Giáo trình Công nghệ khí nghề Vận hành thiết bị khai thác dầu khí - Trường Cao đẳng Dầu khí (2022)

Giáo trình công nghệ khí nghề vận hành thiết bị khai thác dầu khí cung cấp kiến thức chuyên sâu cho sinh viên cao đẳng ngành dầu khí.

• Tác giả: Ks. Phạm Thế Anh
• Trường học: Trường Cao Đẳng Dầu Khí
• Chuyên ngành: Vận Hành Thiết Bị Khai Thác Dầu Khí
• Đề tài: Giáo Trình Vận Hành Thiết Bị Khai Thác Dầu Khí Cao Đẳng
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Bà Rịa - Vũng Tàu

Mục lục chi tiết

• LỜI GIỚI THIỆU
• 1. CHƯƠNG 1: QUÁ TRÌNH KHAI THÁC KHÍ
• 1.1. Quá trình khai thác khí
• 1.2. Công nghệ khai thác khí
• 2. CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH BƠM ÉP KHÍ
• 2.1. Công nghệ bơm ép khí
• 2.2. Vận hành hệ thống bơm ép khí trên mô hình
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Vận Hành Thiết Bị Khai Thác Dầu Khí

Giáo trình Vận Hành Thiết Bị Khai Thác Dầu Khí Cao Đẳng là tài liệu quan trọng trong chương trình đào tạo ngành dầu khí. Tài liệu này không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn trang bị kỹ năng thực hành cho sinh viên. Nội dung giáo trình được biên soạn dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế và thực tiễn ngành dầu khí tại Việt Nam. Mục tiêu chính của giáo trình là giúp sinh viên nắm vững quy trình vận hành thiết bị khai thác dầu khí, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo an toàn trong quá trình làm việc.

1.1. Mục tiêu và nội dung chính của giáo trình

Giáo trình tập trung vào việc cung cấp kiến thức về công nghệ khai thác dầu khí, quy trình vận hành thiết bị và các tiêu chuẩn an toàn trong ngành. Nội dung bao gồm lý thuyết và thực hành, giúp sinh viên có cái nhìn tổng quát về ngành công nghiệp dầu khí.

1.2. Đối tượng áp dụng giáo trình

Giáo trình được thiết kế cho sinh viên cao đẳng chuyên ngành dầu khí, những người đang theo học các khóa đào tạo về vận hành thiết bị khai thác dầu khí. Nó cũng có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các giảng viên và chuyên gia trong ngành.

II. Thách thức trong Vận Hành Thiết Bị Khai Thác Dầu Khí

Ngành dầu khí đang đối mặt với nhiều thách thức trong quá trình khai thác và vận hành thiết bị. Những thách thức này bao gồm sự biến động của giá dầu, yêu cầu về an toàn lao động, và sự phát triển công nghệ. Để đảm bảo hiệu quả và an toàn trong quá trình khai thác, cần có những giải pháp phù hợp.

2.1. Biến động giá dầu và ảnh hưởng đến ngành

Giá dầu thường xuyên biến động do nhiều yếu tố như chính trị, kinh tế và môi trường. Sự biến động này ảnh hưởng trực tiếp đến quyết định đầu tư và khai thác của các công ty dầu khí.

2.2. An toàn lao động trong khai thác dầu khí

An toàn lao động là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong ngành dầu khí. Các quy định và tiêu chuẩn an toàn cần được tuân thủ nghiêm ngặt để giảm thiểu rủi ro và bảo vệ sức khỏe cho người lao động.

III. Phương Pháp Vận Hành Thiết Bị Khai Thác Dầu Khí Hiệu Quả

Để đạt được hiệu quả cao trong vận hành thiết bị khai thác dầu khí, cần áp dụng các phương pháp và công nghệ tiên tiến. Việc đào tạo và nâng cao kỹ năng cho nhân viên cũng là một yếu tố quan trọng giúp tối ưu hóa quy trình khai thác.

3.1. Công nghệ mới trong khai thác dầu khí

Công nghệ mới như tự động hóa và trí tuệ nhân tạo đang được áp dụng rộng rãi trong ngành dầu khí. Những công nghệ này giúp nâng cao hiệu quả và giảm thiểu rủi ro trong quá trình khai thác.

3.2. Đào tạo nhân lực trong ngành dầu khí

Đào tạo nhân lực là yếu tố then chốt để đảm bảo quy trình vận hành thiết bị khai thác dầu khí diễn ra suôn sẻ. Các chương trình đào tạo cần được cập nhật thường xuyên để phù hợp với sự phát triển của ngành.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Giáo Trình Vận Hành Thiết Bị Khai Thác Dầu Khí

Giáo trình không chỉ là tài liệu học tập mà còn là nguồn thông tin quý giá cho các chuyên gia trong ngành. Những kiến thức và kỹ năng được trang bị từ giáo trình giúp sinh viên có thể áp dụng vào thực tiễn công việc sau khi tốt nghiệp.

