Làm sao để phá bỏ giàn khoan trên biển?

Paul Marks

Chúng trông như thể một kho thuốc súng dưới tay kẻ ác kiểm soát - những vỏ tàu thân kép khổng lồ, sóng laser dưới nước, các robot lặn ngầm và các lưỡi cưa kim cương.

Thực ra đó là những công cụ để các kỹ sư dùng tới khi phải tháo dỡ hàng trăm các giàn khoan dầu khí sắp sớm bị bỏ rơi ở Biển Bắc.

Những giàn khoan ở vùng biển từng một thời giúp cho kinh tế châu Âu thịnh vượng trong suốt 40 năm, nay đang đối diện với một kết cục xấu.

Tuy nhiên, dỡ bỏ chúng sẽ là một việc cực kỳ khó khăn.

Trữ lượng hydrocarbon ở Biển Bắc đang cạn kiệt, và nhiều hàng trăm giàn khoan đang dần tới thời kỳ hết hạn hoạt động.

Khi các giếng càng cạn kiệt dần, thì chi phí vận hành các giàn khoan càng trở nên tốn kém, theo Richard Neilson, một chuyên gia chuyên về lĩnh vực công nghệ ngoài khơi từ Đại học Aberdeen.

Thêm nữa, tình trạng giá dầu liên tục xuống giá, khiến cho khoảng một phần ba các mỏ dầu đang hoạt động bị thua lỗ.

Chưa hết, tình trạng mất ổn định sau việc Anh Quốc bỏ phiếu rời EU, mà theo đánh giá của hãng tin tài chính Bloomberg là càng khiến cho việc đóng cửa các giàn khoan ở Biển Bắc càng trở nên cần kíp.

Nhưng lại có một vấn đề phát sinh: các giàn khoan không thể chỉ đóng cửa không hoạt động là xong.

Trách nhiệm bảo vệ môi trường

Theo một nghị định thư do 15 nước tham gia ký kết, Công ước Bảo vệ Môi trường biển ở vùng Đông Bắc Đại Tây Dương, gọi tắt là Ospar, có hiệu lực từ 3/1998, các giàn khoan ngoài khơi không thể bị vứt bỏ ngoài biển hoặc bỏ mặc cho rỉ sét, dần tan tành mục rữa, bởi chúng có nguy cơ tàn phá cho hệ sinh thái biển vốn dễ bị tổn hại.

Các biện pháp được nêu trong Ospar chủ yếu là kết quả của cuộc tranh cãi giữa Shell và tổ chức Hòa bình Xanh sau khi nhóm này gây áp lực với việc chiếm cứ Brent Spar, một kho chứa dầu nổi của Shell để các tàu tới tiếp nhận dầu thô, nhằm chống việc để kho chứa này bị chìm và vứt bỏ trên biển hồi 1995.

Ospar đòi các siêu cấu trúc nổi trên mặt nước của một giàn khoan phải được dỡ đi, đem vào bờ để tái sử dụng.

Phần phía trên này gồm cả toàn bộ hoạt động cốt lõi của giàn khoan dầu hoặc khí, các module khoan sâu, hút và xử lý dầu, khí, và bãi đáp trực thăng cùng nơi ở của nhân viên giàn khoan.

Tiếp đến, cấu trúc hỗ trợ giàn khoan đặt chìm dưới biển cũng phải được xử lý.

Phần này có thể là nền xi măng siêu nặng, cực kỳ chắc chắn xây dựng kèm với các kho chứa dầu xây dựng bằng xi măng. Hoặc nó có thể gồm phần cấu trúc các trụ thép khổng lồ chìm dưới nước có kèm vỏ khung thép bảo vệ.

Cấu trúc hỗ trợ giàn khoan cần phải được dỡ bỏ hoàn toàn nếu nó có trọng lượng dưới 10 ngàn tấn.

Nếu nặng hơn và nếu được xây dựng trước năm 1999, tức là trước thời điểm việc dỡ bỏ các giàn khoan được coi là một phần trong thiết kế giàn khoan, thì các công ty dầu, khí có thể bỏ mặc chúng.

Được xây dựng để chịu được sức gió khủng khiếp của các trận bão tố và sóng biển dữ dội, cho nên các giàn khoan rất vững chãi và việc phá dỡ, đưa chúng vào bờ không hề đơn giản. Công việc này đòi hỏi phải có đầy đủ công nghệ thích hợp trong vài thập niên tới, điều hiện nay con người vẫn chưa đạt tới.

Vấn đề hiện nay đang khá gây đau đầu. Hiện có 470 giàn khoan dầu, khí và 3.000 đường ống cần dỡ bỏ, và có 5.000 giếng khoan cần bít kín bằng xi măng ở độ sâu hàng ngàn mét.

Phần phía trên của các giàn khoan đa phần có trọng lượng hàng chục ngàn tấn. Chẳng hạn như Brent Delta của hãng Shell nặng 24 ngàn tấn.

Ta hãy thử so sánh khối lượng công việc khi dỡ các giàn khoan trên biển với việc phá bỏ các khối cấu trúc được xây dựng trên đất liền.

Việc dỡ bỏ chín giàn khoan của Na Uy tại mỏ dầu Ekofisk liên quan tới việc dỡ đi 113.500 tấn thép, "tương đương với trọng lượng của 54 khối cấu trúc vòng quay London Eye", Học viên Kỹ thuật Hoàng gia nói.

