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坐落塔克拉瑪干沙漠內地的我國石油塔里木油田深地塔科1井。 新華社記者 胡虎虎攝。
日前,我國首口超萬米科探井——深地塔科1井在地下10910米成功完鉆,成為亞洲榜首、國際第二垂深井,讓國際深井之林有了新的“我國深度”。
“深地塔科1井的順暢完鉆,不只展示了我國在深地勘探范疇的強壯實力,更是我國地質研討范疇的重要里程碑,為未來動力探究和科學研討供給了名貴的一手資料,為我國在全球深地油氣勘探范疇贏得了更多話語權和主動權,含義嚴重。”我國科學院院士郝芳說。
進軍深地科技競技場。
萬米深井完鉆,是我國繼“深空”“深海”之后,在“深地”范疇獲得的又一嚴重進展。為什么要打這么深的井?
向深地進軍是地球科學展開的必然趨勢——。
現在已知地球均勻半徑為6371千米,人類探究到的筆直深度僅有12.262千米。在人類沒有探查到的土地深處,究竟隱藏著怎樣的奧妙,需求不斷探究。
深地范疇已成為各國搶奪科技制高點的競技場。蘇聯的SG-3井以勘探莫霍面為意圖,井深12262米,成為永久的入地觀測實驗室。德國的KTB井于1994年完鉆,井深9101米,建成了地殼深部物理化學狀況深井長時間觀測體系……。
在深地塔科1井鉆探過程中,我國石油天然氣集團有限公司科研人員制作出亞洲榜首份萬米地質剖面圖,為深地科學探究和油氣勘探供給了一手什物資料,有力支撐了地球深部結構與物質組成、地球演化、氣候變遷等嚴重根底科學問題研討。
向深地進軍也是我國未來油氣展開的必經之路——。
相關數據顯現,國際新增油氣儲量的60%來自深部地層,美國在墨西哥灣已發現45個超越8000米深度的油田,可采儲量石油9.9億噸、天然氣784億立方米。
放眼國內,近年來,塔里木油田90%新增儲量是從超深地層獲取的;我國83%的深地油氣仍有待探明開發。
我國石油股份公司副總裁兼油氣新動力公司履行董事何江川介紹,8000米以深范疇已成為我國重要的油氣頂替范疇。我國石油在塔里木盆地庫車山前、準噶爾盆地南緣、四川盆地川中古拱起北斜坡等區域已獲得嚴重勘探打破,預示著超深層范疇是我國未來油氣勘探嚴重戰略展開方向。
此外,施行萬米深地科探工程,推動了我國超深層工程技能配備迭代晉級,為完成高水平科技自立自強、打造超深油氣資源勘探開發原創技能策源地、占據勘探理論技能制高點奠定了根底。
打破國際級技能難題。
10910米,這個數字到達了當今國際鉆井技能的最高水平,也意味著要打破一系列國際級的技能難題。
萬米科探井是全球油氣勘探范疇的一項超級工程,鉆探深度相當于鉆穿珠穆朗瑪峰后,又向地下繼續鉆進2000多米,危險難度非常大。
“塔里木盆地作為大型復合疊合盆地,疊加多期構造運動,造就了超深層極點雜亂的地質狀況,被國際公認為‘勘探禁區’。”郝芳介紹。
雜亂的地層巖性改變是萬米鉆探的榜首關。
我國石油塔里木油田公司履行董事王清華介紹,從地上到萬米地下,鉆穿地層層系越多,巖性越雜亂,地層溫度越高、壓力越大。
深地塔科1井自上而下要穿透12套地層,特別是越挨近方針井深的地層,巖性改變越快。而每一次地層巖性的改變,都需求替換與之相適應的鉆頭、調整鉆井液的各項配比。
接近地表的中淺層,一顆鉆頭一天最多能打600米。而在萬米深處,棱角清楚的鉆頭均勻進尺不過30米,就會磨損得近乎潤滑,極點狀況下每天鉆探進尺不過數米。