4.1. Kinh nghiệm thực tế từ các chuyên gia

Nhiều chuyên gia trong ngành đã chia sẻ rằng việc áp dụng kiến thức từ giáo trình vào thực tiễn đã giúp họ giải quyết nhiều vấn đề phức tạp trong quá trình khai thác.

4.2. Các dự án thành công nhờ áp dụng giáo trình

Nhiều dự án khai thác dầu khí đã thành công nhờ vào việc áp dụng các phương pháp và quy trình được trình bày trong giáo trình. Điều này chứng tỏ giá trị thực tiễn của tài liệu.

V. Kết Luận và Tương Lai của Ngành Khai Thác Dầu Khí

Ngành khai thác dầu khí đang có những bước phát triển mạnh mẽ, tuy nhiên cũng phải đối mặt với nhiều thách thức. Việc áp dụng giáo trình Vận Hành Thiết Bị Khai Thác Dầu Khí sẽ giúp nâng cao chất lượng nguồn nhân lực và đáp ứng nhu cầu của ngành trong tương lai.

5.1. Tương lai của ngành dầu khí tại Việt Nam

Ngành dầu khí Việt Nam có tiềm năng phát triển lớn với nhiều dự án mới đang được triển khai. Việc đầu tư vào công nghệ và đào tạo nhân lực sẽ là chìa khóa cho sự phát triển bền vững.

5.2. Vai trò của giáo trình trong đào tạo

Giáo trình Vận Hành Thiết Bị Khai Thác Dầu Khí sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho ngành dầu khí, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun Công nghệ khí (Mã mô đun: PETP642158) được ban hành theo Quyết định số 210/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 3 năm 2022 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Việt Nam). Tài liệu do Kỹ sư Phạm Thế Anh làm Chủ biên cùng tác giả Phạm Hữu Tài biên soạn, phục vụ đào tạo trình độ Cao đẳng cho nghề "Vận hành thiết bị khai thác dầu khí".

Trong chương trình đào tạo tổng thể gồm 86 tín chỉ (2.025 giờ), mô đun Công nghệ khí có thời lượng 2 tín chỉ (45 giờ đào tạo, gồm 14 giờ lý thuyết, 29 giờ thực hành/thảo luận và 2 giờ kiểm tra). Mô đun được bố trí giảng dạy trong nhóm môn học/mô đun chuyên môn nghề, xếp sau các môn học kỹ thuật cơ sở và đặt trước các mô đun Vận hành hệ thống khai thác trên mô hình 1 và 2 (PETP545159, PETP643160).

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định cụ thể theo các chuẩn đầu ra:

• Kiến thức (A1): Trình bày được sơ đồ công nghệ, trang thiết bị của quá trình khai thác khí và bơm ép khí.
• Kỹ năng (B1): Vận hành hệ thống khai thác khí và hệ thống bơm ép khí đúng quy trình kỹ thuật.
• Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C4): Tuân thủ quy định an toàn, phòng cháy chữa cháy (PCCC); thực hiện đúng quy trình vận hành thiết bị cơ khí, điện, tự động hóa; kiểm soát không để xảy ra sự cố thiết bị và có năng lực kèm cặp, hướng dẫn nhân viên vận hành bậc dưới.

Cấu trúc giáo trình tiếp cận theo mô hình tích hợp kỹ thuật công nghệ và thực hành mô phỏng, kết hợp lý thuyết nhiệt động học chất lưu với số liệu khai thác thực tế của ngành dầu khí Việt Nam.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được tổ chức thành 2 bài học chuyên đề chính theo logic tiến trình công nghệ:

[Nguồn gốc, tính chất & Giản đồ pha khí] 

• Bài 1: Quá trình khai thác khí (30 giờ: 9 giờ lý thuyết, 20 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra):

