Nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ khí: SV Bách khoa Quốc tế công bố bài báo ở VSOE 2021

Cùng với TS. Tạ Quốc Dũng (giảng viên Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí), bạn Nguyễn Thành Phú (sinh viên K2017 chương trình Chất lượng cao ngành Kỹ thuật Dầu khí) vừa công bố bài viết Temperature Effect on Forecast Gas Production tại Hội nghị The Second Vietnam Symposium on Advances in Offshore Engineering Sustainable Energy and Marine Planning (VSOE 2021).

* Thân chào Thành Phú, bạn hãy giới thiệu tính mới của đề tài Temperature Effect on Forecast Gas Production nghen.

Tính mới của bài báo được thể hiện ở việc bổ sung mô hình suy giảm nhiệt độ khí trong quá trình dự báo khai thác. Mỏ khí được áp dụng có nhiệt độ đáy giếng cao, từ đó dễ dẫn tới tổn thất nhiệt và hiện tượng dòng chảy hai pha⁽¹⁾ lỏng khí trong ống khai thác. Điều này kéo theo sự sai sót trong việc dự báo sản lượng, ảnh hưởng đến quá trình khai thác lâu dài. Do đó, xây dựng mô hình nhiệt độ là việc làm cần thiết để đảm bảo tính ổn định của quá trình khai thác.

Việc xây dựng mô hình nhiệt độ dựa trên ba cơ chế truyền nhiệt, đó là dẫn nhiệt⁽²⁾, đối lưu⁽³⁾ và bức xạ⁽⁴⁾. Khi khai thác khí, hiện tượng dòng chảy hai pha dễ xảy ra. Vì vậy, công thức truyền nhiệt được kết hợp giữa truyền nhiệt bằng khí và truyền nhiệt bằng chất lỏng. Bên cạnh đó, mô hình giếng được đơn giản hóa bằng cách bỏ sự ảnh hưởng về nhiệt của casing (ống chống) và annulus (vành giếng khoan: khoảng không gian giữa ống chống và giếng khoan) ngoài cùng của giếng nhằm hạn chế sai số của nhiệt lượng và loại bỏ các bước tính toán không cần thiết.

Dòng khí khai thác được có tỷ lệ C1 – hàm lượng metan trong hỗn hợp khí – chiếm phần lớn (khí có độ truyền nhiệt thấp hơn chất lỏng) và tốc độ khai thác cao. Do đó, sự truyền nhiệt theo chiều ngang không tác động nhiều lên mô hình nhiệt độ bên trong ống khai thác và có thể bỏ qua các lớp ngoài cùng của giếng.

* Cơ duyên nào đã kết nối bạn và thầy Dũng cộng tác trong dự án này?

Hiện nay, ngành dầu khí đang chuyển hướng qua các vùng biển xa bờ, nước sâu, với nhiệt độ và áp suất cao. Tuy nhiên, khi khai thác ở những vùng nhiệt độ cao, khí có xu hướng mất nhiệt nhanh, dễ hóa lỏng khi lên tới bề mặt, dẫn tới tổn thất về sản lượng và gây hư hỏng các thiết bị trên giàn khai thác (do không xử lý đúng chất lưu). Nhằm đảm bảo quá trình khai thác diễn ra an toàn, ổn định, mình, Thầy Dũng và anh Phạm Văn Hoanh (Well Operations Coordinator⁽⁵⁾, Công ty Liên doanh Điều hành Cửu Long – Cuu Long JOC) đã nảy ra ý tưởng nghiên cứu về tầm ảnh hưởng của nhiệt độ khí.

Năm 2019, vì mong muốn tham gia Hội nghị Khoa học & Công nghệ sinh viên Bách khoa Quốc tế nên mình đã gõ cửa nhờ thầy Dũng hướng dẫn. Mình may mắn được làm việc cùng thầy suốt thời gian qua và cho ra lò thành quả là bài báo khoa học này.

