BTL ngành công nghiệp dầu khí trên thế giới

dầu và 127 tỷ mét khối khí đốt từ nhiều mỏ ở cả trên đất liền và thềm lụcđịa, đưa ngành dầu khí Việt Nam trở thành một trong những ngành kinh tếmũi nhọn của đất nước, đưa Việt Nam vào da

Mục Lục

NGÀNH CÔNG NGHIỆP DẦU KHÍ TRÊN THẾ GIỚI

1. Tổng quan về dầu khí và ngành công nghiệp dầu khí

1.1. Những khái niệm cơ bản về dầu khí

 Dầu khí: bao gồm dầu mỏ và khí đốt là các hợp chất hữu cơ được khai

thác từ lòng dất thường ở thể lỏng và thể khí

 Dầu thô: hay còn gọi là dầu mỏ, là một chất lỏng sánh đặc màu nâu

hoặc ngả lục, là một hỗn hợp hóa chất hữu cơ ở thể lỏng đậm đặc,phần lớn là hỗn hợp các hydrocarbon có số phân tử Cacbon từ C5 đếnC20 ở điều kiện thường là chất lỏng

Hình 1.1.1 Dầu thô

 Khí đốt: là toàn bộ hydrocarbon ở thể khí, khai thác từ giếng khoan,

bao gồm cả khí ẩm, khí khô, khí đầu giếng khoan và khí còn lại sau khichiết xuất hydrocarbon lỏng từ khí ẩm Theo nguồn gốc hình thành khí

đốt có thể chia làm 3 loại: Khí tự nhiên, khí đồng hành, khí ngưng tụ.

- Khí tự nhiên: là các khí chứa trong các mỏ riêng biệt Trong khí, thành

phần chủ yếu là khí mêtan (từ 93% - 99%), còn lại là các khí khác nhưêtan, propan và một ít butan và các chất khác (N2,S…)

- Khí đồng hành: là khí nằm lẫn trong dầu mỏ được hình thành cùng với

dầu, thành phần chủ yếu là các khí nặng hơn như propan, butan,pentan

- Khí ngưng tụ: thực chất là dạng trung gian giữa dầu mỏ và khí, bao gồm

các hydrocacbon như propan, butan và một số hydrocacbon khác nhưpentan, hexan

 Nguồn gốc của dầu khí: các khoa học cho rằng những xác sinh vật

cây cối dưới biển hay trên đất liền khi bị chôn vùi dưới những lớp đất đádày và trong điều kiện thiếu oxygen, với nhiệt độ và áp suất thích hợp,

sẽ biến thành những chất sáp nhờn và sau đó sẽ trở thành dầu thô

 Những khu vực thường có dầu khí: những tích tụ dầu khí với trữ

lượng khác nhau, thường được phân bố trong các lớp trầm tích dướiđất, nơi chúng bị uốn nếp hay bị đứt gãy tạo thành những cái bẩy đểchứa dầu Xum quanh các túi dầu này là lớp đá trầm tích, nơi dầu đượcphát sinh và phía trên chúng là lớp đá rắn chắc, giữ không cho dầuthấm qua Dầu khí cũng có thể tích tụ trong các lớp đá vôi, trong nứt nẻ,hang hốc của các đá macma, đá biến chất…

1.2. Lịch sử ngành dầu khí thế giới

 Thế giới

Do dầu khí nhẹ hơn nước nên dầu xuất hiện lộ thiên ở nhiều nơi, vì thếloài người đã tìm thấy dầu hằng ngàn năm trước Công Nguyên Thời kỳnày dầu khí được dùng chủ yếu để đốt ở dạng thô

Năm 1848 lần đầu tiên trên thế giới thực hiện mũi khoan đầu tiên tạivùng biển Caspian (Bacu) năm 1948 Năm 1852, bác sỹ và là nhà địa chấtngười Canada tên là Abraham Gessner đã đăng ký một bằng sáng chế sảnxuất một chất đốt rẻ tiền và đốt tương đối sạch cho dầu thô Năm 1855 nhàhóa học người Mỹ Benjamin Silliman đề nghị sử dụng axit sunfuric làmsạch dầu mỏ để làm chất đốt

Giếng khoan dầu được toàn thế giới biết đến là của Edwin L Drake vàongày 27 tháng 8 năm 1859 ở Oil Creek, Pennsylvania Drake khoan dầutheo lời yêu cầu của nhà công nghiệp người Mỹ George H Bissel và đã tìmthấy mỏ dầu lớn đầu tiên chỉ ở độ sâu 21,2 mét

