Những bước đưa công nghệ địa vật lý giếng khoan Việt Nam vươn tầm thế giới

Đời sống 24/04/2021 - 12:27

Từ sự lạc hậu về công nghệ, trong bối cảnh cấm vận, khó khăn chồng chất, những cán bộ, kỹ sư, công nhân Dầu khí đã từng bước đưa công nghệ địa vật lý giếng khoan (ĐVLGK) của nước ta lên ngang tầm thế giới bằng một quá trình nghiên cứu khoa học nghiêm túc, bền bỉ và xứng tầm. Việc làm chủ công nghệ ĐVLGK không những khẳng định năng lực, trí tuệ Việt Nam, giúp tiết kiệm hàng trăm triệu USD cho đất nước mà còn đảm bảo bí mật quốc gia về thông tin tài nguyên.

Đổi mới công nghệ để tồn tại

ĐVLGK là khâu quan trọng không thể thiếu trong công tác tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí. Nó cung cấp thông tin cho quá trình bắn mìn mở vỉa, thử vỉa, tính toán trữ lượng của mỏ dầu, đồng thời cung cấp nhiều dịch vụ khác khi mỏ đã đưa vào vận hành khai thác. Vào khoảng năm 1983, Xí nghiệp ĐVLGK thuộc Liên doanh Việt - Nga Viesovpetro khi đó là đơn vị duy nhất trong nước làm về ĐVLGK, là "tai mắt" cho các nhà địa chất, địa vật lý dầu khí, vừa cung cấp thông tin khoa học về địa tầng, về tài nguyên quốc gia, vừa đảm bảo bí mật quốc gia về thông tin. Với vai trò đó, Xí nghiệp không chỉ đại diện cho Vietsovpetro, cho ngành Dầu khí mà là cho ngành địa vật lý của đất nước.

Tuy nhiên, giai đoạn này đất nước đang trong bối cảnh bị cấm vận ngặt nghèo; Liên Xô đã tan rã, ngành công nghiệp địa vật lý của ta rất lạc hậu, chỉ còn sót lại một số công nghệ cũ của Liên Xô để lại, có khoảng cảnh rất xa so với nước ngoài khi xử lý thủ công bằng can vẽ và ghi số liệu bằng giấy ảnh. Từ 1986 đất nước bắt đầu mở cửa, đến khoảng những năm 1990-1991 các hãng dịch vụ của nước ngoài vào nhiều, mang theo những máy móc, thiết bị vượt xa công nghệ so với thiết bị của ta. Lúc đó, chúng ta còn tính toán bằng tay, ra tài liệu vẽ bằng tay và chỉ tính được một vài điểm sơ sài, sản phẩm gần như không dùng được mà lại còn làm rất chậm, mất khoảng 1 tháng. Trong khi đó, máy móc nước ngoài đo một giếng chỉ mất dưới 7 ngày và kết quả đưa ra đáp ứng được các tiêu chuẩn của quốc tế.

Những bước đưa công nghệ địa vật lý giếng khoan Việt Nam vươn tầm thế giới - ảnh 1

Xí nghiệp ĐVLGK Vietsovpetro

Trước tình hình đó, Xí nghiệp ĐVLGK đứng trước nguy cơ giải thể, tính đến chuyện phải đi thuê dịch vụ nước ngoài vì không đáp ứng được yêu cầu công việc, chất lượng sản phẩm gần như là “đồ bỏ” không thể cạnh tranh với quốc tế. Tuy nhiên, điều trăn trở của lãnh đạo ngành, cũng như lãnh đạo Xí nghiệp khi đó là nếu thuê nước ngoài thì giá thành rất cao bởi đây là dịch vụ kỹ thuật cao. Hơn nữa đặc điểm của mỏ Bạch Hổ là khoan sâu, thăm dò trong đá móng nứt nẻ, ở nhiệt độ cao, áp suất lớn nên để chế tạo ra thiết bị đặc thù đáp ứng được các điều kiện đó giá thành còn cao hơn nhiều. Cụ thể, nếu dùng thiết bị công nghệ của mình, khảo sát 1 giếng khoảng 1 triệu USD nhưng nếu thuê nước ngoài giá gấp 3 - 4 lần. Mặt khác, khi đi thuê, yêu cầu bí mật về số liệu quốc gia sẽ không được đảm bảo, liên quan đến các vấn đề an ninh chính trị. Trường hợp phải mua thiết bị, trong điều kiện cấm vận sẽ rất khó khăn và chưa hẳn mua được sản phẩm tốt. Việc đào tạo con người để sử dụng thiết bị cũng là cả một vấn đề,… không đáp ứng được yêu cầu công việc rất lớn lúc đó.