  • Khái niệm và phân loại: Trình bày nguồn gốc hình thành hydrocacbon qua 4 giai đoạn địa chất (tích đọng vật liệu hữu cơ, biến đổi sinh hóa ở điều kiện $100\text{--}200^\circ\text{C}$ và $200\text{--}1.000\text{ atm}$, di cư vào đá chứa/bẫy cấu trúc, biến đổi bẻ gãy mạch trong bồn chứa). Thống kê trữ lượng khí toàn cầu ($179 \times 10^{12}\text{ m}^3$ năm 2004) và cấu trúc trữ lượng các bồn trũng Việt Nam (Nam Côn Sơn, Cửu Long, Sông Hồng, Mã Lai - Thổ Chu, Phú Khánh, Vũng Mây). Thiết lập các tiêu chí phân loại khí: theo nguồn gốc (khí tự nhiên, khí đồng hành, condensate); theo hàm lượng khí axit (khí chua: $\text{H}_2\text{S} > 1%$, $\text{CO}_2 > 2%$; khí ngọt: $\text{H}_2\text{S} < 1%$, $\text{CO}_2 < 2%$); theo hàm lượng $\text{C}_3^+$ (khí béo $> 150\text{ g/m}^3$, khí gầy $< 50\text{ g/m}^3$); theo hàm lượng $\text{C}_2^+$ (khí ẩm $> 10%$, khí khô $< 10%$).
  • Công nghệ và nhiệt động học: Cung cấp cơ sở nhiệt động học chất lưu, tính chất vật lý (nhiệt trị cháy $37\text{--}41\text{ MJ/m}^3$, tốc độ cung cấp nhiệt); giản đồ pha đơn chất, 2 cấu tử và đa cấu tử; các hiện tượng hóa hơi ngược, ngưng tụ ngược; ứng dụng giản đồ pha trong vận chuyển dòng 2 pha và bẫy lỏng (slug catcher); 3 phương pháp làm lạnh tách condensate (trao đổi nhiệt dòng sản phẩm, hiệu ứng Joule-Thomson, giãn nở turbin).
  • Hạ tầng công nghiệp và sản phẩm: Khái quát sản phẩm chế biến (LPG, NGL, LNG, etan, propan, butan, gazolin) cùng thông số kỹ thuật thương phẩm ($\text{H}_2\text{O} < 150\text{ ppm}$, điểm sương $< -6^\circ\text{C}$, $\text{C}_5^+ < 0{,}5%$, $\text{H}_2\text{S}: 2\text{--}20\text{ mg/m}^3$). Phân tích các dự án đường ống Nam Côn Sơn, Khí - Điện - Đạm Cà Mau, Lô B - Ô Môn và Bạch Hổ - Dinh Cố.
  • Thực hành: Luyện tập 20 giờ vận hành hệ thống khai thác khí trên mô hình mô phỏng.

• Bài 2: Quá trình bơm ép khí (15 giờ: 5 giờ lý thuyết, 9 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra):

  • Công nghệ bơm ép: Khái quát sơ đồ công nghệ thu gom và xử lý khí ngoài khơi; nguyên lý tách tạp chất cơ học, bụi, tách nước và khử khí axit; phân loại công nghệ làm sạch khí thành hai nhóm phương pháp: nhóm làm sạch ướt và nhóm làm sạch khô.
  • Thực hành: Luyện tập 9 giờ vận hành hệ thống bơm ép khí trên mô hình phòng máy.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

• Lý thuyết cân bằng pha nhiệt động học: Ứng dụng quy tắc pha Gibbs ($T = C - P + 2$) để xác định số bậc tự do của hệ chất lưu; phân tích điểm ba, điểm bọt (bubble point), điểm sương (dew point) và điểm tới hạn ($P_c, T_c$).
• Nguyên lý đường bao pha đa cấu tử: Xác định áp suất cực đại cricondenbar và nhiệt độ cực đại cricondentherm; đánh giá độ dịch chuyển của đường bao pha dưới ảnh hưởng của các tạp chất $\text{CO}_2, \text{H}_2\text{S}$ (hạ thấp đường bao pha) và $\text{N}_2$ (nâng cao đường bao pha).
• Nguyên lý nhiệt động vận chuyển: Cơ chế biến đổi áp suất - nhiệt độ trong đường ống dẫn khí áp lực cao ngoài khơi, phương thức xử lý dòng đa pha và kỹ thuật giãn nở đoạn nhiệt thu hồi hydrocarbon lỏng.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Nhận diện và đọc hiểu sơ đồ công nghệ thu gom khí mỏ, giàn khai thác và trạm nén khí; thao tác chính xác các bước khởi động, điều chỉnh thông số và dừng hệ thống khai thác, bơm ép khí trên bảng điều khiển mô phỏng.
• Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phân tích thành phần hydrocacbon và phi hydrocacbon để xác định chế độ xử lý phù hợp; tra cứu và ứng dụng giản đồ pha để kiểm soát hiện tượng ngưng tụ lỏng trong đường ống dẫn; đánh giá các chỉ tiêu chất lượng khí thương phẩm.
• Năng lực nghề nghiệp thực hành (Practical competencies): Thực hiện đúng các quy định an toàn vệ sinh lao động và PCCC trong môi trường nhiều nguy cơ rò rỉ khí cháy; ghi chép nhật ký vận hành; xử lý sự cố thiết bị cơ học, điện và hướng dẫn quy trình vận hành cho kỹ thuật viên bậc dưới.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng phương pháp đào tạo tích hợp giữa giảng dạy lý thuyết chuyên môn và rèn luyện kỹ năng thực tế trên phòng mô hình mô phỏng. Tỷ trọng thời lượng thực hành và thảo luận chiếm 64,4% (29/45 giờ), định hướng trực tiếp vào năng lực thao tác nghề nghiệp.

