Tạp chí Dầu khí: Số 3/2020

Petro ietnam

T¹p chÝ cña tËp ®oµn dÇu khÝ quèc gia viÖt nam - petrovietnam

SỐ 3 - 2020
ISSN-0866-854X

TỔNG BIÊN TẬP
TS. Nguyễn Quốc Thập
PHÓ TỔNG BIÊN TẬP
TS. Lê Mạnh Hùng
TS. Phan Ngọc Trung
BAN BIÊN TẬP
TS. Trịnh Xuân Cường
TS. Nguyễn Minh Đạo
CN. Vũ Khánh Đông
TS. Nguyễn Anh Đức
ThS. Nguyễn Ngọc Hoàn
ThS. Lê Ngọc Sơn
TS. Cao Tùng Sơn
KS. Lê Hồng Thái
ThS. Bùi Minh Tiến
ThS. Nguyễn Văn Tuấn
TS. Phan Tiến Viễn
TS. Trần Quốc Việt
TS. Nguyễn Tiến Vinh
THƯ KÝ TÒA SOẠN
ThS. Lê Văn Khoa
ThS. Nguyễn Thị Việt Hà
THIẾT KẾ

Lê Hồng Văn
TỔ CHỨC THỰC HIỆN, XUẤT BẢN
Viện Dầu khí Việt Nam
TÒA SOẠN VÀ TRỊ SỰ

Tầng M2, Tòa nhà Viện Dầu khí Việt Nam - 167 Trung Kính, Yên Hòa, Cầu Giấy, Hà Nội
Tel: 024-37727108 | 0982288671 * Fax: 024-37727107 * Email:
Ảnh bìa: Kho LPG Thị Vải. Ảnh: PV GAS
Giấy phép xuất bản số 100/GP - BTTTT cấp ngày 15/4/2013 của Bộ Thông tin và Truyền thông


TIÊU ĐIỂM

TIÊU ĐIỂM

Nhà máy Điện Nhơn Trạc

PV POWER CÁN MỐC SẢN LƯỢNG ĐIỆN 200 TỶ KWH
Đến 12 giờ ngày 6/4/2020, Tổng công ty Điện lực Dầu khí Việt Nam - CTCP (PV
Power) đã vận hành các nhà máy điện an toàn, ổn định với tổng sản lượng điện đạt
mốc 200 tỷ kWh. Điều này tiếp tục khẳng định bản lĩnh, trí tuệ, năng lực quản lý điều
hành hoạt động sản xuất kinh doanh của PV Power, đóng góp quan trọng vào những
thành tựu của ngành Dầu khí Việt Nam trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại
hóa và bảo đảm an ninh năng lượng cho đất nước.

PETROVIETNAM TRIỂN KHAI GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ VỚI TÁC ĐỘNG KÉP
Đối diện với khủng hoảng “kép”, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam yêu cầu các đơn vị
triển khai các giải pháp đồng bộ, linh hoạt với phương châm “Quản trị biến động, tối
ưu giá trị, đẩy mạnh tiêu thụ, nỗ lực vượt khó, nắm bắt cơ hội, an toàn về đích”. Trong
đó, tiếp tục tiết giảm chi phí, tối ưu nguồn lực (cắt giảm chỗ chưa cần thiết, ngược

lại tăng chi cho nhiệm vụ cấp bách), để đảm bảo hoạt động sản xuất, kinh doanh
hiệu quả.
4

4

DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

P

V Power đang vận hành
7 nhà máy điện với tổng
công suất 4.205MW
gồm: Nhà máy Điện Cà
Mau 1 & 2, Nhà máy Điện

8

Nhơn Trạch 1 & 2, Nhà máy Nhiệt
điện Vũng Áng 1, Nhà máy Thủy điện
Đăkdrinh, Nhà máy Thủy điện Nậm
Cắt. Các nhà máy điện của PV Power
luôn được đảm bảo vận hành an

toàn, hiệu quả, đạt độ khả dụng cao,
trung bình cung cấp cho lưới điện
quốc gia hơn 21 tỷ kWh/năm (chiếm
gần 10% sản lượng điện quốc gia).

DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ

HÓA CHẾ BIẾN DẦU KHÍ

KINH TẾ - QUẢN LÝ DẦU KHÍ

14. Ứng dụng công nghệ phân
tích số liệu trong tối ưu hiệu quả
tách CO2 bằng màng thấm trên
giàn BR-E

32. Giải pháp đa dạng hóa

41. Nguyên nhân và giải pháp

nguồn nguyên liệu cho Nhà máy
Lọc dầu Dung Quất

giảm thiểu hao hụt vận chuyển
dầu thô

22. Đặc điểm thạch học và sự
phân bố của trùng lỗ trong đá
vôi Permian phía Nam Lô 106, bể
Sông Hồng

8

FOCUS

THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ

TẠP CHÍ DẦU KHÍ
Số 3 - 2020, trang 14 - 21
ISSN-0866-854X

Petrovietnam implements measures
to respond to double impacts .................................................................4

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PHÂN TÍCH SỐ LIỆU TRONG TỐI ƯU HIỆU QUẢ
TÁCH CO2 BẰNG MÀNG THẤM TRÊN GIÀN BR-E
Nguyễn Hải An, Trần Quốc Việt
Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí
Email:

PV Power achieves production milestone of 200 billion kWh ...............8

Tóm tắt
Công tác phát triển và vận hành khai thác các mỏ khí có hàm lượng carbon dioxide (CO2) cao hiện đang đặt ra thách thức mới cho các
công ty điều hành khai thác dầu khí trên thế giới. Tách và loại bỏ khí acid khỏi dòng khí tự nhiên là quá trình xử lý không thể thiếu nhằm
tăng chất lượng khí (tăng nhiệt trị) trước khi sử dụng. Công nghệ tách CO2 bằng màng thấm đã và đang được sử dụng hiệu quả trong các
nhà máy xử lý khí tự nhiên, đặc biệt là để loại bỏ khí acid do có lợi thế so với các phương pháp khác về hiệu suất tách, tính gọn nhẹ và
thân thiện với môi trường.

Dung Quat refinery prepares overall maintenance scenarios ..........10

Hệ thống tách CO2 trên giàn BR-E với công nghệ màng đã được sử dụng trên 10 năm. Thời gian tới sẽ đưa mỏ khí mới vào khai thác,
đòi hỏi công suất xử lý khí ngày càng lớn (sản lượng 700 triệu ft3 tiêu chuẩn/ngày) và có hàm lượng CO2 rất cao (trên 50%). Khi đó, hiệu
suất tách của hệ thống màng hiện tại không đảm bảo thông số kinh tế và kỹ thuật.

PV GAS’ production
exceeds planned target for first quarter of 2020 ...................................12

Trong bài báo này, tác giả sử dụng mô hình phân tích dữ liệu kết hợp với mô hình mô phỏng quá trình xử lý khí (phần mềm chuyên
dụng HYSYS) nhằm tối ưu hóa hiệu suất cũng như điều chỉnh cấu hình hệ thống để nghiên cứu độ nhạy tham số (hàm lượng CO2) đối với
lưu lượng khí thô khác nhau.
Từ khóa: Giàn BR-E, xử lý khí, công nghệ màng, cellulose acetate tách CO2.
1. Giới thiệu
Hệ thống màng thấm được thiết kế theo kiểu từng
module với diện tích màng định sẵn, gắn trên các giá
đỡ với kích thước được chuẩn hóa. Số lượng các module
màng thấm phụ thuộc vào lưu lượng dòng khí cung cấp
cũng như tiêu chuẩn lượng CO2 theo yêu cầu trong khí
xuất. Nếu diện tích màng được cố định, sự gia tăng lưu
lượng khí đầu vào sẽ dẫn đến sự gia tăng CO2 trong khí
thương phẩm.
Trong suốt thời gian làm việc của màng, các thông
số hoạt động của hệ thống liên tục điều chỉnh do đặc
tính của màng (độ chọn lọc và tính thấm) thay đổi. Để hệ
thống luôn đạt được các thông số kỹ thuật cần thiết, thiết
kế của màng tách thường được đánh giá mức độ suy giảm
hiệu suất tự nhiên (lão hóa màng).
Mục tiêu của nghiên cứu này nhằm đưa ra giải pháp
hiệu chỉnh cấu hình và tối ưu thông số làm việc cho hệ

Ngày nhận bài: 23/12/2019. Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 23/12/2019.

Ngày bài báo được duyệt đăng: 04/02/2020.

14

thống xử lý khí trên giàn BR-E khi lưu lượng khí khai thác và
hàm lượng CO2 tăng lên, nhưng vẫn phải đảm bảo yêu cầu
chất lượng khí xuất và giảm thiểu hao hụt hydrocarbon.

RESEARCH AND DEVELOPMENT

2. Công nghệ tách CO2 bằng màng thấm
2.1. Khái quát chung về màng thấm
Màng cellulose acetate (cellulose acetate - CA) [1] là
dạng màng thấm phổ biến nhất đang sử dụng trong quá
trình làm ngọt khí. Gần đây, module tiền chế tổ hợp nhiều
màng thấm đóng khung sẵn với cấu trúc nhỏ gọn, trọng
lượng nhẹ… được áp dụng có hiệu quả cao cho các công
trình ngoài khơi. Quá trình tách đơn giản của màng thấm
có thể được mô tả dưới dạng sơ đồ như Hình 1.