Tuy nhiên, chuyện này chưa là gì nếu so với chỉ một khối cấu trúc đạt trên trụ xi măng của Shell tại mỏ dầu Brent.

"Cấu trúc của chúng tôi nặng 300.000 tấn, bằng với tòa nhà Empire State," Duncan Manning, người quản lý hoạt động dỡ bỏ tại mỏ Brent của Shell nói.

Việc đầu tiên không lấy gì làm dễ chịu mà ta cần làm, Manning nói, là phải bít giếng lại.

"Để làm việc đó, từ bệ đỡ ta phải đưa vỏ thép ống dẫn xuống giếng, để tạo ra một rào chắn khiến hydrocarbon không rò rỉ ra trong lúc chờ xi măng đông cứng lại," ông nói.

Nếu không có giàn khoan nào bên trên giếng dầu, khí, bởi giàn khoan đã được đưa sang một giếng khác, thì có thể dùng bệ đỡ di động, được gọi là "giàn khoan tự nâng", để làm việc này. Tuy nhiên, đây là cách làm tốn kém, bởi dùng giàn khoan tự nâng sẽ làm tăng gấp đôi chi phí đóng giếng.

Công nghệ hiện đại

Có ba cách chủ yếu để dỡ bỏ phần trên nặng nề của một giàn khoan.

Cách thứ nhất là dùng biện pháp công nghiệp "dỡ từng mảnh nhỏ", theo đó cần cẩu có sẵn trên giàn khoan sẽ cẩu đi từng phần, bỏ các mảnh kim loại bị dỡ ra vào một xà lan để đưa vào trung tâm tái chế trên bờ.

"Cách thứ hai được gọi là lắp đặt đảo chiều," Manning nói, tức là tiến hành tuần tự các bước ngược lại với quá trình lắp đặt lúc ban đầu.

"Thay vì dỡ ra mỗi lần một ít những mảnh nhỏ, ta sẽ dỡ đi cả nguyên các module bằng cách dụng một cần cẩu nổi cỡ lớn neo cạnh giàn khoan. Sau đó ta thả các module nguyên vẹn đó lên xà lan cỡ lớn để đưa về trung tâm tái chế."

Cách thứ ba, là cách mà Shell đã áp dụng với giàn khoan ở mỏ Brent, đòi hỏi công phu hơn: toàn bộ phần trên nặng 24.000 tấn được dỡ đi chỉ bằng một cú nâng lên bằng một loạt các cần cẩu được thiết kế đặc biệt đặt giữa một bè đôi khổng lồ.

Mỗi bên của chiếc bè đôi sẽ nằm phía bên ngoài của một bên giàn khoan. Một khi giàn khoan đã 'nằm lọt' giữa bè đôi, cần cẩu sẽ móc vào các tay vịn phía dưới mỗi bên giàn khoan để nhấc bổng nó lên. Ít nhất về mặt lý thuyết là vậy.

Con tàu khổng lồ nặng suýt soát một triệu tấn và dài gần nửa kilomet, đã được đóng tại Nam Hàn cho hãng điều hành ngoài khơi của Hà Lan, Allseas Group.

Nay được gọi là Pioneering Spirit sau khi được đổi từ tên một tội phạm chiến tranh thời phát xít Đức, Pieter Schelte, tàu này khiến khoảng 97% phần trên của các giàn khoan có thể được tái sử dụng.

Một khi phần phía trên của giàn khoan đã được dỡ đi, thì đến lượt cần xử lý phần trụ đỡ bên dưới và / hoặc phần vỏ kim loại bảo vệ bên ngoài.

Có vẻ như các công ty dầu khí đang được phép để lại các khối cấu trúc xi măng siêu nặng dưới đáy biển, chỉ cần dỡ bỏ hầu hết các phần cấu trúc thép bên trên, sao cho phần còn lại chìm dưới độ sâu đủ để tàu bè qua lại an toàn.

Đây là điều đã xảy ra đối với mỏ North West Hutton của BP.

Shell đang hy vọng sẽ làm tương tự đối với ba cấu trúc tại mỏ Brent.

Đây là môi trường dưới đáy biển, đòi hỏi phải dùng các công nghệ cắt phá đặc chủng, như kỹ thuật cắt, bào mòn bằng tia nước, máy cắt thủy lực, lưỡi cưa kim cương có thể gắn lên các robot lặn ngầm hoặc lên các thiết bị điều khiển từ xa.

Trong tương lai, sẽ cần có những công nghệ tân tiến hơn, nhanh hơn để dọn sạch Biển Bắc. Nhóm của Neilson tại Đại học Aberdeen, bên cạnh Peter Gledhill của hãng Deep Ocean Limited, hiện đang nghiên cứu các công nghệ cắt bằng laser hoàn hảo hơn, nhanh hơn, hiệu quả hơn để áp dụng vào các cấu trúc dưới đáy biển.

Một khi các giàn khoan ở Biển Bắc được dọn sách thì các công cụ vốn được dùng để tháo dỡ chúng sẽ được chuyển sang cho mục đích khác: tháo dỡ các turbine điện gió ngoài khơi.

Ospar áp dụng với bất kỳ "hành động nào của con người có thể gây hại cho môi trường biển ở Biển Bắc, và do vậy sẽ đến một ngày các turbine này hết tuổi hoạt động và cần được bỏ đi.

Bài tiếng Anh đã đăng trên BBC Future.