Công nhân tại mỏ dầu Tarim đang làm việc để xây dựng. Mỏ dầu Tarim
Giếng Luntan 1 dài 8.882 mét, sâu 8.882 mét, thậm chí còn sâu hơn độ cao của đỉnh Everest. Đây đã trở thành giếng dầu sâu nhất trên đất liền ở Châu Á và cũng đánh dấu bước đột phá lớn trong công cuộc thăm dò cực sâu các tầng muối phụ kỷ Cambri ở lưu vực Tarim, chứng minh rằng các mỏ dầu chính và các cụm mỏ chứa chất lượng cao vẫn tồn tại trong lưu vực Tarim ở độ sâu hơn 8.200 mét.
Một cái giếng sâu mang lại rất nhiều điều bất ngờ cho thế giới. Sự ngạc nhiên này được tạo ra ở lưu vực Tarim, một khu vực được các nhà địa chất công nhận là có địa chất "bị phá vỡ và giẫm đạp".
Vào ngày 19 tháng 1 năm 2020, Giếng thăm dò rủi ro dầu khí Trung Quốc Luntan 1 nằm tại thành phố Kuqa, quận Aksu, Tân Cương, đã sản xuất được 133,46 mét khối dầu thô và 48.700 mét khối khí đốt tự nhiên mỗi ngày sau khi thử nghiệm nứt vỡ axit. Theo lời ông Dương Học Văn, Bí thư Ủy ban Công tác Đảng và Tổng giám đốc Công ty Dầu khí Tarim, mục đích của việc khoan giếng Lunshen 1 là để thăm dò hàm lượng dầu khí trong đá dolomit dưới muối kỷ Cambri cực sâu, khắc phục các vấn đề lý thuyết mới về dầu khí và đẩy nhanh quá trình thăm dò ở các khu vực đá cacbonat cực sâu mới.
Các mỏ dầu khí dưới độ sâu 8.000 mét không chỉ tồn tại trong tâm trí các nhà khoa học
Tang Yangang, 39 tuổi, là nhà địa chất trưởng của Viện nghiên cứu thăm dò và phát triển mỏ dầu Tarim. "Địa chất của lưu vực Tarim hoàn toàn khác biệt so với những nơi khác trên thế giới. Theo lời của những người tiền nhiệm, địa chất của lưu vực Tarim là một nơi đã bị 'phá vỡ và giẫm đạp nhiều lần'. Các lớp địa chất khác nhau dưới lòng đất bị phá vỡ hoàn toàn và không tìm thấy vành đai địa chất hoàn chỉnh nào. Đối với địa chất dầu mỏ, chỉ khi phát hiện ra sự hỗ trợ lý thuyết của dầu khí từ địa chất thì các mỏ dầu khí mới có thể được khai thác."
Thực tiễn thăm dò dầu khí trên thế giới cho thấy các mỏ dầu khí lớn trên thế giới chủ yếu được khai thác trong điều kiện muối. Sau 31 năm phát triển mỏ dầu Tarim, điều kiện địa chất nông đã được tìm ra, điều kiện địa chất sâu trên 6.000 mét cũng đã được hiểu cơ bản, nhưng còn điều kiện địa chất ở lớp cực sâu, tức là dưới 8.000 mét thì sao? Đường Dương Cương và những người khác vẫn chưa hiểu rõ.
"Lý do chính dẫn đến sự thiếu hiểu biết là phương pháp sóng phản xạ địa chấn mà chúng ta đang sử dụng hiện nay chỉ kéo dài trong 7 giây, và để hiểu rõ các điều kiện địa chất dưới 8.000 mét, sóng phản xạ cần ít nhất 10 đến 12 giây. Từ cấu trúc địa chất, chúng tôi suy ra rằng phải có các mỏ dầu lớn dưới 8.000 mét trong lưu vực Tarim." Đường Dương Cương kiên quyết nói.
Làm thế nào để chứng minh lý thuyết mới tồn tại trong tâm trí chúng ta đã trở thành một vấn đề tầm cỡ thế giới cần phải được khắc phục trong quá trình phát triển mỏ dầu Tarim.