Application of data analysis model for CO2 removal optimisation
using the BR-E membrane system .........................................................14

Hiệu quả của quá trình tách phụ thuộc vào thành
phần khí, vật liệu chế tạo màng và các điều kiện làm việc
như lưu lượng đầu vào, nhiệt độ và chênh lệch áp suất.
Phương trình tổng quan (phương trình 1) biểu diễn động
học cho từng thành phần khí được xây dựng trên cơ sở
định luật phân tán theo Adolf Fick [2], trong đó yếu tố
động học là chênh lệch áp suất riêng phần qua chiều dày

màng. Phương trình này là công cụ chính sử dụng trong

DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

14

Characteristic of petrology and distribution of larger benthic
foraminifera of Permian carbonate in the southern part of Block 106,
Song Hong basin .....................................................................................22
Solution to diversify crude feedstock for Dung Quat refinery ............32
Causes and solutions to reduce crude oil voyage losses ..................41

CÔNG NGHIỆP ĐIỆN

Studying and evaluating the use of demineralised water in thermal
power plants ............................................................................................48

48. Nghiên cứu, đánh giá việc sử

NEWS

dụng nước khử khoáng tại các
nhà máy nhiệt điện

Panel Row A installed for BK-21 production platform jacket .............60
PV Power signs VND 1,400 billion short-term credit contract .............60
Efficiency of PV Drilling's jack-up rigs reaches 100% ..............................61
PVCFC’s profit 18% higher than planned ..............................................62
PVOIL puts 2 new petroleum stations into operation ...........................63
Bowleven develops Isongo Marine gas condensate field ..................64

Total discovers gas and condensate in the North Sea ........................65


TIÊU ĐIỂM

PETROVIETNAM TRIỂN KHAI GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ VỚI TÁC ĐỘNG KÉP
Đối diện với khủng hoảng “kép”, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam yêu cầu các đơn vị
triển khai các giải pháp đồng bộ, linh hoạt với phương châm “Quản trị biến động, tối
ưu giá trị, đẩy mạnh tiêu thụ, nỗ lực vượt khó, nắm bắt cơ hội, an toàn về đích”. Trong
đó, tiếp tục tiết giảm chi phí, tối ưu nguồn lực (cắt giảm chỗ chưa cần thiết, ngược
lại tăng chi cho nhiệm vụ cấp bách), để đảm bảo hoạt động sản xuất, kinh doanh
hiệu quả.
4

DẦU KHÍ - SỐ 3/2020


PETROVIETNAM

thùng (≈ giảm 14%) so với mức giá
trung bình Quý I năm 2019 (65,3USD/
thùng).
Trước thách thức đó, Tập đoàn
Dầu khí Việt Nam và các đơn vị thành
viên chủ động cập nhật thông tin thị
trường về cung - cầu, biến động giá
của dầu thô, sản phẩm dầu khí, từ
đó xây dựng phương án, kịch bản
ứng phó tại từng thời điểm để giảm
thiểu thiệt hại do tác động của thị

trường.
Đồng thời, Tập đoàn Dầu khí Việt
Nam đã chỉ đạo các đơn vị tập trung
triển khai áp dụng các công cụ, giải
pháp tối ưu chi phí và nâng cao năng
suất lao động (ứng dụng công nghệ
thông tin, tăng cường sáng kiến, sáng
chế, giải pháp cải tiến kỹ thuật...). Các
đơn vị chia sẻ thông tin, nguồn lực,
thị trường... giúp tối ưu chuỗi giá trị,
tăng cường hợp tác với các doanh
nghiệp trong nước có ngành nghề
kinh doanh liên quan đến sản phẩm
của đơn vị mình cung cấp.
Với việc chủ động triển khai các
giải pháp đồng bộ, linh hoạt trong
điều hành, sản xuất kinh doanh, với
tinh thần “đồng cam cộng khổ” của
người lao động dầu khí, các chỉ tiêu
sản xuất của Tập đoàn Dầu khí Việt
Nam trong tháng 3 và Quý I/2020 cơ
bản vượt mức kế hoạch đề ra.

T

rong Quý I/2020, đại dịch
viêm đường hô hấp cấp
do chủng mới của virus
Corona (Covid-19) đã ảnh
hưởng nghiêm trọng đến

nền kinh tế thế giới, dẫn đến các
chuỗi giá trị bị gián đoạn cung - cầu
hàng hóa, nguyên, nhiên vật liệu.
Đặc biệt, giá dầu thô sụt giảm kỷ lục

Giàn xử lý trung tâm Hải Thạch (PQP-HT). Ảnh: Lê Khoa

(xuống mức thấp nhất trong gần 20
năm trở lại đây) tạo ra khủng hoảng
“kép” cho ngành Dầu khí.
Giá dầu thô trung bình tháng
3/2020 giảm 20USD so với tháng
2/2020 (≈ giảm 33%); giá dầu trung
bình Quý I/2020 giảm 3,8USD/thùng
(≈ giảm 6%) so với mức giá kế hoạch
năm (60USD/thùng), giảm 9,1USD/

Cụ thể, tổng sản lượng khai thác
Quý I/2020 vượt 10,1% so với kế
hoạch và bằng 26,6% kế hoạch năm
2020 (sản lượng khai thác tháng 3
vượt kế hoạch 8,1%). Sản xuất điện
đạt 5,33 tỷ kWh, bằng 24,7% kế
hoạch năm (sản lượng điện tháng
3 đạt 2,097 tỷ kWh, vượt kế hoạch
3,8%). Sản xuất đạm đạt 441,8 nghìn
tấn, vượt kế hoạch 5,5% và bằng
28,3% kế hoạch năm (sản lượng
đạm tháng 3 đạt 136,9 nghìn tấn).
Sản xuất xăng dầu đạt 3,415 triệu

tấn, vượt kế hoạch 2,5% và bằng
DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

5


TIÊU ĐIỂM

SẢN LƯỢNG KHAI THÁC DẦU KHÍ

10,1%

26,6%

Quý I/2020

Kế hoạch năm 2020

ĐIỆN

ĐẠM

XĂNG DẦU

5,33

441,8

3,415

tỷ kWh

nghìn tấn

triệu tấn

= 24,7% kế hoạch năm

= 28,3% kế hoạch năm

= 28,9% kế hoạch năm

TỔNG DOANH THU

165

nghìn tỷ đồng
Kế hoạch Quý I

90,9%

6

DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

Kế hoạch năm

25,7%

NỘP NGÂN SÁCH NHÀ NƯỚC

20,8

nghìn tỷ đồng
Kế hoạch Quý I

89,7%

Kế hoạch năm

25,3%


PETROVIETNAM

Mỏ Bạch Hổ. Ảnh: Huy Hùng

28,9% kế hoạch cả năm (sản lượng
tháng 3 đạt 1,149 triệu tấn, vượt kế
hoạch 1,7%).
Tuy nhiên, các chỉ tiêu tài chính
của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam trong
Quý I/2020 không đạt kế hoạch đề
ra. Tổng doanh thu đạt 165 nghìn tỷ
đồng (đạt 90,9% kế hoạch Quý I và
25,7% kế hoạch năm). Nộp ngân sách
Nhà nước đạt 20,8 nghìn tỷ đồng (đạt
89,7% kế hoạch Quý I và 25,3% kế
hoạch năm).
Tập đoàn Dầu khí Việt Nam cho

biết đang tập trung triển khai đồng
bộ 5 nhóm giải pháp về quản trị,
đầu tư, tài chính, thị trường và cơ
chế chính sách. Tại cuộc họp ngày
8/4/2020, TS. Lê Mạnh Hùng - Tổng
giám đốc Tập đoàn Dầu khí Việt

Nam yêu cầu các đơn vị tập trung
thực hiện các nhóm nhiệm vụ cụ
thể trong tháng 4 và Quý II/2020 với
phương châm “Quản trị biến động,
tối ưu giá trị, đẩy mạnh tiêu thụ, nỗ
lực vượt khó, nắm bắt cơ hội, an toàn
về đích”.

xuyên cập nhật thông tin để có giải
pháp quản trị, điều hành kịp thời,
hiệu quả. Các đơn vị cần tiếp tục
phối hợp, chia sẻ khó khăn, tăng
cường công tác dự báo, nhận diện
diễn biến thị trường, để từ đó giảm
thiểu các tác động xấu.

Tổng giám đốc yêu cầu các đơn
vị tập trung quản trị biến động, đề ra
các giải pháp cụ thể trong thời điểm
này; tiếp tục tiết giảm chi phí, tối ưu
nguồn lực (cắt giảm chỗ chưa cần
thiết, ngược lại tăng chi cho nhiệm
vụ cấp bách), để đảm bảo hiệu quả

sản xuất kinh doanh.

Để các giải pháp này đạt hiệu
quả cao nhất, các chuyên gia cho
rằng cần sự vào cuộc khẩn trương
của Chính phủ và các bộ/ngành
trong việc tháo gỡ kịp thời các khó
khăn, vướng mắc cho ngành Dầu
khí Việt Nam; đồng thời tạo cơ chế
để các doanh nghiệp chủ động sử
dụng nội lực một cách hiệu quả...

Tổng giám đốc cho rằng trong
khó khăn cũng nảy sinh cơ hội, cần
nhanh chóng nắm bắt, tiếp tục rà
soát, thay đổi, sáng tạo, thường

Ngọc Linh

DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

7


TIÊU ĐIỂM

PV POWER CÁN MỐC SẢN LƯỢNG ĐIỆN 200 TỶ KWH
Đến 12 giờ ngày 6/4/2020, Tổng công ty Điện lực Dầu khí Việt Nam - CTCP (PV
Power) đã vận hành các nhà máy điện an toàn, ổn định với tổng sản lượng điện đạt
mốc 200 tỷ kWh. Điều này tiếp tục khẳng định bản lĩnh, trí tuệ, năng lực quản lý điều

hành hoạt động sản xuất kinh doanh của PV Power, đóng góp quan trọng vào những
thành tựu của ngành Dầu khí Việt Nam trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại
hóa và bảo đảm an ninh năng lượng cho đất nước.