Những trăn trở về sự tự chủ và phát triển bền vững của ngành Dầu khí và lợi ích quốc gia luôn đau đáu trong tâm tư của các nhà lãnh đạo ngành và Xí nghiệp, với mong muốn xây dựng được trạm địa vật lý của người Việt. Và yêu cầu đặt ra với Xí nghiệp ĐVLGK khi đó là phải đổi mới công nghệ bằng nội lực để tồn tại và thực hiện nhiệm vụ của ngành, của đất nước. Đại diện nhóm tác giả thực hiện cụm công trình, kỹ sư Nguyễn Xuân Quang - Trưởng nhóm Ứng dụng và Phát triển Công nghệ mới, Xí nghiệp ĐVLGK cho biết: “Chúng tôi lúc đó đang nằm trên “ngưỡng chết”. Thấu hiểu được tâm tư của lãnh đạo và tin mình có thể làm được nên chúng tôi đã cùng nhau quyết tâm phải phát huy nội lực để sinh tồn. Và chúng tôi đã quyết định cùng làm để thay đổi bộ mặt công nghệ của Xí nghiệp”.

Những bước đưa công nghệ địa vật lý giếng khoan Việt Nam vươn tầm thế giới - ảnh 2

Trạm đo carota tổng hợp xách tay

Với ý tưởng và các giải pháp được đưa ra, từ năm 1992, nhóm nghiên cứu Xí nghiệp ĐVLGK đã bắt tay vào nghiên cứu, ứng dụng và từng bước đưa ngành ĐVLGK của Việt Nam vươn lên ngang tầm thế giới với Cụm công trình “Hệ thống trạm đo carota tổng hợp xách tay TBM-02 và Bộ quy trình minh giải tài liệu địa vật lý LOGINTER 2.0” gồm 2 công trình khoa học công nghệ (KHCN) bắt đầu từ những bước đổi mới công nghệ bằng nội lực trên cơ sở số hóa và máy tính hóa trong công nghệ ĐVLGK trên 2 mảng lớn là thiết bị ghi số địa vật lý, thiết bị đo địa vật lý giếng khoan và các quy trình xử lý minh giải tài liệu địa vật lý từ những năm đầu thập niên 90 thế kỷ 20.

Các giải pháp được đưa vào sử dụng đã giải quyết bài toán công nghệ, khắc phục những khó khăn tồn đọng và đáp ứng kịp thời yêu cầu sản xuất; Phát huy được công tác nghiên cứu phát triển, nâng cao chất lượng công việc, đồng thời nâng cao chất lượng hoạt động KHCN của đơn vị; Giúp tiết kiệm tối đa chi phí mua sắm từ nước ngoài, tăng năng lực tự chủ và khả năng cạnh tranh của Xí nghiệp.

Đây là cụm công trình có giá trị rất cao về mặt khoa học, đóng góp quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển của chuyên ngành chế tạo thiết bị địa vật lý, thiết bị điện tử chuyên ngành Dầu khí và bộ quy trình minh giải địa vật lý, công nghệ địa vật lý giếng khoan, phục vụ đắc lực cho sự nghiệp tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí ở Việt Nam. Cụm công trình phản ảnh quá trình phát triển nội lực KHCN địa vật lý của Việt Nam, đồng thời phản ánh sinh động về hoạt động KHCN sôi nổi tại Vietsovpetro cũng như ngành Dầu khí nói chung, góp phần giúp đơn vị hoàn thành nhiệm vụ sản xuất, nhiệm vụ chính trị và xã hội của ngành Dầu khí Việt Nam trong sự nghiệp đổi mới và phát triển bền vững đất nước.