* Chắc chắn, khó khăn là điều không thể tránh khỏi trong quá trình nghiên cứu. Vậy nhóm mình đã giải quyết vấn đề như thế nào?

Khởi động dự án vào giữa năm 2020, nhóm gặp phải rào cản ban đầu là chưa có công thức phù hợp để tính toán nhiệt độ dòng khí tại Việt Nam. Phần lớn tài liệu về dầu khí đều được viết bằng tiếng Anh. Đồng thời các tác giả nước ngoài chủ yếu sử dụng số liệu ở Mỹ và khu vực Trung Đông. 

Bởi vậy, khi áp dụng công thức của họ cho các mỏ khai thác dầu khí tại Việt Nam, kết quả thu được có sai số khá cao. Để giải quyết vướng mắc này, nhóm đã tìm lại công thức gốc và dựa vô đó để điều chỉnh phù hợp với điều kiện ở nước ta.

Thầy Dũng luôn nhiệt tình hướng dẫn mình kiểm tra kết quả tính toán, tìm kiếm tài liệu, trình bày báo cáo khoa học cũng như vạch rõ hướng đi để đề tài mang tính ứng dụng cao. Thầy còn giới thiệu mình với anh Hoanh (một trong những chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực dầu khí). Kể từ đây, anh giúp mình cập nhật công nghệ dầu khí mới nhất, đồng thời chia sẻ kinh nghiệm về công việc kỹ sư cùng tác phong làm việc chuyên nghiệp. Đặc biệt, anh đã đồng hành với mình từ lúc khởi xướng đề tài tới lúc hoàn thành luận văn tốt nghiệp.

Ngoài ra, gia đình và các bạn cùng lớp cũng động viên tinh thần để mình yên tâm hoàn thành nghiên cứu.

* Nhóm nghiên cứu dự định ứng dụng kết quả đề tài trong thực tế ra sao?

Công thức, kết quả bài báo khoa học có thể được ứng dụng cho các giếng, mỏ khí có nhiệt độ cao nhằm phân tích sự thay đổi nhiệt độ trong ống khai thác cũng như tìm ra tốc độ khác thác phù hợp, từ đó quản lý chính xác sản lượng khí theo thời gian.

Trong tương lai, xu hướng tìm kiếm, thăm dò và phát triển các mỏ khí phi truyền thống (khí hydrate, khí than, khí đá phiến…) sẽ tiếp tục phát triển. Nhóm sẽ điều chỉnh bài báo phù hợp với việc khai thác những mỏ khí có nhu cầu cao, qua đó góp phần hỗ trợ nền năng lượng nước nhà.

* Bắt đầu nghiên cứu khoa học từ năm Ba, bạn đã phát triển bản thân như thế nào nhờ hoạt động này?

Khi nghiên cứu, ta phải đọc rất nhiều tài liệu chuyên ngành để tìm hướng giải quyết vấn đề bản thân đang quan tâm. Thế nhưng, đôi khi, khối lượng tài liệu cần tiêu hóa quá lớn khiến ta bị căng thẳng, quá tải. Do đó, người làm nghiên cứu nên luyện tập kỹ năng đọc nhanh để hoàn thành công việc một cách năng suất và hiệu quả. Suốt quãng thời gian vừa qua, mình nhận thấy nghiên cứu khoa học giúp bản thân tập trung, cần mẫn hơn, đồng thời trui rèn tinh thần bền bỉ, không bỏ ngang giữa chừng.

* Lời khuyên của bạn dành cho đàn em ngành Kỹ thuật Dầu khí.

Tiếp tục đẩy mạnh công tác tìm kiếm, thăm dò những vùng mỏ truyền thống cùng khu vực nước sâu xa bờ, mảng thượng nguồn dầu khí đang thu hút và đa dạng hóa nguồn đầu tư trong – ngoài nước, cũng như tăng cường hợp tác quốc tế nghiên cứu các mỏ phi truyền thống.