P

V Power đang vận hành
7 nhà máy điện với tổng
công suất 4.205MW
gồm: Nhà máy Điện Cà
Mau 1 & 2, Nhà máy Điện
Nhơn Trạch 1 & 2, Nhà máy Nhiệt
điện Vũng Áng 1, Nhà máy Thủy điện
Đăkdrinh, Nhà máy Thủy điện Nậm
8

DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

Cắt. Các nhà máy điện của PV Power
luôn được đảm bảo vận hành an
toàn, hiệu quả, đạt độ khả dụng cao,
trung bình cung cấp cho lưới điện
quốc gia hơn 21 tỷ kWh/năm (chiếm
gần 10% sản lượng điện quốc gia).
Tối ưu hóa vận hành sản xuất và
tăng cường công tác quản trị được

coi là “đòn bẩy” quan trọng giúp PV
Power tăng trưởng mạnh trong sản
xuất kinh doanh. PV Power luôn chủ

động, xây dựng các phương án mua
sắm thiết bị, vật tư, đảm bảo ổn định
nguồn nguyên liệu, nhiên liệu đầu
vào cho sản xuất điện; tiết giảm chi
phí, giảm giá thành sản xuất, tăng


PETROVIETNAM

TỔNG SẢN LƯỢNG ĐIỆN

200 TỶ kWh

Nhà máy Điện Nhơn Trạch 1 & 2. Ảnh: PVN

cường công tác quản trị doanh
nghiệp, tài chính, quản lý vốn…
Theo Tổng giám đốc PV Power
Lê Như Linh, với tổng sản lượng điện
đạt 200 tỷ kWh, PV Power đã đạt tổng
doanh thu gần 280 nghìn tỷ đồng,
tổng lợi nhuận sau thuế đạt gần 17
nghìn tỷ đồng, tổng nộp ngân sách
Nhà nước gần 14 nghìn tỷ đồng.
Trong định hướng chiến lược
phát triển giai đoạn tiếp theo, PV
Power xác định đẩy mạnh công tác
xúc tiến đầu tư các dự án điện mới,
nghiên cứu mở rộng nguồn nhiên
liệu mới, các loại hình năng lượng

sạch như điện mặt trời (mái nhà,
lòng hồ), điện sử dụng khí LNG…

PV Power đang tập trung
nguồn lực để triển khai các dự án
trọng điểm như: Cụm dự án khí
điện tại khu vực miền Trung sử
dụng khí từ mỏ Cá Voi Xanh, cụm
dự án khí điện sử dụng LNG nhập
khẩu và các dự án năng lượng
tái tạo. Trong đó, Dự án Nhà máy
Điện Nhơn Trạch 3 & 4 (tổng công
suất 1.500MW, dự kiến khởi công
vào đầu năm 2021) là dự án đầu
tiên sử dụng LNG nhập khẩu
để sản xuất điện, được kỳ vọng
sẽ tạo ra chuỗi giá trị về kinh tế
cũng như định hướng phát triển
cho ngành công nghiệp điện - khí
LNG của Việt Nam trong tương lai.
Chủ tịch HĐQT PV Power Hồ
Công Kỳ tin tưởng Tổng công
ty sẽ vượt qua mọi khó khăn,
thách thức, hoàn thành/hoàn
thành vượt mức kế hoạch sản
xuất kinh doanh năm 2020, làm
tiền đề thực hiện thắng lợi kế
hoạch 5 năm 2021 - 2025, phấn
đấu đạt mục tiêu phát triển PV
Power trở thành Tổng công ty

công nghiệp điện - dịch vụ mạnh:
Hiệu quả trong sản xuất kinh
doanh - Chuyên nghiệp về quản
trị - Mạnh về tài chính - Cao về sức
cạnh tranh - Xanh về môi trường.

Thúy Hằng

TS. LÊ MẠNH HÙNG
Tổng giám đốc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam
Lãnh đạo Tập đoàn Dầu khí Việt Nam
rất vui mừng nhận được tin, đến 12 giờ ngày
6/4/2020, Tổng công ty Điện lực Dầu khí
Việt Nam - CTCP (PV Power) đã vận hành các
nhà máy điện an toàn, ổn định với tổng sản
lượng điện đạt mốc 200 tỷ kWh.
Đây là thành tích vô cùng ý nghĩa và
đáng tự hào, đánh dấu sự trưởng thành vượt
bậc của đội ngũ cán bộ, kỹ sư, công nhân kỹ
thuật của PV Power trong việc làm chủ công
nghệ, vận hành và bảo dưỡng sửa chữa các
nhà máy điện đảm bảo an toàn, tin cậy và
hiệu quả. Điều này tiếp tục khẳng định bản
lĩnh, trí tuệ, năng lực quản lý điều hành hoạt
động sản xuất kinh doanh của Tổng công ty,
đóng góp quan trọng vào những thành tựu
của ngành Dầu khí Việt Nam trong công cuộc
công nghiệp hóa, hiện đại hóa và bảo đảm an
ninh năng lượng cho đất nước.
Đặc biệt hơn, trong bối cảnh cả nước

nói chung và Tập đoàn nói riêng đang tập
trung mọi nguồn lực để phòng chống dịch
Covid-19 cũng như những tác động của giá
dầu giảm sâu, việc PV Power đạt được cột
mốc sản lượng 200 tỷ kWh điện nói trên
càng đáng ghi nhận và tự hào, không chỉ
minh chứng cho hiệu quả hoạt động của PV
Power, mà còn tiếp thêm động lực cho các
thành viên trong Tập đoàn Dầu khí Quốc gia
Việt Nam vượt qua giai đoạn vô cùng khó
khăn này.
DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

9


TIÊU ĐIỂM

NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT

CHUẨN BỊ CÁC KỊCH BẢN BẢO DƯỠNG TỔNG THỂ
Công tác bảo dưỡng tổng thể Nhà máy Lọc dầu Dung Quất lần thứ 4 theo kế
hoạch sẽ được thực hiện từ ngày 12/6 - 1/8/2020. Trước diễn biến phức tạp của dịch
bệnh viêm đường hô hấp cấp do chủng mới của virus Corona (Covid-19), Công ty CP
Lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR) đang cân nhắc các kịch bản cho đợt bảo dưỡng tổng
thể này.

T

heo nguyên lý thiết kế và

yêu cầu của đơn vị cung
cấp bản quyền công nghệ,
các nhà máy lọc dầu phải
tiến hành bảo dưỡng tổng

10

DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

thể sau 3 - 4 năm hoạt động liên tục.
Ngoài ra, theo tiêu chuẩn Việt Nam
áp dụng cho các thiết bị áp lực, sau
một thời gian vận hành, các thiết bị
này cần được kiểm tra, đảm bảo an

toàn sản xuất. Công tác bảo dưỡng
tổng thể còn giúp nâng cao hiệu suất
vận hành, đảm bảo nhà máy hoạt
động lâu dài và ổn định ở trên 100%
công suất thiết kế.


PETROVIETNAM

Ông Lê Xuân Hiển - chuyên gia
phụ trách kế hoạch bảo dưỡng của
BSR cho biết: Bảo dưỡng tổng thể
Nhà máy Lọc dầu Dung Quất lần
thứ 4 có đến 65% khối lượng công
việc do các nhà thầu Việt Nam thực

hiện, 35% khối lượng công việc do
các nhà thầu nước ngoài thực hiện.
Các nhà thầu nước ngoài đảm nhiệm
công việc quan trọng như thay thế,
sửa chữa hạng mục liên quan đến
các phân xưởng chính của Nhà máy
Lọc dầu Dung Quất như: Phân xưởng
cracking xúc tác (RFCC), Phân xưởng
chưng cất dầu thô (CDU), Phân
xưởng reforming xúc tác (CCR).
Trước diễn biến phức tạp của
dịch bệnh, công tác mua sắm, giao
nhận các trang thiết bị, vật tư từ các
nước G7 hay việc huy động nhân
lực, chuyên gia (từ Ý, Đức, Pháp, Anh,
Nhật Bản,…) của các nhà thầu đang
gặp khó khăn do lệnh phong tỏa,
cấm nhập cảnh.

Nhà máy Lọc dầu Dung Quất. Ảnh: BSR

Mặc dù công tác bảo dưỡng tổng
thể lần 4 thường chỉ thực hiện trong
thời gian gần 2 tháng, song BSR đã
chuẩn bị các công việc từ trước đó
2 năm như: Xây dựng phạm vi công
việc với trên 5.100 đầu công việc; xác
định khối lượng và xây dựng dự toán;
xây dựng sơ đồ tổ chức, phương án
triển khai thực hiện; tổ chức mua sắm

vật tư thiết bị, lựa chọn nhà thầu; lập
kế hoạch và tiến độ chi tiết…
Khối lượng công việc bảo dưỡng
tổng thể lớn, tiến hành trong thời
gian ngắn với yêu cầu chất lượng
nghiêm ngặt, nên các nhà máy lọc

dầu trên thế giới đều phải đấu thầu
quốc tế để lựa chọn được các đơn vị
bảo dưỡng chuyên nghiệp.
Trong 7 gói thầu chính, có 4 gói
thầu có sự tham gia liên danh của
các nhà thầu nước ngoài như: Dong
IL (Hàn Quốc) thực hiện bảo dưỡng
thiết bị và đường ống tại khu vực A2);
Newwin (Malaysia) thực hiện bảo
dưỡng thiết bị và đường ống tại khu
vực A1, A3 và thiết bị và đường ống
tại khu vực Polypropylene, phụ trợ
và ngoại vi; HDS (Thái Lan) thực hiện
bảo dưỡng thiết bị trao đổi nhiệt HE
và AFC.

Để chủ động trong công tác bảo
dưỡng tổng thể, Phó Tổng giám đốc
BSR Bùi Ngọc Dương cho biết, BSR
đang theo dõi sát diễn biến của dịch
bệnh tại Việt Nam cũng như trên thế
giới, đồng thời trao đổi thường xuyên
với các nhà thầu để có phương án

điều chỉnh tiến độ bảo dưỡng tổng
thể Nhà máy Lọc dầu Dung Quất cho
phù hợp. Một số kịch bản đã được
xây dựng với các giải pháp ứng phó
tương ứng.
Trong tình huống dịch bệnh kéo
dài, chưa kiểm soát được, BSR có thể
phải tính đến phương án lùi thời
điểm thực hiện bảo dưỡng tổng thể
sang năm 2021. BSR đã xây dựng kế
hoạch đánh giá tổng thể tình trạng
máy móc, thiết bị và có các giải pháp
dự phòng để đảm bảo Nhà máy Lọc
dầu Dung Quất vận hành tuyệt đối
an toàn.

Hồng Minh

DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

11


TIÊU ĐIỂM

PV GAS VƯỢT KẾ HOẠCH SẢN LƯỢNG QUÝ I/2020
Mặc dù gặp khó khăn liên tiếp trong Quý I/2020, Tổng công ty Khí Việt Nam - CTCP
(PV GAS) đã hoàn thành vượt mức kế hoạch Tập đoàn Dầu khí Việt Nam giao, trong
đó chỉ tiêu sản lượng vượt kế hoạch từ 7 - 31%, chỉ tiêu tài chính vượt kế hoạch từ 14
- 59%.

T

rong Quý I/2020, PV GAS
đã tiếp nhận hơn 2,35 tỷ
m3 khí ẩm; sản xuất và
cung cấp gần 2,3 tỷ m3 khí
khô (vượt kế hoạch 7%),
sản xuất và cung cấp 15,2 nghìn tấn
condensate (vượt kế hoạch 8%); sản
12

DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

xuất và kinh doanh 426,2 nghìn tấn
LPG (vượt kế hoạch 31%).
Về chỉ tiêu tài chính, PV GAS ước
đạt tổng doanh thu trên 17,5 nghìn
tỷ đồng (vượt kế hoạch 14%), trong
đó Công ty mẹ đạt gần 17 nghìn tỷ

đồng (vượt kế hoạch 13%). Lợi nhuận
trước thuế của PV GAS đạt trên 2,6
nghìn tỷ đồng (vượt kế hoạch 33%),
lợi nhuận sau thuế đạt trên 2,1 nghìn
tỷ đồng (vượt kế hoạch 35%). PV GAS
nộp ngân sách Nhà nước gần 1,14
nghìn tỷ đồng (vượt kế hoạch 59%).

