一深万难！我国首口万米科学探索井开钻挺进地下一万米

2023-06-01
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导读: 一深万难！我国首口万米科学探索井开钻挺进地下一万米

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　　我国首口万米科学探索井开钻

　　5月30日，中国石油发布消息，我国首口万米科学探索井——深地塔科1井，在新疆塔里木油田开钻。

　　深地塔科1井位于塔克拉玛干沙漠腹地，沙雅县境内，设计井深超过10000米，自上而下将钻遇塔里木盆地13套地层。

　　中国工程院院士孙金声：塔里木盆地对标全球13项钻完井的工程难度指标，比如说高温、高压，砾石层的厚度、盐层的厚度与套损、盐水压力的系数，高含硫等这7项指标属于世界级的难题，它都名列第一。

　　一深带来万难，在万米以下高温环境中，钻井工具都变得像面条一样柔软，打一口井需要攻克井漏、卡钻、地层垮塌等几十道难题。针对超深和塔里木特殊的地质结构带来的困难，塔科1井使用自主研发的全球首台12000米特深井自动化钻机进行作业。同时创新研发耐220摄氏度超高温工作液、五开井眼井身结构等技术，为钻探万米特深井提供技术和装备保障。

　　深地塔科1井所在的塔里木盆地油气大多蕴藏在6000米以下，8000米以下油气地质资源总量超过90亿吨油当量，占全国超深层资源量的一半以上，勘探前景十分广阔。

　　什么是科学探索井？

　　科学探索井简称科探井，它的主要目的是探索地球演化、生命起源、气候变迁、灾害防治、资源利用。

　　目前，国际上的科探井主要有三类。第一类是国际大陆钻探计划，主要是探索大陆深部结构，地壳内部热量、物质和流体的迁移规律等；第二类是国际大洋发现计划，主要是探索地球海底组成结构、地球生命起源、地球圈层相互作用，并推进深海钻井技术发展；第三类是超深层油气勘探开发。

　　中国石油塔里木油田油气工程研究院院长冯少波：深地塔科1井肩负着科学探索与油气发现两大任务，这口井取得突破以后，对于保障国家能源安全具有重大战略意义，对于抢占科技制高点具有重大实践意义，对于寻求油气资源规模具有重大现实意义。

　　目前，全球总共钻探万米深井67口，其中48口是近10年完成，主要由美国、俄罗斯等国家实施。但是，陆上垂深超万米井只有1口，是苏联1970年开始在科拉半岛钻探的科拉SG-3井，垂深12262米，历时23年。深地塔科1井设计钻完井周期为457天，将成为全球第二口陆上垂深超万米的井，也将创造全球万米深井钻探用时最快纪录。

　　塔里木盆地打万米深井有多难

　　在五亿年前的寒武纪时期，塔里木盆地还被称作塔里木海，亿万年的沧桑变化，让海洋中沉积的碳酸盐岩地层深埋在数千米的地下，慢慢形成了石油和天然气。塔里木盆地地质条件与世界其他盆地完全不同，地质构造复杂多样，油气藏普遍存在超深、超高温、超高压等勘探开发难题。在塔里木盆地打井，钻井到达一定深度极限后，每向下一米，难度都面临着几何倍数增长。

　　万顷流沙下覆盖着巨厚的岩石，这些岩石已沉积亿万年之久，从岩石之间撬开油气通道，需要克服极高温、极高压和极高的地应力。要想“拿到油”，首先要通过钻井作业，在地面和地下油气藏之间，修一条能让油气流动的高速公路。但是要修一条“万米之路”，并不容易。目前有万米深钻能力的国家并不多，主要是中国、美国和俄罗斯。

　　中国科学院院士郝芳：全球从勘探角度上最深大概是万米，塔里木盆地不仅深，演化历史更加复杂，它更多是缝洞型或者是断裂这样的储层类型，应该说难度更大。

　　万米深井需要连接1000多根钻杆，由于高温高压下钻杆就像“煮熟的面条”一样，操作起来很难控制。同时，面对地下超过200摄氏度的高温，一般设备和仪器内的电子元器件、橡胶件等就会损坏失效。

　　作为我国超深层油气勘探开发的领跑者，塔里木油田从4500米打到6000米经历了10年的时间，从7000米打到9000米，用了17年。今年3月，位于塔克拉玛干沙漠腹地的果勒3C井，以9396米的深度刷新亚洲最深水平井纪录。

　　中国石油塔里木油田勘探事业部经理段永贤：通过一系列技术攻坚，我们钻探一口8000米深井，从2007年700多天缩短到现在平均用时180天，最快百天之内，大大加快了塔里木盆地超深勘探的步伐。

　　深地利器全球首台12000米特深井自动化钻机

　　钻探万米深井将会面对无数未知的挑战，对钻井设备、工具、仪器、工作液等提出更高的要求。深地塔科1井使用的钻机，是我国自主研制的、全球首台12000米特深井自动化钻机。

　　全球首台12000米特深井自动化钻机，高82米，相当于24层楼房的高度，与普通钻机相比，载重提升能力由三四百吨提高到最大900吨，相当于同时吊起150头成年大象。配备了全套管柱自动化系统，双司钻集成控制系统，一键式起下钻操控系统，在减轻工人劳动强度的同时，大幅提升了安全标准。

　　为保障万米级特深井“打成、打快、打好”，中国石油宝鸡石油机械公司牵头，联合中国石油技服、塔里木油田、西部钻探等多家企业攻关，相继攻克智能控制一体化平台集成技术、钻井自主决策工控系统、超高重载井架底座等一批关键核心技术装备。深地塔科1井还提供信息物联系统，实现设备状态及运行参数远程监测，以确保钻井实时监测、维保服务、数据管理、远程支持服务。

　　中国石油宝石机械公司执行董事忽宝民：针对目前钻井向着极地、深井、超深井发展的趋势，我们加大科技研发投入力度，这次万米钻机100%实现了自主知识产权。

　　“深地”成为我国油气发现主阵地

　　近年来，世界新增油气储量60%来自深部地层，勘探潜力巨大。深层乃至超深层的油气资源已成为我国能源构成的重要组成部分。

　　我国油气资源主要分布在塔里木、鄂尔多斯、松辽、渤海湾、四川、准噶尔以及柴达木等七大盆地。但与中东地面就能冒油的情况有所不同，我国已知的超过三分之一油气资源，都分布在4500米的地下，有的甚至更深。塔里木盆地和四川盆地是我国两个最丰富的深层油气盆地，在塔里木盆地，这里更是有超过八成以上的石油，埋藏在6000米以下的超深地层。