Để đáp ứng nhu cầu về dầu trong biên giới Hoa Kỳ, ngành công nghiệp đã đẩy các giới hạn của công nghệ để đạt được trữ lượng dầu ở vùng nước sâu của Vịnh Mexico.
Để đáp ứng nhu cầu về dầu, ngành công nghiệp đã đẩy các giới hạn của công nghệ để đạt được trữ lượng dầu mới. Ở vùng nước sâu của Vịnh Mexico, một số ước tính cho biết có đủ dầu để cung cấp năng lượng cho Hoa Kỳ trong vòng 10 năm trở lên. Nhà địa chất học Lesli Wood là một nhà khoa học nghiên cứu cao cấp của Cục Địa chất kinh tế tại Đại học Texas ở Austin. Tiến sĩ Wood đã nói chuyện với EarthSky về những thách thức hiện tại và những đổi mới trong tương lai liên quan đến việc khai thác dầu ở vùng nước sâu của Vịnh Mexico.
Vịnh Mexico có bao nhiêu dầu?
Ảnh tín dụng: Rian Castillo
Dường như luôn luôn có nhiều hơn chúng ta ước tính một cách bảo thủ. Và điều đó nói lên rất tốt cho tương lai năng lượng của chúng ta. Trên thực tế, tôi nghĩ rằng miễn là chúng ta có những người thông minh ngoài kia đang tìm kiếm các nguồn năng lượng và tìm cách mở đường theo cách đó, tương lai cho năng lượng ở Hoa Kỳ trông rất tươi sáng.
Những gì chúng tôi nghĩ bây giờ là có khoảng 50 tỷ thùng dầu tương đương ở vịnh Mexico sâu. Trở lại những năm 1990, chúng tôi đã nghĩ rằng có khoảng 25 tỷ thùng, nhưng gần đây đã có một số khám phá mới. Và điều đó đã khiến chúng tôi nhìn vào một số cơ hội mới ở vùng Vịnh.
Chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi có một ý tưởng khá tốt về các bẫy thông thường - đó là những nơi chúng tôi đã quen để tìm hydrocarbon. Chúng tôi khá tự tin rằng nếu chúng tôi đi vào và chúng tôi khoan giếng vào một trong những nơi tương tự, chúng tôi sẽ có thể tìm thấy chúng một lần nữa.
Và sau đó, toàn bộ khu vực ở Vịnh Mexico, nơi mà rất, rất sâu. Nó có một khu vực ở vùng Vịnh nơi chúng tôi hiện có rất ít giếng.Nó rất khó để nhìn sâu xuống địa tầng - đó là, thứ tự và vị trí tương đối của các tầng bên dưới bề mặt Trái đất - liên quan đến các khu vực của Vịnh. Nhưng dựa trên những gì chúng ta biết, chúng ta có thể đưa ra một số ước tính về hydrocarbon ở những khu vực thuộc Vịnh Mexico. Những gì chúng ta biết về khí đốt, dầu mỏ và các loại dự trữ năng lượng khác tồn tại ở vùng Vịnh sâu đang thay đổi mọi lúc. Với mỗi điểm dữ liệu mới được tìm thấy, với mỗi sinh viên mới muốn tham gia và thực hiện một số nghiên cứu, với mỗi dòng địa chấn hoặc dữ liệu mới được bắn, hoặc mỗi giếng được khoan, chúng tôi khám phá những điều mới về tài nguyên dầu trong Vịnh Mexico. Chúng tôi biết có rất nhiều dầu vẫn còn ở vùng Vịnh. Và nó bắt buộc phải hiểu chúng tôi để hiểu rõ hơn về nó để đóng góp cho an ninh năng lượng của Hoa Kỳ và thế giới.
Làm thế nào để bạn biết loại dầu này ở đó, hàng ngàn feet dưới nước và mặt đất?