PETROVIETNAM

PV GAS đang tập trung nguồn lực để hoàn thành đưa vào vận
hành giai đoạn 2 dự án đường ống dẫn khí Nam Côn Sơn 2 điều
chỉnh, đường ống thu gom, vận chuyển khí mỏ Sao Vàng - Đại
Nguyệt và cải hoán Nhà máy xử lý khí Dinh Cố để tiếp nhận khí
Nam Côn Sơn 2; đảm bảo tiến độ thi công dự án Kho chứa LNG
1 triệu tấn tại Thị Vải...
tiến độ thi công dự án Kho chứa LNG
1 triệu tấn tại Thị Vải...

Kho LPG Thị Vải. Ảnh: PV GAS

So với cùng kỳ năm 2019, các
chỉ tiêu tài chính Quý I/2020 đạt
thấp hơn, chủ yếu do sản lượng
khí giảm 10%, giá dầu Brent giảm
13%, giá dầu FO giảm 28%.
Đồng thời, PV GAS cho biết
đang tập trung nguồn lực để hoàn
thành đưa vào vận hành giai đoạn
2 dự án đường ống dẫn khí Nam
Côn Sơn 2 điều chỉnh, đường ống
thu gom, vận chuyển khí mỏ Sao
Vàng - Đại Nguyệt và cải hoán
Nhà máy xử lý khí Dinh Cố để tiếp
nhận khí Nam Côn Sơn 2; đảm bảo

Bên cạnh đó, PV GAS đã hoàn
thành bảo dưỡng sửa chữa trên 1.100

đầu việc ngăn ngừa, đột xuất; triển khai
các công việc/đầu việc bảo dưỡng sửa
chữa lớn trong năm (Turnaround) tại
Nhà máy xử lý khí Dinh Cố; chuẩn bị
cho kế hoạch khảo sát và bảo dưỡng
sửa chữa tuyến ống biển Sư Tử Vàng
- Rạng Đông - Bạch Hổ - Long Hải, Tê
Giác Trắng - Bạch Hổ, RP1-RC3, Nam
Côn Sơn 2 - giai đoạn 1, PM3 - Cà Mau…
Trong Quý II/2020, PV GAS tập
trung vận hành an toàn hệ thống khí;
đảm bảo công tác vận hành, ấn định,
điều độ khí để cấp tối đa khí và các sản
phẩm khí cho các khách hàng. Tổng
công ty tiếp tục triển khai công tác tái
cấu trúc; kiểm soát tiến độ triển khai
và vốn cho các dự án trọng điểm; làm
việc với cấp có thẩm quyền về các vấn
đề liên quan đến giá khí, cước phí, hợp
đồng mua bán khí, kế hoạch thu dọn
mỏ…

PV GAS cho biết sẽ tăng cường các
giải pháp kiểm soát chặt chẽ chi phí,
đánh giá hiệu quả hoạt động sản xuất
kinh doanh và đưa ra các cảnh báo
về rủi ro; xây dựng và triển khai đồng
bộ các giải pháp khai thác và sử dụng
có hiệu quả mọi nguồn lực để hoàn
thành các chỉ tiêu kế hoạch sản xuất

kinh doanh năm 2020.
Trong đó, PV GAS tích cực áp dụng
hệ thống quản trị doanh nghiệp tiên
tiến để nâng cao hiệu quả hoạt động
sản xuất kinh doanh; các giải pháp tối
ưu hóa quy trình sản xuất kinh doanh,
nâng cao hiệu suất vận hành các nhà
máy, hệ thống khí, kho chứa. Nâng cao
năng suất lao động thông qua việc
đẩy mạnh phong trào phát huy sáng
kiến, cải tiến kỹ thuật, hợp lý hóa sản
xuất, ứng dụng khoa học công nghệ
để tăng năng suất lao động, giảm giá
thành sản phẩm, dịch vụ, chi phí đầu
tư xây dựng, mua sắm, đảm bảo an
toàn trong sản xuất và đầu tư.

Thúy Hằng
DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

13


THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ

TẠP CHÍ DẦU KHÍ
Số 3 - 2020, trang 14 - 21
ISSN-0866-854X

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PHÂN TÍCH SỐ LIỆU TRONG TỐI ƯU HIỆU QUẢ

TÁCH CO2 BẰNG MÀNG THẤM TRÊN GIÀN BR-E
Nguyễn Hải An, Trần Quốc Việt
Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí
Email:

Tóm tắt
Công tác phát triển và vận hành khai thác các mỏ khí có hàm lượng carbon dioxide (CO2) cao hiện đang đặt ra thách thức mới cho các
công ty điều hành khai thác dầu khí trên thế giới. Tách và loại bỏ khí acid khỏi dòng khí tự nhiên là quá trình xử lý không thể thiếu nhằm
tăng chất lượng khí (tăng nhiệt trị) trước khi sử dụng. Công nghệ tách CO2 bằng màng thấm đã và đang được sử dụng hiệu quả trong các
nhà máy xử lý khí tự nhiên, đặc biệt là để loại bỏ khí acid do có lợi thế so với các phương pháp khác về hiệu suất tách, tính gọn nhẹ và
thân thiện với môi trường.
Hệ thống tách CO2 trên giàn BR-E với công nghệ màng đã được sử dụng trên 10 năm. Thời gian tới sẽ đưa mỏ khí mới vào khai thác,
đòi hỏi công suất xử lý khí ngày càng lớn (sản lượng 700 triệu ft3 tiêu chuẩn/ngày) và có hàm lượng CO2 rất cao (trên 50%). Khi đó, hiệu
suất tách của hệ thống màng hiện tại không đảm bảo thông số kinh tế và kỹ thuật.
Trong bài báo này, tác giả sử dụng mô hình phân tích dữ liệu kết hợp với mô hình mô phỏng quá trình xử lý khí (phần mềm chuyên
dụng HYSYS) nhằm tối ưu hóa hiệu suất cũng như điều chỉnh cấu hình hệ thống để nghiên cứu độ nhạy tham số (hàm lượng CO2) đối với
lưu lượng khí thô khác nhau.
Từ khóa: Giàn BR-E, xử lý khí, công nghệ màng, cellulose acetate tách CO2.
1. Giới thiệu
Hệ thống màng thấm được thiết kế theo kiểu từng
module với diện tích màng định sẵn, gắn trên các giá
đỡ với kích thước được chuẩn hóa. Số lượng các module
màng thấm phụ thuộc vào lưu lượng dòng khí cung cấp
cũng như tiêu chuẩn lượng CO2 theo yêu cầu trong khí
xuất. Nếu diện tích màng được cố định, sự gia tăng lưu
lượng khí đầu vào sẽ dẫn đến sự gia tăng CO2 trong khí
thương phẩm.
Trong suốt thời gian làm việc của màng, các thông
số hoạt động của hệ thống liên tục điều chỉnh do đặc
tính của màng (độ chọn lọc và tính thấm) thay đổi. Để hệ

thống luôn đạt được các thông số kỹ thuật cần thiết, thiết
kế của màng tách thường được đánh giá mức độ suy giảm
hiệu suất tự nhiên (lão hóa màng).
Mục tiêu của nghiên cứu này nhằm đưa ra giải pháp
hiệu chỉnh cấu hình và tối ưu thông số làm việc cho hệ

Ngày nhận bài: 23/12/2019. Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 23/12/2019 - 4/2/2020.
Ngày bài báo được duyệt đăng: 6/3/2020.

14

DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

thống xử lý khí trên giàn BR-E khi lưu lượng khí khai thác và
hàm lượng CO2 tăng lên, nhưng vẫn phải đảm bảo yêu cầu
chất lượng khí xuất và giảm thiểu hao hụt hydrocarbon.
2. Công nghệ tách CO2 bằng màng thấm
2.1. Khái quát chung về màng thấm
Màng cellulose acetate (cellulose acetate - CA) [1] là
dạng màng thấm phổ biến nhất đang sử dụng trong quá
trình làm ngọt khí. Gần đây, module tiền chế tổ hợp nhiều
màng thấm đóng khung sẵn với cấu trúc nhỏ gọn, trọng
lượng nhẹ… được áp dụng có hiệu quả cao cho các công
trình ngoài khơi. Quá trình tách đơn giản của màng thấm
có thể được mô tả dưới dạng sơ đồ như Hình 1.
Hiệu quả của quá trình tách phụ thuộc vào thành
phần khí, vật liệu chế tạo màng và các điều kiện làm việc
như lưu lượng đầu vào, nhiệt độ và chênh lệch áp suất.
Phương trình tổng quan (phương trình 1) biểu diễn động
học cho từng thành phần khí được xây dựng trên cơ sở

định luật phân tán theo Adolf Fick [2], trong đó yếu tố
động học là chênh lệch áp suất riêng phần qua chiều dày
màng. Phương trình này là công cụ chính sử dụng trong


PETROVIETNAM

cả trường hợp đánh giá cũng như dự báo chính xác các thông số làm
việc của màng thấm khí.
,

,

=

=

=

(

−

)

(1)

Trong đó:
J (m3(STP)/m2h): Hiệu suất dòng chảy của cấu tử gas i;

Pi: Độ thấm của cấu tử khí i ((m3(STP)/m2hbar), ph và pl áp suất
vào và ra của màng (bar), xi và yi hàm lượng của cấu tử khí i tại bề mặt
trước vào sau của màng;
Am (m2) diện tích cần thiết của màng cho quá trình thấm. Độ thấm
(P) được tính toán theo phương trình 2.
(2)

Khí thấm qua màng (CO2 cao)

G yi

Màng thấm

R ri

F xi
Khí thô

DAB (m2/s): Độ khuếch tán;
S (m3(STP)/m3bar): Hệ số hòa tan của khí
trong màng. Tỷ số độ thấm giữa các đôi cấu tử
khí (PA, PB) thể hiện hệ số tách hoặc độ lựa chọn
của màng, α = PA/PB.
2.2. Module màng thấm

qp: Lưu lượng của cấu tử khí (i) thấm qua màng (m3(STP)/h);

P = DAB × S

Trong đó:

Để ứng dụng trong công nghiệp, các
module màng được chế tạo từ các lá màng
cellulose phối hợp với tấm vải cường lực [3, 4].
Lá màng gồm 2 phần: phần mỏng hơn ở bên
ngoài cùng, phần dày hơn ở giữa và tiếp xúc
trực tiếp với vải cường lực. Tổ hợp một hoặc
nhiều lớp màng cuộn xoắn ốc bao quanh ống
lõi đục lỗ sẵn và phân tách ra khỏi nhau bằng
một miếng đệm chịu áp suất cao. Các lá màng
được làm kín bằng một chất kết dính trên 3
cạnh; cạnh còn lại để hở nhằm tạo dòng chất
lưu hướng vào ống lõi (Hình 2).
Khi đi qua các ống màng, khí thô được
tách thành khí giàu methane áp suất cao
(phần không thấm qua màng) và dòng khí áp
suất thấp với hàm lượng carbon dioxide cao
(thấm qua màng).