• Hoạt động giảng dạy: Giảng viên sử dụng phương pháp dạy học tích cực (nêu vấn đề kỹ thuật, phân tích tình huống thực tế, tổ chức câu hỏi thảo luận). Bài giảng được thiết kế theo ca/nhóm gắn liền với thiết bị trình chiếu, máy tính và hệ thống phần mềm mô phỏng quá trình công nghệ.
• Hoạt động của người học: Sinh viên tổ chức làm việc theo nhóm từ 2 đến 3 người, phân công nhiệm vụ nghiên cứu tài liệu chuyên ngành trước giờ lên lớp; thực hiện bài tập tình huống kỹ thuật và viết báo cáo thu hoạch nhóm.
• Phương thức kiểm tra và đánh giá: Tuân thủ quy chế đào tạo ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. Thang điểm đánh giá là 10, tính toán với trọng số:
  • Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1): Đánh giá qua hình thức quan sát, bảng kiểm và hỏi đáp sau 5 giờ học đầu tiên (chuẩn A1, C1).
  • Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2): Đánh giá qua bài kiểm tra viết, trắc nghiệm hoặc sản phẩm học tập sau 15 giờ học (chuẩn A1, B1, C1–C4). Tổng điểm kiểm tra thường xuyên và định kỳ chiếm trọng số 40%.
  • Điểm thi kết thúc mô đun: Chiếm trọng số 60%, tổ chức sau 45 giờ bằng hình thức thi lý thuyết tổng hợp (tự luận/trắc nghiệm) kết hợp đánh giá thao tác thực hành trên mô hình mô phỏng.
• Yêu cầu chuyên cần: Sinh viên phải tham dự tối thiểu 70% số giờ giảng lý thuyết và 100% số giờ học thực hành. Trường hợp vắng quá 30% lý thuyết hoặc vắng bất kỳ buổi thực hành nào ($> 0%$), người học không đủ điều kiện dự thi và phải đăng ký học lại mô đun.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

• Hệ thống hóa dữ liệu bồn trũng dầu khí Việt Nam: Giáo trình cập nhật số liệu trữ lượng tiềm năng và xác minh của các vùng trũng địa chất trong nước, bao gồm:

  • Bồn trũng Nam Côn Sơn: Tiềm năng $650\text{--}750\text{ triệu m}^3$ quy dầu; trữ lượng xác minh gồm $74\text{ triệu m}^3$ dầu, $15\text{ tỷ m}^3$ khí đồng hành và $159\text{ tỷ m}^3$ khí tự nhiên.
  • Bồn trũng Cửu Long: Tiềm năng $700\text{--}800\text{ triệu m}^3$ quy dầu, trữ lượng xác minh $56\text{ tỷ m}^3$ khí đồng hành.
  • Bồn trũng Sông Hồng: Tiềm năng $550\text{--}700\text{ triệu m}^3$ quy dầu, trữ lượng xác minh $208\text{ tỷ m}^3$ khí (hàm lượng $\text{CO}_2$ cao).
  • Bồn trũng Mã Lai - Thổ Chu: Tiềm năng $250\text{--}350\text{ triệu m}^3$ quy dầu, trữ lượng xác minh $48\text{ tỷ m}^3$ khí.
  • Bồn trũng Phú Khánh ($300\text{--}700\text{ triệu m}^3$ quy dầu) và Bồn trũng Vũng Mây ($1\text{--}1{,}5\text{ tỷ m}^3$ quy dầu).

