Trong lĩnh vực công nghiệp dầu khí thượng nguồn, đây là giai đoạn đầu tiên trong chuỗi sản xuất năng lượng với một số quy trình phức tạp được sử dụng để chiết xuất các hydrocarbon có giá trị. Điều bắt buộc là phải sử dụng các công nghệ tiên tiến, chuyên môn đa lĩnh vực và khả năng đưa ra quyết định chiến lược trong hoạt động thăm dò, khoan và chế biến khoáng sản.

Thăm dò địa vật lý các vị trí dưới bề mặt Trái đất: Để bắt đầu quá trình thăm dò, các nhà địa chất, các nhà địa vật lý và các chuyên gia khác xác định các mỏ dầu khí tiềm năng dưới lòng đất. Việc bảo mật thông tin về các cấu trúc dưới bề mặt được thực hiện thông qua khảo sát địa chấn, trong đó sóng âm được tạo ra và đo phản xạ của chúng. Ngay sau khi xác định được các khu vực có triển vọng, các giếng thăm dò sẽ được khoan để xác nhận rằng có hydrocarbon trong khu vực mỏ giếng (Jones, 2018) song quá trình thăm dò có độ rủi ro cao cũng như đem lại lợi nhuận cao ngay sau đó là tiến trình đầu tư vào cơ sở hạ tầng sản xuất.

Khoan thăm dò trữ lượng dưới lòng đất: Trước mắt là cần phải khoan một giếng vào lớp vỏ Trái đất để có thể tiếp cận các bể chứa hydrocarbon dưới lòng đất được chôn dưới bề mặt. Tùy thuộc vào độ sâu của bể hồ chứa thì có thể sử dụng nhiều kỹ thuật khoan khác nhau, tùy thuộc vào vị trí và độ sâu của bể hồ chứa. Hiện các phương pháp khoan phổ biến nhất bao gồm sử dụng máy khoan quay, máy khoan định hướng và mũi khoan là những mảnh vật liệu rắn bị vỡ được lấy ra khỏi lỗ khoan được khoan bằng phương pháp quay, đập hoặc khoan và đưa lên bề mặt trong mùn khoan, được bố trí trên giàn khoan dầu khí ngoài khơi. Bằng cách đưa các mảnh đá vụn lên bề mặt trái đất, dung dịch khoan được làm bằng vật liệu và công nghệ tiên tiến có nhiệm vụ làm mát thiết bị và đưa mũi khoan lên bề mặt trái đất cũng như cột ống khai thác được lắp đặt bên trong các khối đá chứa hydrocarbon ngăn ngừa ô nhiễm và đảm bảo tính toàn vẹn của giếng (Epelle & Gerogiorgis, 2020; Li và cộng sự, 2022).

Khai thác và xử lý hydrocarbon: Sau khi khoan các bể hồ chứa, hydrocarbon được khai thác từ những bể hồ chứa này trong giai đoạn sản xuất. Áp suất tự nhiên của bể hồ chứa đã đẩy dầu và khí từ độ sâu lên bề mặt song có khả năng xảy ra khi áp suất vỉa giảm, có thể cần phải sử dụng hệ thống bơm ép khí gas lift ngoài ống khai thác hoặc máy bơm điện chìm để tăng cường sản xuất. Ngay cả khi hydrocarbon được khai thác từ lòng đất, chúng sẽ được tách thành dầu thô và khí tự nhiên cũng như các chất khác. Các cơ sở bề mặt, chẳng hạn như đầu giếng, thiết bị phân tách và đường ống, là cần thiết để vận chuyển tài nguyên đã khai thác đến các nhà máy lọc dầu để xử lý tiếp (Li và cộng sự, 2022; Polykov và cộng sự, 2019; Zhi & Caineng, 2019).

Tinh chế, chế biến nguyên liệu: Hiện các nhà máy lọc dầu đóng vai trò quan trọng trong việc biến dầu thô thành các sản phẩm đã qua chế biến bằng cách sử dụng các phương pháp hóa học và vật lý như chưng cất, cracking và reforming xúc tác với việc tách được thực hiện dựa trên tính chất các thành phần khác nhau của dầu thô. Quá trình này tạo ra nhiều sản phẩm hydrocarbon khác nhau như xăng, dầu diesel, dầu hỏa, khí tự nhiên, v.v. song cần phải loại bỏ hoặc giảm bớt một số tạp chất nhất định trong các sản phẩm dầu mỏ trước khi chúng có thể được đưa ra thị trường ví dụ như nước, kim loại và các hợp chất sulfur như hydrogen sunfide và mercaptan là một trong những tạp chất phổ biến nhất (Tretjakov, 2013). Một số kỹ thuật có sẵn để loại bỏ tạp chất ra khỏi hydrocarbon, bao gồm chất phụ gia, chiết xuất mercaptan, xử lý đất sét, xử lý hydrogen và sàng phân tử là vật liệu chứa các lỗ hổng nhỏ với kích thước đồng nhất và chính xác được sử dụng làm chất hút bám cho các loại chất lưu (chất khí và chất lỏng). Các chất phụ gia cũng sẽ được bổ sung thêm vào các sản phẩm tinh khiết trước khi phân phối để thay đổi thuộc tính, đặc tính và/hoặc hiệu suất (Tretjakov, 2013).

Giải quyết các vấn đề về môi trường và an toàn: Tất cả các quy trình nêu trên cần phải được tiến hành có lưu ý đến các vấn đề về môi trường và an toàn tại mọi giai đoạn của quy trình. Để bảo vệ sức khỏe con người, môi trường và hệ sinh thái trên quy mô toàn cầu, các quy định và tiêu chuẩn lĩnh vực dầu khí đã được phát triển với nhiều sáng kiến khác nhau đang được thực hiện nhằm giảm phát thải khí nhà kính GHG, ngăn chặn sự cố tràn dầu, khôi phục môi trường sống và giảm thiểu tác động của ô nhiễm cũng như đang thực hiện một số biện pháp để cắt giảm lượng khí thải carbon, bao gồm việc sử dụng các biện pháp tiết kiệm năng lượng, thu hồi và lưu trữ carbon, đồng thời hỗ trợ tài chính cho nghiên cứu về cách tích hợp năng lượng tái tạo vào các quy trình khác nhau của mình ( Cordes và cộng sự, 2016; Waxman và cộng sự, 2020).

Thời gian qua, công nghệ chuỗi khối blockchain đã phát triển nhanh chóng và trở thành một trong những sự phát triển hấp dẫn nhất trong lĩnh vực kỹ thuật số. Trong một mạng lưới các nút nodes, công nghệ chuỗi khối blockchain cho phép thu thập và phân tích thông tin theo cách phân tán, bất biến. Chuỗi khối trong blockchain được sắp xếp một cách có hệ thống bằng thuật toán quản trị phân tán (Laturkar & Laturkar, 2023a). Thuật ngữ “khối” đề cập đến một nhóm các giao dịch được ủy quyền trong một khoảng thời gian, nếu các yêu cầu ủy quyền được đáp ứng, thì các yêu cầu giao dịch được coi là xác thực và hợp lệ. Chuỗi khối trong blockchain cũng được sắp xếp một cách có hệ thống bằng thuật toán quản trị phân tán khi mà các khối giao dịch mới được thêm vào, chúng sẽ được liên kết với các khối đã được tạo, tạo thành một chuỗi khối (Laturkar & Laturkar, 2022). Các thực thể trong mạng lưới các nút nodes duy trì một bản sao của blockchain, đây là cơ sở dữ liệu chứa tất cả các giao dịch.

Link nguồn:

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

Tuấn Hùng

Research Gate