MÔ TẢ HỌC THUẬT: GIÁO TRÌNH ĐỊA CHẤT MÔI TRƯỜNG (NGHỀ KHOAN KHAI THÁC DẦU KHÍ)


Tổng quan về giáo trình

Giáo trình môn học: Địa chất môi trường (Mã môn học: PETD62035) là tài liệu đào tạo chuyên môn được ban hành theo Quyết định số 211/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 3 năm 2022 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Việt Nam) tại Bà Rịa - Vũng Tàu. Tài liệu do ThS. Phạm Thị Nụ làm Chủ biên cùng tác giả Hoàng Trọng Quang biên soạn theo chương trình đào tạo của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội.

                    CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO CAO ĐẲNG
             (Nghề: Khoan khai thác / Vận hành thiết bị KTDK)

Trong cấu trúc chương trình đào tạo nghề Khoan khai thác và nghề Vận hành thiết bị khai thác dầu khí hệ cao đẳng (tổng khối lượng 87 tín chỉ, 2040 giờ), môn học Địa chất môi trường có thời lượng 2 tín chỉ (tương đương 30 giờ đào tạo, gồm 28 giờ lý thuyết và 2 giờ kiểm tra). Môn học thuộc nhóm mô đun kỹ thuật cơ sở và được bố trí giảng dạy trước các môn học, mô đun chuyên ngành.

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định cụ thể qua ba nhóm chuẩn đầu ra:

  • Kiến thức (A1): Trình bày các khái niệm cơ bản về môi trường, phát triển bền vững và quy trình đánh giá tác động môi trường (ĐTM); mô tả các biến động môi trường phát sinh từ các quá trình tự nhiên hoặc từ hoạt động khai thác tài nguyên của con người.
  • Kỹ năng (B1): Xây dựng quy trình xử lý kỹ thuật khi xảy ra tai biến tràn dầu.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Hình thành tác phong làm việc khoa học, tính cẩn trọng, kỷ luật và khả năng làm việc theo nhóm trong môi trường kỹ thuật.

Cấu trúc tài liệu được thiết kế thành 4 chương theo phương pháp tiếp cận từ nguyên lý khoa học đại cương đến kỹ thuật đánh giá chuyên ngành, sau đó khảo sát các tác động môi trường trong lĩnh vực tài nguyên nước và trọng tâm là hoạt động công nghiệp dầu khí. Điểm đặc thù của giáo trình là gắn kết lý thuyết địa chất môi trường với các dữ liệu kỹ thuật thực tế của các mỏ dầu khí tại thềm lục địa Việt Nam như Bạch Hổ, Rồng, Đại Hùng, Lan Tây – Lan Đỏ.


Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương và chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân bố trong 4 chương logic:

  • Chương 1: Đại cương (2 giờ): Cung cấp định nghĩa về môi trường và địa chất môi trường; phân loại đối tượng nghiên cứu gồm các yếu tố tự nhiên nội sinh (chuyển động mảng, macma), ngoại sinh (trượt lở, sụt lún, bồi lắng, xói mòn) và hoạt động của con người; xác lập quy trình nghiên cứu 3 bước (thu thập thông tin, quan trắc biến động, xử lý thông tin - lập báo cáo) với hai công cụ chính là viễn thám (ảnh máy bay, ảnh vệ tinh Landsat, SPOT, radar ERS) và Hệ thống thông tin địa lý (GIS); trình bày 4 chu trình địa chất tự nhiên.
  • Chương 2: Đánh giá tác động môi trường trong hoạt động địa chất (5 giờ): Định nghĩa quá trình ĐTM (EIA); phân cấp 4 mức độ đánh giá (ĐTM sơ bộ, ĐTM chi tiết, xác định hiện trạng môi trường EIS, ĐTM chiến lược); mô tả quy trình ĐTM 6 bước (Đăng ký, Nghiên cứu, Hướng dẫn, Báo cáo, Thẩm định, Tư vấn); phân tích 5 phương pháp ĐTM kỹ thuật: phương pháp liệt kê, phương pháp danh mục (danh mục đơn giản, mô tả, mức độ, trọng số, câu hỏi), phương pháp ma trận (gồm ma trận định lượng Leopold 88 yếu tố với thang điểm từ 1 đến 10), phương pháp chồng gối thông tin (overlays kết hợp GIS) và phương pháp sơ đồ mạng lưới.
  • Chương 3: Các vấn đề về môi trường trong khai thác tài nguyên nước (8 giờ): Khái quát số liệu khai thác nước tại Việt Nam (nguồn nước mặt chiếm 70,4% từ 98 nhà máy; nước dưới đất chiếm 29,6% từ 61 nhà máy); phân tích nguy cơ suy thoái nước mặt do hóa chất nông nghiệp, quá trình phèn hóa và rối loạn dòng chảy do hồ chứa; khảo sát 4 nguyên nhân gây ô nhiễm nước dưới đất (bố trí giếng gần nguồn ô nhiễm, phễu áp lực kéo mặn, lỗi kỹ thuật trám xi măng gây thông tầng, giếng bỏ hoang tạo cửa sổ thủy văn); giải thích cơ chế biến dạng sụt lún mặt đất do tháo khô chất lỏng; đưa ra 8 giải pháp bảo vệ tài nguyên nước.
  • Chương 4: Các vấn đề môi trường trong hoạt động dầu khí (15 giờ): Khái quát 2 giai đoạn lịch sử phát triển dầu khí Việt Nam (trước và sau năm 1975); phân tích các nguồn phát thải ngoài khơi (nước vỉa yêu cầu xử lý hàm lượng dầu < 15 ppm, mùn khoan, khí thải CO2, CO, NOx, SO2, H2S); thống kê các vụ tai nạn giàn khoan và sự cố tràn dầu lịch sử; phân tích nguồn gây ô nhiễm trong chế biến lọc hóa dầu; mô tả các dạng tai biến tràn dầu (trên mặt nước, trong đất, trên mặt đất); trình bày các phương pháp xử lý dầu tràn (vật lý, hóa học, sinh học); giới thiệu hệ thống quản lý môi trường ngành dầu khí và các công nghệ kỹ thuật giảm thiểu chất thải (hệ thống xử lý mùn khoan kín Slamatoc tại mỏ Bạch Hổ và hệ thống Caisson).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập hệ thống lý thuyết nền tảng dựa trên các nguyên lý khoa học:

