Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Địa chất môi trường (Mã môn học: KKT19MH35) là tài liệu giảng dạy chính quy được ban hành theo Quyết định số 192/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Việt Nam), do ThS. Phạm Thị Nụ (Chủ biên) cùng tác giả Hoàng Trọng Quang biên soạn tại Bà Rịa - Vũng Tàu.

Trong chương trình đào tạo nghề Vận hành thiết bị khai thác dầu khí trình độ Cao đẳng, môn học này có thời lượng 2 tín chỉ (tổng cộng 30 giờ, gồm 28 giờ lý thuyết và 2 giờ kiểm tra). Môn học thuộc nhóm kỹ thuật cơ sở và chuyên môn, được bố trí giảng dạy trước các mô đun kỹ thuật chuyên sâu ngành nghề.

Mục tiêu đào tạo của giáo trình hướng tới 3 chuẩn đầu ra:

  • Chuẩn kiến thức (A1): Trình bày các khái niệm cơ bản về môi trường địa chất, phát triển bền vững và quy trình đánh giá tác động môi trường (ĐTM); mô tả các biến động môi trường do quá trình tự nhiên hoặc hoạt động khai thác tài nguyên của con người.
  • Chuẩn kỹ năng (B1): Xây dựng quy trình xử lý khí và phương án ứng phó kỹ thuật khi xảy ra tai biến tràn dầu.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Rèn luyện phương pháp làm việc khoa học, tính kiên nhẫn, năng lực phối hợp làm việc nhóm và ý thức tuân thủ quy chuẩn an toàn, bảo vệ môi trường trong hoạt động dầu khí.

Cấu trúc giáo trình gồm 4 chương liên hoàn, tiếp cận theo nguyên lý kết hợp giữa lý thuyết địa chất cơ sở với các bài toán kỹ thuật thực tế trong việc khai thác tài nguyên nước và chuỗi hoạt động công nghiệp dầu khí (khoan thăm dò, khai thác, vận chuyển, tàng trữ và chế biến).


Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương và chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân bổ trong 4 chương với logic phát triển từ đại cương lý thuyết, công cụ đánh giá, đến các tác động môi trường chuyên ngành:

