5月30日11時11分,我國第一口萬米科探井——深地塔科1井在新疆塔里木盆地開鉆。該井設計井深1.11萬米,鉆井完井周期457天,標志著我國向地球深部挺進的鉆探能力開啟“萬米時代”。
鉆井到達一定深度極限后,每向下一米,難度都面臨著幾何倍數增長。“塔里木盆地地質條件十分復雜,地質構造復雜多樣,油氣藏普遍存在超深、超高溫、超高壓等勘探開發難題。”中國石油塔里木油田勘探事業部經理段永賢介紹,對標全球13項鉆完井的工程難度指標,比如高溫、高壓、礫石層厚度、鹽層厚度與套損、鹽水壓力系數、高含硫等7項指標,塔里木油田難度都名列第一。
在段永賢看來,萬米深井鉆探過程中面臨的最大難題是高溫。“每往地下深100米,溫度就會提高約2攝氏度,萬米深井將面臨約220℃的高溫。在這種環境下,鉆桿就像煮熟的面條一樣,操作起來很難控制,而且鉆桿也無成像功能,只能憑借經驗進行判斷操作。”他表示,幸運的是,在這種困難條件下存在一個自然利好——塔里木盆地屬于“冷盆”,地溫遞增幅度小,在同等萬米深度下,它的“高溫”比其他盆地的“高溫”相對低一些。
與普通油氣井不同,深地塔科1井屬于科學探索井,除了尋找油氣資源之外,它還肩負著探索地球演化、生命起源和氣候變遷等重任。“這次萬米深井將鉆揭(專用詞,意為鉆到揭開)第四系到震旦系地層,這是塔里木盆地乃至全國最全的地質層位,此外還將鉆達萬米以下地層,這將為我們研究地球構造演化和古氣候變化提供難得的珍貴資料,對于搶占地球科學、鉆井科學和深地裝備制造等領域的科技制高點有重大意義。”段永賢表示。
一深帶來萬難,目前全球總共鉆探萬米深井不到百口,主要由美國、俄羅斯等國家實施,陸上垂深超過一萬米的只有一口。鉆井過程中每個儀器、每種材料、每項工藝都是世界級難題,考驗著一個國家在工業制造、科學研究等多領域的綜合實力。
深地塔科1井使用的鉆機,是我國自主研制的、全球首臺12000米特深井自動化鉆機。這臺鉆機載重900多噸、高達24層樓,鉆井深度可達12000米,它的成功研制大大降低了鉆井工人的勞動強度,為叩問萬米地宮增添動力。此外,這次鉆井作業用到的鉆井液也實現了國產化,鉆井液是鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環流體總稱,承擔著懸浮、壓力控制、巖層穩定性、浮力、潤滑和冷卻等重要任務。
深層乃至超深層的油氣資源已成為我國能源構成的重要組成部分。作為我國深地油氣勘探開發的主戰場,塔里木油田鉆井平均井深已接近7100米,是我國平均鉆井井深最深的油田,超深層成為我們增儲上產的核心陣地。段永賢介紹,“通過一系列技術攻堅,我們鉆探一口8000米深井從2007年的700多天,縮短到現在平均用時180天,甚至最快在百天之內,大大加快了塔里木盆地超深勘探的步伐。”
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