thông minh này xác minh các giao dịch kinh doanh tuân thủ các tiêu chuẩn đã được chỉ định, nhờ vậy mà những hợp đồng, các hành động cụ thể sẽ được thực hiện tự động khi đáp ứng các tiêu chí xác định trước (chẳng hạn như chủng loại và khối lượng dầu thô), dẫn đến việc chuyển tiền và lập hóa đơn tự động sẽ bỏ qua yêu cầu về bên trung gian theo quy trình (Alqahtani và cộng sự, 2020). Trong hầu hết các trường hợp, giao dịch kinh doanh được thực hiện ngay lập tức nên chi phí, thời gian trì hoãn, sai sót và trách nhiệm pháp lý tiềm ẩn đều đã được giảm thiểu. Công nghệ blockchain có thể được các cơ quan chính phủ sử dụng để giám sát, xác nhận và xác định một số thông số liên quan đến vận chuyển dầu khí, chẳng hạn như điểm xuất phát, điểm đến cuối cùng, khối lượng, thành phần, vị trí địa lý và nhiều thuộc tính khác (Ahmad et al., 2022; Aloqaily và cộng sự, 2020). Bên cạnh đó, hồ sơ kinh doanh cũng được giữ bí mật, giúp nâng cao uy tín của các công ty dầu khí. Bằng cách sử dụng các hợp đồng thông minh và sổ cái phân tán, công nghệ blockchain cho phép các hợp đồng và các thỏa thuận được xử lý bằng kỹ thuật số thay vì các phương pháp thông thường vốn rất tốn thời gian.

Quản lý chất thải

Hiện lĩnh vực công nghiệp dầu khí tạo ra nhiều loại chất thải khác nhau, bao gồm nước thải, hóa chất có trong dung dịch khoan và mùn khoan cũng như khí thải và khí độc hại, đều cần phải thực hiện các biện pháp cần thiết để loại bỏ các chất thải này đúng cách. Để bảo vệ môi trường, một phần chất thải đó được tái chế và phần còn lại được xử lý tại các bãi chôn lấp (Al-Hameedi và cộng sự, 2020). Các luật lệ và quy định khác nhau yêu cầu xử lý chất thải dầu khí một cách có hệ thống trước khi thải bỏ chúng. Các cơ quan quản lý hiện đang sử dụng các phương pháp để theo dõi và giám sát việc xử lý chất thải dầu khí, điều này đảm bảo mọi người thu gom và tái chế chất thải phải tuân thủ các nguyên tắc đạo đức trong suốt các quá trình phân loại, vận chuyển, xử lý, tái xử lý và thải bỏ (Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ).

Hiện tại, các công nghệ xử lý chất thải dầu khí không đem lại đủ độ tin cậy, độ tin tưởng và độ chắc chắn. Việc sử dụng các cảm biến IoT kết hợp với công nghệ chuỗi khối blockchain có thể hợp lý hóa các hoạt động xử lý chất thải dầu khí và giảm thiểu việc đổ và vận chuyển chất thải trái phép bằng cách lưu trữ vĩnh viễn hồ sơ và giao dịch. Hiện có thể tích hợp các thiết bị IoT vào các hoạt động dầu khí để tất cả chất thải phát sinh đều được thu hồi, xử lý và xử lý một cách an toàn, với tất cả thông tin liên quan được ghi lại trên sổ cái phân tán và tuân thủ các quy định về môi trường (Hakak và cộng sự, 2020; Wanasinghe, Gosine và cộng sự, 2020). Với các hợp đồng thông minh, thời gian chờ đợi có thể giảm đáng kể, tài liệu có thể được bảo vệ khỏi giả mạo và tính toàn vẹn dữ liệu có thể được đảm bảo. Trong quá trình vận chuyển, xử lý, đổ thải hoặc tái chế, khối lượng chất thải bị thất thoát có thể được xác định bằng cách kiểm tra chi tiết các hoạt động cũng như hình phạt có thể được áp dụng đối với các tổ chức đơn vị dầu khí có trách nhiệm bằng cách phạt tiền. Hiện các giao thức chuỗi khối dựa trên sự đồng thuận thông minh có thể giúp nâng cao độ tin cậy liên quan đến các doanh nghiệp dầu khí và các cơ quan quản lý thông qua tính bất biến, khả năng truy xuất nguồn gốc dữ liệu và khả năng kiểm toán (Ahmad và cộng sự, 2022; Baralla và cộng sự, 2023).

Link nguồn:

https://www.researchgate.net/publication/378000895_Blockchain_Integration_in_Upstream_Oil_and_Gas_Enhancing_Performance_Through_Innovation

Tích hợp chuỗi khối blockchain trong lĩnh vực dầu khí thượng nguồn (Kỳ I)

Research Gate