Технологии будущего: как инновации определяют добычу нефти в глубоководных шельфах

Những kỹ thuật định hình tương lai khai thác dầu khí vùng nước sâu Trong 10 năm qua, ông Ian Jackson tập trung giải quyết những thách thức kỹ thuật phức tạp trong ngành năng lượng toàn cầu. Là chuyên gia toàn cầu về khoan thủy lực của Shell, ông tham gia phát triển các công nghệ đang thay đổi cách triển khai mỏ nước sâu, đồng thời dẫn dắt các chương trình can thiệp giếng, tối ưu sản lượng, giám sát và thiết kế hoàn thiện giếng tại nhiều tài sản ngoài khơi lớn. Công nghệ khai thác là xuyên suốt sự nghiệp của ông, từ phát triển ý tưởng, mô hình hóa vỉa đến triển khai ngoài hiện trường và quản lý tài sản dài hạn, trong đó có mỏ Whale ở vịnh Mỹ. Là kỹ sư dầu khí được chứng nhận (CEng) và Fellow của Energy Institute (FEI), Jackson kết nối các bài toán kỹ thuật phức tạp với ứng dụng thực tế, phát triển công nghệ và quy trình vận hành nhằm cải thiện hiệu suất khai thác, đồng thời góp phần định hình cách các tài sản nước sâu được phát triển và quản lý. Ông cũng thường xuyên công bố nghiên cứu kỹ thuật, trình bày tại các hội nghị quốc tế, hợp tác với mạng lưới chuyên gia đa ngành và cố vấn cho các kỹ sư trẻ. Ngày càng nhiều, công nghệ khai thác quyết định khả năng cân bằng giữa thu hồi dầu khí, hiệu quả kinh tế, độ tin cậy vận hành và tính toàn vẹn tài sản dài hạn của các dự án nước sâu. Khi các tầng chứa trở nên phức tạp hơn và quyết định kỹ thuật có thể ảnh hưởng trong nhiều thập kỷ, lĩnh vực này trở thành yếu tố then chốt đối với các dự án ngoài khơi lớn. AFP: Công nghệ khai thác hiện bao gồm mọi thứ từ mô tả đặc tính vỉa, thiết kế hoàn thiện giếng đến giám sát sản lượng, can thiệp và tối ưu tài sản dài hạn. Ông định nghĩa lĩnh vực này như thế nào và tại sao nó ngày càng quan trọng đối với các dự án nước sâu hiện đại? Ian Jackson (IJ): Tôi định nghĩa Production Technology - công nghệ khai thác khá đơn giản: đây là lĩnh vực chịu trách nhiệm bảo đảm khai thác hydrocarbon an toàn, tin cậy và hiệu quả kinh tế, từ vỉa đến điểm bán trong suốt vòng đời mỏ. Do phạm vi rộng, lĩnh vực này nằm ở trung tâm tổ chức, kết nối kỹ thuật vỉa, hoàn thiện, giếng, cơ sở xử lý, vận hành với các bộ phận hỗ trợ như tài chính và thương mại. Đây cũng là nơi đưa ra nhiều quyết định quan trọng nhất về rủi ro và giá trị. Trong các dự án nước sâu, vai trò này càng quan trọng vì vốn đầu tư lớn và độ phức tạp kỹ thuật cao. Những quyết định được đưa ra từ giai đoạn đầu có thể ảnh hưởng đến hiệu suất mỏ trong hàng chục năm. Sau khi hoàn thiện, một giếng phải duy trì khả năng vận hành trong suốt vòng đời mỏ, thường 20-30 năm. Điều đó đòi hỏi phải cân nhắc kỹ môi trường chất lưu và đá, yêu cầu can thiệp, chất lượng giám sát, giới hạn vận hành, độ tin cậy của giếng và cuối cùng là khả năng thu hồi hydrocarbon. Vì vậy, công nghệ khai thác thực sự là một lĩnh vực tích hợp: có chiều sâu về kỹ thuật, thực tế về vận hành và chịu trách nhiệm biến tiềm năng