Dầu mỏ được mệnh danh là "máu của ngành công nghiệp". Xăng dầu, nhựa, cao su tổng hợp, dầu nhờn… đều là những sản phẩm có nguồn gốc từ dầu mỏ. Trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, có thể nói mọi thứ đều không thể tách rời dầu mỏ.
Tôi tin rằng tất cả các bạn đều đã thấy điều này trên TV hoặc Internet: Khi khai thác dầu, một hoặc một số đường ống cao sẽ được đặt cạnh mỏ dầu và miệng của những đường ống này sẽ liên tục phun ra lửa.
Có lẽ nhiều người sẽ nghĩ mục đích của những đường ống phun ra lửa này là để đốt lượng dầu dư thùa hoặc xem xét lượng dầu mới khai có đáp ứng được yêu cầu về độ tinh khiết hay không.
Tuy nhiên, sự thực lại không phải vậy, nếu muốn kiểm tra độ tinh khiết của dầu thì chỉ cần mang chúng về phòng thí nghiệm để kiểm tra chứ không cần thiết phải lắp đặt đường ống để giữ cho dầu cháy.
Trước khi trả lời câu hỏi này, chúng ta cần hiểu dầu được chiết xuất như thế nào. Trên thực tế, trong quá trình khoan giếng dầu, một ống chống sẽ được lắp đặt tại khu vực được khoan bằng mũi khoan. Mục đích của ống chống này là duy trì sự ổn định của thành hố và đảm bảo hố khoan không bị sập.
Khi mũi khoan chạm tới độ sâu của lớp dầu, một ống dẫn dầu sẽ được hạ xuống lớp dầu và đầu kia của ống sẽ được nối với thiết bị dẫn dầu và các van. Nếu muốn đưa dầu ngầm lên bề mặt, hiện nay có ba phương pháp phổ biến.
Phương pháp thứ nhất: Sử dụng áp suất của lớp dầu
Ở độ sâu nơi có dầu ban đầu sẽ có áp suất ngầm rất lớn và áp suất này vẫn ở trạng thái cân bằng khi không khoan. Sau khi khoan xong, sự cân bằng này bị phá vỡ. Dưới tác dụng của áp suất, dầu sẽ liên tục phun ra khỏi lỗ khoan. Đây được gọi là "giếng tự xả".
Phương pháp thứ hai: Phun nước và tạo áp lực
Sau khi dầu tự phun được một thời gian, áp suất trong hệ tầng sẽ giảm xuống và lượng dầu phun ra sẽ giảm dần, thậm chí ngừng tự phun. Lúc này cần mở thêm một lỗ khoan khác cạnh giếng dầu rồi bơm nước vào. Nước được sử dụng để bổ sung không gian còn lại do khai thác dầu, duy trì áp suất dưới lòng đất và cho phép giếng dầu tiếp tục phun ra.
Phương pháp thứ ba: Sử dụng máy bơm dầu
Dầu ngầm ở một số mỏ dầu có thể đặc đến mức không thể phun ra ngoài ngay cả khi áp suất ngầm đủ lớn. Lúc này cần có một bộ phận bơm để bơm dầu lên bề mặt. Mỗi khi bộ phận bơm dầu di chuyển lên xuống, dầu sẽ được nâng lên. Dưới sự điều khiển của van một dòng, dầu được bơm lên sẽ không chảy ngược trở lại. Nói một cách đơn giản, nguyên lý hoạt động của máy bơm dầu cũng tương tự như máy ép nước ở nông thôn thường sử dụng trên các miệng giếng khoan nước.
Vậy tại sao trên các giàn khoan dầu luôn có những ngọn lửa 'không bao giờ tắt'?
Trên thực tế, thứ được khai thác từ lòng đất không chỉ là dầu mỏ mà còn những thứ khác. Ví dụ như các khí tự nhiên liên quan, nước, v.v. Sau khi khai thác dầu, khí tự nhiên liên quan và nước sẽ được tách hoàn toàn ra khỏi dầu mỏ bằng công nghệ tách. Dầu và nước sẽ được lưu trữ trong các bể chứa đặc biệt, còn khí tự nhiên liên quan sẽ được tiêu thụ thông qua quá trình đánh lửa và đốt cháy.
Vì vậy, các đường ống liên tục phun lửa ở các mỏ dầu không phải là đốt dầu mà là khí đốt tự nhiên liên quan.
Ngược với suy nghĩ phổ biến, ngọn lửa trên giàn khoan không phải do đốt cháy dầu mỏ. Trên thực tế, dầu khai thác được vận chuyển đến nơi lưu trữ, còn khí tự nhiên đi kèm (khí đồng hành) lại là "chủ nhân" của những ngọn lửa này.
Về lý do tại sao nên đốt khí tự nhiên liên quan, thì điều này chủ yếu đến từ góc độ an toàn. Khí tự nhiên liên quan là một loại khí dễ cháy không màu. Nếu khí tự nhiên liên quan đi vào khí quyển và tạo thành một tỷ lệ nhất định với không khí, nó sẽ phát nổ khi gặp ngọn lửa hay những hiện tượng tự nhiên.
Một khi vụ nổ xảy ra sẽ gây nguy hiểm cho nhân viên và thiết bị tại cơ sở khai thác dầu, nếu nghiêm trọng, nó có thể sẽ đốt cháy dầu khai thác từ lòng đất, gây hậu quả nghiêm trọng hơn. Bởi vậy, vìlý do an toàn, khí tự nhiên liên quan sẽ được dẫn lên nơi cao thông qua đường ống và được đốt cháy thông qua các thiết bị đánh lửa.
Khí đồng hành chủ yếu là methane, một khí dễ cháy và nguy hiểm nếu rò rỉ. Để đảm bảo an toàn, khí này được thu gom và dẫn đến hệ thống đốt, nơi nó được đốt cháy an toàn trong khí quyển, loại bỏ nguy cơ cháy nổ và bảo vệ môi trường.
Tại sao không thu thập và sử dụng khí tự nhiên liên quan thay vì đốt nó một cách vô ích?
Câu trả lời chính là việc thu thập khí đốt tự nhiên liên quan trong quá trình khai thác dầu mỏ là hành động "phí công vô ích". Sản lượng khí tự nhiên liên quan trong các bể chứa dầu là rất thấp. Mỗi tấn dầu khai thác thường chỉ kèm theo hàng chục đến hàng trăm mét khối khí tự nhiên.
Nếu muốn thu hồi lượng khí tự nhiên này, thì một dự án lớn khác sẽ phải được thực hiện, theo đó là một lượng lớn máy móc, thiết bị, nhân sự và kinh phí sẽ được đầu tư. Từ góc độ kinh tế, việc thu hồi một lượng nhỏ khí tự nhiên liên quan này hoàn toàn không hiệu quả về mặt chi phí.