Trong mảng hạ nguồn, các nhà máy lọc dầu bước vào quá trình bồi dưỡng – đào tạo nguồn nhân lực trẻ nhằm tích cực chuẩn bị cho chiến lược phát triển lâu dài. Vậy nên các em có thể dễ dàng tìm việc sau khi tốt nghiệp.

Có thể nói, tiếng Anh là ngôn ngữ giao tiếp chính trong ngành dầu khí. Nếu xác định theo đuổi lĩnh vực này, các em nhất định phải trau dồi tiếng Anh.

Khoa Kỹ thuật Địa chất & Dầu khí, Hiệp hội Kỹ sư Dầu khí (Society of Petroleum Engineers – SPE) và Văn phòng Đào tạo Quốc tế thường xuyên tổ chức những buổi trò chuyện với chuyên gia đầu ngành (Technical Talk) hay cuộc thi học thuật. Đây là cơ hội tốt để các em cập nhật xu hướng năng lượng tại Việt Nam, ôn tập kiến thức chuyên ngành, đồng thời rèn luyện kỹ năng mềm cần thiết.

Đặc biệt, chương trình đào tạo đang hướng tới khối kiến thức năng lượng Trái Đất dựa trên ngành dầu khí, từ đó mở ra nhiều cơ hội nghề nghiệp phong phú.

Ngoài ra, nghiên cứu khoa học cũng cực kỳ hữu ích. Hoạt động này giúp chúng ta củng cố kiến thức đã học và khám phá những lĩnh vực mới mẻ. Thêm nữa, đây sẽ là điểm cộng lớn trong CV khi bạn đi xin việc.

The Second Vietnam Symposium on Advances in Offshore Engineering Sustainable Energy and Marine Planning (VSOE 2021) là hội nghị chuyên ngành về các hoạt động khai thác nguồn tài nguyên trên biển, nơi chuyên gia, nghiên cứu sinh, sinh viên ngành dầu khí trao đổi kiến thức, kinh nghiệm về kỹ thuật ngoài khơi và đổi mới công nghệ, nhằm đạt được những giải pháp kinh tế bền vững, đáng tin cậy trong quá trình phát triển năng lượng biển. Bài viết Temperature Effect on Forecast Gas Production của bạn Nguyễn Thành Phú và TS. Tạ Quốc Dũng còn được đăng trong cuốn sách Proceedings of the 2nd Vietnam Symposium on Advances in Offshore Engineering Sustainable Energy and Marine Planning (một phần của ấn phẩm Lecture Notes in Civil Engineering do nhà xuất bản Springer phát hành).

—

⁽¹⁾ Dòng chảy hai pha: Trong cơ học chất lỏng, dòng chảy hai pha là một dòng chảy của khí và chất lỏng. 

⁽²⁾ Dẫn nhiệt: Dẫn nhiệt là sự truyền nhiệt năng từ phần này sang phần khác của một vật, từ vật này sang vật.

⁽³⁾ Đối lưu: Quá trình truyền nhiệt diễn ra dựa trên sự chuyển động của chất lưu khác nhau. Chất lưu là chất có thể chảy được. Trong lĩnh vực dầu khí, chất lưu bao gồm: chất khí, lỏng, các vật liệu rắn có kích thước nhỏ.

⁽⁴⁾ Bức xạ: Trong vật lý học, bức xạ (hay phát xạ) là sự lan tỏa hoặc truyền dẫn nhiệt năng dưới dạng sóng hoặc phân tử nhiệt qua không gian hoặc thông qua môi trường dẫn.

⁽⁵⁾ Well Operations Coordinator: Công tác chính của Well Operations Coordinator là mô phỏng, thử nghiệm và hoàn thiện giếng; can thiệp, xử lý các tác nhân ảnh hưởng tới quá trình khai thác.

XUÂN MAI thực hiện – Hình: THÀNH PHÚ