• Tích hợp hồ sơ kỹ thuật các dự án khí trọng điểm:

  • Dự án Nam Côn Sơn: Phân tích tuyến đường ống 2 pha dài 370 km, đường kính 26 inch, công suất thiết kế 19,8 triệu $\text{m}^3$/ngày ($7\text{ tỷ m}^3$/năm) nối từ giàn Lan Tây về Nhà máy Xử lý khí Dinh Cố.
  • Dự án Khí - Điện - Đạm Cà Mau: Tuyến ống biển và bờ dài 325 km (298 km ngầm dưới biển), đường kính 18 inch, độ dày 12,5 mm, công suất $2\text{ tỷ m}^3$/năm cấp khí từ mỏ PM3 vùng chồng lấn cho 2 nhà máy điện (1.500 MW) và nhà máy đạm (800.000 tấn/năm).
  • Dự án Lô B - Ô Môn: Tuyến ống quy mô dài gần 400 km (246 km biển, 152 km bờ) kết nối trung tâm năng lượng Ô Môn (2.600 MW).
  • Dự án Khí Bạch Hổ - Rạng Đông: Chuỗi công trình gồm trạm nén khí Dinh Cố (áp suất nén 139 bar, công suất 5,7 triệu $\text{m}^3$/ngày), Nhà máy chế biến khí Dinh Cố ($1{,}4\text{ tỷ m}^3$ khí khô/năm, 140.000 tấn propan/năm, 110.000 tấn butan/năm, 100.000 tấn condensate/năm), Nhà máy chế biến condensate (195.000 tấn/năm) và hệ thống phân phối khí thấp áp.

• Nguồn tài liệu tham khảo chuyên ngành chuẩn mực: Tích hợp dữ liệu tính toán và đồ thị kỹ thuật từ các tài liệu kinh điển: Hóa Lý (Tập II) của Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế; Công nghệ chế biến dầu mỏ của Lê Văn Hiếu (NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2000); Oilfield Processes of Petroleum - Volume one: Natural gas (PennWell Publishing) và Engineering Data Book của Gas Processors Suppliers Association (GPSA, FPS Volume 1, 2, 1998).

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên chuyên ngành: Học sinh, sinh viên theo học trình độ Cao đẳng nghề "Vận hành thiết bị khai thác dầu khí" tại Trường Cao đẳng Dầu khí và các cơ sở giáo dục nghề nghiệp đào tạo kỹ thuật khai thác dầu khí.
• Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học cơ sở và chuyên môn tiền đề trong chương trình khung:
  • Nhóm kỹ thuật cơ sở: Hóa đại cương (PETR522001), Địa chất cơ sở (PETD523031), Vẽ kỹ thuật (MECM512003), Điện kỹ thuật cơ bản (ELEI522003), Cơ sở điều khiển quá trình (AUTM512111).
  • Nhóm chuyên môn ngành: Địa chất dầu khí (PETD622032), Cơ sở khai thác (PETD523034), Vận hành van (PETP533151), Vận hành bơm (PETP534153), Vận hành máy nén (PETP533154), Vận hành thiết bị tách dầu khí (PETP534155).
• Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm căn cứ thiết kế giáo án lý thuyết, giáo án thực hành tích hợp và chuẩn hóa bảng kiểm đánh giá kỹ năng trên phòng mô hình.
• Kỹ thuật viên và cán bộ vận hành: Tài liệu tra cứu nội bộ cho kỹ thuật viên tại các giàn khai thác khí ngoài khơi, trạm nén khí và các nhà máy xử lý khí thuộc Tổng công ty Khí Việt Nam (PV Gas) và Tập đoàn Dầu khí Việt Nam.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng người học nào?

Tài liệu được biên soạn phục vụ học sinh, sinh viên trình độ Cao đẳng nghề "Vận hành thiết bị khai thác dầu khí", đồng thời làm tài liệu tham khảo cho kỹ thuật viên vận hành hệ thống thu gom, xử lý và bơm ép khí tại các công trình công nghiệp dầu khí.

2. Người học cần tích lũy những kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?

Sinh viên cần hoàn thành các môn học kỹ thuật cơ sở và chuyên môn gồm: Hóa đại cương, Địa chất dầu khí, Cơ sở khai thác, Cơ sở điều khiển quá trình cùng các mô đun kỹ năng vận hành thiết bị đơn lẻ như van, bơm, máy nén và thiết bị tách dầu khí.

3. Giáo trình có điểm gì khác biệt về mặt cấu trúc và nội dung đào tạo?

Giáo trình tập trung vào mảng công nghệ khí ngoài khơi và công nghệ bơm ép khí duy trì áp suất vỉa; thời lượng thực hành trên mô hình mô phỏng chiếm 64,4% tổng thời lượng môn học (29/45 giờ). Nội dung gắn liền với số liệu thiết kế và vận hành thực tế tại các dự án khí của Việt Nam như Nam Côn Sơn, Bạch Hổ, Lô B - Ô Môn và Cà Mau.

4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả cao?

Người học cần nghiên cứu tài liệu trước khi lên lớp, phân tích kỹ các dạng giản đồ pha ($P\text{--}T, P\text{--}V$), làm việc nhóm 2–3 người để giải quyết các bài tập tình huống công nghệ và chấp hành nghiêm ngặt 100% thời lượng thực hành thao tác trên phòng mô hình mô phỏng.