Hoạt động thăm dò và phát triển ở vùng nước nông từ năm 1989 đến năm 2003 đã hỗ trợ cho việc xây dựng mỏ dầu Tarim 5 triệu tấn và khiến họ nhận ra rằng các mỏ dầu khí lớn giống như tồn tại trong một cái bát lớn và phải có nắp đậy. Điều kiện địa chất dưới độ sâu 8.000 mét ở lưu vực Tarim là: có một lớp muối rất dày ở lớp trên cùng, giống như nắp đậy của một bể chứa dầu khí. Có thực sự có một mỏ dầu khí phong phú bên dưới nó không?
Chính sách đưa vào và đưa ra đã đưa một nhóm chuyên gia đẳng cấp thế giới đến mỏ dầu Tarim. Nhưng sau khi xem xét cấu trúc địa chất phức tạp của lưu vực Tarim, các chuyên gia giàu kinh nghiệm này đều lắc đầu và nói rằng họ chưa bao giờ thấy một vấn đề mang tính toàn cầu như vậy và không có cách nào để giải quyết.
Đường Dương Cương và nhóm các nhà khoa học trẻ của ông không tin rằng họ không thể giải quyết được vấn đề này. Họ đã đến tận nơi, tìm hiểu kỹ lưỡng các điều kiện khoan và phân tích nghiêm túc dữ liệu cấu trúc địa chất, cuối cùng đã vượt qua từng vấn đề kỹ thuật và lý thuyết.
Nói về quá trình này, Đường Dương Cương xúc động nói: "Lúc đầu, chúng tôi thực sự sợ những giếng siêu sâu. Bởi vì nó phải đi qua các lớp đá sa thạch, và những giếng siêu sâu chắc chắn sẽ gặp phải những điều kiện phức tạp như nhiệt độ cao và áp suất cao. Kiểm soát kém sẽ mang đến một loạt các vấn đề và thậm chí có thể dẫn đến tổn thất rất lớn. Nhưng chúng tôi không muốn từ bỏ. Chúng tôi đang tham gia vào hoạt động thăm dò địa chất. Thật may mắn và không may khi gặp phải những điều kiện địa chất phức tạp như lưu vực Tarim. Thật không may, không ai trên thế giới gặp phải tình huống như vậy. May mắn thay, chúng tôi đã gặp phải. Đó không phải là cảm giác 'một sứ mệnh vĩ đại do Chúa giao phó' sao?"
Với tinh thần chiến đấu này, nhóm nghiên cứu khoa học của mỏ dầu Tarim đã sử dụng các phương tiện kỹ thuật hiện có, mô hình hóa kết cấu và kiến thức lý thuyết liên tục được cập nhật, thực sự đã phát hiện ra ba mỏ dầu khí cực sâu và giàu, đặt nền tảng vững chắc cho sản lượng dầu khí của mỏ dầu Tarim tương đương vượt quá 30 triệu tấn trong năm nay.
"So với các khu vực khác trong và ngoài nước, đá cacbonat ở lưu vực Tarim là phức tạp nhất, với độ sâu chôn vùi sâu, tính không đồng nhất mạnh và mối quan hệ dầu-nước phức tạp, chắc chắn là những vấn đề tầm cỡ thế giới. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu khoa học của chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu chính về địa tầng chuỗi đá cacbonat, các khối đá rạn-bãi ngầm và đá cổ đại, xác nhận sự tồn tại của các sinh vật phù du trong thành hệ Yijianfang và thành hệ Lianglitage của hệ thống Ordovician ở lưu vực Tarim, thiết lập sáng tạo mô hình trầm tích và mô hình karst của phức hệ rạn-bãi ngầm, tiết lộ quy luật phân bố chồng lên nhau và liên tục hình thấu kính của bể chứa karst rạn-bãi ngầm dọc theo rìa nền và hình thành ý tưởng thăm dò để khoan rạn dọc theo rìa nền. Dựa trên điều này, mỏ khí ngưng tụ rạn-bãi ngầm lớn đầu tiên của Trung Quốc, mỏ khí Tazhong I, đã được phát hiện, được đánh giá là một trong những khám phá lớn của thế giới. Chúng tôi phát hiện ra rằng có các bể chứa karst "hạt" dọc theo bề mặt không phù hợp trong đá cacbonat dày, vì vậy chúng tôi đã hình thành ý tưởng thăm dò khoan các bể chứa karst xen kẽ dọc theo bề mặt không phù hợp và phát hiện ra mỏ dầu khí siêu sâu rộng lớn với diện tích 5.000 km2 tại mỏ dầu khí Halahatang, mở ra một lĩnh vực thăm dò đá cacbonat mới tại khu vực bồn trũng giàn khoan. Đá cacbonat, vốn đóng vai trò hỗ trợ không được biết đến trong gần 20 năm, đã trở thành lực lượng chính trong dầu thô. Đường Dương Cương hưng phấn nói.