Khí không thấm qua
màng (CO2 thấp)
Hình 1. Sơ đồ biểu diễn quá trình tách của màng thấm

Khí thô
Khí thấm
qua màng

Khí không thấm

Lớp đệm cho khí thô

Màng thấm
Lớp đệm cho khí thấm
Màng thấm
Lớp đệm cho khí thô

Khí không thấm
Hình 2. Thành phần cấu tạo màng thấm [3]
DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

15


THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ

2.3. Các dạng cấu hình màng thấm
Cấu hình màng 1 cấp tách gồm một hoặc nhiều đơn vị
thẩm thấu được lắp đặt trong khung và có chung đường dẫn
khí thô vào. Do đơn giản nên cấu hình 1 cấp tách (Hình 3) có
chi phí đầu tư thấp nhất.
Theo sơ đồ, khí tự nhiên thô được đưa vào hệ thống, CO2
thấm qua màng đến phía áp suất thấp. Trong khi đó, khí không
thấm qua màng sẽ có áp suất gần bằng áp suất đầu vào.
Thực tế ứng dụng trong công nghiệp [3], cấu hình này khó
có thể đạt được chất lượng khí cao theo yêu cầu, đồng thời
lượng hydrocarbon thấm qua màng rất lớn. Cấu hình nhiều
cấp tách được đề xuất nhằm khắc phục nhược điểm của cấu
hình tách một cấp và đạt được chất lượng sản phẩm và tỷ lệ
thu hồi mong muốn. Mặc dù cấu hình đa tầng làm giảm tổn
thất hydrocarbon đến mức tối thiểu, tuy nhiên, các hệ thống
lại có chi phí đầu tư cao hơn đáng kể. Hình 4 minh họa sơ đồ

dòng của hệ thống màng với 2 cấp tách, với dòng thấm của
màng thứ 1 được đưa vào màng thứ 2. Do áp suất quá thấp nên
dòng thấm cần phải được nén tăng áp và làm mát. Dòng hồi
lưu của cấp tách thứ 2 được đưa trở lại hòa cùng với dòng khí
thô. Luồng khí không thấm qua màng của cấp tách thứ 1 phải
đảm bảo yêu cầu chất lượng của khí thương phẩm.
3. Hệ thống tách CO2 trên giàn BR-E
Giàn tách BR-E được lắp đặt năm 2007 tại cụm mỏ PM3CAA, cách khu công nghiệp khí Cà Mau khoảng 370km. Hệ
Khí không thấm
(CO2 thấp)
Màng thấm

Khí thô

Khí thấm (CO2 cao)
Hình 3. Sơ đồ đơn vị màng thấm 1 cấp tách
Khí không
thấm qua
màng

Khí thô
Khí thấm
qua màng

Hình 4. Sơ đồ cấu hình tách 2 cấp

16

DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

thống thiết bị trên giàn thực hiện chức năng tách CO2
từ khí thô từ các giếng thuộc cụm mỏ phía Bắc và khí
đồng hành từ các mỏ dầu ở phía Nam để xử lý xuất
bán: 350 triệu ft3/ngày với tiêu chuẩn hàm lượng CO2
dưới 8% tại điều kiện áp suất 101bar và ổn định 3.700
thùng condensate.
Khí thô được thu gom từ các giàn đầu giếng
thông qua đường ống ngầm dưới biển và đưa ngay
vào bình tách đứng 2 pha để tách khí và condensate.
Khí sau khi tách sẽ được đưa vào tổ hợp lọc để tiếp
tục loại bỏ triệt để chất lỏng, hơi ngưng tụ nhằm
tránh giảm áp suất cho cả hệ thống. Tiếp theo đó,
khí còn được xử lý sơ bộ bởi các lớp tái sinh hấp phụ
nhiệt độ (TSA) để loại bỏ đồng thời hơi nước, các chất
thơm và các tạp chất khác (thủy ngân).
Sau khi được làm nóng tới nhiệt độ cần thiết,
khí sẽ đi vào hệ thống làm ngọt khí với tổ hợp 2 cấp
màng tách nhằm giảm hàm lượng CO2 theo yêu cầu.
Tại đầu vào cấp tách thứ 1, dòng hồi lưu của cấp tách
màng thứ 2 được đưa trở lại tạo thành luồng kết hợp
với hàm lượng CO2 lên tới 40 - 45% mol. Khí thương
phẩm được xuất khỏi hệ thống từ đầu ra của cấp tách
thứ 1 và được đưa qua máy nén nâng áp suất để đưa
khí vào bờ.
Phần condensate được thu gom từ các bước xử lý
và chuyển tới hệ thống loại bỏ hydrocarbon nhẹ cho
đạt yêu cầu chất lượng trước khi được lưu trữ trong
tàu chứa và xuất bán.
3.1. Thông số vận hành hệ thống tách CO2
Trong quá trình làm việc, lưu lượng khí thô và hàm

lượng CO2 thay đổi liên tục (Hình 6 biểu diễn tham
số trong vòng 2 năm), nên đòi hỏi phải điều chỉnh
tham số của cả hệ thống nhằm có được khí thương
phẩm theo yêu cầu. Thực tế cho thấy chất lượng khí
luôn đảm bảo yêu cầu ngay cả khi dòng khí thô với
hàm lượng CO2 cao trên 40%. Tuy nhiên, lưu lượng khí
(sau xử lý) thấp hơn đáng kể do phải điều chỉnh tăng
lượng hao hụt khí hydrocarbon qua màng tách.
Hình 7 cho thấy tổng mức tách CO2 của các hàm
lượng thay đổi nhau theo lưu lượng khí thô được
đưa vào hệ thống màng. Khái niệm “tổng mức tách”
được định nghĩa là tỷ phần của lưu lượng khí thấm
qua toàn bộ hệ thống màng tách so với lưu lượng
khí thô đầu vào.
Trong giai đoạn khảo sát, biểu hiện rõ ràng sự cần
thiết phải điều chỉnh thông số hệ thống để có hiệu


PETROVIETNAM

suất tách phù hợp với lưu lượng khí thô (giảm), nhất là đối
với hàm lượng CO2 cao. Cụ thể hơn, hàm lượng CO2 trong
khí thu gom từ các giàn đầu giếng thay đổi khoảng ±5%
so với giá trị trung bình 40%, nhưng giá trị mức độ tách
CO2 có thể thay đổi tới 10%. Tương ứng với sự điều chỉnh
này, hàm lượng CH4 bị cuốn theo dòng thấm qua màng
Khí xuất sang
giàn BRA

Lọc thô

cũng sẽ bị ảnh hưởng, nhưng mức tách sẽ thấp hơn nhiều
so với CO2 do lượng CH4 chiếm đa số trong tất cả dòng khí
trong hệ thống.
Các thông số làm việc của hệ thống được phân tích
theo hàm lượng CO2 trong dòng khí thô (đầu vào) với giới
hạn lớn hơn 40% và nhỏ hơn 40%. Số liệu hàm lượng CO2

Lọc hấp phụ

Hệ thống tái
sinh khí

Bình tách

Khí thô từ
cụm mỏ
phía Bắc

Lọc bụi mịn, sương
Khí thô từ
cụm mỏ
phía Nam

Hệ thống làm mát
Bình tách khí/condensate

CW

Cụm gia

nhiệt

Khí thương phẩm
CO2 < 8%mol
CO2

CO2

Condensate
tới giàn BRA

Hệ thống
ổn định
condensate

Cụm màng tách
cấp 1

Hệ thống làm mát

Cụm màng tách
cấp 2

Nước thải

Cụm máy nén tăng áp
cho cấp tách 2

700

46

600

44

40
400
38
300
36
200

Hàm lượng CO2 (%)

42

500

34

100

32

201X

Tháng 12

Tháng 11

Tháng 10

Tháng 9

Tháng 8

Tháng 7

Tháng 6

Tháng 5

Hàm lượng CO2 trong khí thô
Tháng 4

Tháng 3

Tháng 2

Tháng 1

Tháng 12

Tháng 9

Tháng 8

Tháng 7

Tháng 6

Tháng 5

Tháng 4

Tháng 3

Tháng 2

0

Tháng 11

Khí xử lý
Tháng 10

Khí thô
Tháng 1

Lưu lượng khí (triệu ft3/ngày)

Hình 5. Sơ đồ thiết bị tách CO2 và ổn định condensate trên giàn BR-E [5]

30

201Y

Hình 6. Thông số xử lý khí
DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

17


THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ

Hình 8 cho thấy mối quan hệ phụ thuộc với lưu lượng
dòng giảm khi tổng mức tách CO2 tăng, tức là khi hàm
lượng CO2 trong khí thô tăng lên buộc phải tăng tổng
mức tách hay tăng lưu lượng khí thấm qua màng, dẫn
tới tăng hao hụt hydrocarbon và giảm đáng kể lưu lượng
khí thương phẩm. Ngoài ra, trong suốt thời gian theo dõi,
không có hiện tượng hàm lượng CO2 vượt quá 8% trong
khí thương phẩm và không có biểu hiện của hiện tượng
suy giảm chức năng (lão hóa) màng.
Các giá trị mức tách của hệ thống màng thường được
điều chỉnh tương ứng theo lưu lượng khí thô và hàm lượng
CO2. Trong Hình 8, hàm lượng CO2 tăng lên vào khoảng
0,7