5. Giáo trình có tài liệu bổ trợ và điều kiện thực hành nào kèm theo?

Đi kèm với giáo trình là hệ thống giáo án tích hợp, quy trình thao tác chuẩn tại phòng mô hình máy tính mô phỏng quá trình khai thác - bơm ép khí, cùng hệ thống tài liệu tham khảo từ GPSA Engineering Data Book và tài liệu chuyên ngành của PennWell Publishing.

---

Kết luận

Giáo trình Công nghệ khí (Mã mô đun: PETP642158) cung cấp hệ thống kiến thức hoàn chỉnh về đặc tính nhiệt động học của khí thiên nhiên, phân loại các dòng lưu chất hydrocacbon, sơ đồ công nghệ khai thác, xử lý và kỹ thuật bơm ép khí ngoài khơi.

Lộ trình học tập đề xuất cho người học bao gồm:

1. Tiếp thu lý thuyết cơ sở về nguồn gốc, thành phần, phân loại và các giản đồ pha chất lưu.
2. Đọc hiểu và phân tích sơ đồ công nghệ thu gom, xử lý khí, thu hồi condensate và hệ thống bơm ép khí.
3. Rèn luyện 29 giờ kỹ năng thao tác vận hành trên phần mềm mô phỏng.
4. Chuyển tiếp học tập sang các mô đun nâng cao: Vận hành hệ thống khai thác trên mô hình 1 và 2, chuẩn bị cho giai đoạn Thực tập sản xuất (PETR554261) và làm Khóa luận tốt nghiệp (PETR653262).

Nguồn tài nguyên học tập bổ trợ chính gồm hệ thống phần mềm phòng mô hình, quy trình công nghệ giàn khai thác và các sổ tay tra cứu kỹ thuật chuẩn mực của GPSA và PennWell.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: QUÁ TRÌNH KHAI THÁC KHÍ ❖ GIỚI THIỆU BÀI 1 Bài 1 giới thiệu các kiến thức cơ bản về khí tự nhiên và quá trình khai thác khí tự nhiên để người học có được kiến thức nền tảng và dễ dàng tiếp cận công việc sau này. ❖ MỤC TIÊU BÀI 1 Sau khi học xong chương này, người học có khả năng: ➢ Về kiến thức: - Trình bày được sơ đồ công nghệ và các trang thiết bị của quá trình khai thác khí. ➢ Về kỹ năng: - Vận hành hệ thống khai thác khí đúng quy trình. ➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, PCCC, nội quy phòng học/ phòng mô hình/ xưởng thiết bị và quy chế của nhà trường.

- Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị cơ khí, điện, tự động hóa có liên quan. - Xác định được công việc phải thực hiện, hoàn thành các công việc theo yêu cầu, không để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị. - Hướng dẫn, kèm cặp nhân viên vận hành bậc dưới cải thiện kỹ năng, kiến thức vận hành để đảm nhiệm nhiệm vụ tương tự. ❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1 - Đối với người dạy: + Thiết kế giáo án theo thể loại lý thuyết, thực hành hoặc tích hợp phù hợp với bài học.

Giáo án được soạn theo bài hoặc buổi dạy. + Tổ chức giảng dạy: Chia ca, nhóm (phụ thuộc vào số lượng sinh viên/lớp) - Đối với người học: + Chuẩn bị tài liệu, dụng cụ học tập, vở ghi đầy đủ; + Hoàn thành các bài thực hành kỹ năng; + Tổ chức làm việc nhóm, làm việc độc lập; + Tuần thủ quy định an toàn, giờ giấc. ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1 Trang 10 - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng mô hình - Trang thiết bị máy móc: Máy tính, máy chiếu. - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Giáo án, giáo trình, quy trình thực hành.

- Các điều kiện khác: Không có ❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1 - Nội dung: ✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức ✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng. ✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun. + Nghiêm túc trong quá trình học tập.

- Phương pháp: ✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: Vấn đáp) ✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: 1 điểm kiểm tra (hình thức: Câu hỏi) ✓ Kiểm tra định kỳ thực hành: Không NỘI DUNG BÀI 1 Trang 11 1. QUÁ TRÌNH KHAI THÁC KHÍ Khí thiên nhiên có cùng nguồn gốc với dầu mỏ. Việc tìm nguồn gốc của khí vẫn còn là vấn đề rất phức tạp. Có hai giả thuyết về nguồn gốc dầu và khí: Giả thuyết về nguồn gốc vô cơ và giả thuyết về nguồn gốc hữu cơ.

