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中國深度:“地下珠峰”開掘油氣寶藏
2022/11/24 12:09:29 來源:中國石油報 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示:黨的二十大報告指出,我國“基礎研究和原始創新不斷加強,一些關鍵核心技術實現突破,戰略性新興產業發展壯大,載人航天、探月探火、深海深地探測、超級計算機、衛星導航、量子信息、核黨的二十大報告指出,我國“基礎研究和原始創新不斷加強,一些關鍵核心技術實現突破,戰略性新興產業發展壯大,載人航天、探月探火、深海深地探測、超級計算機、衛星導航、量子信息、核電技術、新能源技術、大飛機制造、生物醫藥等取得重大成果,進入創新型國家行列”。其中,深地探測的突破對于油氣勘探開發科技工作者而言,既是肯定,又是鞭策。
2016年5月30日,習近平總書記在“科技三會”上發出“向地球深部進軍”的號召。百萬石油人積極響應,矢志保障國家能源安全,向科技創新更高峰攀登。
面對來自“地宮”的重重考驗,油氣勘探開發科技工作者瞄準新區帶、新領域、新類型展開艱辛探索,推動超深勘探持續取得突破,讓超深層油氣宛如“地下太陽”冉冉升起。2021年,中國石油打井總深度相當于鉆透3500多座“地下珠峰”!爸袊疃取奔o錄屢屢被刷新,為保障國家能源安全奠定了堅實的資源基礎。
征服深地極限,新視野、新局面挺進深層超深層
上天、下海、入地,是人類探索自然的三大壯舉。作為“入地”的重要手段之一,超深鉆井被稱為“深入地球內部的望遠鏡”。
2015年1月,克深902井完鉆井深達8038米,打破當時國內陸上超深井鉆井紀錄,成為中國石油陸上獲得工業氣流最深的一口井。
2019年7月,輪探1井完鉆井深達8882米,鉆透“地下珠峰”,標志著寒武系吾松格爾組這一新層系的發現。
2022年6月,雙魚001-H6井以9010米井深順利完鉆,創造我國陸上最深氣井紀錄。
一個又一個超深井的誕生,得益于勘探開發理論發展及技術進步;一個又一個新的戰略資源接替區相繼被開辟出來,向更深、更古老層系尋找油氣資源,成為中國石油勘探開發的重要目標。
當前,我國深層超深層油氣資源占全國油氣資源總量的34%,主要集中在塔里木、準噶爾、四川、柴達木4個大型含油氣盆地。這意味著超深層已經成為未來油氣增儲上產的主要領域。把深層的油氣資源探明、開發出來,才能更好地保障國家能源安全、支撐石油工業發展。
過去,東部地區深層井的概念是3500米,西部地區是4500米,而現在早已向地下推進超過1倍。中國石油深井超深井鉆井數量逐年增多,尤其是2016年以來,4500米以深深井數量年均增長20%以上,6000米以深超深井數量年均增長超過15%,8000米以深特深井數量年均成倍增長。
深地油氣資源勘探開發帶來油氣資源增儲上產的同時,石油地質理論持續突破,推動形成超深鉆完井、儲層改造技術等領域的突破與創新,形成一批原創性創新成果。
尤其是在塔里木盆地,主力生油層埋藏普遍深于萬米,超深層發育規模儲集體等獨特地質條件,決定了其萬米深層資源十分豐富。據塔里木油田勘探開發研究院執行董事、黨委書記蔡振忠介紹,超深井鉆進突破9000米后,有望在塔里木盆地腹地再發現一個10億噸油氣田、在庫車山前再發現萬億立方米天然氣資源。
超深層勘探開發已成為中國石油增儲上產、效益增長的主體和未來上游業務發展的重要戰略領域。
高擎技術利劍,破瓶頸、闖禁區叩開深層“地宮”之門
在深邃的“地宮”尋油找氣,難于“蜀道”,堪比“登天”。
從塔里木、準噶爾、四川、柴達木盆地來看,深層超深層鉆井面臨地質構造更復雜、安全鉆井難度更大等一系列世界級難題。
在號稱“死亡之海”的塔克拉瑪干沙漠,地上是茫茫沙海,地下則是勘探禁區。井下200多攝氏度的超高溫和100兆帕以上的超高壓足以使堅硬的鉆井工具猶如面條一般柔軟。