Tổng mức tách

0,65
0,6
0,55
0,5
CO2 > 40%

0,45

CO2 < 40%

0,4
0,35
0,3
30

45 - 50% sẽ đòi hỏi hệ thống tăng giá trị tổng mức tách
trong khoảng từ 0,5 - 0,6 đồng thời lưu lượng khí thương
phẩm sẽ giảm chỉ còn khoảng 150 - 200 triệu ft3 chuẩn/
ngày. Tăng giá trị tổng mức tách CO2 tức là phải tăng áp
suất qua màng (làm tăng áp suất riêng phần) nên hệ quả
là tăng lượng CH4 thất thoát do thấm qua màng.
3.2. Mô hình mô phỏng
Đánh giá và thiết kế hiệu suất của hệ thống màng tách
thường phải sử dụng công cụ toán học để giải đồng thời
hệ phương trình cân bằng vật chất. Đặc biệt đối với hệ
thống đa cấp tách rất phức tạp mà bảng tính (Microsoft
Excel) không đảm bảo tính chính xác cũng như thời gian
tính toán. Do đó, việc sử dụng phần mềm mô phỏng quá
trình xử lý với mô hình phù hợp đã được đề xuất nhằm
đánh giá từng thông số và tối ưu hóa quá trình phức tách
của màng thấm.
Về cơ bản, quá trình tách màng được mô hình hóa trên
cơ chế khuếch tán chất lưu được biến đổi từ phương trình
truyền khối của dòng chảy. Thực tế vận hành hệ thống
0,7
tách CO2 trên giàn BR-E đã khẳng định mức độ làm việc
hiệu0,65
quả cao đúng với thiết kế trong thời gian dài. Thông

số điều
0,6 kiện biên cũng được cung cấp cho mô hình đối với
cả trường hợp CO2 thấp và cao (so với thiết kế). Để điều
0,55
chỉnh cấu hình và thông số làm việc của hệ thống đáp ứng
0,5 lượng và hàm lượng CO cao hơn (tới 50%) trong
với lưu
2
khí 0,45
thô, các thông số cần mô phỏng và kiểm chứng bởi
mô hình xây dựng bởi phần mềm chuyên dụng HYSYS.
Tổng mức tách

thu thập được hoàn toàn trong khoảng 35 - 45%, thấp
hơn nhiều so với dự kiến đưa các vỉa/mỏ khác vào khai
thác có hàm lượng CO2 tới 50%. Do đo đạc trong điều kiện
thực tế ngoài khơi nên dữ liệu có tồn tại lượng nhỏ điểm
nhiễu nên không ảnh hưởng đến kết quả phân tích.

0,4

80

130
180
230
280
330
Lưu lượng khí thô (triệu ft3/ngày)

380

430

Mô hình mô phỏng được xây dựng nhất quán từ các
0,35
dữ liệu và đặc tính tổ hợp của từng thiết bị trong hệ thống
xử lý.0,3Ngoài ra, mọi thông tin và kế hoạch hiệu chỉnh, sửa
30

Hình 7. Tổng mức tách CO2 đối với hệ thống màng trên giàn BR-E

Tổng mức tách

Tổng mức tách

0,55
0,5
0,45

50

0 5
0,55
0,5
0,45

0,4

0,4

0,35

0,35
32

34

36
38
40
42
44
46
Hàm lượng CO2 trong khí thô (%)

0,7

h

48

0,6
,

0,6

0,65
DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

0,6
,

36
38
40
42
44
46
Hàm lượng CO2 trong khí thô (%)

0,65

0,65

18

34

0,7

0,7

0,3
30

32

48

50

0,3
30

80

130
180
230
280
330
Khí thương phẩm (triệu ft3/ngày)

Hình 8. Ảnh hưởng lưu lượng khí thương phẩm theo hàm lượng CO2 trong khí thô

380

430


PETROVIETNAM

chữa, thay đổi cũng phải được cập nhật vào mô hình. Để có thể sử
dụng mô hình cho công tác dự báo hoặc tối ưu, dữ liệu lịch sử làm
việc của hệ thống cần được mô phỏng lại và điều chỉnh thông tin hoặc
điều kiện biên cho phù hợp. Do sẽ có các mỏ đưa vào khai thác mới,
các trường hợp được xây dựng phải bao trùm đầy đủ khoảng thay đổi
lưu lượng khí thô theo dự báo khai thác tổng thể cụm mỏ.
Tính chính xác của mô hình toán học và tính đúng đắn của các

giải pháp ứng dụng cho hệ thống tách CO2 trên giàn BR-E được đánh
giá dựa trên dữ liệu đo đạc trực tiếp tại mỏ trong 2 năm. Dòng khí thô
được đưa vào hệ thống tại áp suất 4.000kPag, áp suất đầu ra của dòng
thấm được thiết lập 210kPa. Các thông số làm việc của màng tách CO2
được đo đạc và ghi lại cùng với sự thay đổi lưu lượng, tỷ lệ áp suất và
chất lượng khí sau khi tách. Hình 9 biểu diễn độ phù hợp tốt giữa kết
quả mô phỏng từ mô hình toán học và số liệu đo đạc trong dải điều
chỉnh tổng mức tách toàn hệ thống.
1

Lượng CO2 thấm qua màng

Số liệu đo
Poly (mô hình)

0,9

4. Kết quả và thảo luận
Nghiên cứu đánh giá khả năng đáp ứng
của hệ thống thiết bị hiện tại trong trường
hợp hàm lượng CO2 trong khí thô thay đổi từ
35 - 50%, xác định các yếu tố ảnh hưởng và
đề xuất giải pháp tăng lưu lượng khí thương
phẩm. Trong đó, lưu lượng tiềm năng tối đa
qua hệ thống xử lý khí trên giàn BR-E được
đánh giá trong cả 2 trường hợp vận hành tách
CO2 cao nhất và thấp nhất. Đồng thời, xem
xét sửa đổi cấu hình thiết bị để tăng hiệu suất
tách, giảm hao hụt hydrocarbon. Tuy vậy, các
sửa đổi này chỉ tập trung vào các thiết bị tách

CO2 mà không xét đến các thiết bị khác trên
giàn BR-E. Bảng 1 là các thông số của khí đầu
vào và khí đầu ra của hệ thống xử lý (lưu lượng
dòng chảy, áp suất, nhiệt độ và hàm lượng
CO2) với các trường hợp tính toán: hiện tại;
CO2 cao (50%) và CO2 thấp (35%).
Ngoài ra, một số thông số của màng được
giả định: độ chọn lọc màng được đánh giá
trong dải từ 5 - 80 với độ dày của màng 1.000A˚
(3,937 × 10-6 in.); hàm lượng CO2 trong khí
thương phẩm đặt cố định 8%; áp suất đầu ra
của khí không lớn hơn 3.000kPag; nhiệt độ đầu
ra tối đa trong máy nén được giới hạn ở 35oC
với tỷ lệ nén 20 trên mỗi giai đoạn máy nén.

0,8

0,7

4.1. Công suất máy nén
0,6
0,4

0,5

Tổng mức tách

0,6

0,7

Hình 9. Kiểm chứng mô hình toán với số liệu đo đạc

Ảnh hưởng của thành phần khí thô, áp
suất đầu vào và độ chọn lọc của màng đối với

Bảng 1. Các thông số của hệ thống xử lý
Tham số
Khí thô (đầu vào)
Lưu lượng
Áp suất
Nhiệt độ
Hàm lượng CO2
Khí thương phẩm
Lưu lượng
Áp suất (yêu cầu)
Nhiệt độ (cao nhất)
Hàm lượng CO2
Khí xả (CO2 )
Lưu lượng
Áp suất (thấp nhất)
Chênh áp
Thu hồi hydrocarbon

Đơn vị

Số liệu thực tế

Trường hợp CO2
cao

Trường hợp CO2
thấp

Triệu ft3 chuẩn /ngày
kPag
o
C
% mol

650
4.000
30
38 - 44

750
4.000
30
50

630
4.000
30
35

Triệu ft3 chuẩn /ngày
kPag
o
C
% mol

400
3.200
35
7,8 - 8

360
3.000
35
8

450
3.000
35
8

Triệu ft3 chuẩn /ngày
kPag
kPa
%

350
250
800
87 - 92

350
250
800
90 - 95

210
250
800
93 - 98
DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

19


THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ

yêu cầu công suất máy nén đã được phân tích đánh giá
với các điều kiện làm việc đảm bảo hỗ trợ cho hiệu suất
màng tách tốt nhất.
Hình 10 cho thấy công suất máy nén tăng lên theo
hàm lượng CO2 trong khí thô cao. Tuy nhiên chỉ tăng đến
điểm tối đa (phụ thuộc đặc tính của màng thấm), sau đó
hiệu suất tách không yêu cầu tăng công suất máy nén nữa.
Độ chọn lọc của màng yêu cầu công suất máy nén phù
hợp theo các dạng cấu hình cũng đã được phân tích đánh
0,6

CO2 trong khí thô

50

0,4

40

0,3

30

0,2

20

0,1

10

0
10000

11000

12000

13000

14000

Độ chọn lọc của màng thấm

60

0,5

0
15000

Công suất nén (mã lực)

0,6

60

CO2 trong khí thô

0,5

50

0,4

40

0,3

30

0,2

20

0,1

10

0
0

50
100
150
Tổng diện tích màng thấm (m2)

Độ chọn lọc của màng thấm

Hình 10. Phân tích yêu cầu công suất máy nén

0
200

Lưu lượng khí xuất bán (triệu ft3/ngày)

Hình 11. Phân tích tổng diện tích màng theo hàm lượng CO2 trong khí thô

Lưu lượng khí thô (triệu ft3/ngày)