Chương 1: Đại cương (2 giờ)
Chương 2: Đánh giá tác động môi trường trong hoạt động địa chất (5 giờ)
Chương 3: Các vấn đề về môi trường trong khai thác tài nguyên nước (8 giờ)
Chương 4: Các vấn đề môi trường trong hoạt động dầu khí (15 giờ)
  • Chương 1: Đại cương (2 giờ lý thuyết): Giới thiệu định nghĩa môi trường và địa chất môi trường; đối tượng nghiên cứu (hoạt động nội sinh, ngoại sinh, hoạt động nhân sinh); phương pháp nghiên cứu gồm 3 bước cơ bản (thu thập thông tin, quan trắc biến động, xử lý thông tin và lập báo cáo kết quả); ứng dụng kỹ thuật Viễn thám (ảnh máy bay, ảnh vệ tinh Landsat, SPOT, ERS, RADARSAT) và Hệ thống thông tin địa lý (GIS). Chương này cũng chuẩn hóa các thuật ngữ về quá trình địa chất, tai biến môi trường, biến chất, và 4 chu trình địa chất: chu trình kiến tạo (tectonic cycle), chu trình đá (rock cycle), chu trình nước và chu trình sinh địa hóa.
  • Chương 2: Đánh giá tác động môi trường trong hoạt động địa chất (5 giờ lý thuyết): Trình bày bản chất của ĐTM (EIA); phân loại cấp độ ĐTM (ĐTM sơ bộ, ĐTM chi tiết, xác định hiện trạng môi trường - EIS, đánh giá môi trường chiến lược); quy trình ĐTM chuẩn gồm 6 giai đoạn (Đăng ký, Nghiên cứu, Hướng dẫn, Báo cáo, Thẩm định, Tư vấn); phân tích ưu - nhược điểm của 5 phương pháp ĐTM: phương pháp liệt kê, phương pháp danh mục (đơn giản, mô tả, mức độ, trọng số, câu hỏi), phương pháp ma trận (ma trận đơn giản, ma trận định lượng Leopold 88 yếu tố, ma trận tương tác), phương pháp chồng gối thông tin (overlays trên nền GIS), và phương pháp sơ đồ mạng lưới.
  • Chương 3: Các vấn đề về môi trường trong khai thác tài nguyên nước (8 giờ: 7 giờ lý thuyết, 1 giờ kiểm tra): Đánh giá hiện trạng tài nguyên nước Việt Nam (tỷ lệ cấp nước mặt 70,4%, nước dưới đất 29,6% theo thống kê); các tác động tiêu cực trong khai thác nước mặt (ô nhiễm hữu cơ, phèn hóa đất do đào xới, biến đổi thủy văn và xói lở hạ lưu do hồ chứa); các tác động trong khai thác nước dưới đất (ô nhiễm vi sinh và hóa học đo qua các chỉ số BOD, DO, COD, hợp chất Nitơ; biến dạng mặt phân cách mặn - ngọt tạo phễu áp lực ngược gây nhiễm mặn ven biển; hiện tượng thông tầng do hỏng trám cách ly; ô nhiễm từ giếng bỏ hoang); biến dạng lún sụt mặt đất do tháo khô tầng chứa nước tại các đô thị (Hà Nội, TP.HCM); hệ thống 8 giải pháp kỹ thuật và pháp lý bảo vệ tài nguyên nước.
  • Chương 4: Các vấn đề môi trường trong hoạt động dầu khí (15 giờ: 14 giờ lý thuyết, 1 giờ kiểm tra): Khái quát lịch sử phát triển ngành dầu khí Việt Nam từ giai đoạn trước 1975 đến các mỏ Bạch Hổ, Rồng, Đại Hùng, Rạng Đông, Ruby, Lan Tây - Lan Đỏ và các cụm công nghiệp Dung Quất, Phú Mỹ, Cà Mau. Phân tích chi tiết các dòng thải công nghiệp từ giàn khoan biển (Bảng 7.1: nước vỉa, bùn và mùn khoan, nước làm mát, khí thải đồng hành) và cơ sở chế biến (Bảng 7.2 và 7.3: khí oxit sunfua, NOx, vẩn lơ lửng, aldehyde, amonia; nước thải chứa phenol, kim loại nặng, bùn xúc tác). Trình bày chuyên đề tai biến tràn dầu (phân loại tràn dầu trên mặt nước, trong lòng đất, trên mặt đất; tổn thất hệ sinh thái biển, rạn san hô, rừng ngập mặn; tính toán chi phí xử lý từ 300 đến 2.400 USD/thùng dầu). Phân tích các giải pháp ứng phó tràn dầu: cơ học (phao quây boom, máy hút skimmer), hóa học (chất phân tán, chất hoạt động bề mặt), và sinh học gồm phương pháp kích hoạt vi sinh vật (biostimulation - bổ sung N, P, chất hoạt động bề mặt sinh học) và bổ sung vi sinh vật (bioaugmentation). Chương kết thúc với mô hình quản lý môi trường ngành dầu khí (từ cấp Tập đoàn đến cấp cơ sở: RDCPSE, PVSC, PVEP, Vietsovpetro, PTSC, PCGC) và các giải pháp kỹ thuật như xử lý mùn khoan kín bằng hệ thống Slamatoc (mỏ Bạch Hổ) và Caisson.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập hệ thống kiến thức nền tảng dựa trên:

  1. Lý thuyết các chu trình địa chất: Sự tương tác đa chiều giữa chu trình kiến tạo, chu trình đá, chu trình thủy văn và chu trình sinh địa hóa trong việc luân chuyển vật chất và năng lượng.
  2. Khung lý thuyết Đánh giá tác động môi trường (EIA Framework): Bản chất khoa học và quy trình quản lý của ĐTM, nguyên lý ma trận hai chiều Leopold và nguyên lý phân tích quan hệ nhân - quả theo sơ đồ mạng lưới.
  3. Cơ chế thủy địa chất và cơ học đất đá: Quy luật hình thành phễu áp lực ngược, cơ chế thông tầng thủy văn qua khuyết tật trám xi măng giếng khoan, và hiện tượng lún sụt bề mặt đất do tháo khô chất lỏng trong tầng chứa.
  4. Hóa học hydrocacbon và độc học môi trường dầu khí: Động học phân hủy hydrocacbon trong môi trường biển, cơ chế tác động của các khí độc (H2S, SO2, NOx, CO) và cơ chế sinh học phân hủy dầu thông qua quá trình oxy hóa bẻ mạch carbon của vi sinh vật bản địa.