dưới lòng đất thành sản lượng ổn định. AFP: Sự nghiệp của ông trải rộng từ các dự án ngoài khơi truyền thống, khí HPHT, tầng chứa phi truyền thống, khí than đến những dự án nước sâu phức tạp nhất của Shell. Việc làm việc trong nhiều môi trường như vậy ảnh hưởng thế nào đến cách ông giải quyết các bài toán kỹ thuật phức tạp? IJ: Làm việc với nhiều loại tài sản và đội ngũ khác nhau giúp tôi nhận ra rằng hiếm khi có một giải pháp “chìa khóa vạn năng” cho một bài toán kỹ thuật. Mỗi môi trường đều có những yêu cầu kỹ thuật, động lực kinh tế, thực tế vận hành, bối cảnh thương mại và mức độ rủi ro riêng. Khí than giúp tôi hiểu tầm quan trọng của quy mô và khả năng lặp lại, khi một cải tiến nhỏ có thể tạo ra giá trị lớn nếu được nhân rộng trên hàng nghìn giếng. HPHT nhấn mạnh yêu cầu về đảm bảo kỹ thuật nghiêm ngặt và quản lý các hàng rào an toàn về tính toàn vẹn. Còn nước sâu cho thấy tầm quan trọng của việc làm đúng ngay từ đầu. Những trải nghiệm đó giúp tôi quen với việc quản lý sự không chắc chắn. Thành công thường bắt đầu từ việc xác định vấn đề thật kỹ trước khi tìm giải pháp. Tôi dành nhiều thời gian để hiểu và kiểm chứng các giả định nền tảng, đồng thời xác định những rủi ro kỹ thuật có ảnh hưởng lớn nhất đến kết quả. Quan trọng nhất, tôi nhận ra rằng các bài toán kỹ thuật phức tạp hiếm khi được giải quyết bởi một chuyên gia duy nhất. Chúng cần sự kết hợp kiến thức và kinh nghiệm từ nhiều lĩnh vực. AFP: Ông được công nhận là chuyên gia toàn cầu về khoan thủy lực của Shell sau khi góp phần phát triển công nghệ High-Angle Multi-Frac (HAMF) cho khai thác nước sâu. Thách thức kỹ thuật khi đó là gì? IJ: Thách thức là xác định liệu có thể khai thác hiệu quả về kinh tế từ các tầng chứa chặt, độ linh động thấp ở nước sâu - nơi giếng đứng truyền thống không đủ hiệu quả. Chúng tôi tìm cách chuyển kỹ thuật đã tạo bước đột phá cho dầu khí đá phiến trên đất liền sang môi trường nước sâu, bằng cách tăng mức độ tiếp xúc với vỉa và năng suất giếng. Bài học lớn hơn là đổi mới chỉ thành công khi có tính thực tiễn. Công nghệ mới không chỉ cần ưu thế kỹ thuật mà còn cần bằng chứng, hợp tác, tài trợ, nguồn vốn, độ tin cậy trong vận hành và kế hoạch triển khai rõ ràng. AFP: Công việc gần đây của ông tập trung vào giám sát khai thác tại mỏ Whale. Giám sát khai thác và thiết kế hoàn thiện giếng bổ trợ cho nhau như thế nào? IJ: Hai yếu tố này luôn gắn chặt với nhau. Hoàn thiện giếng quyết định cách giếng tiếp cận vỉa, còn giám sát cung cấp dữ liệu để đánh giá giếng có hoạt động đúng thiết kế hay không. Giếng nước sâu phải được thiết kế cho toàn bộ vòng đời mỏ, từ khai thác ban đầu đến suy giảm sản lượng và cuối cùng là bỏ giếng. Nếu sản lượng bắt đầu giảm mà không hiểu rõ nguyên nhân, việc khắc phục sẽ khó hơn. Tôi thường ví việc này với y học: bác sĩ cần bệnh sử để chẩn đoán, còn kỹ sư khai thác cần dữ liệu giám sát để đánh giá “sức khỏe” của giếng. Tại Whale, công việc của tôi bao gồm lập kế hoạch giám sát, chẩn đoán