Điều khiến các nhà khai thác dầu mỏ lo lắng là mức khai thác ở các mỏ dầu đang hoạt động giảm trung bình mỗi năm từ 4 đến 6%. Lý do rất đơn giản, áp lực trong lòng đất giảm dẫn đến lượng dầu được bơm lên cũng giảm theo. Hiện tượng này chỉ có thể khắc phục nếu phát hiện thêm những mỏ dầu mới. Tuy nhiên tình hình lại không có gì sáng sủa, theo báo cáo về tình hình năng lượng thế giới của Cơ quan năng lượng quốc tế IEA:

Từ hàng chục năm nay, các doanh nghiệp ngày càng ít phát hiện được những nguồn dầu mỏ mới. Các cột mầu xanh cho thấy sự phát triển trong tương lai. Số liệu tỷ thùng dầu trong một năm. (nguồn: IEA World Energy Outlook 2014)

Biểu đồ cho thấy số lượng các mỏ dầu mới phát hiện ngày càng giảm và không thể bù đắp sự thiếu hụt. Hậu quả của sự kiện này được thể hiện một phần trong biểu đồ tiếp theo trong IEA-Reports:

Mầu xám sáng trong biểu đồ cho thấy giả định về lượng khai thác ở các mỏ dầu đang hoạt động hiện nay và sự giảm sút của chúng. Mầu đen (Crude Oil - dầu thô) là lượng dầu khai thác trong tương lai tư các mỏ dầu thông thường  Sự chênh lệch giữa hai số liệu này phải được bù đắp thông qua những nguồn dầu mới. (nguồn: IEA World Energy Outlook 2014)

Có thể thấy rõ tỷ lệ khai thác ở những mỏ đầu đang hoạt động (existing fields) giảm mạnh. Có thể bù đắp sự thiếu hụt này nếu phát hiện được nhiều mỏ mới và các nguồn dầu mới như khai thác cát hắc ín (tar sands), các mỏ dầu ở biển sâu hay đá phiến sét (kerogen) nhưng những kiểu khai thác này rất tốn kém.

Các công nghệ mới tái sinh các mỏ dầu cũ

Vì vậy ở ngành công nghiệp dầu mỏ, các mỏ dầu đang hoạt động và mỏ dầu cũ mà người ta cho là đã khai thác cạn kiệt đang ngày càng được quan tâm nhiều hơn. Trong điều kiện khai thác thông thường, chỉ có khoảng 20 đến 30% lượng dầu mỏ được bơm lên khỏi mặt đất. Từ lâu người ta đã tìm cách bơm nước, hơi nước hay CO2 xuống lòng đất để tăng áp lực hoặc tăng độ lỏng cho dầu để tăng lượng khai thác lên vài %. 

Với những công nghệ khai thác hoàn toàn mới (|Enhanced Oil Recovery), các doanh nghiệp mong muốn khai thác nhiều dầu mỏ hơn trong các mỏ cũ. Cơ quan địa chất quốc gia Mỹ (USGS) ước đoán, các mỏ dầu cũ sẽ trở thành nguồn khai thác mới quan trọng nhất trong tương lai khi có thể bơm thêm 665 tỷ thùng dầu từ đây. Theo mức giá hiện nay, lượng dầu này trị giá khoảng 53 nghìn tỷ đôla Mỹ và đáp ứng khoảng 50% nhu cầu về dầu mỏ của thế giới trong vòng ba chục năm. Tuy nhiên chi phí cho công việc này không nhỏ, những ví dụ sau đây chứng minh điều này:

1. Azerbaijan

Cái nôi của công nghiệp khai thác dầu mỏ thế giới nằm tại Azerbaijan. Những lít dầu đầu tiên được bơm lên khỏi lòng đất vào nửa cuối thế kỷ 19 ở quanh thủ đô Baku. Gia đình nhà Nobel (sau này tài trợ cho giải thưởng Nobel), gia đình Rothschild và người khổng lồ dầu mỏ Shell đã kiếm được bộn tiền tại đây.

Cũng như tất cả các nước khai thác dầu mỏ từ những nguồn thông thường khác ngày nay, Azerbaijan đang phải đối mặt với tình trạng khan hiếm nguồn nguyên liệu. Biểu đồ khai thác đã đi xuống từ năm 2009, tuy nhiên nguồn tài nguyên quý giá này tiếp tục được bơm lên ở ngoài khơi nước này.  Trong những năm qua, ban nghiên cứu của Tập đoàn dầu mỏ - khí đốt quốc gia Socar đã tập trung nghiên cứu phát triển một phương pháp dựa trên công nghệ nano.

Các kỹ sư đã pha trộn theo phương pháp thủ công một loại keo đặc (gel) và bơm chúng trong nhiều tháng liền xuống mỏ dầu. Những nguyên liệu cực nhỏ này kết nối với nhau thành một mạng lưới và ép dầu ở dưới lòng đất phải trồi lên. Nước trong chất keo cùng với dầu thoát lên từ mỏ. Chất hoạt động bề mặt (Surfactant) góp phần làm cho nguyên liệu nano hòa tan trong nước, tương tự như ở chất tẩy rửa.

