Chủ nhật, 26/09/2021 | 19:15 GMT+7

Công nghệ thu gom và xử lý khí đồng hành góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia

09/09/2021

Tính đến 31 tháng 12 năm 2019, Liên doanh Việt - Nga Vietsovpetro (Vietsovpetro) đã thu gom, xử lý và cung cấp vào bờ hơn 33 tỷ mét khối khí đồng hành. Trong đó 22,129 tỷ mét khối khí từ Lô 09-1 phục vụ nhu cầu phát triển công nghiệp Khí, Điện, Đạm, Hóa dầu và dân sinh.

Việc nghiên cứu ứng dụng thành công các giải pháp công nghệ trong thu gom, xử lý và sử dụng khí đồng hành ở các mỏ của Liên doanh Việt - Nga Vietsovpetro và các mỏ lân cận không chỉ giải quyết vấn đề đốt bỏ khí gây ô nhiễm môi trường, sâu xa hơn còn là nhận thức về tầm quan trọng của nguồn tài nguyên khí thiên nhiên, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.

Sử dụng khí đồng hành góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia
Tận dụng năng lượng từ nguồn khí đốt bỏ
Đốt bỏ khí đồng hành gây lãng phí nguồn tài nguyên thiên nhiên. Ước tính, mỗi năm trên thế giới có khoảng 150 tỷ m3 khí đồng hành bị đốt bỏ, tương đương 10 tỷ USD doanh thu bán khí với mức giá 2 USD/triệu Btu.
Vào cuối thế kỷ XX, đầu thế kỷ XXI, các công ty khai thác dầu khí trên thế giới đã đẩy mạnh việc thu gom, xử lý và sử dụng khí đồng hành. Mỹ, Canada, Na Uy và các nước khác đã xây dựng ngành công nghiệp khí đồng hành với mức độ sử dụng lên đến 95% hoặc cao hơn.
Ở Việt Nam, khai thác dầu khí được Vietsovpetro thực hiện từ năm 1986 ở mỏ Bạch Hổ, Lô 09-1, ngoài khơi thềm lục địa Việt Nam. Quy hoạch mỏ ban đầu là không thu gom khí đồng hành mà đốt bỏ ở đuốc trên các giàn khai thác ngoài khơi. Tính đến năm 1995, Vietsovpetro đã đốt bỏ hơn 6 tỷ m3 khí đồng hành (tương đương 6 triệu tấn dầu quy đổi). Trong khi đó, hàng năm Việt Nam phải nhập khẩu một khối lượng lớn dầu DO/FO, phân đạm và LPG,...
Đốt bỏ khí đồng hành, không những làm ảnh hưởng rất lớn đến môi trường sinh thái mà còn làm mất đi nguồn tài nguyên không tái tạo có giá trị và nguồn lợi nhuận cao của quốc gia. Điều này thôi thúc tập thể những người làm dầu khí Vietsovpetro nghiên cứu, tìm giải pháp sớm đưa được khí thiên nhiên vào bờ, hạn chế tối đa lãng phí khi phải đốt bỏ khí ngoài khơi từng ngày, từng giờ cũng như tiết kiệm ngoại tệ nhập khẩu nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện.
Trên cơ sở nghiên cứu cơ sở vật chất hiện có và thực trạng ngoài khơi mỏ Bạch Hổ, Vietsovpetro đã bắt tay nghiên cứu các giải pháp công nghệ “sớm thu gom và vận chuyển khí đồng hành mỏ Bạch Hổ vào bờ”. Kết quả, năm 1995, bằng những giải pháp khoa học công nghệ sáng tạo và đột phá, cải tiết kỹ thuật trong điều kiện thiếu thốn cơ sở vật chất, Vietsovpetro đã tiên phong thực hiện thu gom sử dụng khí đồng hành và vận chuyển vào bờ, tạo nên bước nhảy vọt lớn thứ hai của ngành dầu khí Việt Nam.
Thủ tướng Võ Văn Kiệt tham dự Lễ đón Dòng khí đầu tiên vào bờ năm 1995
Theo T.S Tống Cảnh Sơn - Viện Nghiên cứu Khoa học và Thiết kế, Liên doanh Việt - Nga Vietsovpetro cho biết: “Tính đến 31 tháng 12 năm 2019, Vietsovpetro đã thu gom, xử lý và cung cấp vào bờ hơn 33 tỷ mét khối khí đồng hành. Trong đó 22,129 tỷ mét khối khí từ Lô 09-1 phục vụ nhu cầu phát triển công nghiệm Khí, Điện, Đạm, Hóa dầu và dân sinh.”
Kết quả này có được nhờ quá trình triển khai cụm công trình “Nghiên cứu ứng dụng các giải pháp công nghệ trong thu gom, xử lý và sử dụng khí đồng hành ở các mỏ của Liên doanh Việt - Nga Vietsovpetro và các mỏ lân cận (phần ngoài khơi)”.
Khí đồng hành (tiếng Anh: associated gas) là khí tự nhiên được tìm thấy cùng dầu thô, có thể ở dạng hoà lẫn với dầu thô hoặc tạo thành không gian phía trên lớp dầu thô trong mỏ dầu.
Khí đồng hành khi được tách khỏi dầu thô là hỗn hợp chủ yếu gồm etan (C2H6), propan (C3H8), butan (C4H10) và pentan (C5H12). Ngoài ra còn những tạp chất không mong muốn như nước, sulfua hidro (H2S), CO2, Helium (He), Nitơ (N2) và một số tạp chất khác.