Hình 12. Hiệu quả tối ưu hệ thống và thông số làm việc của hệ thống màng tách

20

DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

giá như trên Hình 10. Khi tăng độ chọn lọc của màng từ
10 lên đến 20, sẽ đòi hỏi công suất máy nén tăng vọt từ

trên 10.500hp lên tới 14.000hp. Nhưng sau đó, khi tăng độ
chọn lọc của màng trên 20 thì máy nén sẽ được giảm tải
dần. Do vậy, tùy thuộc vào điều kiện tách CO2 trong khí thô
mà lựa chọn hợp lý độ chọn lọc cũng như điều kiện làm
việc của màng thông qua việc tối ưu công suất máy nén.
4.2. Tổng diện tích màng thấm
Hàm lượng CO2 trong khí thô càng cao sẽ cần màng
với diện tích lớn để tách nhằm đạt chất lượng yêu cầu khi
sử dụng. Công nghệ và thiết bị tách CO2 bằng màng thấm
thường có chi phí đầu tư ban đầu cao, đồng thời lượng
thất thoát khí methane do cuốn theo khi tách cũng tương
đối lớn, khó thu hồi. Do vậy, cấu hình tách 1 tầng song
song không được áp dụng nhiều trong thực tế.
Hệ thống tách CO2 trên giàn BR-E có 2 cấp tách nên
tổng diện tích màng tách tối ưu được đánh giá trên cơ sở
hàm lượng CO2 trong khí thô (đầu vào). Theo số liệu trên
Hình 11, tổng diện tích màng cần thiết chỉ tăng đến mức
tối đa khi hàm lượng CO2 đạt 40% trong dòng khí vào, sau
đó yêu cầu diện tích màng sẽ giảm nếu hàm lượng CO2
tiếp tục tăng lên. Mô hình mô phỏng còn cho thấy để thu
hồi khí methane, yêu cầu diện tích màng ở cấp tách thứ
2 tương đối lớn, nhưng hiệu suất tách tốt hơn hẳn so với
cấu hình 1 cấp tách. Hình 11 còn cho thấy ảnh hưởng của
độ chọn lọc màng đối với tổng diện tích màng tại các cấu
hình làm việc khác nhau. Khi tăng độ chọn lọc sẽ làm giảm
tổng diện tích màng thấm. Đặc biệt lưu ý sử dụng độ chọn
lọc hợp lý cho từng cấp tách khi luồng khí tách ở cấp 2
được hòa trở lại dòng đầu vào.
Trong quá trình đo đạc thực tế tại mỏ, hàm lượng
CO2 và lưu lượng khí thô trong khoảng 35 - 45% và 650

triệu ft3 chuẩn/ngày tương ứng, thấp hơn so với thông
số được thiết kế tối ưu khi đưa mỏ mới vào khai thác.
Do vậy dữ liệu đo đạc sẽ được dùng để ngoại suy cho
phù hợp với điều kiện làm việc mới của hệ thống: hàm
lượng CO2 tăng lên đến 50% và lưu lượng khí thô đạt
750 triệu ft3 chuẩn /ngày. Thông số mô hình hệ thống
được điều chỉnh đạt đến giá trị tối ưu để cung cấp 400
triệu ft3 chuẩn/ngày khí thương phẩm đảm bảo yêu cầu
chất lượng khí dưới 8% CO2. Tuy nhiên hiệu suất thu hồi
hydrocarbon của hệ thống chịu ảnh hưởng đáng kể khi
buộc phải điều chỉnh giảm.
Cấu hình hệ thống tiếp tục được đánh giá bằng mô
hình để hiệu chỉnh diện tích màng ở cả 2 cấp tách (sơ cấp
và thứ cấp). Kết quả cho thấy mô hình cấu hình cần tăng


PETROVIETNAM

khoảng 30% diện tích màng để đạt được hiệu suất thu hồi
hydrocarbon nhưng vẫn đảm bảo yêu cầu về chất lượng
và lưu lượng khí thương phẩm.
5. Kết luận
Các dự án phát triển khai thác khí ngoài khơi thường
rất đồ sộ, hiện đại và chi phí vận hành cao. Giàn BR-E tách
CO2 và xử lý khí cụm mỏ PM3-CAA ứng dụng công nghệ
xử lý màng thấm, đã được vận hành trên 10 năm và luôn
đáp ứng các yêu cầu chất lượng khí xuất bán với hàm
lượng CO2 thấp hơn 8%.
Phân tích dữ liệu và mô hình toán học cho phép thực
hiện mô phỏng quá trình tách, tối ưu hóa và đánh giá

hiệu suất của hệ thống màng tách 2 giai đoạn phức tạp.
Trong nghiên cứu này, module HYSYS được sử dụng để
mô phỏng và sau đó đánh giá hiệu quả của quá trình tách
bỏ CO2, trong đó hàm lượng CO2 trong khí thô đã giảm từ
35 - 50% mol xuống còn 8% mol. Kết quả cho thấy với cấu
hình màng phù hợp, điều kiện nhiệt độ, áp suất tối ưu, đặc
điểm kỹ thuật của khí bán đã được đáp ứng và các thách

thức khi vận hành, như lưu lượng dòng chảy cao hoặc tắc
nghẽn đã được giảm thiểu. Ngoài ra, mô hình mô phỏng
quá trình xử lý có tiềm năng ứng dụng cho nghiên cứu tối
ưu hóa và thiết kế hệ thống màng tách phức tạp.
Tài liệu tham khảo
1. P.Bernardo, E.Drioli, G.Golemme. Membrane
gas separation: A review/state of the art. Industrial &
Engineering Chemistry Research. 2009; 48 (10): p. 4638 4663.
2. />diffusion
3. Honeywell Company. UOP SeparexTM membrane
technology. UOP LLC. 2009.
4. David Dortmundt, Mark Schott, Tom Cnop. Sour
gas processing applications using separex membrane
technology. UOP LLC. 2007.
5. BR-E CO2 removal process overview. PVEP.

APPLICATION OF DATA ANALYSIS MODEL FOR CO2 REMOVAL
OPTIMISATION USING THE BR-E MEMBRANE SYSTEM
Nguyen Hai An, Tran Quoc Viet
Petrovietnam Exploration and Production Corporation
Email:

Summary
Development of offshore high carbon dioxide (CO2) gas fields will indisputably pose new challenges for E&P companies in the world.
Acid gas removal from natural gas is an indispensable treatment process that is required to boost the produced gas quality prior to its
utilisation. The use of membrane units has increased in natural gas treatment plants, particularly for acid gas removal. Such technology
shows tremendous advantages over other methods in terms of removal efficiency, compactness, and environmental friendliness.
BR-E CO2 removal facility using membrane technology has been utilised for more than 10 years. As new gas fields require increasingly
high gas volumes (production of more than 700 million standard cubic feet per day) and have very high CO2 content (above 50%), existing
membrane performance is no longer economical for such new field development.
In this paper, a data analysis model for membrane separation has been incorporated with HYSYS as a user defined unit operation in
order to optimise performance and redesign the membrane system for CO2 separation from natural gas. Parameter sensitivities have been
studied for different crude gas flow and its CO2 concentrations.
Key words: BR-E platform, gas treatment, membrane technology, cellulose acetate, CO2 removal.

DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

21


THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ

TẠP CHÍ DẦU KHÍ
Số 3 - 2020, trang 22 - 31
ISSN-0866-854X

ĐẶC ĐIỂM THẠCH HỌC VÀ SỰ PHÂN BỐ CỦA TRÙNG LỖ TRONG ĐÁ VÔI
PERMIAN PHÍA NAM LÔ 106, BỂ SÔNG HỒNG
Mai Hoàng Đảm, Vũ Thị Tuyền
Viện Dầu khí Việt Nam
Email:

Tóm tắt
Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu chi tiết về địa tầng của một số giếng khoan qua móng đá vôi bởi các tổ hợp hóa thạch trùng
lỗ bám đáy (benthic foraminifera) và đặc điểm thạch học. Kết quả nghiên cứu cho thấy các thành tạo đá vôi chủ yếu là packstone,
wackestone, mudstone chứa phong phú hóa thạch trùng lỗ đặc trưng cho thời kỳ Permian (Wuchiapingian - Changhsingian). Thành phần
thạch học của đá chưa bị biến đổi nhiều nên các hóa thạch được bảo tồn khá tốt, trong đó các khung hóa thạch bị thay thế bởi xi măng
calcite và dolomite. Lỗ rỗng được thành tạo chủ yếu bởi sự nén ép của các khối đá móng tạo nên dạng khe nứt. Các khe nứt chủ yếu được
lấp đầy bởi các khoáng vật calcite, dolomite và silic do ảnh hưởng của các hoạt động magma và quá trình thủy nhiệt.
Từ khóa: Hóa thạch trùng lỗ, móng đá vôi, địa tầng, đá vôi packstone, đá vôi wackestone, đá vôi mudstone.

1. Giới thiệu chung
Bể trầm tích Sông Hồng được lấp đầy bởi các trầm tích
Đệ Tam, có cấu trúc địa chất rất phức tạp với nhiều đới
phân dị khác nhau và thành phần đá móng đa dạng gồm:
đá biến chất kết tinh gneiss, đá nội sinh, trầm tích mảnh
vụn và các thành tạo đá vôi. Trong đó, móng đá vôi trước
Cenozoic được tìm thấy khá phổ biến ở khu vực phía Bắc
của bể Sông Hồng thuộc các cụm cấu tạo: Hàm Rồng, Yên
Tử, Phả Lại, Đồ Sơn. Các thành tạo móng đá vôi bắt đầu
trở thành đối tượng quan trọng khi phát hiện sản phẩm
hydrocarbon chứa trong móng ở khu vực Lô 102 - 106.
Tuy nhiên, việc nghiên cứu về địa tầng ở khu vực này
còn nhiều hạn chế bởi số lượng mẫu (giếng khoan) chưa
nhiều.
Một số dự án nghiên cứu tổng thể về kiến tạo, thạch
học, địa tầng đã được Tổng công ty Thăm dò Khai thác
Dầu khí (PVEP) thực hiện bởi các tuyến khảo sát thực địa
vùng Hải Phòng, Hải Dương, Hạ Long, Cát Bà để liên hệ
đối sánh với các thành tạo bên dưới bể Sông Hồng. Kết
quả nghiên cứu cho thấy giữa chúng có mối quan hệ về
nguồn gốc với nhau, các khối móng đá vôi chủ yếu được

thành tạo trong thời kỳ Devonian - Carboniferous thuộc
các hệ tầng: Tràng Kênh, Phố Hàn và Bắc Sơn ở các cụm

Ngày nhận bài: 20/2/2020. Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 20/2 - 13/3/2020.
Ngày bài báo được duyệt đăng: 13/3/2020.

