Phòng nghiên cứu sinh thái, Viện Sinh học Nhiệt đới
MỞ ĐẦU
Sinh vật biển như rong tảo biển, các loài giáp xác, nhuyễn thể không những gây
phiền toái cho các nhà đóng tàu biển mà còn gây không ít khó khăn cho các nhà thiết
kế vận hành các dàn khoan biển khơi. Sinh vật bám phát triển dày trên bề mặt của dàn khoan sẽ làm tăng trọng lượng giàn khoan, tăng bề mặt cản dòng chảy và cản sóng, gây
giảm tuổi thọ giàn khoan. Mỏ Đại Hùng làđích đếncủa sinh vật bám xuất phát từ vùng ven biển thành phố Vũng Tàu và Côn Đảo xét về lợi thế của khoảng cách, điều kiện khí tượng thủy văn, chu kỳ sinh học của sinh vật bám và hoạt động vận tải. Do đó việc đánh giá sự phá hoại của nhuyễn thể lên dàn khoan dầu khí ở mỏ Đại Hùng là vô cùng cấp thiết.
ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁPĐịa điểm: Địa điểm:
Mỏ Đại Hùng với các dàn khoan có ký hiệu A, B, C, D, E, F, G ứng với các toạ độ
(08o30’00”,108o30’00”),(08o30’00”,108o34’00”),(08o36’00”,108o34’00”),(08o36’00”,108o 45’00”),(08o30’00”,108o45’00”), (08o22’00”, 108o38’00”), (08o22’00”, 108o30’00”). Ở độ sâu: Từ 0m đến -1m; (-1)m – (-2)m; (-2)m – (-3)m; (-3)m – (-6)m; (-6)m – (-10)m; (- 10)m– (-20)m; (-20)m – (-30)m; (-30)m – (-40)m; (-40)m – (-50)m; (-50)m – (-75)m; (-75)m– (-90)m; (-90)m – (110)m.
Nguồn tư liệu:
Các thông tin chính thức trong và ngoài nước đã được công bố có nội dung liên quan trực tiếp hoặc gián tiếp tới chuy ên đề.
Các kết quả nghiên cứu sinh vật bám trên biển thuộc các khu vực lân cận vùng khai thác dầu (ven biển thành phố Vũng Tàu, Côn Đảo) do các chuyên gia trong nước (trong đó có người viết báo cáo chuyên đề) tiến hành từ 1990 lại đây.
Phân tích:
Xác định nguồn sinh vật bám ở khu mỏ Đại Hùng.
Xác định con đường xâm nhập sinh vật bám ở khu mỏ Đại Hùng (theo dòng chảy
hoặc tàu thuyền).
Xác định thời gian xâm nhập của sinh vật bám đến Đại Hùng dựa vào chu kỳ sinh
sản của chúng.
Xác định tầng bám và độ dày bám của sinh vật bám theo đặc điểm sinh lý sinh thái của chúng.
Xác định độ dày bám của sinh vật bám khi giả thiết có hoạt động bảo d ưỡng thường xuyên hoặc không.
Để đánh giá mức xâm hại của sinh vật bám lên bề mặt dàn khoan trong trường hợp
này có thể được xác định bằng công thức:
Th = (t x k x d)/ T
Trong đó: Th– độ dày của động vật bám
t– thời gian ngưng hoạt động
d– mật độ (độ dày) tiêu chuẩn của động vật bám
k– hệ số an toàn của lớp mạ bề mặt dàn khoan T– thời gian bảo hành của mạ bảo dưỡng bề mặt
KẾT QUẢ PHÂNTÍCH
Mỏ Đại Hùng đi vào khai thác ngày 14/10/1994 đ ến năm 2004, gồm 16 giếng
khoan (kể cả giếng thăm dò), nghĩa là cứ 2 năm khoan 3 giếng. Các giếng khoan A, B,
C, D, E, F, G lần lượt khoan từ các năm 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000.
Sản lượng khai thác năm 1994 là 250.000 thùng/ngày, đ ến 2000 còn 300.000 tấn/năm;
hiện nay một số giếng đã ngưng khai thác.
Thông tin về nguồn cung cấp “giống” động vật bám cho các dàn khoan mỏ Đại Hùng:
Theo con đường phát tán từ Vũng T àu, Côn Đảo:
Mỏ Đại Hùng không có hoạt động nuôi trồng thủy sản nên việc phát tán và cung cấp “giống” sinh vật bám chỉ có từ hoạt động vận tải, giao thông thủy. Các động vật
bám tại Vũng Tàu và Côn Đảo có sinh khối và mật độ cao, mùa sinh sản kéo dài từ tháng 4 đến tháng 11, tập trung vào tháng 6-7 hàng năm. Đây cũng là mùa gió Tây hoặc
Tây Nam. Các sinh vật trôi nổi (trong đó có ấu tr ùng động vật bám) được đẩy ra phía Đông,và mỏ Đại hùng là một trong những đích tới của chúng.
Theo con đường di nhập của sinh vật bám vào các dàn khoan có hai phương thức:
1. Sinh vật bám vào vỏ tàu hoạt động trong vùng khai thác thuộc nhóm này có sum và hà. Số lượng nguồn giống du nhập vào mỏ Đại Hùng phụ thuộc vào cường độ hoạt
động và độ sạch của vỏ tàu. Các sinh vật này chỉ xâm nhập được vào dàn khoan khiở đây đã hình thànhđược lớp keo sinh học (biofilm).
