Dự án Biển Đông 01 có mấy “cái nhất”, đó là: Khai thác khí và dầu condensate ở nơi có cấu tạo địa chất phức tạp nhất thế giới; ở nơi xa nhất về cực Đông Nam của Tổ quốc và có chiều sâu tới 145m nước; có khối lượng xây lắp lớn nhất của PVN từ trước tới nay (70 nghìn tấn) và có hiệu quả kinh tế cao nhất...
Để tạo lập được những "cái nhất" kể trên, trước hết, dự án đã quy tụ được một đội ngũ cán bộ dám hy sinh quyền lợi cá nhân, sẵn sàng đối mặt với thách thức, khó khăn. Đó là những Nguyễn Quỳnh Lâm, Tổng giám đốc của dự án từ những ngày đầu tiên, nay là Phó tổng giám đốc PVN và là Tổng giám đốc Liên doanh Việt Nga Vietsovpetro; là Trần Hồng Nam, nay là Chủ tịch Hội đồng thành viên Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí (PVEP); Lê Trần Minh Trí, Trưởng phòng Khoan của Lô B-Ô Môn; Hoàng Minh Hải, Trưởng phòng Tìm kiếm thăm dò-Công nghệ mỏ; Phạm Tâm, Trưởng phòng Khoan và Hoàn thiện giếng; Trịnh Ngọc Bảo, Phó trưởng phòng Khoan và Hoàn thiện giếng...
Gặp nhau, anh em kể cho tôi nghe về những tháng ngày lao động gian khổ và phải đấu mưu, đấu trí với những vấn đề kỹ thuật hóc búa chưa bao giờ gặp ở mỏ Hải Thạch-Mộc Tinh. Khi nói ra mới biết rằng, trong tất cả những con người này đều có dòng máu phiêu lưu pha chất lãng tử, trong lòng luôn khát khao được đối mặt với khó khăn, chấp nhận thử thách.
Ngày đầu thực hiện dự án, anh em phải ở trong những căn phòng mà đó là những chiếc container xếp chồng lên nhau. Họ phải bàn bạc, xử lý không biết bao nhiêu vấn đề kỹ thuật hóc búa, thậm chí còn phải lao vào công việc trước sự nghi ngờ của rất nhiều người và của các cấp, các ngành. Khi dự án mới đi vào thực hiện, người ta đã hỏi tiền đâu ra mà thực hiện; rồi đến phía đối tác nước ngoài (nhà thầu BP, ConocoPhillips) còn phải bỏ (dù đã đầu tư 500 triệu USD) huống hồ chúng ta...
Mỏ Hải Thạch được phát hiện năm 1995 bằng giếng khoan 05-2-HT-1X. Ngay sau khi phát hiện, nhà thầu đã tích cực thực hiện chương trình thẩm lượng để giảm mức độ rủi ro và tăng độ tin cậy, đặc biệt là việc tính thể tích và độ liên thông của các vỉa chứa. Giếng thẩm lượng đầu tiên, 05-2-HT-2X khoan năm 1996. Giếng này tái khẳng định sự phân bố của các vỉa chứa đã gặp và phát hiện thêm các vỉa chứa khác. Nhưng oái oăm là nhiệt độ vỉa chứa tại mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh thay đổi trong khoảng 135oC ở các vỉa chứa Miocen đến 175oC ở các vỉa chứa Miocen dưới LMH45. Dự báo nhiệt độ cho các giếng khoan phát triển ở mỏ Hải Thạch-Mộc Tinh dựa trên tài liệu giếng khoan, tài liệu thử vỉa từ các giếng khoan 05-2-HT-2X, 05-2-HT-3X và 05-3-MT-1X.
Các giếng khoan ở mỏ Hải Thạch cho thấy áp suất rất cao, lớn hơn 815atm (12.000 psia, highly over-pressure). Mức độ áp suất cao thay đổi theo cả chiều sâu lẫn diện rộng. Trong hệ tầng Miocen giữa, áp suất ở khối nâng trung tâm (horst) cao hơn áp suất ở vùng cánh (flank). Đối với hệ tầng Miocen trên, áp suất vỉa nằm ngay trên phần nâng cũng cao hơn phần rìa. Nguyên nhân của sự thay đổi áp suất này là do sự di chuyển chất lưu tập trung nhiều hơn vào phần nâng so với phần cánh. Áp suất giảm (pressure regression) ở vỉa chứa MMF30 có thể liên quan đến hệ thống đứt gãy hoặc tầng chứa này bị cắt bởi các thân cát phần trên.