Phát huy nội lực

Từ năm 1992, để giải bài toán về đổi mới công nghệ trên cơ sở phát huy nội lực, tận dụng những công nghệ của Liên Xô còn để lại, giải pháp làm thiết bị ghi số được đưa ra. Tuy nhiên, vào thời điểm đó, nguồn lực trong Xí nghiệp ĐVLGK còn non yếu, thiếu hiểu biết về thiết bị số, không đủ sức để giải quyết vấn đề. Xác định phát huy nội lực, nhưng với tầm nhìn rộng hơn là nội lực trong nước chứ không chỉ gói gọn trong Xí nghiệp hay trong ngành, nhóm tác giả đã tìm đến nhiều đơn vị nghiên cứu khoa học để nhờ giúp sức. Sau nhiều lần thất bại, nhóm đã tìm được sự hợp tác, hỗ trợ đắc lực từ một đơn vị của Bộ Quốc phòng. Anh Nguyễn Xuân Quang kể: “Yêu cầu cấp bách của công việc nên chúng tôi không có nhiều thời gian để chờ đợi, thử nghiệm. Do đó, trong quá trình làm, chúng tôi phối hợp chặt chẽ, trao đổi thường xuyên để khi hoàn thành sản phẩm đến đâu thì đưa vào áp dụng được luôn. Đó là một quá trình liên tục vừa nghiên cứu cái mới, thử nghiệm, ứng dụng, vừa học, đào tạo liên tục. Rồi thành quả cũng đến, những thiết bị mới ra đời, chất lượng ngang hàng, thậm chí tối ưu hơn so với thiết bị của nhiều hãng nổi tiếng trên thế giới. Cũng qua quá trình đó, đội ngũ cùng tham gia - hàng trăm người năng lực và trình độ được đẩy lên rất nhanh”.

Những bước đưa công nghệ địa vật lý giếng khoan Việt Nam vươn tầm thế giới - ảnh 3

Các cán bộ, kỹ sư của Vietsovpetro đang làm việc trên giàn khoan

Đến khoảng năm 1993, việc nghiên cứu xây dựng hệ thống thiết bị ghi số được thực hiện thành công. Hệ thống thiết bị ghi số ra đời đã giúp đo ghi số, xử lý bằng máy tính, xuất tài liệu bằng in ấn thay cho việc xử lý thủ công, tính toán bằng tay và xuất bằng giấy can vẽ trước đây; giảm thời gian đo carota và xử lý minh giải từ hàng tháng xuống dưới 7 ngày, gần tương đương với các hãng khác của nước ngoài. Đây được xem là một bước ngoặc lịch sử số hóa, đánh dấu thành tựu bước đầu tự chủ công nghệ của Xí nghiệp ĐVLGK, của Vietsovpetro cũng như của ngành Dầu khí Việt Nam, giúp Xí nghiệp ĐVLGK không bị bỏ lại trong cuộc cạnh tranh với các hãng nước ngoài.

Lời giải hợp lý, đưa đến kết quả hợp lý

Những kết quả ban đầu, cộng với cách tiếp cận và nghiên cứu khoa học đúng hướng, có tầm giống như là cội nguồn để “trăm hoa đua nở”, sau thành quả bước đầu đó, hàng loạt các công trình nghiên cứu tiếp theo được thực hiện và đi đến thành công. Đó là các phần mềm xử lý minh giải tài liệu địa vật lý, trong đó hai phiên bản mới nhất là “Hệ thống trạm đo carota tổng hợp xách tay TBM-02 và Bộ quy trình minh giải tài liệu địa vật lý LOGINTER 2.0”.

Cụm công trình này đã giải quyết các vấn đề then chốt của ngành ĐVLGK một cách đặc biệt xuất sắc, có thể kể đến như: Đổi mới công nghệ qua các hệ thống thiết bị ghi số; Cải tiến, ứng dụng công nghệ trong các trạm máy tính ALS, các máy giếng tận dụng phần cơ khí và cảm biến; Tạo sản phẩm hoàn toàn mới như trạm carota tổng hợp xách tay TBM-02; Tạo ra công nghệ mới như Bộ quy trình minh giải tài liệu địa vật lý giếng khoan;...

