ĐH22.001_Nghiên cứu phát triển và hoàn thiện các hệ thống tự động hóa quá trình khai thác dầu khí ở Việt Nam
Ngoài nước:
Mặc dù hiện nay rất nhiều ngành công nghiệp thu hút được đầu tư như công nghệ thông tin, công nghệ sinh học… nhưng khai thác dầu khí vẫn là một trong những mối quan tâm hàng đầu của nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam. Thiết bị phục vụ ngành dầu khí, bao gồm cả thiết bị khai thác lẫn thiết bị thăm dò thuộc vào loại thiết bị công nghệ cao với khả năng thích ứng với môi trường khắc
nghiệt tương đương hoặc hơn các thiết bị quân sự. Các linh kiện sản xuất theo tiêu chuẩn quân sự của thế giới chỉ chịu đựng nhiệt độ tới 125 0 C trong khi các máy đo dưới lòng giếng phải làm việc trong môi truờng nhiệt độ 160 0 C-170 0 C.
Việc thiết kế và chế tạo các máy đo cho ngành dầu khí nói chung và đặc biệt là ngành địa vật lý giếng khoan đòi hỏi một kiến thức tổng hợp của nhiều ngành khoa học tự nhiên và thực nghiệm. Điều đó thể hiện bằng việc không chỉ có một số rất ít các hãng mà chỉ các tập đoàn hoặc hãng có tiềm lực mạnh mới tham gia vào lĩnh vực này. Phải kể đến Geoservice, M/D TOTCO, HITEC… chuyên chế tạo các hệ thống theo dõi khoan- kể cả trạm Carota khí [1]. Các tập đoàn Schlumberger, Halliburton chuyên chế tạo các hệ thống đo giếng mở [1,3]. Các hãng Sondex, Computalog với các máy đo
kiểm tra khai thác… Riêng Schlumberger đã nắm giữ tới hơn 200 các phát minh, sáng chế liên quan tới ngành chế tạo máy đo địa vật lý giếng khoan (khoảng 70%). Các thiết bị của Liên xô (cũ) và Nga sau hơn 10 năm khủng hoảng chính trị và kinh tế bây giờ bắt đầu được tập trung đầu tư nghiên cứu trở lại và có những thành tựu nhất định. Đáng chú ý hơn cả là thiết bị đo Open hole của Тверьгеофизик, hãng đang giữ kỷ lục về khoan và đo ở độ sâu tới 12 km. Các nước châu Á bao gồm cả Nhật bản và Trung quốc chưa có một hãng nào tham gia vào lĩnh vực nghiên cứu – chế tạo máy đo địa vật lý, chỉ có các đại lý bán hàng, dịch vụ…
Trong nước:
Trong những năm 1985 – 1990 ngành dầu khí Việt nam sử dụng các thiết bị đo lường chủ yếu của Liên xô cũ chế tạo trên cơ sở kỹ thuật tương tự, quá trình đo lường và xử lý số liệu phải thực hiện qua nhiều thao tác thủ công gây tốn kém thời gian và nhân lực. Số thiết bị hiện đại của các nước tư bản phát triển phải mua bằng ngoại tệ với giá rất cao lại càng bị khó khăn hơn trong điều kiện đất nước đang bị cấm vận. Vào thời điểm đó (năm 1992) một công ty TNHH tại thành phố Hồ Chí Minh thất bại trong việc chế tạo bộ số hóa cho trạm đo Carota điện. Ngoài ra chưa có công ty trong nước nào đầu tư nghiêm túc cho việc nghiên cứu, chế tạo thiết bị đo địa vật lý.
Nhận thấy những khó khăn đó công ty AIC đã sớm đề xuất một chiến lược cùng với Xí nghiệp Liên doanh Dầu khí VietsovPetro (VSP) nghiên cứu và áp dụng các thành tựu mới của công nghệ thông tin để hiện đại hoá các các thiết bị đo lường của Liên xô cũ, chế tạo mới để thay thế các thiết bị phải nhập của các nước tư bản phát triển nhằm từng bước giành lại sự tự chủ trong kỹ thuật đo lường của ngành dầu khí.
Trong những năm đó nhóm cán bộ nghiên cứu của Công ty AIC kết hợp với các chuyên gia địa vật lý của VSP nghiên cứu thành công và đưa vào sử dụng một số sản phẩm mang tính thời sự về khoa học kỹ thuật và đem lại hiệu quả cao cho việc tăng năng suất lao động, giảm chi phí sản xuất. Công trình đầu tiên của AIC thành công được áp dụng tại Viện Dầu khí thuộc VSP năm 1992 mang tên: “Tự động hoá hệ thống máy đo sắc ký khí”. Hệ thống mới đã thay thế việc đo lường và xử lý số liệu các thí nghiệm sắc ký khí thủ công bằng ghi và xử lý tự động. Hệ thống điều khiển thiết bị kết hợp thủ công và kỹ thuật điện tử tương tự được thay thế bằng điều khiển số.