  • Hệ thống chu trình địa chất: Chu trình kiến tạo (tectonic cycle), chu trình đá (rock cycle), chu trình nước (hydrologic cycle) và chu trình sinh địa hóa (biogeochemical cycle).
  • Hệ thống thông số đánh giá chất lượng nước: Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), oxy hòa tan (DO), nhu cầu oxy hóa học (COD), các hợp chất Nitơ gây phú dưỡng hóa và chỉ số vi sinh vật chỉ thị (Coliform, E. coli).
  • Cơ chế ô nhiễm chất lưu và biến dạng cơ học đất đá: Sự hình thành phễu áp lực ngược tại vùng ven biển, hiện tượng thông tầng do mất liên kết trám cách ly và cơ chế tháo khô chất lỏng gây sụt lún địa tầng vĩnh viễn.
  • Cơ chế sinh hóa xử lý ô nhiễm hydrocarbon: Quá trình oxy hóa bẻ mạch phân tử hydrocarbon của vi sinh vật thành CO2, nước, axit hữu cơ và sinh khối; phân biệt hai nguyên lý: Kích hoạt vi sinh vật bản địa (Biostimulation) bằng việc bổ sung N, P và Bổ sung chủng vi sinh vật ngoại lai (Bioaugmentation).

Kỹ năng phát triển

Tài liệu hướng tới việc rèn luyện các nhóm kỹ năng cụ thể:

  • Kỹ năng kỹ thuật và quy trình: Thiết lập quy trình vận hành thu gom dầu tràn bằng phao quây (boom) và thiết bị hút (skimmer); ứng dụng công nghệ xử lý mùn khoan đáy biển bằng hệ thống tuần hoàn kín Slamatoc.
  • Kỹ năng phân tích và đánh giá: Khả năng lập ma trận tương tác Leopold để cho điểm tác động môi trường; sử dụng sơ đồ mạng lưới để phân tích chuỗi nguyên nhân - hệ quả từ bậc I đến bậc III; ứng dụng bản đồ chồng gối dữ liệu không gian GIS.
  • Kỹ năng thực hành chuyên môn: Nhận diện các nguồn phát thải tại cơ sở chế biến (khí oxit sunfua, oxit nitơ, aldehyde, amoniac, bùn thải chứa kim loại nặng Cr, Zn); kiểm soát thông số nước thải mỏ và lập báo cáo quan trắc định kỳ.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình quy định cụ thể phương pháp sư phạm đối với người dạy và nhiệm vụ học tập của người học:

                   CƠ CẤU ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC (PETD62035)

Phương pháp tiếp cận sư phạm

  • Đối với người dạy: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực gồm thuyết trình ngắn, phương pháp vấn đáp, giảng dạy dựa trên giải quyết vấn đề (problem-based learning), giao bài tập tình huống thực tế và hướng dẫn sinh viên khai thác tài liệu chuyên ngành.
  • Đối với người học: Thực hiện quy trình tự học kết hợp làm việc nhóm (mỗi nhóm từ 8 đến 10 thành viên). Mỗi thành viên chịu trách nhiệm nghiên cứu một phần chủ đề trước khi thảo luận, tổng hợp và lập báo cáo chung. Người học phải nghiên cứu trước giáo trình trước khi lên lớp và tham dự tối thiểu 70% thời lượng các buổi giảng lý thuyết (vắng quá 30% số tiết phải học lại).

