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本报记者 李哲 北京报道
随着一系列关键核心技术的地下珠峰突破,近年来,揭秘掘油载人航天、中石探月探火、油超深海深地探测等一系列重大工程得以实现。深井其中,工程作为“入地”的何挖重要手段之一,超深钻井被称为“深入地球内部的气宝望远镜”。
《中国经营报》记者从方面获悉,地下珠峰当前我国已经成功攻克地下9000米钻井技术。揭秘掘油2016年以来,中石中国石油4500米以深深井数量年均增长20%以上,油超6000米以深超深井数量年均增长超过15%,深井8000米以深特深井数量年均成倍增长。工程2021年,何挖中国石油打井总深度相当于钻透3500多座“地下珠峰”。“中国深度”纪录屡被刷新,为保障国家能源安全奠定了坚实的资源基础。
打开超深层钻井新视野
人类在不断探索未知世界的过程中,上天、下海、入地,是其中最为重要的方式。在我国持续加大勘探开发力度的推动下,当前超深层勘探开发已成为中国石油增储上产、效益增长的主体和未来上游业务发展的重要战略领域。
记者注意到,2015年中国石油塔里木油田克深902井完钻,让我国实现了对地下8000米钻井的成功突破。2019年,轮探1井完钻井深达8882米,钻透“地下珠峰”成为现实。2022年6月,双鱼001-H6井以9010米井深顺利完钻,在成功突破9000米的同时,也创造了我国陆上最深气井纪录。
随着钻井的深度不断突破,我国对超深井的认知也在提升。过去,东部地区深层井的概念是3500米,西部地区是4500米,而现在早已向地下推进超过1倍。
2016年以来,中国石油4500米以深深井数量年均增长20%以上,6000米以深超深井数量年均增长超过15%,8000米以深特深井数量年均成倍增长。
超深井能够不断走向地心,得益于勘探开发理论发展及技术进步;一个又一个新的战略资源接替区相继被开辟出来,向更深、更古老层系寻找油气资源,成为中国石油勘探开发的重要目标。
中国石油方面提到,当前,我国深层超深层油气资源占全国油气资源总量的34%,主要集中在塔里木、准噶尔、四川、柴达木4个大型含油气盆地。这意味着超深层已经成为未来油气增储上产的主要领域。把深层的油气资源探明、开发出来,才能更好地保障国家能源安全、支撑石油工业发展。
在我国不断突破超深井的同时,深地油气资源勘探开发带来油气资源增储上产,石油地质理论持续突破,推动形成超深钻完井、储层改造技术等领域的突破与创新,形成一批原创性创新成果。
中国石油方面提到,尤其是在塔里木盆地,主力生油层埋藏普遍深于万米,超深层发育规模储集体等独特地质条件,决定了其万米深层资源十分丰富。
据塔里木油田勘探开发研究院执行董事、党委书记蔡振忠介绍,超深井钻进突破9000米后,有望在塔里木盆地腹地再发现一个10亿吨油气田、在库车山前再发现万亿立方米天然气资源。
铸就深层钻探科技利剑
“打探井就像开盲盒,只是开一个超深层的盲盒至少耗费几千万元,甚至上亿元。在与世隔绝的戈壁荒漠奋战几百天,如果开出一个空盒子,对钻井人而言,是比井还深的绝望;对勘探人而言,是比山还大的压力。”有专家直言,国际上公认的钻井13项难度指标中,塔里木有7项名列第一。
从塔里木、准噶尔、四川、柴达木盆地来看,深层、超深层钻井面临地质构造更复杂、安全钻井难度更大等一系列世界级难题。
中国石油方面提到,井下200多摄氏度的超高温和100兆帕以上的超高压足以使坚硬的钻井工具犹如面条一般柔软。
科技创新始终是推动钻头不断前进的第一动力。记者了解到,在钻井中,发挥关键核心作用的工具与装备最富有科技含量,也最具科研挑战性。
塔里木油田油气工程研究院钻井所钻井工艺室主任张权表示,破岩效率高的高强度钻头,可以大幅缩短钻井周期,让超深井打得快;高精度的定向测量装备给钻头装上了“眼睛”,让超深井打得准。
记者从中国石油方面获悉,“十三五”期间,聚焦钻头优化,张权与团队创新形成非平面齿PDC等新型高效钻头技术,牵头研发了国内第一款非平面齿产品“三棱齿”,一举突破行业技术天花板;聚焦地层评价,张权与团队建立了一套复杂难钻地层可钻性综合评价方法,最终攻关形成深地复杂难钻地层钻井一体化协同提速技术。
2022年6月,双鱼001-H6井以9010米井深顺利完钻,并成功突破9000米的钻井纪录。“超深井钻进时可能遇到的难题,在这口井我们都遇到了。”提到双鱼001-H6井的钻探过程,川庆钻探公司90011钻井队队长王坚毫不掩饰自己的焦急。
为了克服超高温、超高压对施工带来的不利影响,川庆钻探自主攻关形成“钻、测、固、完”全过程精细控压钻完井等核心技术与装备工具,铸就深层钻探的科技利剑。
经过长期的攻关试验,石油科技工作者逐渐打破地质与石油工程之间的专业壁垒,更加合理地衔接物探工程、测井技术、地质力学评价技术、录井评价技术等环节,在减少钻井复杂情况的同时,也减少了井内流体漏失和外溢。
随着科技创新速度的加快,将来自地下的不可能变为可能。如今,中国石油超深层勘探开发已成为技术含量最高的业务领域。
工欲善其事,必先利其器。超深井自带的超高温、高压属性,对钻井设备、工具、仪器、工作液等提出更高要求。钻井工具曾长期被国外垄断,且租赁价格高昂。不过,当前多项重要油气生产设备已实现国产化,自主研发的国产油基泥浆打破了国外长达数年的技术垄断。一批批“石油重器”填补了国内空白,持续突破工程技术的“深度极限”。
记者了解到,为攻克塔里木盆地地下构造最为复杂的库车地区,塔里木油田与宝石机械公司强强联手,合力打造了国内首台四单根立柱9000米超深井钻机;与宝鸡钢管公司合力攻坚,研发出“超级13铬油管”,其性能更高、成本更低,在同区块与进口油管的比拼中拔得头筹。
据介绍,由宝石机械自主研发的国产9000米超深井自动化钻机,在双鱼001-H6井钻进中多次创造纪录。技术人员为其配备了井口自动化系统,能够适应各种环境及钻机安装、吊运、操作、维护等各种要求,为产品的使用、维护与保养提供了极大便利。
宝石机械研发技术骨干周天明认为:“宝石机械的钻机助力钻探企业不断刷新我国深井纪录,同时也将促使我们不断创新、追求卓越,为保障国家能源安全提供更加优良的装备。”
油气勘探开发越来越深,配套装备制造能力则越来越强。重大装备与关键核心技术的新突破,大大提振了中国石油向地层更深处进军的信心。
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