Cho đến nay ngành công nghiệp dầu khí thế giới không ngừng pháttriển và hiện nay có khoảng 80 nước trên thế giới đang khai thác dầu khí

Hình 1.2.1 Giếng khoan dầu đầu tiên năm 1959 tại Mỹ

Từ dòng khí thiên nhiên được khai thác đầu tiên (19 tháng 4 năm 1981)

từ mỏ Tiền Hải C ở tỉnh Thái Bình đến tấn dầu thô đầu tiên (26 tháng 6năm 1986) khai thác từ mỏ Bạch Hổ ở thềm lục địa Nam Việt Nam, chođến ngày 01 tháng 01 năm 2014,Việt Nam đã khai thác được 373 triệu tấn

dầu và 127 tỷ mét khối khí đốt từ nhiều mỏ ở cả trên đất liền và thềm lụcđịa, đưa ngành dầu khí Việt Nam trở thành một trong những ngành kinh tếmũi nhọn của đất nước, đưa Việt Nam vào danh sách các nước sản xuấtdầu mỏ và khí đốt trên thế giới.

1.3. Khai thác chế biến dầu khí

 Các giai đoạn tìm kiếm và khai thác dầu khí ở mỗi quốc gia có những

cách phân chia khác nhau Nhưng quy lại gồm các giai đoạn nghiên cứukhu vực, giai đoạn tìm kiếm – đánh giá và giai đoạn khai thác

- Giai đoạn nghiên cứu khu vực: Đánh giá các đặc trưng chính yếu về

cấu trúc địa chất của các bể trầm tích và các khu vực, các phức hệthạch học – địa tầng của chúng, dự báo tiềm năng dầu khí, xác định vàlựa chọn thứ tự ưu tiên các khu vực và các phức hệ thạch học - địatầng nhằm hoạch định với khối lượng cụ thể công tác tìm kiếm dầu khítiếp theo

- Giai đoạn tìm kiếm – đánh giá: Nhằm phát hiện các mỏ dầu khí và đánh

giá trữ lượng của chúng

- Giai đoạn khai thác: Sau khi trữ lượng dầu khí của mỏ đã được các cơ

quan có thầm quyền phê duyệt sẽ tiến hành soạn thảo phương án pháttriển sơ bộ, phương án phát triển tổng thể trong đó đề xuất các phương

án về số lượng giếng khoan, sản lượng, phương pháp khai thác, cácphương pháp gia tăng hệ số thu hồi, thu gom, vận chuyển sản phẩm,thiết bị và xây dựng mỏ, tính toán kinh tế, thu dọn mỏ…

 Công nghệ khai thác dầu mỏ: với từng mỏ dầu khác nhau người ta sẽ

có cách khai thác khác nhau mỏ dầu trên đất liền và mỏ dầu trên biển

- Khai thác dầu trên đất liền: Thường thì việc khai thác và công nghệ khai

thác khá đơn giản khi họ chỉ cần khoan thẳng đến bể dầu và hút lên sảnphẩm lên

Hình 1.3.1 Khai thác dầu khí trên đất liền

- Khai thác dầu trên biển: Việc khai thác cũng tương tự như trên đất liền

nhưng đòi hỏi phải có kinh phí lớn hơn và công nghệ cao hơn để thíchnghi với các điều kiện trên biển các yếu tố thiên tai và môi trường hoạtđộng Muốn khai thác dầu trên biển bắt buộc phải xây dựng dàn khoanrất lớn và được cố định ở ngoài khơi Các mũi khoan dầu trên biểnthường phải sâu hơn và đòi hỏi những quy định nghiêm ngặt để tránhtình trạng thất thoát dầu và gây ô nhiễm mội trường Việc khai thác dầutrên biển cũng tốn chi phí bảo dưỡng và vận chuyển sản phẩm rất lớn

Hình 1.3.2 Dàn khoan dầu khí trên biển

- Khai thác dầu đá phiến: Điểm khác biệt giữa dầu khí đá phiến với các

mỏ dầu truyền thống là ở chỗ thay vì tập trung thành các túi dầu tậptrung, dầu khí đá phiến nằm xen kẽ trong các lớp đá phiến một cách

phân tán Chính đặc điểm này khiến dầu khí đá phiến không thể khaithác theo kiểu khoan và bơm như với các mỏ dầu truyền thống được.Đầu tiên người ta khoan thẳng xuống từ 1-3 km tùy theo độ sâu củacác vỉa đá phiến có chứa dầu khí Tiếp đó, kỹ thuật khoan ngang sẽgiúp mũi khoan bẻ cua một góc 90 độ và tiếp tục khoan ngang vào vỉa