Phương pháp kiểm tra và đánh giá

Quy trình đánh giá được thực hiện theo Quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy (Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH), tính theo thang điểm 10 (làm tròn một chữ số thập phân) và quy đổi sang thang điểm 4:

  • Điểm đánh giá quá trình (Trọng số 40%): Bao gồm 01 cột điểm kiểm tra thường xuyên (hình thức vấn đáp sau 7 giờ giảng dạy, đánh giá chuẩn đầu ra A1, C1, C2) và 02 cột điểm kiểm tra định kỳ (hình thức tự luận hoặc trắc nghiệm sau 15 giờ và 30 giờ, đánh giá chuẩn đầu ra A1, A2, C1, C2).
  • Điểm thi kết thúc môn học (Trọng số 60%): Thực hiện sau khi kết thúc 30 giờ đào tạo bằng hình thức thi viết kết hợp giữa tự luận và trắc nghiệm, đánh giá tổng hợp các chuẩn đầu ra A1, A2, B1, C1, C2.

Điểm nổi bật và cập nhật

Nội dung giáo trình phản ánh các dữ liệu thực tế và giải pháp kỹ thuật gắn liền với ngành công nghiệp dầu khí tại Việt Nam:

  1. Tích hợp dữ liệu công nghiệp thực tế: Giáo trình cập nhật chi tiết tiến trình khai thác dầu khí qua các mốc thời gian: mỏ Bạch Hổ bắt đầu khai thác thương mại năm 1986; phát hiện các mỏ Rồng, Đại Hùng, Rạng Đông (JVPC), Ruby (Petronas); khai thác mỏ khí Lan Tây – Lan Đỏ; các công trình hạ tầng như Nhà máy Lọc dầu Dung Quất (khảo sát năm 1998), Cụm Khí - Điện - Đạm Cà Mau (khởi động năm 2000), Khí - Điện - Đạm Phú Mỹ (khởi công 2001, vận hành 2004).
  2. Hệ thống dẫn chứng các vụ tai nạn và sự cố điển hình: Tài liệu trích dẫn các vụ tai biến giàn khoan trên thế giới (vụ nổ giàn Piper Alpha năm 1988 làm 167 người thiệt mạng, sự cố nổ giàn Deepwater Horizon năm 2010 gây thảm họa tại Vịnh Mexico) cùng các sự cố tràn dầu tại Việt Nam (vỡ đường ống dẫn dầu mỏ Bạch Hổ năm 1992 tràn 300-700 tấn dầu thô, đứt đường ống dẫn dầu mỏ Đại Hùng năm 1995 làm tràn 15,73 m3, chìm tàu Leal năm 1989 làm đổ hơn 200 tấn dầu FO, chìm tàu Promex Cita năm 1997 tại Quảng Ngãi).
  3. Cập nhật giải pháp kỹ thuật xử lý chất thải đặc thù: Phân tích cơ chế vận hành của hệ thống xử lý mùn khoan kín Slamatoc trên giàn khoan Bạch Hổ (thu hồi thành phần dầu nhẹ và dẫn mùn rắn xả cách đáy biển 5m) và so sánh với hệ thống Caisson của Úc; mô tả quy trình ứng dụng chất dinh dưỡng N, P trong phương pháp sinh học kích hoạt vi sinh vật bản địa (Biostimulation).
  4. Mô hình hóa hệ thống quản lý chuyên ngành: Làm rõ sơ đồ tổ chức công tác an toàn - môi trường của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam từ cấp Tổng công ty (Phòng Khoa học - Công nghệ - Môi trường, Trung tâm Nghiên cứu phát triển an toàn và Môi trường dầu khí RDCPSE) đến cấp cơ sở (PVSC, PVEP, Đội ứng cứu sự cố tràn dầu thành lập năm 1987 của XNLD Vietsovpetro, Đội ứng cứu thuộc PTSC, Ban An toàn thuộc PCGC).