Hình ảnh ba chiều về địa hình của khu vực Hoa Kỳ và Mexico xung quanh Vịnh Mexico và lưu vực biển bên dưới những con sóng. Màu xanh nhạt hơn đại diện cho vùng nước nông và màu xanh lam sâu hơn phản ánh vùng nước sâu hơn. Hình ảnh lịch sự về Dữ liệu và Bản đồ ESRI (2000)
Trong hơn 100 năm, người ta đã khoan giếng tìm dầu, hàng triệu giếng. Một số đã được chứng minh là thành công, và một số đã được chứng minh là không thành công.
Chúng tôi dựa vào khả năng của chúng tôi để dự đoán đâu là xu hướng sản xuất và đâu là xu hướng sản xuất. Chúng ta biết rằng các lưu vực lớn trên khắp thế giới có đồng bằng lớn và hệ thống sông lớn nuôi dưỡng trầm tích vào chúng có đá nguồn cho dầu. Và chúng tôi tin rằng lưu vực Vịnh Mexico có một lịch sử nơi đá phiến hữu cơ và đá phong phú được đặt xuống có thể được chôn và đốt nóng và trưởng thành thành dầu. Chỉ bằng bản chất của bối cảnh, chúng tôi nghĩ rằng đó có thể là một nơi có lợi để tìm kiếm dầu khí.
Sau đó, chúng tôi đi vào và đánh giá lưu vực thông qua viễn thám. Chúng ta có thể hạ cánh xuống đó và đặt tay vào một bể chứa dầu khí. Nhưng chúng ta có thể sử dụng thông tin địa vật lý để ghi lại hình ảnh dưới bề mặt - giống như bạn sẽ có được hình ảnh tia X của cơ thể ai đó - để giúp nhìn vào bên trong địa tầng - hoặc cơ thể của Vịnh Mexico - và lập bản đồ các tảng đá ở dưới đó.
Ví dụ, cách sóng âm phản ứng với đá đôi khi có thể cho chúng ta biết loại chất lỏng nào trong đá. Chúng tôi luôn luôn tìm kiếm các công cụ và công nghệ mới như công nghệ nano hoặc công nghệ địa vật lý mới có thể cho chúng ta biết điều gì đó thú vị về những gì mà xuống dưới bề mặt Trái đất.
Nhưng bằng chứng cuối cùng về việc liệu có dầu ở Vịnh Mexico sẽ là mũi khoan hay không. Ở đó, không có công nghệ nào tốt hơn là đi sâu vào và xem những gì ở dưới đó. Và với hàng chục ngàn giếng được khoan ở Vịnh Mexico trong những năm qua, chúng tôi có một bộ dữ liệu khá dày đặc.
Nó cũng là tốt để đi nơi bạn đã thành công. Chúng tôi đã có rất nhiều thành công ở Vịnh Mexico. Chúng tôi sản xuất gần hai triệu thùng dầu và năm triệu feet khối khí đốt mỗi ngày từ Vịnh Mexico. Chúng tôi biết có hydrocarbon ở dưới đó. Nó chỉ là một vấn đề trích xuất nó một cách an toàn, kinh tế và hiệu quả.
Một số thách thức lớn nhất trong việc khám phá hydrocarbon nước sâu - dầu và khí tự nhiên là gì?
Bản đồ từ Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ cho thấy địa hình / độ sâu bờ và ngoài khơi. Màu xanh đại diện cho vùng biển có màu tối hơn đại diện cho vùng nước sâu hơn (> 200 mét). Trong số 1300 cánh đồng ngoài khơi của Hoa Kỳ ở Vịnh Mexico, 20 nhà sản xuất hàng đầu hiện đang ở trong vùng nước sâu.
Năm 2002, một cái giếng gọi là Cây đinh ba đã được khoan ở phía nam vịnh Mexico trong khoảng 8.000 feet nước. Giếng nước đã phát hiện ra mỏ dầu Great White, hiện đang được sản xuất thông qua Perdido Spar (xem ảnh Perdido trong cuộc phỏng vấn này). Sau đó vào năm 2010, một công ty đã khoan một giếng khác trong 10.000 feet nước. Trong một khoảng thời gian rất ngắn, chúng tôi đã khoan sâu hơn và sâu hơn trong Vịnh Mexico.
