VINPA

Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (Petrovietnam) là thành viên của WPC (The World Petroleum Council), tổ chức quốc tế đại diện cho ngành dầu khí thế giới. Tháng 6-2014 Đại hội WPC lần thứ 21 được tổ chức tại Mátxcơva, Liên bang Nga.

Vấn đề trọng tâm của đại hội lần này liên quan đến những thách thức trong việc phát triển công nghiệp dầu khí tại nơi xa xôi nhất của hành tinh: Bắc Cực.

Vùng băng giá nhiều tài nguyên...

Petrovietnam đã tham dự nhiều kỳ họp Đại hội của WPC và có những đóng góp quan trọng trên diễn đàn Đại hội, thể hiện vai trò của một Tập đoàn dầu khí quốc gia đang ngày càng lớn mạnh và mở rộng trước xu thế hội nhập và phát triển của ngành công nghiệp then chốt trên toàn thế giới.

Trên cơ sở những kết quả thu thập được từ diễn đàn Đại hội WPC lần thứ 21, nhóm tác giả xin được giới thiệu những thông tin về tiềm năng dầu khí ở điểm cực bắc của trái đất, nơi đang trở thành điểm nóng của các công ty dầu khí quốc tế hàng đầu cùng với những thách thức vô cùng khó khăn đối với con người và công nghệ.

Bắc Cực (Arctic) nằm ở phần cực bắc của trái đất, bao gồm Bắc Băng Dương và một số vùng thuộc Canada, Nga, Hoa Kỳ (Alaska), Đan Mạch (Greenland), Na Uy, Thụy Điển, Phần Lan và Iceland. Bắc Băng Dương rất rộng lớn, đóng băng quanh năm và được bao quanh bởi đất đóng băng, không có cây cối. Khu vực này có thể được xác định là phía bắc của vòng Bắc Cực (66°33'N). Theo vòng Bắc Cực, tại vĩ độ phía trên, mặt trời không lặn vào mùa hè và không mọc vào mùa đông. Như vậy tại Bắc cực, mặt trời chỉ mọc và lặn một lần trong 1 năm, trung bình có 6 tháng trời sẽ sáng hoàn toàn và 6 tháng trời tối hoàn toàn. Tại các vĩ độ thấp hơn tại vòng Bắc Cực, về phía bắc, thời gian trong ngày ban ngày dài hơn nhiều so với ban đêm. Ngoài ra, tại Bắc Cực nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất là dưới 10°C (50°F).

Giàn khoan Prirazlomnaia của Nga tại Bắc Cực

Bắc Cực chứa 22% trữ lượng dầu và khí thiên nhiên chưa phát hiện của thế giới, trong đó khí chiếm 30% trữ lượng toàn cầu và dầu 13%. Theo đánh giá của Tổ chức Khảo sát địa chất Hoa Kỳ (USGS), tổng trữ lượng dầu và khí thiên nhiên lên tới 412 tỉ thùng dầu quy đổi, khí và khí hóa lỏng chiếm 78%. Đã tìm thấy ở đây nhiều triển vọng dầu và khí nhất, hơn bất kỳ đâu trên thế giới. Đã có những phát hiện dầu và khí lớn ở Bắc Cực với mỏ Tazovskoye ở Nga năm 1962 và mỏ Alaskan Prudhoe Bay ở Mỹ năm 1967. Sau đó 61 mỏ dầu và khí thiên nhiên Artctic lớn đã được phát hiện ở lãnh thổ thuộc LB Nga, Alaska, Tây Bắc Canada và Na Uy. 43 trong số 61 mỏ nằm trên lãnh thổ LB Nga, 35 mỏ lớn (33 mỏ khí và 2 mỏ dầu) nằm ở bồn trũng Tây Sibery, 13 mỏ ở Timan-Pechora (trong đó 8 mỏ lớn), 2 mỏ ở Nam Barents và 1 ở Ludlov Saddle. 18 mỏ Artctic lớn nằm ngoài nước Nga có 6 mỏ ở Alaska, 11 ở Tây Bắc Canada và 1 ở Na Uy.