Đây là những thiết bị hoàn toàn mới, lần đầu tiên được thiết kế và chế tạo bằng nội lực tại Việt Nam. Như việc hoàn toàn tự chủ chế tạo mới trạm đo carota hoàn chỉnh gồm cả trạm bề mặt và tổ hợp các máy giếng rút gọn (lúc đầu to bằng kích thước 1 container xuống còn chỉ bằng cái “bánh chưng”) đo ở độ sâu đến 5.000m. Điều đó đã khẳng định được năng lực thi công chế tạo các trạm đo và máy giếng địa vật lý với công nghệ cao, công nghệ đa điều khiển của đội ngũ kỹ sư người Việt Nam, đáp ứng mong đợi từ rất lâu của các nhà địa vật lý Việt Nam.

Những bước đưa công nghệ địa vật lý giếng khoan Việt Nam vươn tầm thế giới - ảnh 4

Kỹ sư Nguyễn Xuân Quang - Trưởng nhóm Ứng dụng và Phát triển Công nghệ mới, Xí nghiệp ĐVLGK làm công tác nghiên cứu

Các trạm ALS với công nghệ tích hợp hệ thống đã thay thế cho hàng trăm các bảng đo tương tự vốn rất nhiều loại và cồng kềnh của trạm đo carota tổng hợp đã lạc hậu. Trong đó, năm 2010 thiết kế, chế tạo thành công “Hệ thống đo carota độ lệch liên tục đường kính 60mm” cho phép đo qua cần khoan, đáp ứng đo được trong điều kiện nhiệt độ lên đến trên 160 độ C trong 3 giờ và áp suất đến 15000 Psi. Năm 2016, “Hệ thống trạm đo carota tổng hợp xách tay” được thiết kế và chế tạo trên cơ sở kỹ thuật đa điều khiển. Đây là lần đầu tiên một đơn vị trong nước, bằng nội lực của mình đã chế tạo thành công một trạm bề mặt đo carota tổng hợp đạt kích thước có thể xách tay làm việc với các máy giếng phức tạp như tổ hợp các máy hệ P- Karat. Năm 2018, trạm đo carota tổng hợp xách tay được nâng cấp để có thể làm việc với các máy đo đường kính 60 càng với dữ liệu lớn đã được thiết kế chế tạo, làm việc với các máy giếng tự xây dựng khác và tương thích với các máy hệ P-Karat. Đây là thành tựu rất đặc biệt vì các hệ thống thiết bị địa vật lý công nghệ cao này thường ngoài tầm của các nước Đông Nam Á.

Có thể khẳng định “Hệ thống trạm đo carota tổng hợp xách tay TBM-02” đã có đóng góp quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển của lĩnh vực chế tạo thiết bị địa vật lý, thiết bị điện tử chuyên ngành dầu khí; đáp ứng việc cung ứng thiết bị hiện đại phục vụ trực tiếp cho công tác dịch vụ đo carota thay cho ngoại nhập. Hiện tại, với thiết kế mở và hoàn toàn chủ động về công nghệ nên có thể đưa công tác nghiên cứu, ứng dụng và phát triển công nghệ vào sản xuất chuyên ngành carota, có thể mở rộng cho các đối tượng địa vật lý công trình hay địa vật lý khoáng sản... tùy vào yêu cầu mở rộng phương pháp đo trong tương lai.