Thông thường, thông tin mà chúng ta có không theo kịp với những thách thức mà chúng ta phải đối mặt trong việc khoan sâu hơn và sâu hơn vào Vịnh Mexico. Một trong những thách thức lớn nhất mà chúng ta phải đối mặt là cố gắng dự đoán không chỉ những gì chúng ta sẽ thấy về địa tầng, trong các lớp Trái đất khác nhau, mà cả những gì chúng ta sẽ phải đối mặt về các vấn đề an toàn và môi trường khi chúng ta đi sâu vào những vùng nước sâu hơn và sâu hơn. Đó là một doanh nghiệp nguy hiểm.
Nhưng bạn không thể khám phá những biên giới mới mà không có rủi ro thăm dò. Các nhà thám hiểm đến Bắc Cực vào đầu thế kỷ biết rằng họ đang cố gắng khám phá các lãnh thổ mới và họ có rất ít thông tin để quay trở lại. Bạn phải đưa ra dự đoán tốt nhất rằng bạn có thể về các điều kiện và cơ hội mà bạn sẽ phải đối mặt. Bạn phải tiến về phía trước. Nếu chúng ta sẽ mở ra những biên giới mới và những ý tưởng mới về tài nguyên năng lượng, thì chúng ta sẽ phải đối mặt với một số thách thức.
Vì vậy, tôi nghĩ rằng thách thức lớn nhất mà chúng ta phải đối mặt là cố gắng khám phá sâu hơn nữa ở Vịnh Mexico và cố gắng đóng góp cho các nguồn năng lượng của Hoa Kỳ trong những môi trường khó khăn hơn - như Bắc Cực và Vịnh Mexico cực sâu - với ít dữ liệu Khi chúng tôi thu thập dữ liệu của mình, chúng tôi sẽ gặp phải một số thách thức. Mỗi thử thách mới là một cơ hội để học hỏi.
Một khi bạn biết dầu và hydrocarbon ở đó, làm thế nào chúng đạt được?
Dữ liệu địa chấn địa vật lý có thể cung cấp hình ảnh về đáy biển và những tảng đá bên dưới đáy biển cho phép chúng ta khám phá các bẫy hydrocarbon trong nước sâu, cũng như giảm thiểu các vấn đề an toàn liên quan đến các cơ sở thăm dò và sản xuất. Hình ảnh lịch sự của Tiến sĩ Lesli Wood
Một khi chúng ta biết nơi chúng ta muốn khoan, các nhà nghiên cứu đi vào và đánh giá đáy biển và các mối nguy hiểm tồn tại. Trước khi các kỹ sư thậm chí có thể thiết kế một giàn khoan và triển khai nó để khoan, chúng ta cần biết những thứ như, những loài động vật dưới đáy biển nào tồn tại? Sub đáy biển như thế nào? Có bùn không, có vững không? Những nguy hiểm mà chúng ta phải đối mặt với dòng chảy và sóng là gì?
Khi các kỹ sư và thợ khoan tiếp quản, một nhà địa chất và nhà địa vật lý làm việc với họ để đảm bảo rằng mọi việc được thực hiện an toàn và họ đã bắn trúng mục tiêu. Đánh trúng mục tiêu chính xác giống như kéo dài ống hút soda từ máy bay ở độ cao 33.000 feet và cố gắng tấn công nhà ai đó. Ngành công nghiệp khoan ngoài khơi đã trở nên rất thành công khi đánh những mục tiêu nhỏ dưới đáy biển. Đó là loại thách thức mà bạn gặp phải khi bạn cố gắng khoan giếng dưới nước sâu.
Sau khi họ tìm thấy mục tiêu, họ sẽ tiếp tục thiết lập một cấu trúc khá lớn cho các hoạt động sản xuất. Các giếng bổ sung được khoan để phát triển các lĩnh vực mới được phát hiện. Trong toàn bộ quá trình này, chúng tôi có các công nghệ mới được gắn vào mũi khoan gần mũi khoan để theo dõi các điều kiện trong lỗ khoan, và có các nhà địa chất cả trên giàn khoan và trên bờ đang theo dõi từ xa những gì đang diễn ra ở đáy lỗ . Chẳng hạn, áp lực gì? Cái gì nhiệt độ? Làm thế nào nhanh là bit biến? Chúng ta có xăng hoặc dầu đang quay trở lại vào giếng không? Họ cũng đánh giá những tảng đá đang được khoan khi những mảnh đá nhỏ chui ra khỏi lỗ khoan để xem chúng hình thành trong đó.