đá với độ sâu từ 1-2km

Sau khi đã có giếng khoan rồi, người ta dùng một thiết bị đặc biệt đểcách ly từng vùng một trong giếng khoan ngang và tạo ra các lỗ nhỏtrên thành giếng lẫn đá phiến bằng việc kích nổ các chất nổ chứa trongthiết bị đó Một hỗn hợp dung dịch gồm nước, cát và hóa chất (trong đó,nước và cát chiếm đến 99,5%) được bơm thẳng xuống giếng ngang với

áp lực cao Dưới áp lực cao, hỗn hợp dung dịch bị đẩy mạnh vào các lỗnhỏ trên thành giếng tiếp xúc trực tiếp với đá phiến và khiến cấu trúc đáphiến bị phá vỡ tạo thành nhiều khe nứt li ti về mọi hướng

Tiếp đó, nước được bơm ngược lên trên, chuyển đi xử lý Dầu và khí

sẽ theo những khe nứt này di chuyển ngược lên và được tách lọc trênmặt đất bằng những phương pháp tương tự như đã áp dụng với dầu khítruyền thống

Hình 1.3.3 Sự khác biệt khi khai thác dầu truyền thống cà dầu khí đá phiến

 Công nghệ chế biến dầu khí: tùy theo tính chất thành phần của từng

loại dầu khí mà người ta chế biến khác nhau Đối với khí tự nhiên từ các

mỏ riêng biệt thì chủ yếu là khí metan nên công việc chế biến khí tựnhiên đơn giản hơn Còn về dầu thô và khí đồng hành họ sẽ tiến hànhqua 3 công đoạn chính: xử lý dầu thô, chế biến dầu và chế biến các sảnphẩm dầu mỏ

- Xử lý dầu thô:

+ Làm sạch khí: trong quá trình này họ tách các hợp chất không có

ích trong khí ra như loại bỏ hơi nước khử khí H2S và các hợp chất lưuhuỳnh khác

+ Tách xăng khí: quá trình này họ thu lại các Hydrocacbon dễ bay

hơi tồn tại dưới dạng hơi bằng cách ngưng tụ hoặc hấp thụ để thu đượcxăng khí

+ Tách khí thành các sản phẩm riêng biệt: quá trình này được thực

hiện bằng phương pháp hấp thụ, hấp thụ chọn lọc và chưng cất ở cácnhiệt độ khác nhau

đến giai đoạn chưng cất chân không các sản phẩm của giai đoạn này

cho ra các sản phẩm dầu bôi trơn và nhựa đường

tinh chế một lần nữa để loại bỏ các chất có thể gây hai cho động cơ vàmáy móc như lưu huỳnh các axit hữu cơ các tạp chất ảnh hưởng đến

độ cháy của dầu,…

- Chế biến các sản phẩm dầu mỏ:

Giai đoạn này sẽ giúp chuyển đổi các loại dầu có các phân tửHydrocacbon mạch dài thành các phân tử có mạch ngắn hơn nhẹ hơn quá

trình dùng các phương pháp Cracking và refoming Sản phẩm của quátrình này phần lớn là các dầu nhẹ và xăng.

 Vận chuyển dầu khí: đối với dầu cả dầu thô cũng như các sản phẩm

dầu thì có thể vận chuyển bằng đường ống hoặc chứa trong thùng,trong bồn các xe, tàu vận chuyển chuyên dụng Còn về khí đốt thì việcvận chuyển khó khăn, và kinh phí cao hơn Chúng ta có thể vận chuyểnkhí bằng đường ống hoặc phải nén khí với áp suất cao đưa về thể lỏng

để vận chuyển trên đường bộ hoặc đường thủy

1.4. Ngành công nghiệp dầu khí

Công nghiệp dầu khí bao gồm các hoạt động khai thác, chiết tách, lọc, vậnchuyển (thường bằng các tàu dầu và đường ống), và tiếp thị các sản phẩmdầu mỏ Phần lớn các sản phẩm của ngành công nghiệp này là dầu nhiên liệu

và xăng Dầu mỏ là nguyên liệu thô dùng để sản xuất các sản phẩm hóa họcnhư dược phẩm, dung môi, phân bón, thuốc trừ sâu và nhựa tổng hợp

Ngành công nghiệp dầu khí là một ngành mang tính tổng hợp và đa dạngcao Công nghiệp dầu khí là ngành đòi hỏi vốn đầu tư lớn, rủi ro nhiều và lợinhuận cao