Tuy nhiên với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, giả thuyết thứ 2 được nhiều nhà khoa học nhất trí. Theo giả thuyết đóquá trình hình thành khí có thể chia làm 4 giai đoạn sau: Giai đoạn 1: Tích đọng các vật liệu hữu cơ ban đầu. Trong nước biển có rất nhiều các loại vi khuẩn nên khi các loại động thực vật sống dưới biển bị chết hoặc xác các động thực vật sống trên cạn bị các dòng sông cuốn trôi ra biển lập tức bị chúng phân huỷ để tạo thành khí và các sản phẩm tan trong nước. Phần còn lại không bị phân hủy dần lắng đọng tạo nên các lớp trầm tích dưới đáy biển.

Đây chính là các vật liệu hữu cơ ban đầu của dầu khí Giai đoạn 2: Biến đổi các vật liệu hữu cơ ban đầu thành các hydrocacbon ban đầu của dầu khí. Các vật liệu hữu cơ bền vững không bị phân huỷ bởi các vi sinh vật chính là các hợp chất lipip (protein, chất béo…). Các chất này theo thời gian bị lún sâu xuống đáy biển. Càng lún sâu, nhiệt độ và áp suất càng tăng, có thể lên đến 100 2000C và 200  1000 atm.

Với điều kiện nhiệt độ, áp suất và thời gian như vậy cùng với sự có mặt của các khoáng sét, vi khuẩn, các chất hữu cơ bền vững bị biến đổi tạo thành các hydrocacbon ban đầu của dầu khí. Trang 12 Giai đoạn 3: Di cư của các hydrocabon ban đầu đến các bồn chứa thiên nhiên. Các hydrocacbon ban đầu được tạo thành nằm rãi rác trong các lớp trầm tích. Do áp suất trong các lớp trầm tích cao nên các hydrocacbon ban đầu này bị đẩy ra ngoài và di cư đến nơi ở mới.

Quá trình di cư đó thường diễn ra trong các lớp sa thạch đá vôi hoặc các loại nham thạch có độ rỗng, xốp được gọi là "đá chứa". Sự di chuyển tiếp tục xảy ra cho đến khi chúng gặp điều kiện địa hình thuận lợi để có thể ở lại đấy và tích tụ thành mỏ dầu. Đó là những cái "bẫy" mà dầu có thể vào được nhưng không ra được. Trong suốt quá trình di cư, các hydrocacbon ban đầu chịu nhiều biến đổi hoá học, kết quả là chúng nhẹ dần.

Giai đoạn 4: Biến đổi tiếp tục trong các bồn chứa thiên nhiên. Các hydrocabon ban đầu thường có phân tử lượng rất lớn, ở giai đoạn này chúng tiếp tục bị biến đổi. Ở độ sâu càng lớn, nhiệt độ áp suất càng cao, các hydrocacbon có phân tử lượng lớn , mạch dài, cấu trúc phức tạp sẽ càng bị phân hủy tạo thành các chất có khối lượng phân tử bé hơn, cấu trúc đơn giản hơn…Chính vì vậy tuổi thọ dầu càng cao, độ lún chìm càng sâu thì dầu được tạo thành càng chứa nhiều hydrocacbon có khối lượng phân tử càng nhỏ, sâu hơn nữa có thể chuyển hoàn toàn thành khí. Tóm lại, dầu và khí trong thiên nhiên đều có cùng một nguồn gốc.

Tuy nhiên, do quá trình di cư có thể khác nhau nên chúng có thể tồn tại ở những nơi khác xa nhau. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Trang 13 Khí thiên nhiên và khí dầu mỏ đã được con người sử dụng từ nhiều thế kỷ trước. Các ghi chép lịch sử đã cho thấy khí thiên nhiên đã được đốt ở Trung Quốc từ năm 250. Vào thế kỷ 17, khí thiên nhiên đã được sử dụng để sưởi ấm và chiếu sáng ở miền Bắc Ý.

Ở Hoa Kỳ, khí thiên nhiên lần đầu đã được phát hiện ở Fredonia, New York, năm 1821. Năm 1858, Công ty kinh doanh khí thiên nhiên đầu tiên của Hoa Kỳ được thành lập – Fredonia Gas Light Company. Năm 1885, Robert Bunsen phát minh đèn đốt bằng hỗn hợp khí thiên nhiên và không khí, dùng trong đun nấu và sưởi. Và đến năm 1900, khí thiên nhiên được phát hiện tại 17 tiểu bang của Hoa Kỳ.

