挺进地下一万米丨亚洲最深井和我国首口万米井都在这→

央视新闻客户端 2023-11-15 12:59

深地工程是我国地球深部探测领域的重大工程,它的任务就是把深深埋藏在沙漠下数千米的油气资源钻探出来。

位于新疆塔里木盆地,我国“深地工程”重点油气项目——中国石化“深地一号”跃进3-3井,经过177天的钻探,井深达到9432米,刷新亚洲最深井纪录,为我国进军万米深地探测提供了核心技术和装备储备。今天,这口井即将开井。9432米的井下,到底有多少石油和天然气?将通过油气测试揭晓。

总台央视记者 古峻岭:这里是塔里木盆地跃进3-3井的作业现场,现在正值入冬时节,井场周边的气温只有0℃左右。一大早,作业人员就冒着严寒开始紧张地忙碌起来,为油井的测试作着最后的准备工作。经过177天的施工,这口井目前已经完成钻井工作。目前,井深达到9432米,刷新了亚洲最深井纪录,今天这口井将迎来它首次油气放喷测试。

和其他大部分普通井场不同的是,这个井场的正下方其实没有油气资源。真正油气资源,位于这个井场附近非常漂亮的胡杨林的正下方。正是为了保护这片胡杨林,工作人员就把井场的选址定在了这片胡杨林的外面。在这里,他们向下垂直打钻,一直打到地下几千米的地方之后,才开始转向那片胡杨林正下方的油层区钻探,以确保这片胡杨林不受到任何影响。

这个高耸入云的塔架就是钻井场站标志性建筑——井架了。经过177天昼夜不停地钻探,已经打通到地下9432米的油藏区。钻井平台上面这两大组黑色的钻杆,现在已经完成了它们的使命。它们从数千米的地下一根一根的抽取上来,一共用了900多根这样的钻杆。

说完了钻杆,再来看看刚刚退役的功勋钻头。经过数千米的钻探,钻头表面都是伤痕累累。特别是跟新的钻头一对比,可以看到钻头前部的这些钻齿早已经被磨平、崩坏了。

在今年五一这口井刚刚开钻的时候,当时我们的直播团队还特别设计了1比10000的岩层样本桶,我们先看最底下就是最接近地表的钻探岩层,叫新生界第四系。随着钻探的不断深入,可以看到古生界的泥盆系、志留系、最终到达4亿年前的古生界的奥陶系。这些曾经只在《地心游记》这样的科幻电影里听过的这些地质名词,如今,以这种非常直观的方式,和我直接发生了的接触。这种感觉真是非常奇妙,就像是我也经历了时空穿越。

在我身后这一片纵横交错的红色管道以及银色的大装置,就是今天即将进行油气测试的主要设备了。来自地下近万米深处的油气资源经过漫长的输送抵达地面后,就是在这些管道和装置中,进行油和气的分离。 油走油路,气走气路。

这口刷新了亚洲最深纪录的井下到底有没有油气,成色又如何呢?工作人员告诉我,此刻这些地下9432米的油气正在向地面飞奔而来,预计将在今天14时左右抵达地面。如果有天然气的突破,大家将看到,这些深埋地下亿万年的油气资源,将会在放喷点火区以熊熊的火焰来宣告它们的存在。

探访我国首口万米科探井作业现场

跃进3-3井将进行油气测试的同时,距离它150公里的沙漠里,还有一口井也正在加紧钻探之中,它就是我国第一口超过万米的井——深地塔科1井,与“深地一号”有所不同,这口万米深井不仅找油找气,同时还兼具科学探索的任务。

总台央视记者 张伟:这里是位于塔克拉玛干沙漠腹地,我国首口万米科探井——深地塔科1井钻井现场,今年5月底,这口井开钻以来,日最高钻井进度超过了500米,目前已钻进到8500米,正在向万米深处挺进。

深地塔科1井设计井深达11100米,计划明年一月钻至一万米,钻头自上而下要穿透塔里木盆地13套地层,最终揭开沉积6亿多年前的古老地层。

中国石油塔里木油田勘探事业部总工程师 张志:我们前期已经创下了,大尺寸套管下入最深和最重的纪录,但是随着我们向深层挺进,接下来我们会面对越来越大的困难,到万米以后,我们上覆岩层压力达到了200兆帕以上,相对于两万米深水的压强,就相当于四头牛站在指甲盖上的状态。

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℃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。

中国石油塔里木油田监督中心钻井总监 闵鹏:为了应对高温高压特深带来的难题,我们采用高抗拉强度的钻工具。我们的单根钻杆井口抗拉强度能够达到500吨。能够轻松提拉起5架国产C919大飞机。同时我们采用高抗温钻井液体系,以应对万米以下220℃的极高温,可以说每一项工艺都是站在世界钻井工程的最前沿。

目前,全球总共钻探万米深井67口,其中48口是近10年完成,陆上垂深超万米井只有1口。深地塔科1井设计钻完井周期为457天,投产后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。

深地利器 助力挺进万米

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。金刚石钻头、万米钻机等国产装备的成功运用,为我国挺进万米提供了技术支撑。

总台央视记者 张伟:打一万米深井需要5种规格近30个钻头才可以完成,最大的钻头直径达到0.5米。由于地质结构复杂,大家可以看到用过的金刚石钻头,金刚石已经磨平。

中国石油塔里木油田勘探事业部总工程师 张志:目前我们所使用的钻头都是国产自主研发的钻头,单只钻头的价格比进口的下降了将近一半。同时,钻井速度提高了50%,抗研磨性等技术指标都处于国际先进水平。

这台相当于24层楼房的钻机,是我国自主研制的,全球首台12000米特深井自动化钻机。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。为保障万米级特深井“打成、打快、打好”,工程技术人员围绕万米深井相继研发了智能控制一体化平台、钻井自主决策工控系统等一批关键核心技术。

中国工程院院士 孙金声:万米深井首先要打成,然后要打快、还要打好。要全力保障万米深层油气开发取得显著的成效,要助力我们国家石油工程技术,特别是在超深层石油工程技术实现高水平的自立自强。

“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。我国不断加大陆上深层、超深层油气勘探开发力度,年钻超深井200口以上,不断刷新亚洲超深井井深纪录。

我国油气资源主要分布在四川、塔里木、鄂尔多斯、松辽、渤海湾、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。

中国石化石油勘探开发研究院油气勘探所所长 林会喜:经历了多年的勘探开发,中浅层油气资源探明程度高,实现规模发现的难度越来越大,从保障国家能源安全、支撑石油化工工业发展的角度,往深层走,把深层的油气资源探明、生产出来,非常有必要。

作为油气资源战略接替区,深层、超深层已成为我国油气重大发现的主要区域。在塔里木盆地,目前深度8000米以上的井超过200口,探明资源量达50亿吨。

中国科学院院士 郝芳:这个万米勘探我认为是非常重要的,这意味着人类勘探进入了万米,也体现了中国在油气预测,地质地球物理预测,勘探技术、装备和钻测材料方面取得了重大进步,特别是这个万米地层将为我们认识地球演化提供难以获取的信息。