Nhưng cũng nhiều thách thức lớn

Viễn cảnh tìm kiếm nguồn dầu khí tại Bắc Cực thực sự rất hấp dẫn nhưng vô cùng thách thức. Mặc dù nguồn tài nguyên dầu và khí tự nhiên ở Bắc Cực chứng minh được lớn hơn đáng kể so với đánh giá của USGS, tuy nhiên theo ước tính khảo sát địa chất của Cơ quan Thông tin năng lượng Mỹ (EIA), các nhà đầu tư sẽ phải tốn một khoản tiền khổng lồ để phát triển. Không chỉ khó khăn trong việc tìm kiếm các mỏ dầu và khí đốt tự nhiên lớn ở Bắc Cực mà việc phát triển để thu lợi nhuận thương mại còn khó khăn hơn rất nhiều.

EIA đã chỉ ra các khó khăn cụ thể mà các công ty năng lượng phải đối mặt để tìm kiếm thăm dò khai thác dầu khí tại Bắc Cực.

Thứ nhất là khó khăn về thời tiết và địa lý. Bắc Băng Dương là vùng biển lạnh nhất thế giới, môi trường nhạy cảm và thường xuyên biến đổi. Nước sâu, băng dày, thời tiết khắc nghiệt, khu vực hẻo lánh và cơ sở hạ tầng còn hạn chế. Đặc biệt, băng tuyết là một thách thức lớn đối với các nhà khai thác ở Bắc Cực. Băng tuyết không chỉ ảnh hưởng đến các hoạt động tìm kiếm thăm dò mà còn ảnh hưởng đến chất lượng và tuổi thọ của các trang thiết bị, máy móc đắt tiền. Do đó, đòi hỏi công nghệ, máy móc thiết bị phải được thiết kế đặc biệt để chống lại độ lạnh sâu khi hoạt động thăm dò và khai thác khắc phục tình trạng khó khăn về địa hình, thời tiết khắc nghiệt.

Bên cạnh đó, băng tuyết tại Bắc Băng Dương cũng là thách thức lớn đối với con người và khoa học kỹ thuật. Băng tuyết tại đây có thể được chia thành ba khu vực - vùng băng nhanh mà kết quả từ lớp băng bao phủ bám vào đất đá, vùng băng nổi ít di chuyển và vùng băng lâu năm bao phủ trung tâm Bắc Cực. Độ rắn của băng khác nhau tùy thuộc vào nhiều yếu tố như độ mặn của nước biển, định hướng tinh thể, tuổi, chủng loại, nhiệt độ và năng lượng mặt trời hấp thụ. Điều này dẫn đến chi phí khai thác dầu khí tại Bắc Cực là rất lớn và quá trình thương mại hóa trở nên khó khăn cho các nhà khai thác.

Vào những tháng ấm áp trong năm, các đầm lầy tại Bắc Cực cũng có thể cản trở cho các hoạt động dầu khí. Bên cạnh đó, nơi đây diện tích đất liền có hạn, vì vậy cần biện pháp phòng tránh tình trạng hệ thống cơ sở hạ tầng và trang thiết bị ngập nước.

6 bể dầu khí lớn tại ở khu vực Bắc Cực

Thứ hai, hạn chế về vận chuyển. Các khu vực của Bắc Cực thuộc nhiều quốc gia do đó dự án phát triển dầu khí tại Bắc Cực được đánh giá là dự án quốc tế. Các nhà khai thác dầu khí ở Bắc Cực luôn phải đối mặt với những khó khăn về giao thông cũng như những yếu tố có thể ảnh hưởng đến giao thông. Ví dụ như nguy cơ vượt chi phí cho các dự án trong thời gian dài, các quy định về môi trường, các vấn đề kỹ thuật liên quan đến thu hồi tràn dầu; các vấn đề về cơ sở hạ tầng, chẳng hạn như chi phí cao kết hợp với thiết bị đặc biệt bao gồm tàu phá băng và tàu chở dầu đặc biệt, tính khả thi về kinh tế của việc khai thác dầu và khí đốt ở Bắc Cực trong thị trường cạnh tranh.

Sử dụng tàu chở dầu là rất khó khăn và hầu như không thể sử dụng vào mùa đông và cuối thu. Lắp đặt đường ống cũng rất tốn kém. Bên cạnh đó, tầm nhìn kém do sương mù và tuyết, làm trở ngại quá trình vận chuyển và các hoạt động thăm dò khai thác. Mặc dù vậy các nhà khai thác vẫn đang nỗ lực tìm cách khắc phục khó khăn và điều kiện khắc nghiệt để thực hiện công việc của mình.