Kỹ năng phát triển

Thông qua nội dung các chương, giáo trình rèn luyện cho người học các nhóm kỹ năng:

  • Kỹ năng kỹ thuật chuyên môn: Nhận diện và đo lường các nguồn thải đặc thù ngoài khơi (kiểm soát nồng độ dầu trong nước xả thải dưới ngưỡng 15 ppm, vận hành hệ thống thu hồi mùn khoan Slamatoc); thiết kế quy trình trám cách ly giếng khoan chống hiện tượng thông tầng ô nhiễm nước ngầm.
  • Kỹ năng phân tích và đánh giá: Áp dụng phương pháp danh mục và ma trận để nhận diện tác động môi trường trong từng công đoạn thi công giếng khoan, khai thác và vận chuyển dầu thô.
  • Kỹ năng thực hành ứng phó sự cố: Lập phương án và triển khai quy trình kỹ thuật khắc phục sự cố tràn dầu trên biển bằng phương pháp cơ học (phao quây, máy hút), lựa chọn chất phân tán hóa học phù hợp khu vực xa bờ, và ứng dụng công nghệ sinh học (biostimulation) để xử lý dầu bám bờ và vùng ngập nước.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình quy định cụ thể phương pháp tổ chức dạy và học theo định hướng tích cực hóa người học, kết hợp giữa thuyết trình kỹ thuật, thảo luận chuyên đề và nghiên cứu tình huống thực tế:

                  PHƯƠNG THỨC TỔ CHỨC DẠY VÀ HỌC
  • Đối với người dạy: Sử dụng các phương pháp giảng dạy tích cực như diễn giảng ngắn, dạy học theo vấn đề, hướng dẫn học viên khai thác tài liệu chuyên ngành, phân nhóm thảo luận và giao bài tập tình huống (case study). Người dạy giữ vai trò điều phối, đánh giá kết quả làm việc nhóm và hệ thống hóa kiến thức trọng tâm.
  • Đối với người học: Thực hiện quy trình học tập tự chủ gồm các bước: đọc trước nội dung giáo trình theo từng chương trước khi đến lớp; tham gia nhóm học tập (quy mô 8 - 10 học viên) để phân chia nhiệm vụ nghiên cứu từng khía cạnh của chủ đề thảo luận; viết báo cáo thu hoạch nhóm; hoàn thành đầy đủ bài tập tình huống và câu hỏi thảo luận cuối mỗi chương. Học viên bắt buộc phải tham dự tối thiểu 70% thời lượng các buổi giảng lý thuyết (vắng quá 30% tổng số tiết phải học lại môn học).
  • Điều kiện thực hiện bài giảng: Phòng học chuẩn lý thuyết trang bị máy chiếu (projector), máy vi tính, hệ thống sơ đồ/hình vẽ kỹ thuật, giáo án, và các tư liệu phim ảnh minh họa về sự cố môi trường và các hệ thống xử lý công nghiệp.
                   CƠ CẤU ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC (30 GIỜ)
  * Căn cứ: Thông tư 09/2017/TT-LĐTBXH (Thang điểm 10 quy đổi thang 4)

Quy chế kiểm tra và đánh giá kết quả học tập được thực hiện theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. Điểm môn học tính theo thang điểm 10 (làm tròn một chữ số thập phân) và quy đổi sang điểm chữ, thang điểm 4:

  1. Điểm kiểm tra thường xuyên và định kỳ (Trọng số 40%): Gồm 1 cột kiểm tra thường xuyên sau 7 giờ giảng (hình thức vấn đáp/thuyết trình/báo cáo, đánh giá chuẩn A1, C1) và 1 cột kiểm tra định kỳ sau 15 giờ giảng (hình thức viết tự luận hoặc trắc nghiệm, đánh giá chuẩn A1, C1, C2).
  2. Điểm thi kết thúc môn học (Trọng số 60%): Tổ chức sau khi hoàn thành 30 giờ giảng; hình thức thi kết hợp giữa tự luận và trắc nghiệm; kiểm tra tổng hợp các chuẩn đầu ra kiến thức (A1, A2), kỹ năng xây dựng phương án xử lý tràn dầu (B1), cùng năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1, C2).