Những ý tưởng mới đến từ đâu sẽ tạo ra sự đổi mới và khai thác dầu và hydrocarbon khác trong vùng nước sâu?
Hình ảnh cho thấy sà lan nổi (bên phải) triển khai cấu trúc dây buộc nổi dưới nước sâu gọi là Spar Perdido sẽ là nền tảng cho các cơ sở sản xuất và khu nhà ở. Địa điểm là trong nước sâu của Vịnh Mexico 150 dặm từ bờ biển phía nam Texas. Hình ảnh lịch sự của trang web Shell
Khi chúng tôi phát triển các công nghệ điện toán, chúng tôi đã phát triển khả năng làm việc hiệu quả hơn rất nhiều. Ví dụ, chúng ta có thể hình ảnh bề mặt của Trái đất hơn bao giờ hết. Chúng ta có thể hình ảnh nó theo bốn chiều - hình ảnh ba chiều của các hồ chứa ở dưới bề mặt và sau đó chúng ta có thể theo dõi điều đó theo thời gian. Chúng ta thực sự có thể thấy một lỗ khoan chứa đầy dầu và cách hydrocarbon đang di tản khỏi hồ chứa. Chúng tôi có thể cải thiện hiệu quả sản xuất của chúng tôi.
Một thứ khác dường như đang phát triển ngày nay là các chương trình nghiên cứu trong việc phát triển việc sử dụng công nghệ nano. Một ví dụ về điều này là khái niệm phát triển cảm biến vi mô, nguồn cung cấp thông tin vi mô mà bạn thực sự có thể đặt vào lỗ khoan và nó sẽ đi qua các tảng đá và không gian lỗ rỗng của đá. Những cảm biến siêu nhỏ này nhỏ, nhỏ hơn tóc người. Họ có thể cung cấp thông tin lại cho máy tính về hình dáng bên trong của tảng đá, nhìn thấy những tảng đá ở dưới mặt đất như chúng ta chưa từng có trước đây.
Điểm cuối cùng của tôi là chúng ta cần tiếp tục - luôn luôn - để nhìn về phía trước các nguồn và loại năng lượng mới. Chúng tôi không kết hôn với dầu. Chúng tôi không kết hôn với khí đốt. Chúng ta nên nhìn vào năng lượng gió. Chúng ta nên nhìn vào năng lượng mặt trời. Và chúng ta nên xem xét tất cả các loại thay thế cho năng lượng hydrocarbon thông thường.
Bất cứ điều gì khác bạn muốn nói với độc giả của chúng tôi?
Tôi nghĩ rằng một số thách thức lớn nhất đối với chúng ta ngày nay là làm thế nào để tiếp tục sản xuất một lượng lớn hydrocarbon mà chúng ta sử dụng và cần ở đất nước này. Chúng ta cần nó để tiếp tục xây dựng xã hội và duy trì mức sống kinh tế. Ngoài ra, còn có thách thức về cách chúng tôi làm điều đó một cách an toàn và hiệu quả, đồng thời cân bằng mọi người về những mối quan tâm về môi trường và các phát triển thăm dò nhạy cảm an toàn.
Tôi đã đọc tài khoản của Shackleton, về chuyến đi đến Nam Cực và tôi đã ngạc nhiên về những gì mọi người sẽ đặt mình thông qua cả trí tuệ và thể chất để tìm kiếm và khám phá những điều mới.
Năng lượng như thách thức lớn nhất mà thế giới đối mặt với thế giới ngày nay. Mọi người sẽ áp dụng khả năng trí tuệ của họ - và đôi khi là khả năng thể chất của họ - để đáp ứng thách thức đó để cải thiện xã hội nói chung