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình Địa chất môi trường phục vụ các nhóm đối tượng cụ thể trong hệ thống giáo dục nghề nghiệp và kỹ thuật:

  • Sinh viên/Học viên: Là tài liệu học tập bắt buộc đối với học viên đào tạo nghề Khoan khai thác và nghề Vận hành thiết bị khai thác dầu khí trình độ Cao đẳng tại Trường Cao đẳng Dầu khí.
  • Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học thuộc khối đại cương và kỹ thuật cơ sở trước khi học môn này, bao gồm Hóa Đại cương (Mã: PETR63001, 3 tín chỉ), Địa chất cơ sở (Mã: PETD53031, 3 tín chỉ) và An toàn vệ sinh lao động (Mã: SAEN52001, 2 tín chỉ).
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng giáo trình làm tài liệu chuẩn để biên soạn giáo án, thiết kế bài tập tình huống, tổ chức các buổi thảo luận nhóm và xây dựng ngân hàng câu hỏi kiểm tra, đánh giá theo chuẩn đầu ra của môn học.
  • Đối tượng tham khảo: Giáo viên, cán bộ kỹ thuật, kỹ sư làm việc trong các đơn vị thành viên của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam cần tài liệu nghiên cứu về quy chuẩn môi trường ngoài khơi, phương pháp ĐTM và quy trình ứng phó sự cố tràn dầu.

Câu hỏi thường gặp

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

Giáo trình được biên soạn phục vụ trực tiếp cho học viên trình độ Cao đẳng thuộc nghề Khoan khai thác và nghề Vận hành thiết bị khai thác dầu khí tại Trường Cao đẳng Dầu khí, đồng thời là tài liệu tham khảo cho cán bộ kỹ thuật công tác trong lĩnh vực an toàn môi trường ngành dầu khí.

2. Cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học môn này?

Người học cần tích lũy các kiến thức cơ bản từ các môn học kỹ thuật cơ sở trước đó: Địa chất cơ sở (nhận biết đất đá, cấu trúc địa tầng), Hóa đại cương (hiểu các phản ứng hóa học, tính chất của hydrocarbon và hợp chất vô cơ) và An toàn vệ sinh lao động (nắm các nguyên tắc an toàn công nghiệp).

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các giáo trình Địa chất môi trường thông thường là gì?

Khác với các giáo trình mang tính đại cương chung, tài liệu này tập trung chuyên sâu vào các tác động môi trường trong chuỗi hoạt động công nghiệp dầu khí (khoan thăm dò, khai thác, vận chuyển đường ống, tàng trữ và chế biến lọc hóa dầu) và giới thiệu chi tiết các giải pháp kỹ thuật đặc thù như hệ thống xử lý mùn khoan Slamatoc, các phương pháp sinh học xử lý tràn dầu và mô hình tổ chức quản lý môi trường tại các doanh nghiệp dầu khí Việt Nam.

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

Người học cần đọc trước nội dung từng chương theo đề cương, chuẩn bị các câu hỏi thảo luận, tham gia hoạt động phân tích tình huống theo nhóm từ 8-10 người, trả lời các câu hỏi ôn tập ở cuối mỗi chương và liên hệ lý thuyết với các số liệu thực tế về sự cố môi trường được trình bày trong tài liệu.

5. Giáo trình có những tài liệu tham khảo chính nào đi kèm?

Nội dung giáo trình được biên soạn dựa trên các tài liệu tham khảo chính bao gồm:

  1. PGS. Huỳnh Thị Minh Hằng (2008), Địa chất môi trường, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.
  2. Trần Anh Châu (1984), Địa chất đại cương, Nhà xuất bản Giáo dục.
  3. Đoàn Thiên Tích (2001), Dầu khí Việt Nam, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.

Kết luận

Giáo trình Địa chất môi trường (Mã: PETD62035) hệ thống hóa các kiến thức cơ bản về môi trường địa chất tự nhiên, nguyên lý và quy trình đánh giá tác động môi trường (ĐTM), cùng các giải pháp quản lý và kỹ thuật bảo vệ môi trường trong khai thác tài nguyên nước và hoạt động dầu khí.

Lộ trình tiếp thu kiến thức được xây dựng theo trật tự logic: từ việc nắm vững khái niệm và phương pháp nghiên cứu đại cương (Chương 1), phương pháp luận ĐTM (Chương 2), khảo sát tác động môi trường ngành nước (Chương 3), đến nghiên cứu chuyên sâu các vấn đề ô nhiễm, sự cố tràn dầu và công nghệ xử lý trong hoạt động dầu khí ngoài khơi và chế biến (Chương 4). Người học có thể mở rộng nghiên cứu qua các văn bản quy phạm pháp luật về môi trường, các tiêu chuẩn xả thải công nghiệp và hệ thống tài liệu chuyên khảo chuyên ngành dầu khí liên quan.