Ngành công nghiệp dầu khí là ngành công nghệ cao Thăm dò khai thácdầu khí là ngành khai thác khoáng sản nằm sâu trong lòng đất được hìnhthành từ các trầm tích hàng ngàn năm trước nên việc thăm dò và khai thácnguồn tài nguyên này đòi hỏi công nghệ hiện đại, chi phí đầu tư lớn hơn sovới các ngành công nghiệp khác

Ngành công nghiệp dầu mỏ phân chia "dầu thô" theo khu vực mà nó xuấtphát (ví dụ "West Texas Intermediate" (WTI) hay "Brent") thông thường theo tỷtrọng và độ nhớt tương đối của nó ("nhẹ", "trung bình" hay "nặng"); các nhàhóa dầu còn nói đến chúng như là "ngọt", nếu nó chứa ít lưu huỳnh, hoặc là

"chua", nếu nó chứa đáng kể lưu huỳnh và phải mất nhiều công đoạn hơn để

có thể sản xuất nó theo các thông số hiện hành

Các thùng (barrel) tiêu chuẩn trên thế giới là:

- Hỗn hợp Brent, bao gồm 15 loại dầu mỏ từ các mỏ thuộc hệ thống mỏBrent và Ninian trong khu vực lòng chảo Đông Shetland trên biển Bắc.Dầu mỏ được đưa vào bờ thông qua trạm Sullom Voe ở Shetlands Dầu

mỏ sản xuất ở châu Âu, châu Phi và dầu mỏ khai thác ở phía tây củakhu vực Trung Cận Đông được đánh giá theo giá của dầu này, nó tạothành một chuẩn (benchmark) đánh giá dầu

- West Texas Intermediate (WTI) cho dầu mỏ Bắc Mỹ

- Dubai được sử dụng làm chuẩn cho khu vực châu Á - Thái Bình Dươngcủa dầu mỏ Trung Cận Đông

- Tapis (từ Malaysia, được sử dụng làm tham chiếu cho dầu mỏ nhẹ ViễnĐông)

- Minas (từ Indonesia, được sử dụng làm tham chiếu cho dầu mỏ nặngViễn Đông)

- Giỏ OPEC bao gồm:

+ Arab Light Ả Rập Saudi

+ Bonny Light Nigeria

+ Fateh Dubai

+ Isthmus Mexico (không OPEC)

+ Minas Indonesia

+ Saharan Blend Algérie

+ Tia Juana Light Venezuela

2. Trữ lượng dầu khí

2.1. Khái quát

Tổng tài nguyên dầu khí là toàn bộ dầu khí tồn tại tự nhiên nằm trong vỏtrái đất hay còn gọi là toàn bộ dầu khí tại chỗ ban đầu, tính được ở thời điểm

nhất định Tổng tài nguyên dầu khí được phân ra tài nguyên đã được phát

hiện và tài nguyên chưa phát hiện.

 Tài nguyên dầu khí đã phát hiện

Là lượng dầu khí tại chỗ tính được ở thời điểm nhất định trong một cấu tạo

cụ thể, mà sự có mặt của dầu khí đã được phát hiện bằng giếng khoan Tàinguyên dầu khí đã phát hiện được gọi là trữ lượng dầu khí tại chỗ Trữ lượngdầu khí tại chỗ theo mức độ nghiên cứu địa chất và khả năng đưa thân dầu,

khí hoặc mỏ vào phát triển được chia thành tổng lượng dầu khí đã khai thác,

trữ lượng có thể phát triển và trữ lượng chưa thể phát triển.

Tổng lượng dầu khí đã khai thác là sản lượng dầu khí côông dồn đã khai

thác được từ thân hoặc mỏ dầu khí tới thời điểm tính trữ lượng dầu khí

Trữ lượng dầu khí tại chỗ có thể phát triển là trữ lượng dầu khí của các tích

tụ dầu khí đã được phát hiện, có thể làm cơ sở để thiết kế khai thác thươngmại bằng công nghệ, kỹ thuật phù hợp với các điều kiện kinh tế và pháp luậthiện hành vào thời điểm tính trữ lượng dầu khí Trữ lượng dầu khí tại chỗ cóthể phát triển mà theo mức độ tin cậy được phân thành trữ lượng dầu khí tạichỗ cấp xác minh và trữ lượng dầu khí tại chỗ cấp chưa xác minh

Trữ lượng dầu khí tại chỗ cấp xác minh là trữ lượng dầu khí của các thânchứa dầu khí mà trong quá trình thử vỉa đã thu được dòng dầu khí có giá trịthương mại trong các điều kiện kinh tế- kỹ thuật hiện tại

