Việc phát hiện, thăm dò và khai thác dầu trong đá móng là những thành tựu vô cùng quan trọng

Nhiều công trình nghiên cứu, thăm dò, khai thác của các nhà khoa học dầu khí Vietsovpetro ở mỏ Bạch Hổ, bể Cửu Long, nơi thân dầu trong đá móng granitoid nứt nẻ đã được ghi nhận trong các văn liệu Việt Nam và thế giới trên 30 năm qua (1988-2018). Từ nguồn tài liệu phong phú này, các ý nghĩa khoa học và thực tiễn chủ yếu sẽ được đề cập khái quát sau đây.

Ý nghĩa khoa học:

Năm 1974, Công ty Mobil (Mỹ) khoan giếng tìm kiếm BH-1X trên cấu tạo Bạch Hổ và chỉ phát hiện dầu trong tầng Miocen tuổi Đệ Tam. Trước năm 1975 quan điểm tìm kiếm của các công ty dầu nước ngoài chỉ tập trung trong tầng Miocen (23-5,3 triệu năm), tầng chứa Oligocen (33,9-23 triệu năm) và lớp vỏ phong hóa trên móng được xem hình thành trong bối cảnh lục địa nên không phải là mục tiêu để khoan tìm kiếm dầu khí. Hơn nữa, móng nằm lót dưới bể trầm tích Đệ Tam là các đá xâm nhập magma granitoid lại càng không phải là đối tượng được quan tâm.

viec phat hien tham do va khai thac dau trong da mong la nhung thanh tuu vo cung quan trong

Giáo sư - Tiến sĩ Trần Văn Trị, Nguyên Chủ tịch Hội đồng Nhà nước xét giải thưởng Hồ Chí Minh năm 2010 -2011.

Theo học thuyết hữu cơ, “Dầu mỏ và khí thiên nhiên” có nguồn gốc hữu cơ, hình thành từ sự phân hủy các xác sinh vật và thực vật hạ đẳng dưới tác động của áp suất và nhiệt độ trong quá trình bị chôn vùi sâu dưới lòng đất ở các bể trầm tích là quan điểm cơ bản trong khoa học dầu khí và không thể sinh và chứa trong các đá magma có nguồn gốc sâu trong vỏ trái đất. Vì thế không chỉ ở Việt Nam mà theo sử liệu thống kê cho thấy, đến thập niên cuối của thế kỷ XX, những phát hiện dầu trong móng đều được xem không thể chứa sản phẩm và không được các nhà tìm kiếm dầu quan tâm. Về mặt địa chất, mỏ dầu Bạch Hổ là loại thân dầu bất thường, vì theo truyền thống dầu tìm thấy trong các đá trầm tích, nhưng đây lại là ở trong đá móng granitoid trước Đệ Tam. Sự tồn tại bất thường này tạo ra sự khác biệt trong công nghệ thăm dò, khai thác, đòi hỏi những đặc thù nhất định về công thức tính toán, không tuân thủ theo quy luật bình thường, cổ điển như ngành dầu khí vẫn thường sử dụng. Cho đến nay vẫn còn nhiều tranh luận về độ thấm, độ rỗng… vì vậy việc tìm kiếm này vẫn đang được hoàn thiện cùng với thực tiễn để xác định được chân lý khoa học. Vì thế, không khỏi ngạc nhiên đến khó tin về việc phát hiện dầu khí tồn tại trong đá móng granitoid, và các dung nham núi lửa hình thành ở nhiệt độ vài ngàn độ, nơi mà không vật chất hữu cơ nào có thể tồn tại. Các pha chuyển động kiến tạo đã tạo ra nhiều hệ thống đứt gãy, sự dập vỡ, nứt nẻ của móng granitoid cũng như nghịch đảo, nén ép tạo điều kiện thuận lợi cho sự di chuyển của dầu khí vào các bẫy. Sự có mặt của các đá magma trước Đệ Tam ở mỏ Bạch Hổ, bể Cửu Long (Hình 1) cũng minh chứng cho sự phân bố rộng rãi của loạt xâm nhập - núi lửa Creta (cách đây khoảng 100 triệu năm) ở Nam Việt Nam và thềm lục địa rộng lớn ở Biển Đông.

Bản đồ địa chất bể Cửu Long (Nguồn: Viện Dầu khí Việt Nam).