Cách khoan các mỏ dầu khí dưới độ sâu 8.000 mét
Dưới sự hướng dẫn của các lý thuyết địa chất sáng tạo, các mỏ dầu khí sâu lớn như mỏ khí Keshen, mỏ dầu khí Tazhong và mỏ dầu khí Halahatang đã lần lượt được phát hiện, đặt nền tảng vững chắc cho Dự án truyền tải khí đốt Tây-Đông. Tuy nhiên, phần lớn các mỏ dầu khí giàu có đều nằm sâu dưới 8.000 mét, khiến việc thăm dò trở nên khó khăn và đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao. Vậy làm thế nào chúng ta có thể phát triển các mỏ dầu khí?
Ông Wang Chunsheng, phó giám đốc bộ phận thăm dò mỏ dầu Tarim kiêm giám đốc an toàn, tin rằng thành công trong việc khoan các giếng siêu sâu của mỏ dầu Tarim là nhờ vào việc hiện đại hóa và nội địa hóa thiết bị.
Vương Xuân Sinh cho biết: "Khi tôi mới vào nghề, nếu có giàn khoan có thể khoan 7.000 mét, đội giếng sẽ rất hùng mạnh, hơn nữa đều là nhập khẩu. Cùng với sự phát triển của ngành chế tạo trong nước, giàn khoan 8.000 mét và 9.000 mét đã được sản xuất, đảm bảo khả năng khoan giếng siêu sâu".
"Chúng tôi hiện đã bắt đầu sử dụng máy khoan khí nén, tốc độ khoan ngày càng nhanh hơn. Chúng tôi có thể khoan 2.500 mét trong vòng chưa đầy 100 ngày, nhanh hơn hàng chục lần so với trước đây. Trước đây, phải mất 80 ngày để khoan 1.000 mét, nhưng bây giờ với việc sử dụng máy khoan khí nén, chỉ mất 20 ngày", Wang Chunsheng cho biết.
Shen Biao hiện là giám đốc Phòng Dự án Thăm dò Lưu vực Đài Loan thuộc Ban Thăm dò của Công ty Dầu khí Tarim. Anh ấy là một thanh niên chỉ mới 37 tuổi. "Chúng tôi bắt đầu khoan giếng Luntan 1 vào ngày 28 tháng 6 năm 2018 và hoàn thành vào ngày 18 tháng 6 năm 2019. Chúng tôi mất 361 ngày để khoan giếng sâu 8.882 mét. Từ khi bắt đầu khoan cho đến khi chúng tôi khoan được hơn 2.000 mét, chúng tôi có thể mô tả bằng một từ: đó là một trải nghiệm tuyệt vời. Việc khoan diễn ra rất suôn sẻ. Nhưng đột nhiên một ngày nọ, dụng cụ khoan bị hỏng."
Trước tình hình này, Thẩm Bưu ở lại giếng hơn một tháng, tìm mọi cách để giải quyết vấn đề nhưng đều không thành công. Kết quả cuối cùng là các dụng cụ khoan bị hỏng không được cứu vớt nên họ chỉ có thể bỏ qua nơi này và tiếp tục khoan xuống phía dưới.