2. Sinh vật xâm nhập vào dàn khoan theo khối “nước bì” của tàu chủ yếu là sinh vật
phù du (bào tử, tảo, rong biển, ấu trùng…). “Nước bì” chiếm không dưới 10% tải
trọng của tàu khi không chứa hàng. Ước tính tại mỗi một dàn khoan ở mỏ Đại
Hùng hàng ngày (24 giờ) có 1000m3 nước bìđược xả ra.
Quá trình hình thành khu hệ sinh vật bám dàn khoan có hai giai đo ạn:
Sinh vật tạo lớp keo sinh học chủ yếu là tảo khuê (Achnanthes, Stauronensis) và vi khuẩn (Vibrio, Bacillus và thiobacillus). Nhóm sinh vật này có sẵn trong nước biển và được
bổ sung một số lượng lớn (mật độ cao) bởi n ước bì tàu vận tải. Khi
bề mặt dàn khoan đã có lớp keo sinh học, các sinh vật bám đã kết thúc giai đoạn phát triển (trên dưới 20 ngày đối với ấu trùng giáp xác và trên dưới 30 ngày đối với nhuyễn thể trong điều kiện khí hậu nhiệt đới), ấu trùng sống trôi nổi thụ động sang giai đoạn sống bám.
Động vật bám dàn khoan
Mức độ xâm hại dàn khoan của động vật bám phụ thuộc vào: nguồn cung cấp
giống, vật liệu dàn khoan, quy trình bảo dưỡng dàn khoan
Khả năng xâm hại của động vật bám tr ên các dàn khoan trong đi ều kiện tự nhiên
không được bảo dưỡng:
Đến nay (03/2007) hầu hết các dàn khoan mỏ Đại Hùng được xây dựng trên 5
năm, có nghĩa là lớp sinh vật bám đã ổn định. Giả thiết hợp kim đồng - niken bọc bên ngoài một số bộ phận dàn khoan chống được sự xâm hại của động vật bám 90% và lõi của dàn khoan là cấu kiện bằng sắt, trong tr ường hợp không bảo d ưỡng, hiện trạng xâm
hại của động vật bám đ ược dự báo như sau:
a. Độ dày
Độ sâu (m) Độ dày lớp bám của động vật bám tr ên các dàn khoan (mm)
Từ Đến A B C D E F G 0 -1.0 24,0 24,0 24,0 24,0 24,0 24,0 24,0 -1,0 -2,0 56,0 56,0 56,0 56,0 56,0 56,0 56,0 -2,0 -3,0 72,0 72,0 72,0 72,0 72,0 72,0 72,0 -3,0 -6,0 48,0 48,0 48,0 48,0 48,0 48,0 48,0 -6,0 -10,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 -10,0 -20,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 -20,0 -30,0 32,0 32,0 32,0 32,0 32,0 32,0 32,0 -30,0 -40,0 32,0 32,0 32,0 32,0 32,0 32,0 32,0 -40,0 -50,0 32,0 32,0 32,0 32,0 32,0 32,0 32,0 -50,0 -75,0 32,0 32,0 32,0 32,0 32,0 32,0 32,0 -75,0 -90,0 32,0 32,0 32,0 32,0 32,0 32,0 32,0 -90,0 -110,0 108,0 108,0 108,0 108,0 108,0 108,0 108,0
b. Sinh khối:
Độ sâu (m) Sinh khối của động vật bám tr ên các dàn khoan (g/cm2)
Từ Đến A B C D E F G 0 -1.0 3,4 3,4 3,4 3,4 3,4 3,4 3,4 -1,0 -2,0 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8 -2,0 -3,0 10 10 10 10 10 10 10 -3,0 -6,0 6,7 6,7 6,7 6,7 6,7 6,7 6,7 -6,0 -10,0 5,6 5,6 5,6 5,6 5,6 5,6 5,6 -10,0 -20,0 5,6 5,6 5,6 5,6 5,6 5,6 5,6 -20,0 -30,0 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 -30,0 -40,0 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 -40,0 -50,0 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 -50,0 -75,0 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 -75,0 -90,0 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 -90,0 -110,0 15,2 15,2 15,2 15,2 15,2 15,2 15,2
Đối với các cấu kiện được mạ hợp kim đồng niken mức xâm hại của sinh vật bám
chỉ chiếm khoảng 10% nghĩa là bề dày tối đa của lớp sinh vật bám chỉ là 10,8mm
tương ứng với sinh khối 1,52 g/cm2
Mức xâm hại của động vật bám tr ên dàn khoan trong trư ờng hợp có bảo dưỡng
1. Trường hợp có bảo dưỡng và còn hoạt động.
Hoạt động bảo dưỡng bao gồm việc phát hiện sinh vật xâm hại và làm sạch sinh
vật xâm hại. Tuy nhiên, cấu trúc của dàn khoan là vô cùng phức tạp và việc làm sạch
tất cả các cấu kiện hầu nh ư là không thể được. Hơn nữa nguồn tư liệu của khu mỏ Đại Hùng được xem là bảo mật Quốc gia. Do đó các thông tin về sinh vật bám dàn khoan chỉ có người bảo quản dàn khoan nắm biết.
2. Trường hợp dàn khoan có bảo dưỡng và đã ngưng hoạt động.
Sự tái xuất hiện và mức xâm hại của sinh vật bám lên dàn khoan phụ thuộc vào thời gian ngưng hoạt động và thời gian bảo
hành của lớp mạ bề mặt dàn khoan. Trên các cấu kiện dàn khoan
được mạ bằng hợp kim đồng niken thì mức xâm hại của sinh vật
bám giảm rất nhiều. Động vật bám chỉ xuất hi ện dưới dạng cụm
nhỏ, phát sinh trên các vết rỗ bề mặt cấu kiện.