Thứ ba, khó khăn về môi trường và chính trị. Khai thác dầu và khí đốt tự nhiên ở Bắc Cực phải đối mặt với các vấn đề chính trị và môi trường. Các vấn đề chính trị xuất phát từ việc chồng chéo, tranh chấp chủ quyền và khiếu nại về chủ quyền kinh tế. Các vấn đề về môi trường liên quan đến việc bảo tồn các loài động vật và thực vật độc đáo tại Bắc Cực, đặc biệt là thực vật hàn đới, tuần lộc, gấu Bắc Cực, hải cẩu, cá voi và các sinh vật biển Bắc Cực khác.

Canada, Đan Mạch, Na Uy, Nga và Hoa Kỳ đã tuyên bố chủ quyền chồng chéo tại vùng biển Bắc Cực. Sự tồn tại của các tranh chấp về chủ quyền biên giới ở nước ngoài có thể hạn chế sự phát triển của dầu và khí đốt tự nhiên tại Bắc Cực.

Đan Mạch, Na Uy và Nga đã tuyên bố chủ quyền kinh tế trong vùng biển Bắc cực dưới sự bảo trợ của UNCLOS.

Mức độ mà luật pháp, các quy định môi trường ảnh hưởng đến Bắc Cực và phát triển dầu khí tự nhiên sẽ phụ thuộc vào các luật và quy định của mỗi quốc gia cụ thể có chủ quyền kinh tế trong khu vực Bắc Cực.

Thứ tư, hạn chế về kỹ thuật. Đối với việc khoan dầu ngoài khơi, mùa mở nước ngắn, dòng chảy mạnh, bão khốc liệt, nhiều lớp băng, núi băng và chuyển động băng luôn là thách thức với công nghệ máy móc thiết bị, đặc biệt là trong điều kiện bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cực thấp, thời kỳ 24 giờ tối, bão và sương mù. Không chỉ khoan ngoài khơi mà khoan trong đất liền cũng rất khó khăn. Chúng gây thiệt hại cho thiết bị hoạt động trên các bề mặt và các hoạt động dưới nước; băng tuyết bao phủ trên các thiết bị khoan và các thiết bị khác gây ra khó di chuyển sơ tán và cứu hộ.

Ngoài khơi, các loại giàn khoan như giàn khoan tự nâng, nửa nổi nửa chìm, chìm, bị tác động lớn của lực hấp dẫn lên trên cấu trúc khoan và giàn khoan. Các cấu trúc được giới hạn độ sâu tối đa là 100m. Giàn khoan chìm có thể được sử dụng ở Bắc Cực, nhưng chúng chỉ có thể được di chuyển trong mùa nước lớn và làm việc tốt nhất ở độ sâu dưới 30m. Tuy nhiên, hầu hết các nhà khai thác đang kỳ vọng với tiến bộ công nghệ mới, có thể hoạt động ở độ sâu lên đến 1.000m. Ngoài ra, tàu khoan được sử dụng trong vùng nước ấm hơn cũng không thể di chuyển qua đá liên tục. Tàu khoan sử dụng tại Bắc Cực cần phải được thiết kế theo cách riêng, chống được va đập với các khối băng hoặc phá được băng khi tàu di chuyển.

Cơ hội chinh phục Bắc Cực

Theo tiến sĩ Joe Brannan, Giám đốc phát triển dự án mới của Shell Global Solutions, tìm kiếm thăm dò dầu khí tại lưu vực Bắc Cực luôn là thách thức lớn đối với các nhà địa chất, địa lý, tuy nhiên với sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện nay thì nền công nghiệp dầu khí hoàn toàn có hy vọng tại khu vực này.

Trên đất liền, nếu tăng cường thu nổ 3D để đạt được chất lượng mà ngoài khơi đã đạt được 20 năm trước đây thì có thể thấy rõ, các khu vực, nơi địa chấn 3D hoàn toàn có thể nâng cao thành công của quá trình thăm dò bao gồm các bộ phận cấu trúc của các khu vực dầu khí đã được chứng minh nơi bẫy địa tầng có thể được như mong đợi. Hiện kĩ thuật thu nổ 3D ngày càng được phát triển trong khu vực Bắc Cực. Tuy nhiên, việc sử dụng kỹ thuật thu nổ 3D làm làm tăng nguy cơ hư hại thiết bị do băng tuyết và những rủi ro cần phải được giảm thiểu.

Khối lượng dầu khí vẫn chưa khai thác được trong khu vực như Bắc Cực là nguồn tài nguyên có thể cung cấp năng lượng cho chúng ta trong tương lai gần và chúng ta sẽ sử dụng các công nghệ hiện đại nhất để tìm được chúng.