面臨重重應戰,我國石油繼續深化萬米深層油氣地質理論,使用地層精細化描繪、VSP井中地震收集等技能,逐層對巖性展開猜測剖析,逐步擦亮探視地下的“雙眼”。
塔里木油田勘探開發研討院危險勘探研討部臺盆區危險勘探研討項目副經理羅重生說:“深地塔科1井成功完鉆,驗證了咱們對萬米以深地質理論知道的正確性,地質猜測和實鉆成果根本符合,深度差錯不到1%。”。
高溫高壓是萬米鉆探的第二關。
每往地下鉆進100米,溫度就會升高約2攝氏度,萬米之下溫度高達220攝氏度,對設備構成巨大檢測。面臨國際級難題,我國石油打破傳統鉆井組織方式,建立跨學科作業渠道,以聯合攻關的方式立異研發了抗220攝氏度超高溫鉆井液、抗高溫螺桿等工藝技能,打造構成萬米深井安全高效鉆井等一批要害核心技能。
超重超長鉆具是萬米鉆探的第三關。
行至萬米,井下鉆具的長度與載荷都史無前例。井眼向下,1000多根鉆桿首尾銜接,自重超350噸,最細的鉆桿僅有杯口粗細。超高噸位、超大扭矩的鉆具在極小空間中高負荷工作,“難度不亞于蒙眼駕馭一輛大卡車在兩條細鋼絲繩上行進。”郝芳直言。為此,我國石油會集攻堅,自主研發了全球首臺12000米特深井自動化鉆機,鉆機接連提高最大鉤載達900噸,有用處理了高負荷難題。
使用一系列技能利器。
“深地塔科1井的每1米鉆進都伴隨著科技攻關的支撐。”我國石油股份公司總地質師兼科技管理部總經理江同文介紹。
2021年9月,我國石油集團舉行科技與信息化立異大會,布置“萬米超深層科學探究”嚴重科技工程,建立系列科研攻關項目,集智攻關研討,為萬米深井的布置和施行做好方針點評、配備、東西、資料、軟件等準備作業。
深地塔科1井的成功完鉆,得益于鉆探配備的巨大打破。全球陸上首臺12000米自動化鉆機等十大自主研發的萬米深鉆技能利器接連研發成功。正是這一系列技能利器,先后發明全球陸上鉆井打破萬米最快、全球尾管固井最深、全球電纜成像測井最深、亞洲直井鉆探最深、亞洲陸上取芯最深五大工程紀錄,鍛造出比肩萬米深潛、嫦娥探月的國之重器。
深地塔科1井的成功完鉆,還獲得了一系列科研、工程新打破。我國石油集團公司副總工程師、我國石油集團油田技能服務有限公司履行董事、工程技能分公司總經理楊立強介紹:“咱們發揮全球最完好的油服產業鏈優勢,精準探究每一寸地下空間,像對待‘身體’相同體系審視每一個作業環節。”。
物探像給地層拍CT。東方物探用地震波對萬米地層進行高清晰“成像”,指明靶心,將萬米差錯率控制在0.15%。
鉆井是碎石破巖的“斥候”。西部鉆探戰勝極硬地層防斜打快等國際級難題,僅用279天就打破萬米大關,發明了國際鉆井的“我國速度”。
泥漿是鉆井的“血液”。工程院研發的水基泥漿,適應性強、穩定性好、密度隨調,獲得了129天不換漿仍然保證井筒清潔運轉的嚴重打破。
取芯是翻開地球深部奧妙之門的“鑰匙”。川慶鉆探自研取芯東西,成功獲取萬米特深層全尺度接連巖芯什物。
測井比如地質學家的“眼睛”。中油測井采用電、聲、核、磁等頂級手法,對鉆過的一切地層完成厘米級精準標定,改寫國際陸上最深直井測井紀錄。
“打破萬米意味著我國油氣工程技能展開進入一個新階段,代表咱們開始構建了萬米深地鉆完井技能高地與原創技能策源地。”我國工程院院士孫金聲說。(齊 慧)。