Theo thống kê của Offshore Technology và Infill Systems, toàn bộ khu vực Đông Nam Á ở thời điểm năm 2009 đang khai thác khoảng hơn 200 mỏ dầu khí, nhưng hầu hết ở mực nước dưới 130-150m. Đặc biệt đối với mỏ áp suất cao-nhiệt độ cao trước năm 2009 thì hầu như không có mỏ nào trong khu vực được phát triển và đưa vào khai thác. Chính vì vậy, đối với các dự án thăm dò, phát triển và khai thác ở khu vực nước sâu xa bờ, đặc biệt những khu vực có điều kiện áp suất cao-nhiệt độ cao luôn gặp nhiều rủi ro lớn trong tất cả lĩnh vực kỹ thuật, tài chính, quản lý, thương mại và chính trị-xã hội.
Trong khi đó, hầu hết các vỉa ở mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh có nhiệt độ cao và áp suất rất cao (HPHT) với nhiệt độ đáy giếng/áp suất đáy giếng từ 150oC/680atm (10.000 psia) đến 205oC/918atm (13.500 psia). Mà khi khoan, nhiệt độ dung dịch tuần hoàn cao làm giảm tuổi thọ của các vật liệu cao su trong bộ đối áp (BOP). Nhiệt độ cao cũng làm giảm mạnh tuổi thọ các thiết bị điện tử dùng để đo đạc thông số khoan, đo địa vật lý, đo chế độ khai thác của giếng. Sự giãn nở nhiệt của chất lưu cũng gây ra áp suất rất lớn trong các khoảng không lòng giếng (vành xuyến) trong quá trình vận hành khai thác. Ông Nguyễn Quỳnh Lâm nhớ lại: "Dự án Biển Đông 01 được triển khai hết sức gấp rút, với tiến độ cơ bản rút ngắn so với tiến độ gốc do nhà thầu BP đưa ra là 18 tháng. Do đó, rất nhiều hạng mục được triển khai song song với dự phòng tiến độ gần như không có. Đây là thách thức lớn nhất trong công tác triển khai bất cứ dự án nào, vì thay đổi là điều không thể thiếu ở các dự án xây lắp, đặc biệt là ở dự án quy mô và phức tạp như Dự án Biển Đông 01".
Chính vì thế, đội ngũ cán bộ, kỹ sư đã phát triển mỏ bằng cách dùng hệ thống đầu giếng nổi. Hệ thống này, trong bản vẽ trông giống một cây thông với cành chĩa lên trời, nên được gọi là “cây thông ngầm”. Cũng phải nói thêm là hệ thống đầu giếng ngầm kiểu cây thông khai thác có thể vận hành với điều kiện nhiệt độ và áp suất như ở mỏ Hải Thạch-Mộc Tinh lên đến 175oC và 850atm (12.500 psia) là không tồn tại tại thời điểm năm 2009 và chưa có nhà cung cấp đầu giếng nào có thể khẳng định đến bao giờ họ mới phát triển hoàn chỉnh hệ thống này để cung cấp cho Biển Đông POC.
