Công nghệ khai thác dầu mỏ

November 15, 2020

Do dầu mỏ đóng một vai tròcực kỳ đặc biệt, dầu mỏ có thể làm khuynh đảo các nền kinh tế trên cả thế giớivà đôi lúc nó còn có thể trở thành mục tiêu xung đột của các cuộc chiến tranh.Như các cuộc chiến ở Iraq đã nổ ra trên vùng đất của mỏ dầu lớn nhất thế giới.Vậy họ đã làm cách nào để có thể khai thác thứ "vàng đen" này ra khỏilòng đất ?

Quá trình hình thành của dầu mỏ

Dầu mỏ hay còn gọi nôm na là vàng đen đâylà một loại nhiên liệu hoá thạch có thể tìm thấy ở hầu hết các quốc gia trênthế giới. Nó được hình thành từ xác của các loài động và thực vật nhỏ(plankton) đã bị chết ở dưới các đáy biển cổ đại cách đây lên tới 10 đến 600triệu năm. Khi các sinh vật bị chết đi, những cái xác của chúng sẽ bị chìm dướibùn, cát của đáy biển, và sẽ bị phân hủy bên trong của các tầng trầm tích nàyqua hàng nghìn năm. Trong các điều kiện hầu như là vắng bóng ôxy (hay còn gọilà môi trường yếm khí), các loại sinh vật này không thể phân huỷ thành khí CO2như khi ở trên mặt đất, mà chúng sẽ bị phân rã thành các hợp chất giàu carbon, từđó hình thành nên các lớp vật chất hữu cơ.

Vàng den

Khi được trộn lẫn với các trầm tích biển,các vật liệu hữu cơ này sẽ hình thành nên các lớp đá phiến sét hạt mịn, hay tacòn gọi là đá gốc. Trong cả quá trình đó, các lớp trầm tích mới đó cũng sẽ khôngngừng lắng đọng bên trên, tạo nên một lượng sức ép lớn, làm nóng đá gốc. Saucùng do nhiệt độ cùng với áp suất cao nên đã hoá lỏng các vật liệu hữu cơ từ đótrở thành dầu thô và thành các loại khí tự nhiên.

Dầu chảy khỏi lớp đá gốc và tích lũy trongmột lớp đá vôi hoặc đá cát dày hơn và có nhiều lỗ rỗng hơn, được gọi là lớp đáchứa. Hoạt động chuyển dịch của các mảng thạch quyển bên trong lòng trái đất(như là các uốn nếp, đứt gãy hoặc vặn xoắn) đã "khoá" dầu và khíthiên nhiên lại trong các lớp đá chứa, sẽ kẹp chúng lại ở giữa những lớp đákhông thấm nước xung quanh như granite hay là cẩm thạch từ đó tạo thành các mỏdầu.

Thăm dò dầu mỏ

Để có thể tìm kiếm những mỏ dầu này, cácnhà địa chất học có thể sử dụng các thiết bị đo trọng lực hoặc dùng các thiếtbị đo từ trường để xác định những loại thay đổi cực nhỏ trong từ trường củatrái đất. Các thông số này sẽ chỉ ra ở đâu sẽ có dòng chảy của dầu.

Các nhà khoa học từ đó cũng có thể pháthiện các mùi vị của hydrocarbon (thành phần chính của dầu thô) bằng cách sửdụng các loại mũi điện tử cực kỳ nhạy cảm. Phương pháp cuối cùng và cũng là phổbiến nhất là công nghệ địa chấn: người ta sẽ tạo ra những sóng chấn sẽ cho đixuyên qua các tằng lớp đá nằm sâu dưới lòng đất, từ đó ghi nhận và dịch mãnhững thông tin của các sóng phản hồi. Vì các lớp sóng chấn phải đi xuyên quanhiều lớp đất đá có thành phần và các loại cấu trúc khác nhau, nên các loại sóngphản hồi từ đó sẽ có tốc độ khác nhau, cho biết loại đất đá và mật độ của lớpđất đá đó.

Khoan dầu

Trước hết các nhóm kỹ sư sẽ đưa ra thiết bịkhoan xuống một độ sâu định trước, ở trên mức mà người ta cho rằng nơi đó códầu. Có 5 bước cơ bản trong quá trình khoan lỗ:

1. Đặt mũi khoan kèm vòng đệm, ống khoanvào đúng lỗ.

2. Nối các thiết bị với mặt của đĩa tròn vàchúng ta bắt đầu khoan

3. Trong suốt quá trình khoan, bùn đất sẽbắn lên qua ống ra bên ngoài khỏi mũi khoan và cũng sẽ đẩy các mẩu đá cát rakhỏi lỗ.

4. Nối thêm các ống khoan khi muốn khoétsâu hơn.

5. Khi cả mũi khoan đã chạm tới độ sâu đượcđịnh trước, bắt đầu tháo ống khoan, mũi khoan và cả vòng đệm.

Sau đó hãy nhanh chóng trát xi măng làm lớpvỏ đậy lại miệng khoan để ngăn không cho nó bị đổ sập xuống. Cuộc khoan dầu sẽ tiếptục theo các giai đoạn sau: khoan - trát miệng lỗ - rồi lại khoan... cho đếnkhi ta thấy cát chứa dầu lộ ra. Mũi khoan sau đó sẽ được đưa ra khỏi lỗ. Ngườita đưa các thiết bị cảm ứng xuống hố khoan để kiểm tra cấu trúc đá, áp suất vàđặc điểm của mỏ dầu.

Bước tiếp theo ta sẽ tạo một giếng dầu đểcó thể khống chế dầu chảy lên theo đường ống dẫn. Khi dầu được bắt đầu chảy vàogiếng, các thiết bị khoan sẽ được đưa ra ngoài khỏi hiện trường và thiết bị mớisẽ được lắp đặt để được hút dầu lên.

Rút dầu khỏi giếng

Bơm dầukhỏi giếng.

Sau khi các thiết bị khoan đã được đưa lên,một hệ thống bơm sẽ được đặt ở bên trên miệng giếng. Trong hệ thống bơm này cácmotor điện sẽ điều khiển hộp số làm dịch chuyển một đòn bẩy. Đòn bẩy này sẽnâng và hạ một ống thép (được gắn với một ống hút và máy bơm). Hệ thống này sẽkhiến chiếc bơm đi lên và đi xuống, tạo ra các lực hút rút dầu lên ra khỏigiếng.

Trong một số trường hợp khác, dầu có thểquá đặc không thể chảy được. Người ta sẽ phải đào thêm một chiếc hố thứ haixuống mỏ dầu và phun hơi nước áp suất cao vào bên trong đó. Hơi nước nóng sẽ khiếndầu trong mỏ trở nên loãng ra, và áp suất có thể đẩy nó ra khỏi giếng.

Theo ước tính, loài người còn có đủ dầu để dùngtrong khoảng 63 - 95 năm nữa.

Grow your business.
Today is the day to build the business of your dreams. Share your mission with the world — and blow your customers away.
Start Now