◎本报记者 操秀英
10910米!在塔里木油田深地塔科1井,中国石油将入地的“中国深度”,标注在这一数字。我国成为拥有万米钻探能力的国家。
2月20日,中国石油召开新闻发布会宣布:日前,中国首口超万米科探井——深地塔科1井在地下10910米胜利完钻,成为亚洲第一、世界第二垂深井。
“深地塔科1井顺利完钻,代表着我国深地‘井工程’全链条基础理论和关键核心技术取得了跨越式提升,标志着我国在深地领域实现重大突破,已经走到国际最前列。”中国工程院院士孙金声说。
作为入地的重要手段之一,超深钻井被称为深入地球内部的“望远镜”。通过对深地进行探测和取芯分析,可以揭示大陆地壳的物质组成与结构,探索地球深部流体系统、地热结构,并解决地球演化等一系列重大基础科学问题,是地球科学发展不可缺少的重要基础。此外,若万米之下能发现成藏的油气,证明无机成烃的可能性,将给地质理论学界带来颠覆性认知,助力端牢我国能源饭碗。
上天难,入地更难。1961年,美国“莫霍计划”展开对地球深部的探索,最终因技术等原因以失败而告终。1992年,全球垂深最深的苏联科拉SG-3井历时23年钻至12262米,其间断钻具27次。近年来,全球范围内万米钻井深度不断被刷新,但绝大部分长度为水平段。
打一口垂直深度超过万米的深井,中国没有先例,却是必须做的事情。当前,深层超深层已成为我国油气重大发现的主阵地,“向地球深部进军”是保障能源安全的必答题。
2023年5月30日,中国制造、全球首台12000米钻机在被称为“死亡之海”的塔克拉玛干沙漠高高矗立,我国首口万米科探井——深地塔科1井鸣笛开钻。深地塔科1井从地表到钻抵万米,用时279天;从万米到最后近1公里,耗时300多天。
万米钻探,步步惊心,每一米都是对未知的挑战,每一寸都是向极限的突破。万米之下,有能让食用油沸腾的220摄氏度超高温,钻井工具要承受远超马里亚纳海沟最深处压力的145兆帕超高压,钻井工具载荷重量最高达665吨。“在这样恶劣的井下环境中,钻探难度非常之大,一般钻井设备仪器的电子元器件、橡胶件等,均会损坏或失效。”塔里木油田油气工艺研究院副院长张志说。
针对这些世界级难题和极限挑战,中国石油联合集团内外企业、科研机构以及高等院校共计数万人开展集智攻关,研发了全球陆上首台12000米自动化钻机、地质工程一体化设计技术等十大技术利器,形成了自主可控的万米关键核心技术体系,助推我国深地钻探系列关键装备、工具、材料迭代升级。
同时,在这批“国之重器”的支撑下,中国石油成功处置了多次井下复杂情况,连续钻穿12套不同岩性和压力层系的地层,最终与5亿多年前的岩石相遇,奠定了中国石油在万米深地工程技术领域的国际领先地位。
“万米深井的成功钻探,标志着我国特深井关键核心装备和技术,通过了万米极端恶劣工况环境的检验,不仅丰富了我国钻井工程领域的工程技术系列,更为挑战深地极限、开发超深层油气资源提供了坚实的装备保障。”塔里木油田首席专家、深地塔科1井井长王春生表示。
此次,深地塔科1井成功从万米以下钻取了我国首份岩芯标本,全球范围内首次在陆地万米深层钻探发现油气显示,并且丰富完善了万米深层油气地质认识。
同时,中国石油科研人员根据岩芯、岩屑以及测录井等地质样品和数据,绘制出亚洲第一份万米地质剖面图,为深地科学探索和油气勘探提供一手实物资料,将有力支撑地球深部结构与物质组成、地球演化、气候变迁等重大基础科学问题研究。
10910米不是终点。当前,塔里木油田正组织固井、测试、压裂改造等一系列完井和科学探索工作。同时,一批前沿技术也正加快布局,万米特深层基础地质理论认识正不断深化,240摄氏度以上特高温钻井液等完成研发储备,175兆帕特高压井口、特高压压裂车等关键核心装备也已“枕戈待旦”,推动我国深地探测一步步向更深处迈进。
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