"Thời điểm nguy hiểm nhất là khi chúng tôi khoan đến độ sâu 8.882 mét. Sáng sớm, tôi đột nhiên nhận được cuộc gọi báo rằng máy khoan bị kẹt. Lúc đó tôi rất lo lắng và ngay lập tức lái xe đến giếng khoan. Trong suốt hành trình kéo dài hai tiếng rưỡi, tôi liên tục gọi điện thoại để nắm tình hình dưới lòng đất và thảo luận các giải pháp với đội ngũ kỹ thuật của công ty thăm dò." Thẩm Bưu nhớ lại.
Thiết bị khoan bị kẹt và giếng siêu sâu này đã được khoan trong hơn 300 ngày có thể phải bị loại bỏ. Điều này khiến Thẩm Bưu không thể ăn, không thể ngủ, phải mất hơn 20 tiếng đồng hồ suy nghĩ cách giải quyết. "Đầu tiên, chúng ta cần đảm bảo tính toàn vẹn của các công cụ khoan và thực hiện các biện pháp trong phạm vi chịu kéo và chịu nén. Đầu tiên, chúng tôi di chuyển các công cụ khoan lên xuống, nhưng nó không di chuyển chút nào. Không lâu sau khi máy nhả được đặt xuống, tôi thấy chỉ báo trọng lượng bắt đầu di chuyển từng chút một. Đột nhiên nó nhảy lên và thực sự di chuyển." Thẩm Bưu cười nói.
Trong suốt 361 ngày, thần kinh của Thẩm Bưu vô cùng căng thẳng. Theo lời ông: Giếng siêu sâu này tượng trưng cho trình độ của mỏ dầu Tarim, trình độ khoan dầu của Trung Quốc và trình độ của châu Á. Anh ấy luôn có ý thức về sứ mệnh, vì vậy anh ấy có tinh thần trách nhiệm cao. Trong đó, sự vận hành cẩn thận và chuẩn mực chính là sự đảm bảo cho thành công.
"Khi tôi nhận nhiệm vụ, tôi đã chuẩn bị tinh thần cho hai điều: tốt và xấu. Khoan đòi hỏi tinh thần trách nhiệm. Chúng tôi, những người thợ khoan, có vẻ thô lỗ, nhưng chúng tôi phải cẩn thận và chú ý trong công việc, và phải tỉ mỉ trong công việc. Sau khi tôi giải quyết được mũi khoan bị kẹt ở giếng Luntan 1, tôi cảm thấy một cảm giác vui sướng và thành tựu trong lòng, đó là điều mà hầu hết mọi người không thể trải nghiệm được. Đó là một sự kiện khó quên và là điều mà tôi sẽ ghi nhớ trong suốt quãng đời còn lại", Shen Biao nói với một nụ cười.
Mỏ khí Keshen được phát hiện vào tháng 6 năm 2008. Đây là một mỏ khí sa thạch nứt nẻ có độ sâu cực lớn và áp suất cực cao hiếm có trên thế giới vào thời điểm đó. Hoạt động khoan ở đây phải đối mặt với một loạt thách thức kỹ thuật đẳng cấp thế giới. Để đạt được mục tiêu này, Công ty Dầu khí Tarim đã tiếp tục tiến hành nghiên cứu kỹ thuật và công nghệ, tăng cường mạnh mẽ đổi mới ban đầu, đổi mới tích hợp, giới thiệu, tiêu hóa, hấp thụ và đổi mới lại, đồng thời hình thành một loạt mười công nghệ khoan và hoàn thiện mang đặc điểm Tarim, nâng cao đáng kể khả năng khoan giếng sâu và siêu sâu của mỏ dầu.
Mỏ dầu Tarim đã làm chủ được các công nghệ cốt lõi để thăm dò và phát triển các mỏ khí siêu sâu và siêu áp suất chặt ở độ sâu từ 7.500 đến 8.000 mét, hiện thực hóa việc phát triển các mỏ khí như vậy trên quy mô lớn và đặt nền tảng kỹ thuật để mỏ dầu tiến tới thăm dò ở độ sâu trên 8.000 mét. Sự thành công của giếng Luntan 1 không chỉ tạo ra một "Núi Everest" ngầm và khoan giếng sâu đầu tiên trên đất liền ở Châu Á, mà còn đánh dấu Công ty Dầu khí Tarim đã đạt đến đẳng cấp thế giới trong lĩnh vực thăm dò và phát triển.
