Công nghệ địa hóa giúp giảm 8 lần chi phí kiểm tra giếng khai thác tại mỏ Đại Hùng

<p style="text-align: justify;">Ứng dụng công nghệ phân tích địa hóa, các nhà khoa học Việt Nam đã giảm chi phí kiểm tra giếng khai thác tại mỏ Đại Hùng từ 320.000 USD xuống còn 40.000 USD mỗi năm với cùng quy mô 3 giếng. </p><p style="text-align: justify;">Giải pháp cho phép xác định tỷ lệ dầu đóng góp từ từng tầng chứa mà không phải dừng giếng để thực hiện các phép đo truyền thống, mang lại giá trị làm lợi lũy kế khoảng 2 triệu USD sau 7 năm áp dụng.</p>

Kết quả trên thuộc cụm công trình "Nghiên cứu ứng dụng khoa học công nghệ có tính sáng tạo đột phá để khôi phục, mở rộng và nâng cao hiệu quả thăm dò khai thác mỏ Đại Hùng", do Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí (PVEP) và PVEP-NCS thực hiện. Trong đó, việc nghiên cứu và ứng dụng phương pháp phân tích địa hóa đã góp phần đổi mới công tác theo dõi, quản lý dòng sản phẩm tại các giếng khai thác đa tầng.

Nhận diện nguồn dầu từ thành phần hóa học

Tại mỏ Đại Hùng, thuộc lô 05-1(a), bể Nam Côn Sơn, nhiều giếng khai thác đồng thời từ các tầng đá vôi và trầm tích lục nguyên. Mỗi tầng có đặc điểm địa chất, khả năng chứa dầu và điều kiện khai thác khác nhau. Việc xác định chính xác tỷ lệ dầu đóng góp từ từng tầng có ý nghĩa quan trọng trong điều chỉnh chế độ vận hành và quản lý tài nguyên.

Trước đây, công tác này chủ yếu dựa vào phương pháp đo địa vật lý khai thác, trong đó các thiết bị chuyên dụng được đưa xuống giếng để ghi nhận thông số dòng sản phẩm tại những độ sâu khác nhau. Quá trình thực hiện đòi hỏi huy động phương tiện, thiết bị kỹ thuật và có nguy cơ phát sinh sự cố, đặc biệt tại các giếng có độ nghiêng lớn hoặc cấu trúc phức tạp.

Để khắc phục, nhóm nghiên cứu đã ứng dụng phương pháp phân tích dấu vân địa hóa (Geochemical Fingerprints), sử dụng sự khác biệt về thành phần hóa học của dầu thô để xác định nguồn gốc dòng sản phẩm.

Theo đó, dầu thô tại những tầng chứa khác nhau có các hợp chất đặc trưng do điều kiện hình thành và biến đổi địa chất. Nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp sắc ký khí và khối phổ để phân tích thành phần mẫu dầu lấy từ từng tầng chứa, sau đó đối chiếu với mẫu dầu hỗn hợp thu được tại miệng giếng.

Trên cơ sở kết quả phân tích, phương pháp tính toán định lượng được áp dụng để xác định tỷ lệ đóng góp của từng tầng vào tổng dòng dầu khai thác. Thay vì phải đưa thiết bị xuống giếng, việc lấy mẫu phục vụ phân tích có thể thực hiện ngay trên bề mặt.

Giải pháp được ứng dụng tại Đại Hùng từ năm 2015 và đã ghi nhận những kết quả cụ thể trong thực tế.

Điển hình tại giếng DH-13P, trong thời gian từ ngày 1/9 đến 22/10/2021, nhóm nghiên cứu thực hiện 7 lần lấy mẫu để đánh giá tỷ lệ dầu khai thác từ hai tầng chứa chính.

