Các quan chức được bầu của Bắc Dakota đang nỗ lực thúc đẩy việc triển khai các công nghệ khai thác dầu khí tăng cường (EOR) để tăng sản lượng dầu ở Bakken trước khi nhiệm kỳ tổng thống của Donald Trump kết thúc. Chính quyền Trump đã mở cửa đáng kể các vùng đất liên bang và vùng biển ngoài khơi cho hoạt động khoan dầu khí, đảo ngược các quy định bảo tồn thời Biden để bắt buộc bán đấu giá giấy phép hàng quý nhiều hơn. Và các đề xuất đã được đưa ra để mở rộng hoạt động khoan ngoài khơi đến các khu vực trước đây bị hạn chế, bao gồm vùng biển liên bang ngoài khơi bờ biển California, Florida và Alaska. Nhưng thời gian đang trôi nhanh đối với những cơ hội này. “Chúng ta có một cơ hội to lớn trong hai năm tới, bởi vì chúng ta có một chính quyền hiểu rõ những vấn đề này. Chúng ta phải khiến họ hành động nhanh hơn một chút,” Thống đốc Kelly Armstrong cho biết trong một hội nghị dầu khí nổi bật vào tháng Năm. “Thời gian là kẻ thù, nhưng họ hiểu điều này, và vì vậy chúng ta đã chuyển từ khó khăn sang thuận lợi. Chúng ta mới chỉ khai thác được 15% trữ lượng dầu khí ở Bakken và Three Forks. 85% còn lại vẫn đang bị mắc kẹt trong đá. Nếu chúng ta có thể tạo ra chính sách và các biện pháp khuyến khích, và tất cả các bạn có thể khai thác thêm 15% nữa bằng phương pháp tăng cường thu hồi dầu (EOR), đó sẽ là một sự bùng nổ hoàn toàn mới,” Armstrong nói thêm.
EOR là một quy trình khai thác bậc ba được sử dụng để thu hồi dầu thô bị mắc kẹt trong các mỏ dầu đã trưởng thành mà không thể khai thác bằng các phương pháp sơ cấp (áp suất tự nhiên) hoặc thứ cấp (bơm nước/khí). EOR dựa trên các kỹ thuật phức tạp để thay đổi các đặc tính ban đầu của dầu, chẳng hạn như độ nhớt và mật độ, và để cải thiện khả năng chảy qua các tầng đá. Mỏ Bakken đã sản xuất hơn 5 tỷ thùng dầu kể từ khi bắt đầu cuộc Cách mạng Dầu đá phiến của Mỹ vào năm 2007. Các khu vực dễ tiếp cận nhất đang nhanh chóng cạn kiệt, buộc các nhà sản xuất phải chuyển sang các mỏ khó khai thác hơn. Trong khi đó, chi phí thiết bị và nhân công tăng cao đã đẩy điểm hòa vốn trung bình trong hoạt động khoan dầu ở Bakken lên gần 60 đô la/thùng, cao hơn đáng kể so với chi phí khai thác trong lưu vực Permian giàu dầu khí.
Phương pháp tăng cường thu hồi dầu (EOR) đầu tiên là phương pháp thu hồi nhiệt, một công nghệ EOR được sử dụng chủ yếu để làm loãng dầu thô nặng và nhớt. Hơi nước được bơm vào giếng trong vài tuần, giếng được đóng lại để đá hấp thụ nhiệt, và sau đó giếng đó được sử dụng để bơm dầu đã được làm loãng lên bề mặt. Ngoài ra, phương pháp bơm hơi nước cũng được sử dụng, trong đó hơi nước được bơm liên tục vào các giếng bơm, đẩy một vùng nước nóng và dầu bốc hơi về phía trước, do đó đẩy dầu thô đã được huy động về phía các giếng sản xuất được chỉ định. Phương pháp bơm nhiệt hiệu quả nhất trong các mỏ dầu nông đến trung bình (thường dưới 5.000 feet) chứa các lớp cát dày, có độ xốp cao với dầu nặng hoặc siêu nặng (thường có độ API dưới 20°).