Trong quá khứ loại khí này là thành phần không mong muốn và thường bị đốt bỏ. Kể cả tới năm 2003, việc đốt bỏ vẫn ở khối lượng lớn, hàng ngày có đến 10-13 tỷ feet khối trên toàn thế giới. Tuy nhiên, với tiến bộ của công nghệ, giá thành dầu thô và khí tự nhiên tăng lên và các ứng dụng của khí tự nhiên trở nên phổ biến, khí đồng hành được tận dụng và trở thành nguồn nguyên liệu mang lại hiệu quả cao.
Góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia
Thành công của cụm công trình là đã nghiên cứu vận chuyển hỗn hợp dầu khí cao áp và sử dụng nguồn năng lượng vỉa của giếng dầu để thu gom và vận chuyển khí vào bờ đến Nhà máy Nhiệt điện Bà Rịa không cần giàn nén khí. Giải pháp này cho phép Vietsovpetro đưa được 1.0 triệu m3 khí/ngày vào bờ đến Nhà máy Nhiệt điện Phú Mỹ, thay thế nguồn nguyên liệu dầu DO nhập ngoại. Giải pháp đã mở ra kỷ nguyên sử dụng khí đồng hành làm nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện và các ngành công nghiệp khác ở Việt Nam.
Từ kết quả đạt được, đội ngũ nghiên cứu khoa học Vietsovpetro đã tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng thành công giải pháp gia tăng sản lượng khí vận chuyển vào bờ bằng cách sử dụng ở quy mô lớn các bộ phối trộn Ejector đảm bảo vận chuyển được 2.0 triệu m3 khí/ngày vào bờ, cung cấp nhiên liệu cho Nhà máy Nhiệt điện Phú Mỹ. “Có thể nói, việc vận chuyển được 2.0 triệu m3 khí/ngày vào bờ lúc bấy giờ là giải pháp đặc biệt hiệu quả, đáp ứng yêu cầu cấp bách phát điện phục vụ công nghiệp và dân sinh trong mùa khô của Nhà máy Nhiệt điện Phú Mỹ” - T.S Tống Cảnh Sơn nhấn mạnh.
Nhà máy Xử lý khí Dinh Cố - Trái tim của đề án khí Bạch Hổ - Phú Mỹ
Ngoài việc thu gom khí để vận chuyển vào bờ nhóm nghiên cứu đã đưa ra được các giải pháp công nghệ sử dụng khí đồng hành tại các mỏ của Vietsovpetro, bao gồm: Sử dụng khí đồng hành để khai thác dầu khí bằng gaslift không dùng máy nén; sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ turbin khí, phát điện tại các công trình dầu khí ở mỏ Bạch Hổ, mỏ Rồng và sử dụng để thay thế nhiện liệu FO, DO để gia nhiệt cho dầu trên các giàn công nghệ, trên tàu chứa dầu. Kết quả từ quá trình nghiên cứu này tiếp tục đánh dấu một bước ngoặt lớn khi đã giúp Vietsvpetro sử dụng hoàn toàn khí đồng hành làm nhiên liệu cho động cơ phát điện trên các công trình biển của Lô 09-1 (từ năm 2012).
T.S Tống Cảnh Sơn cho biết: Để tối ưu sử dụng nguồn điện ngoài khơi Lô 09-1, Vietsovpetro đã nghiên cứu và xây dựng hệ thống điện tập trung cung cấp điện cho toàn mỏ (sử dụng cáp điện ngầm). Giải pháp này đã tiết kiệm rất lớn cho Vietsovpetro trong vận hành và khai thác các mỏ ở Lô 09-1 thềm lục địa Việt Nam. Tính từ khi bắt đầu đưa vào sử dụng hệ thống điện tập trung đến ngày 31/12/2019, tổng công suất phát điện của hệ thống là 772.454.100 KWh.
Việc nghiên cứu và sử dụng hiệu quả khí đồng hành ở các mỏ của Liên doanh Việt - Nga Vietsovpetro đã và đang đem lại lợi ích kinh tế, xã hội to lớn. Theo đó, giải pháp sớm đưa khí đồng hành về bờ và giải pháp sử dụng Ejector để tăng lưu lượng khí vận chuyển vào bờ đến 2 triệu m3 khí/ngày đã thu được hiệu quả kinh tế trên 4000 tỷ đồng. Ngoài ra, trong giai đoạn 2013 - 2019 với các giải pháp sử dụng khí đồng hành cho Turbin khí thay thế hệ thống máy phát điện Diesel và giải pháp thu gom khí tại tàu chứa dầu làm nhiên liệu đốt nồi hơi thay thế dầu FO, đã tiết kiệm trên 4,5 nghìn tỷ đồng chi phí vận hành. 
Thành công của cụm công trình nghiên cứu đã giúp sử dụng hiệu quả được trên 90% khí đồng hành mà trước đó 100% phải đốt bỏ ngoài khơi. Đồng thời, đã mở ra những cơ hội lớn trong đầu tư và phát triển thu gom khí đồng hành từ các mỏ dầu lân cận góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.
Cụm công trình “Nghiên cứu ứng dụng các giải pháp công nghệ trong thu gom, xử lý và sử dụng khí đồng hành ở các mỏ của Liên doanh Việt - Nga Vietsovpetro và các mỏ lân cận (phần ngoài khơi)” đang được Bộ Công Thương đề xuất xét tặng Giải thưởng Nhà nước về Khoa học và Công nghệ đợt 6. 
Mai Anh
3 Giai thuong 2021