Kết quả phân tích cho thấy tầng đá vôi đóng góp trung bình 91,4% dòng sản phẩm, trong khi tầng trầm tích lục nguyên chiếm 8,6%. Qua các lần lấy mẫu, tỷ lệ đóng góp của tầng đá vôi dao động từ 88,8% đến 92,9%.

Các số liệu giúp xác định tầng chứa giữ vai trò chủ yếu trong hoạt động khai thác của giếng DH-13P, cung cấp cơ sở để theo dõi biến động dòng sản phẩm và lựa chọn chế độ khai thác phù hợp.

Khi đối chiếu với phương pháp đo địa vật lý truyền thống, phương pháp địa hóa cho kết quả với sai số dưới 3%. Qua đó, giải pháp đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trong phân chia tỷ lệ sản phẩm giữa các tầng chứa, đồng thời hạn chế việc phải can thiệp trực tiếp vào giếng.

Giảm chi phí kiểm tra, duy trì hoạt động khai thác

Hiệu quả kinh tế của công nghệ địa hóa được thể hiện rõ qua chi phí thực hiện và thời gian gián đoạn sản xuất.

Với quy mô kiểm tra 3 giếng mỗi năm, phương pháp đo địa vật lý truyền thống cần khoảng 320.000 USD, bao gồm chi phí huy động thiết bị, phương tiện và nhân lực thực hiện.

Khi chuyển sang phương pháp phân tích địa hóa, kinh phí chỉ còn khoảng 40.000 USD cho cùng quy mô, tương đương 1/8 mức chi phí trước đây. Số tiền tiết kiệm đạt khoảng 280.000 USD mỗi năm, tương ứng mức giảm 87,5%.

Bên cạnh chi phí, thời gian gián đoạn khai thác cũng được cắt giảm đáng kể. Theo phương pháp truyền thống, mỗi chiến dịch đo có thể phải dừng giếng từ 5–7 ngày. Với công nghệ địa hóa, mẫu dầu được thu thập trên bề mặt nên thời gian gián đoạn không đáng kể.

Việc hạn chế dừng giếng giúp duy trì hoạt động khai thác, đồng thời giảm những rủi ro có thể phát sinh khi đưa thiết bị đo xuống sâu trong lòng giếng.

Tổng giá trị làm lợi lũy kế từ việc ứng dụng phương pháp địa hóa tại Đại Hùng đạt khoảng 2 triệu USD sau 7 năm.

Về quản lý khai thác, khả năng xác định tỷ lệ dầu đóng góp từ từng tầng còn giúp đơn vị vận hành theo dõi biến động của vỉa chứa qua các thời kỳ. Khi tỷ lệ đóng góp thay đổi, dữ liệu phân tích có thể được sử dụng để đánh giá nguyên nhân và xem xét điều chỉnh chế độ khai thác, hạn chế khai thác thiếu hiệu quả hoặc bỏ sót tiềm năng tại những tầng sản phẩm khác nhau.

Kết quả nghiên cứu tại Đại Hùng cho thấy giá trị thực tiễn của việc ứng dụng khoa học và công nghệ vào giải quyết những vấn đề cụ thể trong sản xuất. Từ phương pháp phân tích thành phần hóa học của dầu thô, đội ngũ nghiên cứu đã xây dựng giải pháp quản lý khai thác có độ tin cậy, chi phí thấp hơn và phù hợp với điều kiện vận hành các giếng dầu khí đa tầng.

Khả năng ứng dụng phương pháp địa hóa còn mở ra hướng tiếp cận cho những mỏ dầu khí có điều kiện tương tự, góp phần nâng cao năng lực quản lý tài nguyên và hiệu quả khai thác lâu dài.

Với những kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn, cụm công trình về khôi phục, mở rộng và nâng cao hiệu quả thăm dò khai thác mỏ Đại Hùng đã được Hội đồng cấp Nhà nước đề nghị xét tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh về khoa học và công nghệ đợt 7 theo kết quả Bộ Khoa học và Công nghệ công bố ngày 18/10/2026.