Vương Xuân Sinh cho biết: "Mỏ dầu Tarim đã tập trung vào các vấn đề hạn chế việc cải thiện tỷ lệ thành công của khoan sâu và siêu sâu và rút ngắn thời gian xây dựng giếng. Tiếp tục thực hiện nghiên cứu địa chất và kỹ thuật tích hợp, tăng cường nghiên cứu kỹ thuật và thử nghiệm thực địa, hình thành mô hình tăng tốc cho các thành tạo và phân đoạn giếng khác nhau. Đã đạt được kết quả trong việc thúc đẩy năng lực của giàn khoan sâu và thiết bị hỗ trợ, ngăn ngừa lệch và nắn thẳng, phá đá sâu và hiệu quả, phòng ngừa và kiểm soát phức hợp ngầm".
Với một phòng ban nhân viên, không cần phải lo lắng về những trở ngại
Để khắc phục những khó khăn cực độ như vỉa siêu sâu, áp suất siêu cao, nhiệt độ cao, Tarim Oilfield đã hợp tác với các đơn vị liên quan tiến hành nghiên cứu kỹ thuật chung trong các lĩnh vực như tăng tốc độ khoan, hoàn thiện giếng khoan để tăng sản lượng. Giếng Luntan 1 đã lập bảy kỷ lục bao gồm giếng khoan trên bờ sâu nhất châu Á và giếng khoan dầu khí sâu nhất, cho thấy công nghệ khoan siêu sâu của mỏ dầu Tarim đã đạt đến trình độ hàng đầu thế giới.
"Quá trình phát triển mỏ dầu Tarim trong 31 năm qua thực chất là một chặng đường dài." Ông Liu Hongtao, Phó giám đốc Viện Kỹ thuật Dầu khí Tarim, đã phát biểu như vậy ngay khi chúng tôi gặp nhau.
Hoạt động thăm dò muối dưới kỷ Cambri ở lưu vực Tarim có phạm vi rộng và tiềm năng lớn. Khu vực thăm dò thuận lợi dưới 9.000 mét là 23.000 km2. Quy mô tài nguyên ước tính là 310 triệu tấn dầu và 3,3 nghìn tỷ mét khối khí đốt tự nhiên, với trữ lượng dầu khí tương đương khoảng 3 tỷ tấn. Đây sẽ trở thành khu vực kế thừa chiến lược mới để đẩy nhanh sự phát triển của ngành dầu khí tại mỏ dầu Tarim.
Nhưng ai biết được rằng nếu lưu vực Tarim muốn trở thành khu vực kế thừa chiến lược mới cho sự phát triển của ngành dầu khí nước tôi thì phải vượt qua được rào cản về địa tầng phức tạp.
Lưu Hồng Đào nhớ lại, nhiệm vụ đầu tiên ông nhận được khi mới đến Viện Nghiên cứu Kỹ thuật Dầu khí là sắp xếp lại lịch sử phát triển kỹ thuật dầu khí của Mỏ dầu Tarim trong 28 năm qua. Điều này gây khó khăn cho chàng trai trẻ đã làm công việc khoan ngoài trời trong 6 năm.
"Mặc dù bản thảo đầu tiên mà chúng tôi dày công tạo ra không được chấp thuận, nhưng tôi vẫn có được nhiều hiểu biết và kinh nghiệm mới từ nhiệm vụ này. So với hơn 70 giếng dầu khí siêu sâu, siêu áp suất và siêu nhiệt độ cao trên thế giới, nhiều điều kiện địa chất ở mỏ dầu Tarim là hiếm có trên thế giới và hiếm có ở Trung Quốc. Cô dâu đang ngồi đó, nhưng chúng tôi không thể vén màn cô ấy, bởi vì có ba chướng ngại vật dưới lòng đất đang chờ chúng tôi vượt qua từng cái một. Một là lớp sỏi cực dày trên đá, thứ hai là lớp muối tổng hợp cao, đôi khi muối và thạch cao xuất hiện cùng lúc, và thứ ba là lớp mài mòn muối mạnh, ngay cả mũi khoan mạnh nhất cũng sẽ nhanh chóng bị mòn." Lưu Hồng Đào cho biết.