22

DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

cấu tạo Hàm Rồng, Hạ Long và Phả Lại. Một số nghiên cứu
chi tiết về địa tầng do Viện Dầu khí Việt Nam (VPI) thực
hiện nhằm cung cấp các thông tin chi tiết về địa tầng và
liên kết địa tầng của các giếng khoan với các khu vực lân
cận giúp định hướng công tác tìm kiếm, thăm dò, khai
thác đạt hiệu quả hơn. Trong bài báo này, tác giả chỉ đề
cập đến các nghiên cứu về địa tầng và thạch học móng đá
vôi của 3 giếng khoan SH1, SH2 và SH3 thuộc phía Nam Lô
106 được thành tạo vào cuối Paleozoic (PZ).
Khu vực nghiên cứu có hoạt động kiến tạo rất phức
tạp nằm ở rìa phía Nam của mảng Nam Trung Hoa, gần đới
khâu Sông Mã là ranh giới giữa mảng Nam Trung Hoa và
Indochina [1]. Đới khâu Sông Mã xảy ra vào cuối Paleozoic
do quá trình khép kín của 2 mảng trên và là nơi giao nhau
của các đới và phụ đới kiến tạo chính [2] (Hình 1).
Với mục tiêu nghiên cứu chi tiết địa tầng trong các
thành tạo đá vôi, tác giả sử dụng tổ hợp hóa thạch trùng
lỗ bám đáy (benthic foraminifera) để mô tả nhận dạng
trực tiếp hình dạng, sự sắp xếp các phòng phôi để xác
định tên giống và loài. Đối với mẫu đá vôi nguyên khối

(mẫu lõi, mẫu sườn) thực hiện gia công lát mỏng và phân
tích dưới kính hiển vi phân cực. Đối với mẫu vụn sẽ tiến
hành đúc các mảnh vụn sau khi được chọn thành khối
trước khi mài lát mỏng. Cùng với việc nghiên cứu địa
tầng là nghiên cứu đặc điểm thạch học của các thành
tạo đá vôi chứa hóa thạch về thành phần, cấu trúc, giai
đoạn thành tạo đá và ảnh hưởng của kiến tạo để đánh


PETROVIETNAM

giá khả năng chứa của đá. Nghiên cứu được thực hiện trên 103 mẫu (5m/
mẫu) phân tích hóa thạch trùng lỗ và 30 mẫu (20 - 30m/mẫu) phân tích
các chỉ tiêu thạch học.
2. Đặc điểm thạch học đá vôi
Trong khoảng độ sâu nghiên cứu, đá vôi có thành phần chính là
khoáng calcite không chứa sắt, có màu hồng, đôi chỗ có sự hiện diện
của calcite chứa sắt, có màu tím do nhuộm màu và dolomite không chứa
sắt. Mảnh vụn sinh vật như trùng lỗ bám đáy (benthic foraminifera),
echinoderm, coral, tảo (algae), bryozoa, brachiopod hiện diện trong đá.
Do các hoạt động kiến tạo, nén ép và quá trình tạo đá tạo ra các nứt nẻ
và kiến trúc dạng đường khâu (stylolite: đường nứt ngoằn ngoèo được
tạo ra do sự hòa tan khoáng vật), bị lấp đầy bởi khoáng calcite chứa sắt,
dolomite.
Các khoáng vật kết tinh sau quá trình lắng đọng trầm tích silicite
(chalcedony) trám vào các nứt nẻ của đá, giống như các đai mạch xâm
nhập vào đá vôi và lấp đầy các khe nứt. Các lỗ rỗng của đá được tạo ra
do sự hòa tan (vuggy pores) và nứt nẻ (fractured pores) đôi chỗ còn được
bảo tồn. Trên cơ sở phân loại của Dunham (1962), đá vôi trong khu vực
nghiên cứu được phân loại là: packstone, wackestone và mudstone. Ở khu

vực cấu tạo SH2, SH3 đặc trưng bởi tướng đá vôi wackestone, bùn vôi
(mudstone) và khu vực cấu tạo SH1 là đá vôi packstone, wackestone bị
dolomite hóa và tái kết tinh mạnh.
Đá vôi packstone chứa hàm lượng tương đối các mảnh vụn sinh vật
như: foraminifera, tảo, echinoderm, coral, bryozoa, brachiopod và các
mảnh hóa thạch khác chiếm hàm lượng trên 10% trong tổng thành
phần của đá. Các mảnh vụn sinh vật và mảnh hóa thạch tiếp xúc nhau
và được gắn kết bởi bùn vôi và bùn vôi kết tinh thành microspar calcite
(4 - 10µm), pseudospar calcite (10 - 50µm) và đôi khi chúng bị dolomite
hóa. Khung sinh vật bị thay thế hoàn toàn bởi calcite, phòng phôi của

Hình 1. Sơ đồ phân chia các đới và phụ đới kiến tạo phía Bắc bể Sông Hồng [2]

hóa thạch cũng được lấp đầy bởi calcite
kết tinh hạt thô và cấu trúc sinh vật vẫn
được bảo tồn tốt. Đá bị nứt nẻ phần nào
được lấp đầy bởi khoáng calcite không
chứa sắt có màu hồng và calcite chứa sắt
có màu tím nhạt.
Đá vôi wackestone chứa hàm lượng
thấp hơn các mảnh vụn sinh vật như
foraminifera, ostracods, tảo và các mảnh
sinh vật khác chiếm khoảng 10% trong
tổng hàm lượng đá. Các mảnh vụn sinh
vật trôi nổi trên nền bùn vôi có kiến trúc
vi hạt, đôi chỗ bùn vôi calcite bị biến đổi
thành dolomite và bị thay thế bởi silicite.
Khung sinh vật và phòng phôi bị thay thế,
lấp đầy hoàn toàn bởi calcite. Đá bị nứt nẻ,
có kiến trúc dạng đường khâu và trám bởi

khoáng calcite không chứa sắt.
Mudstone có thành phần phổ biến là
bùn vôi, có kiến trúc vi hạt và một lượng
nhỏ bùn vôi kết tinh thành khoáng calcite
có kích thước microspar và micrite (<
4µm). Mảnh vụn sinh vật như foraminifera,
ostracods và những mảnh vỡ sinh vật
không xác định, chiếm dưới 10% tổng
hàm lượng đá. Các mảnh vụn sinh vật nằm
trôi nổi trên nền bùn vôi, đôi chỗ bùn vôi
calcite bị biến đổi thành dolomite và bị
thay thế bởi silicite.
Đá dolomite được thành tạo từ đá vôi
packstone, wackestone bị dolomite hóa
trong quá trình biến đổi sau trầm tích.
Kiến trúc của đá dạng nửa tự hình (planarsubhedral). Đá dolomite phân bố xen kẹp
trong đá vôi packstone và wackestone.
Mảnh vụn sinh vật trong đá chủ yếu bị
dolomite hóa.
Kết quả phân tích hình ảnh dưới kính
hiển vi điện tử quét (SEM) thể hiện hình
dạng tinh thể của các khoáng calcite vi hạt
(Ca), kích thước micro < 4µm và khoáng
dolomite (Do) có dạng hình thoi tự hình
với kích thước > 50µm (Hình 3e và f ). Cùng
với kết quả phân tích nhiễu xạ tia X (XRD)
cho toàn bộ đá thấy rằng đá vôi phổ biến
là khoáng vật carbonate, trong đó thành
phần calcite chiếm hàm lượng phổ biến,
DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

23


THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ

Hình 2. Ảnh chụp lát mỏng thạch học trong giếng khoan SH3. (a) 2.330 - 2.333m, (b) 2.375 - 2.378m và (c) 2.516 - 2.519m. Thành phần chính của đá là calcite vi tinh không chứa sắt
(Mi-Ca) có màu hồng xen lẫn lượng nhỏ vật chất hữu cơ (Org), đôi chỗ bị thay thế bởi dolomite (mũi tên trắng) và silicite. Đá chứa mảnh vụn sinh vật foraminifera (Fo), odstracod (Os) và
mảnh vỡ sinh vật (Bio). Đá bị nén ép tạo nứt nẻ (mũi tên màu xanh) và được lấp đầy bởi khoáng calcite hạt thô hơn (Ca).

Hình 3. Ảnh chụp lát mỏng thạch học và SEM trong giếng khoan SH1. (a) 3.989m, (b) 3.920m, (c) 3.950m, (d) 3.791m, (e) 3.783,5m, (f) 3.766m. Thành phần chính của đá là khoáng
calcite không chứa sắt (Ca) có màu hồng, đôi chỗ bị thay thế bởi dolomite (Do). Mảnh vụn sinh vật foraminifera (Fo), echinoderm (Ech), tảo (Alg) và mảnh vỡ sinh vật (Bio). Đá bị nén ép
tạo nứt nẻ (mũi tên) và kiến trúc dạng đường khâu (Styl), được lấp nhét bởi sét (Cl), calcite chứa sắt (Fe-Ca) và đai mạch silica (dyke). Dolomite dạng nửa tự hình (Do) thay thế vào calcite vi
hạt, sau đó dolomite thô hạt hơn tự hình hơn kết tinh sau.

ít hơn là dolomite và hiếm siderite. Các khoáng vật như
thạch anh, feldspar chiếm hàm lượng nhỏ (Hình 4).
Kết quả nghiên cứu thạch học cho thấy đá vôi trong
khu vực này trải qua quá trình biến đổi sau trầm tích như
sự kết tinh của bùn vôi thành khoáng calcite, sự dolomite
hóa. Quá trình nén ép, hòa tan tạo những nứt nẻ và kiến
trúc dạng đường khâu, đôi chỗ nứt nẻ bị lấp đầy bởi
khoáng calcite, dolomite và silicite.
Sự kết tinh của bùn vôi thành khoáng calcite: Thành
phần bùn vôi của đá vôi kết tinh thành những khoáng
calcite có kích thước từ micrite đến pseudospar. Bùn
vôi bên trong mảnh vụn sinh vật kết tinh thành khoáng
calcite vi hạt và khoáng calcite hạt thô bao quanh mảnh
vụn sinh vật tạo thành kiến trúc khảm.
24

DẦU KHÍ - SỐ 3/2020

Dolomite hóa: Khoáng calcite vi hạt bị thay thế một
phần bởi khoáng dolomite có kích thước mịn - thô và đôi
khi lấp vào những nứt nẻ. Dolomite hạt thô, tự hình hơn
được thành tạo sau, trong giai đoạn chôn vùi.
Nứt nẻ và kiến trúc dạng đường khâu: Do hoạt động
kiến tạo hình thành nứt nẻ và kiến trúc dạng đường khâu
và được lấp đầy bởi calcite, dolomite.
Nhìn chung, hệ thống lỗ rỗng quan sát được chủ yếu
là lỗ rỗng nứt nẻ (fractured pores), lỗ rỗng hòa tan (vuggy
và mouldic pores) và lỗ rỗng giữa các tinh thể dolomite
(intergranular pores). Do ảnh hưởng của quá trình thủy
nhiệt các khe nứt, đứt gãy bị lấp nhét bởi vật liệu silica giống
như các đai mạch và các kết hạch xâm nhập vào đá vôi và
lấp đầy các khe nứt làm hạn chế khả năng chứa của đá.