Tuy nhiên, phương pháp bơm khí đang nhanh chóng chiếm ưu thế và trở thành công nghệ EOR được ưa chuộng. Mặc dù phương pháp thu hồi nhiệt dẫn đầu về tổng sản lượng dầu thô được sản xuất (do các dự án hơi nước quy mô lớn trong các mỏ dầu nặng như ở Canada và California), nhưng phương pháp bơm khí chiếm số lượng lớn hơn đáng kể trong tổng số các dự án EOR đang hoạt động trên toàn thế giới. Thật vậy, bơm khí chiếm khoảng 60% tổng số dự án EOR tại Hoa Kỳ. Công nghệ này bao gồm việc bơm các loại khí như carbon dioxide, nitơ hoặc khí tự nhiên vào mỏ dầu. Các loại khí này hòa tan trong dầu để giảm độ nhớt và giúp khôi phục hoặc duy trì áp suất mỏ. Bơm khí lý tưởng cho việc khai thác các loại dầu có trọng lượng nhẹ đến trung bình trong các mỏ sâu, nơi khí được bơm có thể trộn lẫn hoàn hảo với dầu.
Occidental Petroleum (NYSE:OXY) và Exxon Mobil (NYSE:XOM) đang triển khai công nghệ Thu giữ, Sử dụng và Lưu trữ Carbon (CCUS) cho mục đích EOR. OXY vận hành 34 dự án EOR bằng CO2 và hàng nghìn giếng bơm trên khắp lưu vực Permian để thu giữ CO2 từ các nguồn công nghiệp như các nhà máy sản xuất ethanol và tích hợp nó với công nghệ Thu giữ Khí Trực tiếp (DAC) để sản xuất "dầu không phát thải ròng".
Exxon vận hành cơ sở LaBarge/Shute Creek ở Wyoming, một trong những cơ sở thu giữ và xử lý carbon nhân tạo lớn nhất thế giới. CO2 được thu giữ chủ yếu được vận chuyển qua đường ống đến các mỏ dầu ở dãy núi Rocky và vùng Đại Bình nguyên để tăng cường thu hồi dầu (EOR). Exxon cũng là chủ sở hữu cơ sở hạ tầng CCUS rộng lớn của Denbury sau khi mua lại công ty này vào năm 2023. Denbury là nhà điều hành EOR và CCUS hàng đầu tại Mỹ, quản lý mạng lưới đường ống rộng lớn hơn 1.300 dặm kết nối các nguồn CO2 công nghiệp ở Vịnh Mexico và dãy núi Rocky với các mỏ dầu đã cạn kiệt.
Finally, there’s Chemical Injection, which uses polymers to push oil uniformly and surfactants to Cuối cùng, có phương pháp bơm hóa chất, sử dụng polyme để đẩy dầu đồng đều và chất hoạt động bề mặt để giải phóng các giọt dầu khỏi bề mặt đá, làm tăng đáng kể tổng lượng dầu có thể thu hồi. Các polyme chuỗi dài được thêm vào nước bơm vào để tăng độ nhớt, đưa nó gần hơn với độ nhớt của dầu thô, do đó đảm bảo quá trình quét mỏ dầu đồng đều và hiệu quả hơn. Ngoài ra, chất hoạt động bề mặt hoặc hóa chất kiềm được bơm vào để làm giảm đáng kể sức căng bề mặt giữa dầu bị mắc kẹt và nước.
Các nhà sản xuất dầu ở Bắc Dakota vẫn chưa xác định được công nghệ EOR hiệu quả và tiết kiệm chi phí nhất để triển khai tại Bakken. Thêm vào đó, các giám đốc điều hành ngành dầu khí đã cảnh báo rằng EOR không phải là giải pháp thần kỳ do còn nhiều điều chưa biết. Tuy nhiên, công nghệ EOR nào chứng tỏ mang lại lợi nhuận cao nhất có khả năng sẽ thắng thế, “Yếu tố kinh tế luôn là yếu tố quyết định”, Pam Heatherington, tổng giám đốc bộ phận Châu Mỹ của ExxonMobil và Giám đốc điều hành của Denbury, công ty con của Exxon tập trung vào vận chuyển và lưu trữ CO2, cho biết.
