Nhiệm vụ thuộc Chương trình KH&CN trọng điểm cấp quốc gia phục vụ đổi mới, hiện đại hóa công nghệ khai thác và chế biến khoáng sản đến năm 2025 thực hiện Đề án “Đổi mới và hiện đại hóa công nghệ trong ngành công nghiệp khai khoáng đến năm 2025”. Viện Vật liệu, Sinh học và Môi trường/Viện KH-CN quân sự thực hiện nhiệm vụ. Bộ Công Thương là cơ quan quản lý nhiệm vụ.
Nâng cao sản lượng khai thác tại các mỏ Việt Nam
Hiện nay, sản lượng khai thác tại các mỏ Việt Nam đang ở giai đoạn suy giảm sản lượng do nhiều yếu tố. Mặc dù đã đưa các khu vực mỏ mới phát hiện như Nam Rồng - Đồi Mồi, Gấu Trắng và Thỏ Trắng vào khai thác cũng như đã áp dụng các giải pháp địa - kỹ thuật (GTM), khai thác tam cấp nhưng sản lượng khai thác dầu của Liên doanh Việt-Xô (LD Vietsovpetro) đang tiếp tục suy giảm.
Trên thế giới, các giải pháp công nghệ mới tác động lên vỉa nhằm duy trì và nâng cao sản lượng khai thác dầu cho các mỏ dầu ngày càng được áp dụng rộng rãi. Trong khi đó, các giếng khai thác ở thềm lục địa nước ta khai thác tại các địa tầng sâu như tầng Miocene và Oligoxen nếu chỉ dùng polyme phân tán trong nước thường không có hiệu quả như mong muốn. Để khắc phục hiện tượng này, cần nghiên cứu hệ polyme ưa-kỵ nước kết hợp với phụ gia nano biến tính.
Nhóm nghiên cứu tại chia sẻ báo cáo tại buổi nghiệm thu
Trước thực tế đó, TS. Nguyễn Văn Cành - Viện Vật liệu, Sinh học và Môi trường/Viện KH-CN quân sự đã phối hợp cùng các cộng sự thực hiện đề tài “Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng hệ polyme ưa-kỵ nước kết hợp phụ gia nano biến tính, nhằm nâng cao thu hồi dầu trong công nghệ bơm ép tại các mỏ dầu tầng Miocene của Việt Nam”.
Theo chia sẻ của TS. Nguyễn Văn Cành: “Mục tiêu của nhiệm vụ nhằm chế tạo được hệ polyme ưa-kỵ nước kết hợp với phụ gia nano biến tính, giúp làm tăng độ nhớt pha nước, giảm sức căng bề mặt giữa liên diện dầu-nước và đá vỉa, tạo dòng chảy thuận lợi trong quá trình bơm ép, chịu nhiệt, giảm hấp phụ lên đất đá chứa, cải thiện dòng chuyển dịch thế chỗ trong không gian xốp, điều chỉnh bề mặt (profil) dung dịch đẩy dầu.
Bên cạnh đó, tiến hành thử nghiệm và ứng dụng thành công hệ polyme ưa-kỵ nước kết hợp với phụ gia nano biến tính trong quá trình thu hồi dầu tại các giếng dầu tầng Miocene của Việt Nam.”
Giải pháp giúp nâng cao thu hồi dầu đạt trên 5%
Sau quá trình nghiên cứu, nhóm đã chế tạo thành công hệ hóa phẩm polyme ưa-kỵ nước với tên hệ hóa phẩm là: Polyme ưa-kỵ nước kết hợp phụ gia nanosilica biến tính, ký hiệu HAP-2S/SiO2BT/PG. Sản phẩm có nồng độ và độ nhớt của dung dịch sau khi pha chế là 2-5g/l, giá trị độ nhớt đạt 1,154-4,771 cP ở 90oC; Khả năng chịu nhiệt của hệ hóa phẩm là 110 – 130oC; Độ chịu khoáng hóa/độ mặn lớn đến 3,5% NaCl của nước biển vùng mỏ Bạch Hổ; Mức độ hấp phụ lên đá vỉa thấp hơn 20-50 μg/g, làm gia tăng hệ số quét đứng; Gia tăng thu hồi dầu tuyệt đối trên mô hình thí nghiệm mẫu lõi đạt hiệu quả từ 10,40 - 19,43%; Gia tăng hệ số đẩy dầu tính theo dầu dư còn lại từ 17,18% đến 31,19%.