Việc phát hiện thân dầu trong đá móng granitoid trước Đệ Tam tại mỏ Bạch Hổ là một thành tựu rất nổi bật, một đóng góp to lớn cho khoa học dầu khí, đánh dấu một bước ngoặt trong việc nhận định và đánh giá mới về tiềm năng dầu khí ở bể Cửu Long thềm lục địa Nam Việt Nam, làm thay đổi khái niệm và việc xác định phương hướng trong chiến lược thăm dò dầu khí ở khu vực này. Vì vậy, việc phát hiện ra dầu ở tầng đá móng granitoid là một kết quả ngẫu nhiên nhưng cũng là kết quả tất nhiên ở chỗ những quyết định mạnh dạn vừa có bề dày khoa học vừa mang tính thực tiễn kinh nghiệm trong nhiều năm nghiên cứu, khảo sát, tìm kiếm, thăm dò của các nhà khoa học dầu khí Việt - Xô. Tầng chứa trong đá móng granitoid nứt nẻ trở thành đối tượng quan tâm khi tiến hành tìm kiếm, thăm dò trong các bể trầm tích khác. Ngoài bể Cửu long, dầu khí tiếp tục được phát hiện trong đá móng granitoid ở bể Nam Côn Sơn như ở mỏ Đại Hùng, Gấu Chúa... Những thành tựu khoa học - công nghệ của ngành dầu khí Việt Nam có giá trị thực tiễn to lớn không chỉ trong bể Cửu Long mà có thể ứng dụng cho các bể chứa dầu khác trên thềm lục địa Việt Nam và trong khu vực. Những thành tựu này là đóng góp khoa học-công nghệ rất quan trọng cho khoa học dầu khí Việt Nam và thế giới. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả khai thác thân dầu trong đá móng ở mỏ Bạch Hổ, Rồng của Vietsovpetro và những mỏ khác cho thấy sự đa dạng của mô hình địa chất mỏ, của thân dầu với sự có mặt của nước rìa, sự khác biệt về độ sâu phân bố và thành phần chất lưu (dầu, khí). Thân dầu trong đá móng nứt nẻ gặp ở độ sâu từ gần 2.000 m đến trên 4.500 m (Hình 2), các thông số vật lý của dầu như tỷ trọng, độ nhớt, độ khí hòa tan biến động. Sự phân bố độ rỗng-thấm có khả năng cho dòng công nghiệp phức tạp làm tăng độ rủi ro cao khi bố trí các giếng tìm kiếm và phát triển. Nhiều mỏ được phát hiện lại sau nhiều giếng khoan khô hoặc các công ty đã bỏ như Hải Sư Đen, Hổ Xám... Tầng móng nứt nẻ-hang hốc granitoid trước Đệ Tam ở bể Cửu Long và thềm lục địa Việt Nam trở thành đối tượng quan tâm đặc biệt trong chiến lược tìm kiếm và khai thác dầu khí của các công ty dầu hoạt động ở Việt Nam và các tổ chức dầu khí thế giới.

Mặt cắt địa chất qua mỏ Bạch Hổ, bể Cửu Long (Nguồn: Viện Dầu khí Việt Nam).