Lãnh đạo Biển Đông POC đã nghiên cứu và mạnh dạn đề xuất sử dụng phương án “đầu giếng và cây thông bề mặt” được phát triển từ công nghệ đầu giếng ngầm (Big bore system) để vừa đáp ứng được yêu cầu vận hành cũng như yêu cầu thiết kế giếng theo kiểu “big bore” được kế thừa từ các tập đoàn dầu khí đa quốc gia khác, như Total, Exxon…
Đối với giàn khoan, tại thời điểm năm 2009 không có giàn khoan Semi-TAD nào trên thế giới có thể đáp ứng được yêu cầu để khoan các giếng tại vùng mỏ Hải Thạch-Mộc Tinh. Việc xây dựng giàn khoan mới đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về kỹ thuật trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết để đạt được tiến độ dự án. Để bảo đảm công tác khoan thành công, việc xây dựng mới giàn khoan tiếp trợ bán chìm PV Drilling V lớn nhất thế giới tại thời điểm năm 2009 theo yêu cầu kỹ thuật của Biển Đông POC đã được giao cho PV Drilling với các đặc tính kỹ thuật: Hệ thống đối áp lên đến 1.020atm (15.000 psia); hệ thống tháp khoan có sức kéo lên đến 1,5 triệu lbs; thân tàu lớn hơn rất nhiều so với các giàn Semi-TAD khác đang được cung cấp trên thị trường để có thể hoạt động hiệu quả trong vùng biển khắc nghiệt như mỏ Hải Thạch-Mộc Tinh của Việt Nam.
Sau gần 3 năm thiết kế và chế tạo, đến đầu năm 2013, giàn khoan tiếp trợ nửa nổi, nửa chìm PV Drilling V được hoàn thành và chuyển về Hải Thạch-Mộc Tinh. Đây là giàn khoan rất hiện đại và trên thế giới chỉ có 8 giàn kiểu này. Trong điều kiện giếng khoan có áp suất và nhiệt độ “vượt quá mức bình thường” như ở Hải Thạch-Mộc Tinh thì việc ngăn chặn dòng khí phụt lên một cách “tự do” là hết sức khó khăn và đòi hỏi điều chỉnh dung dịch khoan phải cực chuẩn. Anh Phạm Tâm, Trưởng phòng Công nghệ khoan và Hoàn thiện giếng hào hứng kể cho chúng tôi nghe về “nghệ thuật” bơm dung dịch khoan vào giếng và “nghệ thuật” pha trộn dung dịch. Sở dĩ phải dùng chữ “nghệ thuật” ở đây chính vì sự điêu luyện, tinh xảo, chính xác của những người thợ. Dung dịch khoan giống như một thứ bùn. Đặc quá thì khí không lên được mà nhẹ quá thì có khi nổ tung cả giếng. Chính vì thế phải rất “nghệ thuật” mới điều khiển được dòng khí bằng dung dịch khoan.
Một thành công rất lớn của đội ngũ cán bộ kỹ thuật của Biển Đông 01 là các anh đã nghiên cứu sản xuất thành công một loại xi măng biết “giãn nở, co ngót” theo sự thay đổi của nhiệt độ để trám lỗ khoan. Đội ngũ cán bộ kỹ thuật của Biển Đông POC đã nghiên cứu và pha trộn các chất phụ gia để có được loại xi măng này. Xi măng thì quá sẵn, Việt Nam đang thừa, nhưng chất phụ gia là gì, tỷ lệ pha trộn bao nhiêu thì lại là chuyện cực kỳ phức tạp. Phải mất gần nửa năm cùng với các chuyên gia nước ngoài thí nghiệm, rồi mang tới các trung tâm danh tiếng nhất thế giới kiểm nghiệm, trong những điều kiện nhiệt độ, áp suất còn khắt khe hơn cả ở Hải Thạch-Mộc Tinh. Cho tới nay, các giếng khai thác của Dự án Biển Đông 01 đang vận hành rất an toàn, điều đó minh chứng cho việc thiết kế là cực chuẩn, chất lượng thiết bị hoàn toàn bảo đảm. Quan trọng hơn, Biển Đông POC đã xây dựng được một quy trình vận hành hoàn toàn phù hợp với điều kiện của mỏ; có đội ngũ cán bộ, công nhân viên giỏi về chuyên môn, giàu nhiệt huyết và tác phong làm việc chuyên nghiệp.
Dự án Biển Đông 01 thành công mở ra cho công nghiệp dầu khí Việt Nam hướng đi mới và khả năng chinh phục các mỏ dầu có cấu tạo phức tạp. Không chỉ đóng góp to lớn cho nền kinh tế quốc dân mà Biển Đông 01 còn là một tiền đồn của Tổ quốc ở nơi xa trên biển.
Bài và ảnh: NGUYỄN NHƯ