Sa mạc Taklimakan và chân đồi Kuche ở chân phía nam của dãy núi Thiên Sơn là khu vực hoạt động chính của mỏ dầu Tarim. Điều kiện địa chất phức tạp và điều kiện làm việc khắc nghiệt tại hai khối này đặt ra những thách thức lớn đối với công nghệ khoan và hoàn thiện. Sau khi giải quyết các vấn đề chính, họ đã phát triển công nghệ khoan tối ưu cho các giếng siêu sâu và phức tạp, cũng như công nghệ quản lý và chuyển đổi cho các giếng nhiệt độ cao và áp suất cao.
"Tôi thường mô tả công việc của Viện nghiên cứu kỹ thuật dầu khí của chúng tôi như thế này: thiết kế chương trình, nghiên cứu khoa học và công nghệ, hỗ trợ quyết định và hỗ trợ sản xuất. Nói một cách thẳng thắn, chúng tôi là một phòng ban tham mưu. Chúng tôi là phòng ban tham mưu cho việc ra quyết định về mỏ dầu và là người trợ giúp đắc lực cho các đơn vị sản xuất." Lưu Hồng Đào cười nói.
Khi nguy hiểm đến, họ chính là những chiến binh lao ra tiền tuyến. Lưu Hồng Đào nhớ rõ vào mùa đông năm 2018, một giếng dầu gặp phải áp suất cao bất thường và ông đã vội vã chạy đến giàn khoan để kết nối đường ống dẫn dầu. Lượng oxy anh mang theo chỉ đủ dùng trong 40 phút. Anh ấy đã làm việc trên giàn khoan trong 40 phút và cuối cùng đã lấy được oxy. Khi bước xuống khỏi giàn khoan, anh cảm thấy chân mình yếu đi. Nếu chậm hơn vài phút, nếu khí rò rỉ là khí độc thì hậu quả sẽ vô cùng thảm khốc.
"Từ việc khoan giếng ban đầu cho đến khi hoàn thành giếng hiện nay, tư duy của chúng tôi cũng đã thay đổi. Khi thiết kế kế hoạch cho mỗi giếng, chúng tôi phải tính đến tất cả các vấn đề có thể xảy ra và thiết kế các kế hoạch để giải quyết các vấn đề này. Trước đây, chúng tôi theo đuổi tính khoa học và tính hợp lý, nhưng bây giờ chúng tôi cũng phải bổ sung thêm tính khả thi và mỗi quy trình phải có một kế hoạch. Vì vậy, điều mà nhóm chúng tôi ủng hộ là: một nhóm như sói và một cá nhân như đại bàng. Đây không phải là vấn đề có thể giải quyết được chỉ bằng một chuyên ngành. Nó đòi hỏi toàn bộ nhóm, sự hợp tác của nhiều phòng ban khác nhau và nghiên cứu đa ngành và liên phòng ban." Lưu Hồng Đào cho biết.
Liu Hongtao hiện đang lãnh đạo nhóm của mình biên soạn các tài liệu nghiên cứu và ứng dụng quan trọng cho hoạt động khoan và hoàn thiện dầu khí sâu dưới lòng đất phức tạp, đồng thời chuẩn bị nộp đơn xin giải thưởng tiến bộ khoa học công nghệ quốc gia. Theo lời ông, việc khoan và hoàn thiện giếng dầu thể hiện trình độ của một quốc gia. Những điều kiện đặc biệt của mỏ dầu Tarim cho phép họ thực hiện nhiệm vụ lịch sử này, đây chính là vinh dự của họ.
Khi tôi bước ra khỏi văn phòng của họ thì đã hơn 10 giờ tối. Tôi nhìn lại Viện Nghiên cứu Thăm dò và Phát triển nơi Đường Dương Cương làm việc và Viện Nghiên cứu Kỹ thuật Dầu khí nơi Lưu Hồng Đào làm việc. Có rất nhiều đèn được bật ở mỗi tầng. Nhiệm vụ và trách nhiệm khiến họ quên mất thời gian. Đây có thể là động lực giúp họ vượt qua từng vấn đề toàn cầu.