Tiếp đến là việc cho ra đời “Bộ quy trình xử lý minh giải dữ liệu địa vật lý giếng khoan LOGINTER 2.0”. Đó là sự tích hợp nhiều công đoạn riêng rẽ vào trong một bộ quy trình chung với mục đích hỗ trợ ở mức tốt nhất có thể cho việc phân tích, minh giải tài liệu ĐVLGK, khắc phục được nhược điểm của các quy trình nước ngoài và trong nước. Bộ quy trình này không những đã phát huy được ưu điểm của sản phẩm nước ngoài và sản phẩm tự viết, còn bổ sung nhiều tiện ích mới linh hoạt, phù hợp với nhu cầu công việc thực tế và giải quyết những vấn đề nảy sinh trong quá trình sản xuất. Cụ thể như, các phần mềm minh giải tài liệu địa vật lý như Fullwave trong phương pháp đo siêu âm, 3D-View trong các máy đo đường kính nhiều càng và nhiều phần mềm tự phát khác đã góp phần thay đổi hoàn toàn nội lực công nghệ của Việt Nam theo hướng hiện đại, chất lượng và tự chủ. Hiện thực hóa những tính toán với đối tượng móng hang hốc, nứt nẻ để xử lý tài liệu đối với trường hợp xử lý dữ liệu địa vật lý tổng hợp để phản ánh đối tượng móng, thân dầu trong móng và đánh giá trữ lượng. Bộ quy trình đã giúp nâng cao hiệu suất lao động, giảm chi phí đối với sản phẩm xử lý minh giải; phục vụ đắc lực cho công tác thăm dò, tìm kiếm và khai thác dầu khí, đáp ứng được yêu cầu của những mảng chuyên ngành lớn trong sản xuất của Vietsovpetro. Với sự chủ động về công nghệ cũng như số lượng khóa bản quyền, LOGINTER 2.0 đã và sẽ trở thành một thương hiệu xử lý minh giải mạnh của Việt Nam.

Sánh vai cùng các cường quốc năm châu

Có thể khẳng định, Cụm công trình có vai trò, ý nghĩa to lớn, giúp tiết kiệm hàng trăm triệu USD trong mua sắm thiết bị, đào tạo, cũng như phục vụ đắc lực cho các công tác thăm dò, khai thác dầu khí, làm thay đổi hoàn toàn bộ mặt công nghệ ngành ĐVLGK của đất nước, đưa Việt Nam trở thành một trong số ít các quốc gia trong khu vực có công nghệ ĐVLGK phát triển ngang tầm thế giới.

Những bước đưa công nghệ địa vật lý giếng khoan Việt Nam vươn tầm thế giới - ảnh 5

Người lao động Xí nghiệp ĐVLGK

Với hiệu quả về kinh tế xã hội và giá trị KHCN cao, Cụm công trình xuất sắc có 5 bằng Sáng chế độc quyền cùng 2 đơn đăng ký Sáng chế hợp lệ; đạt 14 giải thưởng trong và ngoài nước như: Giải nhất Hội thi Sáng tạo Kỹ thuật toàn quốc; Giải bạc Hội thi Sáng chế Quốc tế Seoul SIIF 2013; Giải ba Giải thưởng Sáng tạo Công nghệ Việt Nam; Giải B Giải thưởng Khoa học và Công nghệ tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu lần 1; Giải nhì Giải thưởng Sáng tạo Công nghệ Việt Nam năm 2020;... và hàng trăm bằng khen các loại về khoa học và công nghệ.

Cụm công trình đã phản ảnh những bước phát triển bền bỉ và lâu dài để dần dần tự chủ, nắm bắt, ứng dụng và phát triển công nghệ tìm kiếm thăm dò và công nghệ địa vật lý hiện đại trong điều kiện Việt Nam một cách chủ động, trong bối cảnh các nước khu vực Đông Nam Á khác hầu hết đều thuê dịch vụ ĐVLGK từ nước ngoài. Những bước phát triển ổn định và mạnh mẽ đã khẳng định nội lực KHCN của đội ngũ lao động kỹ thuật cao trong ngành Dầu khí bằng những công trình và những sáng chế xuyên suốt quá trình phát huy nội lực hơn 26 năm của Xí nghiệp ĐVLGK và Vietsovpetro. Công trình cho thấy Việt Nam hoàn toàn có thể làm chủ trong lĩnh vực công nghệ cao, thể hiện sự đóng góp thầm lặng bền bỉ và chất lượng của đội ngũ lao động kỹ thuật cao trong ngành Dầu khí, đang từng bước giúp cho đơn vị, cho ngành Dầu khí Việt Nam sánh vai với các nước về KHCN dầu khí trên thế giới.

Mai Phương