Ngày nay, khí thiên nhiên đã được phát hiện và khai thác ở nhiều nơi trên thế giới đồng thời cũng đóng vai trò quan trọng trong ngành năng lượng. Do khí thiên nhiên ở dạng khí khó vận chuyển bằng các phương tiện thông thường, nên trong lịch sử, khí thiên nhiên thường được sử dụng ở các khu vực gần mỏ khí. Khi ngành công nghiệp dầu khí phát triển vào thế kỷ 19 và thế kỷ 20, khí thiên nhiên được phát hiện cùng dầu mỏ (khí đồng hành) từ các mỏ ngầm, thường được xử lý như chất phụ phẩm phế thải và thường được đốt bỏ ngay trên giàn khoan. Ngày nay, khí thiên nhiên được vận chuyển thông qua các mạng lưới đường ống dẫn khí rộng lớn hoặc được hóa lỏng và chở bằng tàu bồn.

HIỆN DIỆN VÀ TRỮ LƯỢNG Khí thiên nhiên đã được phát hiện trên khắp các châu lục. Trữ lượng khí thiên nhiên thế giới tổng cộng vào khoảng 150 tỷ tỷ m³ (150 × 1018). Trữ lượng khí thiên nhiên Trang 14 lớn nhất, tổng cộng khoảng 50 tỷ tỷ m³ đang nằm ở Nga. Trữ lượng lớn thứ nhì thế giới, khoảng 48 tỷ tỷ m³, nằm ở Trung Đông.

Trữ lượng khí thiên nhiên ở Hoa Kỳ tổng cộng khoảng 5 tỷ tỷ m³. Ở Canada, tổng trữ lượng khí tự nhiên là 1,7 tỷ tỷ m³. Các mỏ có trữ lượng khác nằm rải rác ở các nơi ở châu Á, châu Phi và Úc. Bản đồ sản lượng khí thiên nhiên theo quốc gia (các quốc gia màu nâu và tiếp theo là màu đỏ là những quốc gia có sản lượng lớn nhất) Hình 1.

Trữ lượng khí xác minh theo khu vực cuối năm 2004 Trang 15 Hình 1. Trữ lượng khí xác minh của một số nước Châu Á (cuối năm 1999) Đến cuối năm 2004, trữ lượng khí xác minh của thế giới được dự đoán ở mức 179. Khu Vực Trữ lượng (x1012 m3) Tỉ lệ (%) Tỉ số R/P/năm Trung Đông 72.6 >100 Trang 16 Châu Âu 64.1 10 Trung và Nam Mĩ 7.0 55 Trữ lượng toàn cầu 179.0 67 Việt Nam được nhìn nhận là một quốc gia dầu khí non trẻ trong cộng đồng các quốc gia dầu khí trên thế giới. Tuy nhiên, Việt Nam có tiềm năng khí khá lớn với trữ lượng tiềm năng khoảng 150 tỷ m3 gồm 160 tỷ m3 khí đồng hành, 1.130 tỷ m3 khí tự nhiên và khoảng 200 m3 condensate.

Trong đó, trữ lượng xác minh khoảng 500 tỷ m3 và khí tự nhiên có thể thu hồi được 90%.Theo tổng công ty khí Việt Nam ( PV Gas), tiềm năng nguồn khí Việt Nam tập trung ở một số vùng trũng chính: trũng Sông Hồng, trũng Cửu Long, trũng Nam Côn Sơn, trũng Mã Lai- Thổ Chu và một số trũng khác. - Bồn trũng Cửu Long: có trữ lượng tiềm năng khoảng 700 đến 800 triệu m3 quy dầu, trữ lượng xác minh 20 triệu m3 dầu với 56 tỷ m3 khí đồng hành. - Bồn trũng Nam Côn Sơn: có trữ lượng tiềm năng khoảng 650 ÷ 750 triệu m3 quy dầu (17%), trữ lượng xác minh chủ yếu là khí gồm 74 triệu m3 dầu, 15 tỷ m3 khí đồng hành, 159 tỷ m3 khí không đồng hành. Trữ lượng này đảm bảo khai thác trong 15 năm với công suất 2.

- Bồn trũng Sông Hồng: trữ lượng tiềm năng khoảng 550 ÷ 700 triệu m3 quy dầu, trữ lượng xác minh khoảng 208 tỷ m3 khí, chủ yếu là khí có hàm lượng CO2 cao. Trang 17 - Trũng Mã Lay- Thổ Chu: trữ lượng tiềm năng khoảng: 250 ÷ 350 triệu m3 quy dầu (5%), trữ lượng xác minh gồm 12 triệu m3 dầu, 3 tỷ m3 khí đồng hành và 45 tỷ m3 khí không đồng hành. - Bồn trũng Phú Khánh: trữ lượng tiềm năng 300 ÷ 700 triệu m3 quy dầu (10%). - Bồn trũng Vũng Mây: trữ lượng tiềm năng 1 ÷ 1,5 tỷ m3 quy dầu (30%), chủ yếu là khí.