Nhờ công nghệ này, tập đoàn Socar có thể khai thác thêm từ 10 đến 15% lượng dầu mỏ còn tồn đọng trong các mỏ đã khai thác, qua đó có thể khai thác tổng cộng khoảng 50% lượng dầu trong các mỏ dầu. Cho tới năm 2013, phương pháp này đã được áp dụng ở trên 15 mũi khoan. Hiện nay người ta đã tiến hành trên 1000 mũi khoan sâu ở ngoài biển thuộc Azerbaijan. 

Socar không tiết lộ về chi phí khi áp dụng công nghệ này nhưng ước đoán khá tốn kém. Những chi tiết về tỷ lệ pha trộn chất keo cũng được giữ kín. Các chuyên gia về hóa, địa chất và các kỹ sư dầu mỏ nhiều khi phải mất cả tháng trời để tạo ra một công thức pha trộn keo thích hợp cho từng khu mỏ riêng biệt.

2. Đức

Các nhà kỹ thuật và các doanh nghiệp không chỉ tăng cường tỷ lệ khai thác dầu mỏ ở ngoài khơi mà còn ở dưới lòng đất bằng việc bơm hơi nước xuống lòng đất. Do dầu mỏ thông thường nằm trong những lớp đá xốp nên chúng sẽ được bơm lên mặt đất dễ dàng hơn khi không đặc quánh. Vi sinh vật trong đất cũng góp phần vào quá trình khai thác dầu, chúng phân nhỏ thành phần dầu mỏ, làm dầu mỏ lỏng hơn.

Mấy năm gần đây, một doanh nghiệp dầu khoáng của Đức, Wintershall, nghiên cứu về một loại chất kích thích dầu mỏ (oil doping) trên nền tảng sinh thái. Cùng với tập đoàn mẹ, tập đoàn hoá chất khổng lồ BASF, các nhà nghiên cứu thử nghiệm một chất liệu mà họ dùng phương pháp hoá học để tách chiết một nguyên liệu sinh học polymer (Biopolymer) dạng nước đặc quánh từ nấm Schizophyllum commune. Loại dung dịch nấm này được bơm xuống mỏ dầu và nó càng đặc bao nhiều thì dầu được đưa lên nhiều hơn bấy nhiêu. Theo Wintershall, phương pháp này rất thân thiện với môi trường. Cũng tương tự như công nghệ nano ở Azerbaijan, phương pháp này cũng có khả năng khai thác khoảng 50% lượng dầu mỏ ẩn trong lòng đất.

3. Bắc Mỹ

Những thử nghiệm ở Hoa Kỳ đang được triển khai mạnh mẽ nhắm khai thác được nhiều dầu mỏ hơn trong những mỏ dầu cũ. Thí dụ tại tập đoàn dầu mỏ khổng lồ BP, siêu máy tính đang phân tích các dữ liệu địa chất đề xác định chính xác vị trí dầu còn sót lại ở trong các mỏ cũ.  Và để khai thác các túi dầu đó, người ta đã phát triển những công nghệ hết sức mới mẻ.

Doanh nghiệp Hoa kỳ Novagas Energy ở Texas đã bắn – nói một cách đơn giản – bằng súng canon-electron dài ba mét xung điện từ xuống mỏ dầu. Chúng tác động vào những phần còn lại  dầu, làm lỏng chúng để dầu chảy vào ống khoan.  Công nghệ này hiện đang được thử nghiệm tại trên một chục mỏ dầu ở Hoa kỳ. Kết quả ban đầu cho thấy, nhờ phương pháp này có thể khai thác được thêm 25% dầu trong lòng đất và đưa tổng số dầu khai thác được lên khoảng 60%.

Doanh nghiệp Falcon Ridge Oil của Canada cũng đang phát triển một loại công nghệ mang tên Terra Slicing, có nghĩa là thái đất: ở đây các ống cũng như chỗ trám xi măng trong ống khoan sẽ được xới lên. Thông qua các cửa sổ, người ta phun một loại chất lỏng trộn với hoá chất để rửa trôi đất, qua đó dầu có thể dễ dàng chảy qua. Cũng như công nghệ của Novas Energy, công nghệ này cũng xuất phát từ nước Nga. Thử nghiệm đầu tiên hiện mới được tiến hành nhưng Falcon Ridge đang muốn sớm thương mại hoá rộng rãi công nghệ này.

Liệu công nghệ nào sẽ giành được phần thắng, điều này còn phải chờ thời gian trả lời. Nhưng có thể khẳng định: trong tương lai những mỏ dầu cũ sẽ được tái khởi dộng ngày càng nhiều hơn. Với các nước thành viên OPEC, đây có thể được coi là tin vui.  Còn đối với khí hậu thì niềm vui đó ngắn chẳng tày gang – nếu nhân loại muốn ngăn chặn trái đất nóng lên thì tốt hơn hết con người hãy để dầu mỏ nằm im trong lòng đất.

Xuân Hoài dịch theo Tuần kinh tế Đức