Việc phát hiện và khai thác có hiệu quả dầu trong tầng chứa đá móng granitoid nứt nẻ-hang hốc là - thành tựu khoa học và công nghệ của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam, đi tiên phong là Liên doanh Dầu khí Vietsovpetro - là một đóng góp lớn về lý luận và thực tiễn cho khoa học dầu khí thế giới, đóng góp quan trọng cho sự phát triển kinh tế của đất nước. Sự kiện này đã tạo bước ngoặt lịch sử cho Ngành Dầu khí Việt Nam, làm thay đổi quan điểm truyền thống về đối tượng tìm kiếm, thăm dò dầu khí, mở ra hướng tìm kiếm thăm dò dầu khí mới, vô cùng quan trọng ở bể Cửu Long nói riêng và ở thềm lục địa Việt Nam nói chung, là động lực hấp dẫn các công ty dầu khí thế giới ồ ạt đầu tư trở lại và thúc đẩy công tác tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí ở Việt Nam, đóng góp quan trọng cho khoa học dầu khí thế giới. Cũng chính nhờ vậy mà trữ lượng dầu khí tại chỗ của các bể trầm tích ở Việt Nam với sự đóng góp của các thân dầu trong đá móng, không ngừng gia tăng. Riêng trữ lưọng của các thân dầu trong đá móng chiếm một tỷ trọng đáng kể (hơn 80%) trong cân đối trữ lượng dầu khí của cả nước. Việc làm sáng tỏ cấu trúc địa chất và những đặc thù không tiền lệ về mặt cấu trúc, về đặc trưng thấm chứa (hai độ rổng, hai độ thấm), về cơ chế hình thành cũng như về mức độ sản phẩm, phân bố của chúng và thiết lập hệ thống dầu khí đối với đá móng granitoid nứt nẻ là một trong những đóng góp to lớn, quan trọng của Ngành Dầu khí Việt Nam cho khoa học dầu khí thế giới. Dấu mốc Khác với cách tìm dầu “truyền thống” chỉ khoan xuống hết phần trầm tích mềm và dừng lại khi chạm vào đá cứng - “móng”, Vietsovpetro đã thiết kế và khoan các giếng thăm dò đầu tiên ở mỏ Bạch Hổ mở vào móng 20 - 30m và xác nhận bằng mẫu lõi. Tuy nhiên, do chất lượng hạn chế của công nghệ địa chấn 2D lúc đó, cùng với sự hiện diện của màn chắn “không phân dị” (SH-10 hay nóc “E”) che lấp lát cắt Oligoxen, thực tế chiều sâu thiết kế của các giếng thường được tăng thêm 100-150 m dự phòng. Việc khoan sâu vào móng cho phép Vietsovpetro nghiên cứu về các thành tạo trước Đệ Tam nằm lót dưới đáy bể trầm tích Cửu Long, mà trong đó có “các khối nâng của tầng chứa Paleozoi, Mezozoi được các tầng sinh Đệ Tam phủ lên là đối tượng tìm kiếm đáng được quan tâm (trang 46, Báo cáo “Cấu trúc địa chất và triển vọng dầu khí thềm lục địa phía Nam Việt Nam”, Tập thể tác giả Công ty Dầu khí II, Vũng Tàu - 1981). Thực tế minh chứng, cách tiếp cận toàn diện và triệt để của Vietsovpetro, vừa thăm dò, thẩm lượng các tầng dầu nông để nhanh đưa vào khai thác, vừa thu thập số liệu nghiên cứu các tầng sâu là hoàn toàn đúng và hiệu quả. Năm 1985, tại giếng thăm dò BH-4 ở vòm Bắc Bạch Hổ, Vietsovpetro đã kết hợp thẩm lượng tầng dầu Miocen với việc phát hiện tầng dầu Oligocen. Năm 1987, khi thẩm lượng dầu Oligocen ở giếng BH-6, Vietsovpetro đã phát hiện tầng dầu sản lượng cao (lưu lượng giếng 505 m3/ngày) trong đá móng granitoid phong hóa sau khi nổ mìn (torpedo) ở độ sâu 3.508 - 3.515 m (Hình 2). Sau phát hiện dầu ở móng phong hóa, Vietsovpeto tập trung nỗ lực vừa khai thác dầu Oligocen ở khu vực ưu tiên vừa kết hợp thăm dò - thẩm lượng sâu trong móng từ những giàn cố định đang hoạt động. Ngày 25/5/1988 Vietsovpetro bắt đầu thiết kế giếng thăm dò BH-47R xuống móng kết tinh ở vòm Trung tâm với chiều sâu thẳng đứng 3.300 m, dự kiến khoan xiên từ MSP-1 về khu vực chân đế MSP-2 (Hình 2). Trong lúc chờ vật tư thi công, Vietsovpetro đã thực hiện đề xuất của Lãnh đạo Cục khoan Biển ngày 24/6/1988, thử vỉa lại tầng móng ở giếng BH-1 đang cạn kiệt dầu từ Miocen. Kết quả, ngày 05/09/1988 dòng dầu từ nóc móng đã phun mạnh với lưu lượng 407 tấn/ngày và giếng BH-1 lập tức được đưa vào khai thác (ngày 6/9/1988) qua bộ cần khoan đường kính 89 mm. Đây là thân dầu lớn trong đá chứa granitoid