Trữ lượng dầu khí tại chỗ cấp chưa xác minh được phân thành trữ lượngdầu khí tại chỗ cấp có khả năng và trữ lượng dầu khí tại chỗ cấp có thể

Trữ lượng dầu khí tại chỗ chưa thể phát triển là trữ lượng dầu khí của các

tích tụ dầu khí đã được phát hiện, nhưng chưa thể đưa vào khai thác thươngmại vào thời điểm tính trữ lượng dầu khí vì các lý do kỹ thuật, công nghệ, kinh

tế, môi trường và các chỉ tiêu khác Trữ lượng dầu khí tại chỗ chưa thể pháttriển được phân thành các cấp xác minh, có khả năng và có thể

 Tài nguyên dầu khí chưa phát hiện

Là lượng dầu khí tại chỗ ước tính được ở thời điểm nhất định, hoặc được

dự báo khả năng tồn tại trong các tích tụ và có thể được phát hiện bằng cácgiếng khoan tìm kiếm, thăm dò trong tương lai

Phụ thuộc vào mức độ nghiên cứu địa chất, tài nguyên dầu khí chưa phát

hiện được phân chia thành tài nguyên dầu khí triển vọng, tài nguyên dầu khí

tiềm năng và tài nguyên dầu khí dự báo.

 Trữ lượng dầu khí thu hồi

Là tổng của lượng dầu khí dự kiến sẽ thu hồi từ trữ lượng dầu khí tại chỗ

có thể phát triển trong một giới hạn thời gian nhất định, bằng công nghệ, kỹthuật được lựa chọn phù hợp với các điều kiện kinh tế, pháp luật hiện hànhvào thời điểm tính trữ lượng dầu khí và tổng lượng dầu khí đã khai thác được

2.2. Trữ lượng dầu khí thương mại trên thế giới

a. Trữ lượng dầu thô

Trữ lượng dầu thô dự trữ đã chứng minh tính bằng thùng Trữ lượng dầu

mỏ được chứng minh bằng cách phân tích các dữ liệu địa chất và kỹ thuật, cóthể được ước tính với một mức độ cao để thương mại hóa thu hồi vào mộtngày nhất định trong tương lai của các bể chứa được biết đến và trong điềukiện kinh tế hiện nay

Hình 2.2.1 Bản đồ phân bố tài nguyên dầu thô trên thế giới (nguồn EIA)

Theo số liệu vào tháng 1 năm 2015 thì trên toàn thế giới trữ lượng dầu thô

dự trữ đã được chứng mình vào khoảng 1,689,078,618,100 thùng (theo CIA

Năm 2015) Trong đó 5 nước dẫn đầu là Venezuela có khoảng

298,400,000,000 thùng, Saudi Arabia khoảng 268,300,000,000 thùng, Canada khoảng 172,500,000,000 thùng, Iran khoảng 157,800,000,000 thùng, Iraq khoảng 144,200,000,000 thùng Việt Nam theo thống kê của CIA năm

2015 có trữ lượng dự trữ dầu thô xếp thứ 25 thế giới với khoảng 4,400,000,000 thùng chỉ chiếm khoảng 0.26% tổng trữ lượng toàn thế giới.

Trữ lượng dầu thô trên thế giới phân bố rất không đồng đều không đồngđều khí tổng trữ lượng của 5 quốc gia có trữ lượng lớn nhất chiếm đến hơn

61% trữ lượng dầu mỏ của toàn thế giới.

Hình 2.2.2 Biểu đồ thể hiện tỷ trọng của các nước về trữ lượng dự trữ dầu

thô trên thế giới năm 2015 (theo CIA World Factbook)

Vì trữ lượng dự trữ dầu thô ở đây là trữ lượng thương mại và là do khảosát địa chất và ước lượng nên đây chỉ là con số tương đối và có sự thay đổitheo các năm dựa theo số mỏ được khảo sát thêm và số mỏ được đưa vào

thương mại Như theo thống kê năm 1980 trữ lượng dầu thô của Saudi Arabia đứng đầu thế giới với khoảng trên 150 triệu thùng tiếp theo đó là Iran khoảng trên 50 triệu thùng và tiếp đến là Iraq, Venezuela, Canada Đến năm

2005 các vị trên được thay đổi khi đướng đầu vẫn là Saudi Arabia, thứ 2 là Canada tiếp đến là Iran, Iraq và Venezuela Đến năm 2013 các vị trí lại được thay đổi khi dẫn đầu là Venezuela, Saudi Arabia, tiếp đến là Canada, Iran và Iraq.