Cũng trong năm đó VSP chấp nhận đưa vào ứng dụng công trình “Số hoá trạm đo Carota điện” của AIC, làm tiền đề cho việc chế tạo mới trạm Carota điện ALS-0X sau này. Thiết bị số hoá các trạm Carota điện đã thay thế toàn bộ công việc ghi số liệu đo “Open Hole” với phương pháp giấy ảnh và xử lý thủ công bằng phương pháp ghi tự động và xử lý dữ liệu kỹ thuật số. Các dữ liệu được lưu giữ an toàn và thuận tiện. Thiết bị hoạt động chính xác, ổn định, mang lại hiệu suất lao động cao hơn so với phương pháp cũ. Trong những năm 1992 – 1995 VSP đã đặt hàng và sử dụng trên các giàn khoan 13 thiết bị số hoá các trạm Carota điện.
Năm 1995 nhóm nghiên cứu của AIC kết hợp với XN Địa vật lý chế tạo thành công trạm Carota khí Geo Logging Station GLS-1094 trên cơ sở giữ lại các cảm biến của trạm cũ. Trạm Carota khí là một hệ thống thiết bị cho phép các nhà địa vật lý theo dõi và kiểm soát quá trình khoan với hơn 30 thông số đo các đại lượng vật lý và hơn 100 thông số dẫn xuất bao gồm nhóm các thông số khoan, nhóm thông số dung dịch, thông số khí… VSP đã đặt hàng và sử dụng 2 trạm Carota khí trên giàn MSP6, và giàn Rồng. Cả hai trạm trên làm việc ở chế độ 24 giờ /ngày, 30ngày/tháng trong quá trình khoan từ năm 1995 tới nay chưa hề có sự cố.
Đây là lần đầu tiên tại Việt Nam thành công trong việc nghiên cứu, chế tạo trạm Carota khí. Năm 1996 nhóm nghiên cứu của AIC kết hợp với các nhà địa vật lý của VSP đã thành công trong việc chế tạo trạm đo Carota điện ALS-01, đây cũng là trạm đo Carota điện đầu tiên được chế tạo trong nước. Trạm đo Carorta điện là sự kết hợp của kỹ thuật điện tử và công nghệ thông tin hiện đại. Trạm ALS là trạm đo các thông số giếng khoan, cho phép phối ghép với tất cả các họ máy giếng của Liên xô cũ, các họ máy giếng của một số hãng thuộc các nước Anh , Pháp… như họ máy Robertson, họ máy Sondex. Trạm ALS không chỉ thay thế hoàn toàn các chức năng của trạm Nga ở trình độ công nghệ cao hơn mà mang lại một loạt các ưu điểm như: hệ thống nguồn nuôi lập trình được ổn định, độ tin cậy cao; bộ ghi đa kênh có tần số lấy mẫu và độ phân giải cao, cho phép ghi số liệu theo thời gian thực và theo độ sâu; toàn bộ quá trình phối ghép nguồn với thiết bị máy giếng và bộ ghi cũng như quá trình kiểm tra các loại tín hiệu chuẩn; khả năng làm việc của các loại máy giếng khác nhau được tự động hoá.
Do vậy giảm rất nhiều thời gian cho công tác kiểm tra chuẩn bị các thiết bị ngoài hiện trường, giảm thời gian chết khi đo. Trạm có thiết kế mở dễ dàng cho phép nâng cấp và phát triển về phần mềm cũng như phần cứng. Trạm ALS liên tục được cải tiến và nâng cấp lên các model ALS-02, ALS-03, ALS-03M trong các năm 1997 và 1998. Trạm ALS-02 đã tham gia triển lãm PetroVietnam 1997 và triển lãm chuyên đề dầu khí ở Indonexia tháng 11 năm 1997, được nhiều người quan tâm và đánh giá cao. Cho tới nay VSP đang sử dụng trên các giàn khoan 7 trạm đo Carota điện ALS.
Cuối năm 1998 đầu năm 1999 công ty hoàn thành công trình “Hệ thống kiểm thử dùng cho máy đo địa vật lý giếng khoan”, là một hệ thống đo lường tự động bao gồm các hệ nguồn nuôi, máy phát , máy đo lập trình đựơc và các công cụ phần mềm nhằm trợ giúp cho quá trình nghiên cứu phát triển và sửa chữa các máy đo địa vật lý kể cả trạm ALS-02. Các nội dung sẽ trình bày dưới đây là các kết quả của một số nghiên cứu mới nhất được thực hiện trong khuôn khổ của đề tài NCKH cấp nhà nước KC.03.14