“打探井就像開盲盒,只是開一個超深層的盲盒至少耗費幾千萬元,甚至上億元。在與世隔絕的戈壁荒漠奮戰幾百天,如果開出一個空盒子,對鉆井人而言,是比井還深的絕望;對勘探人而言,是比山還大的壓力!庇袑<抑毖,國際上公認的鉆井13項難度指標中,塔里木有7項名列第一。
超深井如何打成功?如何打得快?如何打得好?是石油人主攻的科研“山頭”。面對國外技術的封鎖、地下巖層的挑戰,石油人把科技創新當成高質量發展的第一動力,攻堅重大理論,攻關技術瓶頸。
在鉆井中,發揮關鍵核心作用的工具與裝備最富有科技含量,也最具科研挑戰性。如破巖效率高的高強度鉆頭,可以大幅縮短鉆井周期,讓超深井打得快;高精度的定向測量裝備給鉆頭裝上了“眼睛”,讓超深井打得準。
塔里木油田油氣工程研究院鉆井所鉆井工藝室主任張權,一心撲在關鍵核心技術與工具的研發上!笆濉逼陂g,聚焦鉆頭優化,張權與團隊創新形成非平面齒PDC等新型高效鉆頭技術,牽頭研發了國內第一款非平面齒產品“三棱齒”,一舉突破行業技術天花板;聚焦地層評價,張權與團隊建立了一套復雜難鉆地層可鉆性綜合評價方法,最終攻關形成深地復雜難鉆地層鉆井一體化協同提速技術。
一把把技術利劍直插茫茫戈壁、沙漠深處、刀片山下,屢屢在地下迷宮尋得“寶藏”,捕獲了克深、博孜等一個又一個氣藏。
“超深井鉆進時可能遇到的難題,在這口井我們都遇到了!睂τ谠谒拇ㄅ璧氐碾p魚001-H6井,川慶鉆探公司90011鉆井隊隊長王堅毫不掩飾自己的焦急。為了克服超高溫、超高壓對施工帶來的不利影響,川慶鉆探自主攻關形成“鉆、測、固、完”全過程精細控壓鉆完井等核心技術與裝備工具,鑄就深層鉆探的科技利劍。
經過長期的攻關試驗,石油科技工作者逐漸打破地質與石油工程之間的專業壁壘,更加合理地銜接物探工程、測井技術、地質力學評價技術、錄井評價技術等環節,在減少鉆井復雜情況的同時,也減少了井內流體漏失和外溢。
科技創新速度的加快,將來自地下的不可能一一變為可能。如今,中國石油超深層勘探開發已成為技術含量最高的業務領域。
打造大國重器,擒“油龍”、降“氣虎”賦能高質量勘探開發
工欲善其事,必先利其器。挺進深層超深層的“器”便是超深井鉆機和配套的鉆桿等鉆井工具。
超深井自帶的超高溫、高壓屬性,對鉆井設備、工具、儀器、工作液等提出更高要求。但鉆井工具長期被國外壟斷,時常受制于人,且租賃價格高昂。要將能源的飯碗牢牢端在自己手里,就必須攻克這一難關。
在塔里木盆地地下構造最為復雜的庫車山前,塔里木油田與寶石機械公司強強聯手,合力打造了國內首臺四單根立柱9000米超深井鉆機;與寶雞鋼管公司合力攻堅,研發出“超級13鉻油管”,其性能更高、成本更低,在同區塊與進口油管的比拼中拔得頭籌。
由寶石機械自主研發的國產9000米超深井自動化鉆機,在雙魚001-H6井鉆進中多次創造紀錄。技術人員為其配備了井口自動化系統,能夠適應各種環境及鉆機安裝、吊運、操作、維護等各種要求,為產品的使用、維護與保養提供了極大便利。
寶石機械研發技術骨干周天明認為:“寶石機械的鉆機助力鉆探企業不斷刷新我國深井紀錄,同時也將促使我們不斷創新、追求卓越,為保障國家能源安全提供更加優良的裝備!
油氣勘探開發越來越深,配套裝備制造能力則越來越強。重大裝備與關鍵核心技術的新突破,大大提振了中國石油向地層更深處進軍的信心。當前,多項重要油氣生產設備實現國產化,自主研發的國產油基泥漿打破了國外長達數年的技術壟斷……一批批“石油重器”填補了國內空白,持續突破工程技術的“深度極限”。
每一米深入探索,都是一次科技與創新的融合;每一次貫通,都是“國之大者”的使命擔當。當下,石油人已在塔里木盆地開啟萬米超深工程鉆探新征程,在更深、更復雜的地下為國“加油”、為國“爭氣”。(記者 高屾)
轉自:中國石油報
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