nứt nẻ - hang hốc với trữ lượng dầu tại chỗ trên 500 triệu tấn, diện tích gần 60 km2 và chiều cao thân dầu được xác định 1.300 m. Sản lượng đỉnh trên 12 triệu tấn/năm, lưu lượng giếng cao nhất ban đầu có thể đạt 2.000 tấn/ngày. Về mặt kinh tế Tập đoàn Dầu khí Việt Nam, đi đầu là Vietsovpetro đã phát hiện và bắt đầu khai thác dầu từ móng mỏ Bạch hổ kể từ ngày 6/9/1988 đến nay đã 30 năm. Từ kinh nghiệm của Vietsovpetro, nhiều mỏ dầu trong móng nứt nẻ lần lượt được phát hiện và đưa vào khai thác. Đó là yếu tố quan trọng đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành dầu khí Việt Nam, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng, lương thực và sự phát triển ổn định chung của nền kinh tế Việt Nam. Các công ty dầu khí và dịch vụ nước ngoài cũng theo đó mà hoàn thiện hệ công nghệ trong nghiên cứu, khoan và khai thác dầu trong đá móng góp phần gia tăng sản lượng dầu Việt nam. Hiện nay tại bể Cửu Long, ngoài những mỏ dầu khí đã được phát hiện trong móng và đưa vào khai thác như Bạch hổ, Rồng của Vietsovpetro, Nam Rồng-Đồi Mồi của Liên doanh Việt-Nga-Nhật; các mỏ Sư tử Đen, Sư tử Vàng, Sư tử Nâu của Cửu long JOC; Rạng đông của JVPC; Ruby của Petronas; Cá Ngừ Vàng của Hoàng Long - Hoàn Vũ JOC còn có những phát hiện khác như: Jade, Diamond, Pearl, Hải Sư Đen, Thăng Long, Hổ Xám South cũng đang chuẩn bị đưa vào khai thác thời gian gần. Việc áp dụng công nghệ khai thác bơm ép nước đúng lúc, đúng chỗ, đúng lưu lượng với sự tuân thủ nghiêm ngặt các nguyên tắc này đã làm tăng hệ số thu hồi dầu khí đáng kể từ thân dầu trong móng mỏ Bạch Hổ đến thời điểm 01/01/2018 đã khai thác được gần 190 triệu tấn dầu. Như vậy trong 190 triệu tấn dầu đã khai thác được từ thân dầu trong móng (với hệ số thu hồi 37%) thì có khoảng hơn 100 triệu tấn dầu và khoảng 15 tỷ mét khối khí được khai thác bổ sung nhờ áp dụng giải pháp bơm ép nước. Rõ ràng là giải pháp khoa học công nghệ này không những là đóng góp quan trọng cho khoa học và công nghệ dầu khí mà còn mang lại hiệu quả kinh tế vô cùng to lớn cho Tổ quốc. Các thành tựu và kinh nghiệm đó được các công ty dầu khí quốc tế đang khai thác các mỏ dầu trong đá móng granitoid nứt nẻ trên thềm lục địa Việt Nam áp dụng thành công với hiệu quả cao. Giải pháp bơm ép nước với việc thường xuyên điều chỉnh quá trình khai thác các thân dầu trong móng sẽ còn tiếp tục phát huy tác dụng và nâng cao hiệu quả khai thác mỏ. Bắt đầu từ con số 0, phải có cách đi riêng của mình. Bản thân sự hiện diện của một xí nghiệp liên doanh cũng đã nói lên một cách đi trong điều kiện hoàn cảnh đất nước có nhiều khó khăn. Điều đáng ghi nhận trong thời kỳ này là tinh thần làm việc quên mình vì sự nghiệp dầu khí của tập thể lao động quốc tế Việt Nam - Liên Xô, họ đã làm nên nhiều kỳ tích. Chỉ trong một thời gian ngắn, cùng với trang thiết bị và công nghệ không cao, nhưng họ đã lập được chiến công rạng rỡ, mang dòng dầu về cho đất nước! Cán bộ công nhân viên Xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro, cũng như những người làm công tác tìm kiếm, thăm dò dầu khí với tinh thần khiêm tốn, thực sự cầu thị, đã vừa làm vừa học, tranh thủ tiếp thu những kiến thức, kinh nghiệm của các chuyên gia Liên Xô truyền thụ để trưởng thành lên. Để hoàn thành được bài này, người viết chân thành cảm ơn Báo Năng lượng mới, Vietsovpetro, Viện Dầu khí Việt Nam và Hội Dầu khí Việt Nam về những thông tin và số liệu liên quan quý giá này. Tóm lại, với những thành tựu to lớn có giá trị đặc biệt xuất sắc nêu trên, Vietsovpetro đã được Nhà nước trao tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh về khoa học và công nghệ năm 2010 thuộc lĩnh vực địa chất cho công trình: “Tìm kiếm, phát hiện và khai thác có hiệu quả các thân dầu trong đá móng granitoid trước Đệ Tam bể Cửu Long, thềm lục địa Việt Nam”.

Giáo sư, Tiến sĩ Trần Văn Trị