Điểm nổi bật và cập nhật

Giáo trình Địa chất môi trường (2020) của Trường Cao đẳng Dầu khí thể hiện tính cập nhật và chuyên biệt hóa sâu sắc cho khối ngành vận hành khai thác dầu khí thông qua các nhóm nội dung:

                           TÍNH CẬP NHẬT VÀ NỔI BẬT
  1. Hệ thống dữ liệu sự cố và bài học lịch sử chi tiết: Giáo trình tích hợp biên niên sử các tai nạn dầu khí tiêu biểu trên thế giới để phân tích nguyên nhân kỹ thuật và tổn thất môi trường: vụ gãy đổ giàn khoan Alexander Kielland (1980, biển Bắc, 123 người chết), nổ giàn Piper Alpha (1988, 167 người chết), nổ chìm giàn khoan của Petronas (Brasil, 1984 và 2001), và thảm họa nổ giàn Deepwater Horizon (tháng 4/2010 tại Vịnh Mexico làm 11 người chết, phát tán hàng chục ngàn thùng dầu gây khủng hoảng sinh thái diện rộng). Tại Việt Nam, tài liệu ghi nhận chính xác các dữ kiện: sự cố phụt khí tại mỏ Lan Tây (15/2/1993), sự cố vỡ ống chuyển dầu tại phao nạp ngoài khơi mỏ Bạch Hổ (26/11/1992 làm tràn 300 - 700 tấn dầu thô), đứt ống dẫn dầu mỏ Đại Hùng (8/2/1995 làm tràn 15,73 m³ dầu), vỡ container tại cảng Vieco Vũng Tàu (14/9/1995 đổ 145 thùng dầu HDF200), đắm tàu Leal tại Quy Nhơn (10/8/1989 làm đổ hơn 200 tấn dầu FO), và tàu Promex Cita chìm tại Quảng Ngãi (2/12/1997).
  2. Tích hợp các giải pháp kỹ thuật công nghệ cao: Giới thiệu chi tiết giải pháp xử lý mùn khoan ngoài khơi bằng hệ thống thải kín Slamatoc đang triển khai tại các giàn khoan mỏ Bạch Hổ (cho phép thu hồi pha dầu nhẹ để tái sử dụng và dẫn mùn khoan rắn qua ống xả xuống vị trí cách đáy biển 5 m nhằm giảm phát tán tầng mặt), đồng thời đối chiếu với nguyên lý hệ thống xử lý chất thải Caisson của Úc. Trong lĩnh vực sinh học, giáo trình phân định rõ hai công nghệ xử lý ô nhiễm tràn dầu: kích hoạt vi sinh vật bản địa (biostimulation qua việc bổ sung muối dinh dưỡng NH4NO3, K2HPO4, KH2PO4 và chất hoạt động bề mặt sinh học) và bổ sung vi sinh vật ngoại lai (bioaugmentation).
  3. Mô tả tường minh hệ thống quản trị môi trường Petrovietnam: Giáo trình phản ánh cấu trúc tổ chức và chức năng kiểm soát môi trường của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam: Phòng Khoa học - Công nghệ - Môi trường; Trung tâm Nghiên cứu phát triển an toàn và Môi trường dầu khí (RDCPSE); Công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí (PVEP); Công ty Giám sát Hợp đồng Chia sản phẩm (PVSC); Ban An toàn - Môi trường và Đội ứng cứu sự cố tràn dầu thành lập từ năm 1987 của Liên doanh Vietsovpetro; Đội ứng cứu tràn dầu PTSC; và Ban An toàn Công ty Chế biến & Kinh doanh Khí (PCGC).

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình được thiết kế chuyên biệt phục vụ các đối tượng đào tạo kỹ thuật nghề nghiệp trong hệ thống đào tạo của ngành Dầu khí:

                            ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG
  • Học viên bắt buộc: Học viên theo học hệ Cao đẳng nghề thuộc hai chuyên ngành trọng điểm: Nghề Vận hành thiết bị khai thác dầu khí và Nghề Khoan khai thác tại Trường Cao đẳng Dầu khí.
  • Học viên và bạn đọc tham khảo mở rộng: Giáo viên và học viên các nghề Khoan khai thác và Vận hành thiết bị khai thác dầu khí hệ Trung cấp nghề; học viên các nghề liên quan như Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí, Kỹ thuật Hàn, Vận hành thiết bị chế biến dầu khí, và Vận hành nhà máy điện.
  • Kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Để tiếp thu hiệu quả các nội dung trong giáo trình, người học cần hoàn thành các môn học thuộc khối đại cương và cơ sở kỹ thuật trong khung chương trình:
    • Hóa Đại cương (Mã môn: CNH19MH09 - 3 tín chỉ, 45 giờ)
    • Địa chất cơ sở (Mã môn: KKT19MH31 - 3 tín chỉ, 75 giờ)
    • An toàn vệ sinh lao động (Mã môn: ATMT19MH01 - 2 tín chỉ, 30 giờ)
  • Ứng dụng đối với giảng viên: Tài liệu cung cấp khung chuẩn cấu trúc bài giảng 30 giờ, ngân hàng câu hỏi thảo luận theo từng chương, tiêu chuẩn đánh giá theo thang điểm 10 quy đổi thang điểm 4, và định hướng bài tập tình huống cho các khóa đào tạo nội bộ ngành dầu khí.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình là tài liệu học tập bắt buộc đối với học viên hệ Cao đẳng nghề Vận hành thiết bị khai thác dầu khí và Khoan khai thác tại Trường Cao đẳng Dầu khí. Đồng thời, tài liệu phục vụ tham khảo cho học viên hệ Trung cấp nghề dầu khí, học viên các ngành chế biến khí, hàn, vận hành nhà máy điện, cũng như kỹ sư và cán bộ kỹ thuật tham gia công tác quản lý an toàn - môi trường tại các đơn vị dầu khí.

2. Cần kiến thức nền nào để học giáo trình này?

Học viên cần nắm vững kiến thức từ các môn học kỹ thuật cơ sở được bố trí học trước trong chương trình đào tạo, bao gồm: Hóa Đại cương (CNH19MH09), Địa chất cơ sở (KKT19MH31) và An toàn vệ sinh lao động (ATMT19MH01).

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các giáo trình địa chất môi trường tổng quát là gì?

Khác với các giáo trình mang tính địa chất tổng hợp thuần túy, tài liệu này tập trung sâu vào các khía cạnh môi trường chuyên ngành dầu khí ngoài khơi và ven biển: quy trình công nghệ xử lý mùn khoan kín (Slamatoc, Caisson), cơ chế phân hủy hydrocacbon trong nước biển, kỹ thuật xử lý tràn dầu cơ - hóa - sinh, các sự cố lịch sử ngành dầu khí tại Việt Nam và cơ cấu tổ chức quản lý môi trường đặc thù của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam.

                    SO SÁNH TÍNH CHUYÊN BIỆT NỘI DUNG

4. Làm sao để tự học và nghiên cứu giáo trình hiệu quả?

Học viên cần chuẩn bị bài trước giờ học, lập nhóm thảo luận từ 8 - 10 người để phân tích các bài tập tình huống sự cố thực tế, trả lời hệ thống câu hỏi cuối mỗi chương, đồng thời tìm hiểu các quy chuẩn kỹ thuật về môi trường do Bộ Tài nguyên & Môi trường và Tập đoàn Dầu khí Việt Nam ban hành.

5. Những tài liệu tham khảo chính nào được sử dụng để xây dựng giáo trình?

Giáo trình được biên soạn dựa trên việc tham khảo các tài liệu học thuật chuyên ngành gồm:

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

Kết luận

Giáo trình Địa chất môi trường (Mã môn học: KKT19MH35) cung cấp khối kiến thức kỹ thuật cơ sở về môi trường địa chất và bảo vệ môi trường trong hoạt động khai thác tài nguyên nước và công nghiệp dầu khí.

                       LỘ TRÌNH HỌC TẬP ĐỀ XUẤT

Trong tiến trình đào tạo nghề Vận hành thiết bị khai thác dầu khí, môn học đóng vai trò cầu nối logic giữa các học phần khoa học nền tảng (Địa chất cơ sở, Hóa đại cương) với các mô đun kỹ thuật chuyên ngành như Thiết bị hoàn thiện giếng khai thác (KKT19MĐ51), Vận hành thiết bị tách dầu khí (KKT19MĐ54), Hệ thống thu gom và vận chuyển dầu khí (KKT19MĐ56) và Vận hành hệ thống khai thác trên mô hình (KKT19MĐ58, KKT19MĐ59).

Việc nắm vững các nội dung trong giáo trình giúp người học hình thành năng lực nhận diện nguồn thải, đánh giá rủi ro địa chất môi trường và thực thi các biện pháp kỹ thuật ứng phó sự cố theo quy chuẩn an toàn của ngành công nghiệp dầu khí.