sản lượng và tính toàn vẹn, xác định giới hạn vận hành và thiết kế, triển khai can thiệp. Những thông tin giá trị nhất thường xuất hiện khi kết hợp dữ liệu giám sát với hiểu biết về thiết kế hoàn thiện và đặc điểm vỉa. Giếng nước sâu hiệu quả không chỉ cần đạt sản lượng ban đầu cao mà còn phải tạo ra dữ liệu để duy trì và tối ưu hiệu suất trong suốt vòng đời. AFP: Hợp tác đa ngành ảnh hưởng thế nào đến các quyết định kỹ thuật phức tạp? IJ: Các dự án nước sâu có mức độ liên kết quá cao để một bộ phận có thể hoạt động độc lập. Đặc điểm vỉa ảnh hưởng đến thiết kế hoàn thiện, thiết kế hoàn thiện ảnh hưởng đến vận hành, và vận hành cuối cùng quyết định hiệu quả khai thác. Những đội ngũ hiệu quả nhất trước tiên xây dựng cùng một cách hiểu về vấn đề, sau đó tập trung vào các quyết định có ảnh hưởng lớn nhất. Lãnh đạo kỹ thuật không phải là người có mọi câu trả lời, mà là người biết khi nào dữ liệu đã đủ để đưa ra quyết định đúng đắn. Điều đó đòi hỏi năng lực kỹ thuật, khả năng chất vấn các giả định một cách xây dựng và khả năng kết nối nhiều chuyên môn. AFP: Khi phải cân bằng sản lượng, tính toàn vẹn giếng, rủi ro vận hành và quản lý vỉa dài hạn, ông dựa vào nguyên tắc nào? IJ: Ưu tiên hàng đầu là an toàn và độ tin cậy vận hành dài hạn. Lợi ích ngắn hạn nhưng làm ảnh hưởng đến tính toàn vẹn giếng, khả năng thu hồi hoặc độ tin cậy lâu dài hiếm khi đáng đánh đổi. Tiếp theo là phân biệt dữ liệu thực tế và giả định. Mọi quyết định kỹ thuật đều có bất định, vì vậy cần hiểu rõ điều gì đã biết, điều gì chỉ là suy luận và thông tin bổ sung nào có thể làm thay đổi kết quả. Cuối cùng là minh bạch. Người ra quyết định cần hiểu rõ cả giá trị lẫn rủi ro, kể cả khi kết luận không như mong muốn. AFP: AI, phân tích dự đoán và công nghệ số đang ngày càng quan trọng. Chúng tạo ra giá trị thực tế lớn nhất ở đâu? IJ: Công nghệ số có giá trị nhất khi giúp kỹ sư chuyển dữ liệu thành thông tin có thể hành động nhanh và hiệu quả hơn. Các tài sản hiện đại tạo ra lượng dữ liệu khổng lồ; AI, phân tích dự đoán và tự động hóa có thể nhận diện các xu hướng, đồng thời ưu tiên những cơ hội hoặc rủi ro mà con người có thể bỏ sót. Các công nghệ này đặc biệt hữu ích cho giám sát khai thác, dự đoán sự cố và tối ưu sản lượng. Tôi sử dụng phân tích nâng cao để đánh giá rủi ro và hiệu suất giếng, giúp đưa ra quyết định kỹ thuật nhanh và chính xác hơn. AI cũng được dùng hằng ngày để kiểm chứng các phương án xử lý sự cố và tham khảo kinh nghiệm từ các tài sản, nghiên cứu và bài toán kỹ thuật tương tự. Tuy nhiên, phán đoán kỹ thuật vẫn không thể thay thế. Dữ liệu hiếm khi tự giải thích được chính nó. AI có thể tìm ra mối tương quan nhưng không hoàn toàn hiểu bối cảnh vận hành. Kỹ sư vẫn phải diễn giải kết quả, kiểm chứng giả định, hiểu bản chất vật lý và thực tế ngoài khơi. Tương lai không phải là kỹ sư đối đầu với AI, mà là kỹ sư sử dụng AI để ra quyết định tốt hơn và nhanh hơn. AFP: Điều gì giúp một sáng kiến kỹ thuật chuyển thành công từ ý tưởng sang ứng dụng thực tế? IJ: Đổi mới nên bắt đầu từ một vấn đề cần giải quyết, không phải một giải pháp đang tìm kiếm vấn đề. Nó phải tạo ra giá trị đo được: khắc phục hạn chế, mở ra cơ hội, giảm rủi ro, tăng an toàn hoặc cải thiện hiệu suất. Có ba yếu tố chính: Độ tin cậy: cơ sở khoa học vững chắc, ứng dụng thực tế rõ ràng và hiệu quả kinh tế đủ thuyết phục. Niềm tin: cần sự đồng thuận giữa kỹ thuật, vận hành, lãnh đạo, chuyên gia và đối tác. Khả năng mở rộng: công nghệ phải có thể triển khai nhiều lần, mở rộng quy mô và liên tục cải tiến. Khi đạt được điều đó, một công nghệ mới mới thực sự trở thành một phần của bộ công cụ kỹ thuật thường nhật. AFP: Ông vừa được bầu làm Fellow của Energy Institute (FEI). Điều gì thúc đẩy ông đào tạo thế hệ kỹ sư trẻ? IJ: Tôi may mắn được học hỏi từ những kỹ sư giàu kinh nghiệm, những người không chỉ giải thích quyết định nào được đưa ra mà còn vì sao. Nhiều bài học giá trị nhất đến từ cố vấn kỹ thuật và trải nghiệm thực tế. Vì vậy, tôi muốn truyền lại kinh nghiệm thông qua hướng dẫn kỹ sư trẻ, trình bày nghiên cứu, tham gia các diễn đàn và hỗ trợ phát triển năng lực. Mục tiêu là giúp kỹ sư xây dựng khả năng phán đoán, thay vì chỉ làm theo quy trình hay ghi nhớ công thức. Các chuyên gia giàu kinh nghiệm có trách nhiệm đóng góp cho ngành thông qua đào tạo, nghiên cứu, chia sẻ kinh nghiệm và nâng cao tiêu chuẩn nghề nghiệp. AFP: Trong 10 năm tới, năng lực kỹ thuật nào sẽ ảnh hưởng lớn nhất đến công nghệ khai thác nước sâu? IJ: Tôi cho rằng công nghệ kích thích vỉa, đặc biệt là nứt vỉa thủy lực, có thể tạo ảnh hưởng lớn nhất, tiếp theo là phân tích dữ liệu và tự động hóa. Khi khai thác ở vùng nước sâu hơn, chi phí và độ phức tạp kỹ thuật tăng mạnh, đặc biệt khi vỉa ngày càng khó khai thác. Chúng ta không thể tiếp tục dùng những giải pháp cũ cho các bài toán ngày càng phức tạp và kỳ vọng kết quả khác biệt. HAMF cho thấy chúng ta có thể chuyển đổi các công nghệ đã được chứng minh từ môi trường khác để giải quyết thách thức mới. Đồng thời, rút ngắn khoảng cách từ dữ liệu đến thông tin hữu ích sẽ giúp kỹ sư đưa ra quyết định nhanh và chất lượng hơn, dành nhiều thời gian hơn cho việc quản lý các tài sản ngày càng phức tạp. AFP: Những kỹ sư nào sẽ dẫn dắt tương lai khai thác nước sâu? IJ: Họ cần kết hợp nền tảng kỹ thuật vững chắc, tư duy tò mò và khả năng phối hợp đa ngành. Họ cần hiểu về hành vi vỉa, hiệu suất giếng, nứt vỉa thủy lực, giám sát khai thác, quản lý tính toàn vẹn và vận hành thực tế. Năng lực số sẽ ngày càng quan trọng, nhưng công nghệ không bao giờ là tất cả. Kỹ sư phải biết phân biệt dữ liệu và giả định, xử lý bất định và đưa ra phán đoán chính xác trong những quyết định có hậu quả lớn. Tương lai sẽ không được giải quyết bởi những chuyên gia làm việc riêng lẻ, mà bởi các lãnh đạo kỹ thuật có khả năng kết nối nhiều chuyên môn, chất vấn giả định và biến các bài toán phức tạp thành giải pháp thực tế có thể triển khai ngoài hiện trường. Nh.Thạch AFP