Quá trình thử nghiệm bơm 150m3 dung dịch hệ hóa phẩm HAP-2S/SiO2BT/PG tại Giếng 2101/BK-21, tầng Miocene hạ, mỏ Bạch Hổ của LD Vietsovpetro từ 15 giờ 22 đến 23 giờ 36, ngày 13 tháng 02 năm 2025, đã có những kết quả nhất định như sau:
Thứ nhất, khi lưu lượng bơm dung dịch hệ hóa phẩm HAP-2S/SiO2BT/PG tăng từ 7,5 m3/giờ lên 23 m3/giờ thì áp suất ngoài cần bơm, tăng từ 50 atm đến 105 atm. Như vậy, áp suất ngoài cần vẫn đảm bảo áp suất giới hạn theo yêu cầu kỹ thuật cho phép. Áp suất ép ống chống khai thác cho phép nhỏ hơn 170 atm, áp suất ngoài cần không quá 130 atm.
150m3 hệ hóa phẩm được pha chế vào 150 tank IBC dung tích 1m3
Thứ hai, áp suất ngoài cần tăng đáng kể so với bơm ép nước (bơm nước với lưu lượng 23 m3/giờ áp suất ngoài cần khoảng 60 atm đến 70 atm). Như vậy, bơm dung dịch hệ hóa phẩm HAP-2S/SiO2BT/PG đã tăng áp suất lên đáng kể so với bơm ép bằng nước, đồng nghĩa với tăng hệ số quét, hệ số đẩy dầu.
Thứ ba, kết quả sản lượng dầu gia tăng trong 3 tháng (02/2025 – 04/2025) sau khi bơm hệ hóa phẩm EOR-HAP2S/SiO2 tại Giếng 2101/BK-21 ước đạt 529 tấn dầu, hiệu quả nâng cao thu hồi dầu đã đạt được chỉ tiêu theo Thuyết minh đề tài đặt ra ban đầu >5%.
Quá trình kết nối các thiết bị và đường ống bơm ép
Chủ nhiệm đề tài cũng cho biết: “Thông thường, quy trình đánh giá gia tăng hệ số thu hồi dầu tại mỏ theo thời gian từ 3 tháng; 6 tháng; 1 năm hoặc 2 năm... Tuy nhiên, kết quả bơm ép sau 3 tháng đã cho kết quả tốt. Chúng tôi kiến nghị sẽ tiếp tục theo dõi và đánh giá hiệu quả tăng cường thu hồi dầu thực tế trên mỏ, trong thời gian tiếp theo.”
Đánh giá về kết quả của đề tài, TS. Đào Duy Anh – Phó Cục trưởng Cục Đổi mới sáng tạo, Chuyển đổi xanh và Khuyến công – Bộ Công Thương nhận định, đây là một đề tài mang tính cấp tiếp, năng mang lại những lợi ích thực thế trong quá trình nâng cao khả năng thu hồi dầu tại nước ta.
Bộ Công Thương chính thức nghiệm thu đề tài và đề nghị nhóm nghiên cứu hoàn thiện báo cáo theo quy định.
Một số hình ảnh tại buổi nghiệm thu:
TS Đào Duy Anh – Phó Cục trưởng Cục Đổi mới sáng tạo, Chuyển đổi xanh và Khuyến công – Bộ Công Thương đánh giá kết quả đề tài
Hội đồng nghiệm đề tài trình bày nhận xét
Phương Linh
