塔里木盆地已建成中國最大超深層油氣生產基地
2023-09-04 08:20 作者：吳 燕 呂 莉 來源：人民網－人民日報 閱覽：
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能源保障和安全事關國計民生，是須臾不可忽視的「國之大者」。深層、超深層已成為我國油氣勘探的主陣地，油氣資源量占全國油氣資源總量的34%。其中，塔里木盆地是我國陸上油氣增儲上產潛力最大的盆地之一，埋深超過6000米的石油和天然氣資源分別占全國的83.2%和63.9%。當前，塔里木盆地勘探開發全面進入超深層，已建成我國最大超深層油氣生產基地。
新疆，沙雅縣。八月的塔克拉瑪幹，熱浪滾滾、黃沙漫漫。不時可見的梭梭、紅柳，倔強地鑽出地面，與風沙展開頑強的較量。
一望無邊的沙海之中，路在蜿蜒，車在顛簸，草方格努力縛住連綿的沙丘。極目望去，架在空中的電線縱橫向遠方。路旁不時閃過的鑽井、站房，標註著地下輸油氣管網延伸的軌跡。
我國首口萬米深地科探井，探地深度不斷刷新；「深地一號」工程工地，油氣勘探夜以繼日。
這片曾經寥無人煙的沙海，如今正澎湃著能源汩汩流動的脈搏。
奮戰——
垂直深度超8000米的深井已有100多口
在石子路上顛簸了許久，遠遠的，看到地平線上一座紅白相間的巨大井架巍然矗立。走近了，隆隆的鑽機聲震耳欲聾。在中國石油深地塔科1井現場，鑽井、固井、測井……身著紅色工服的工作人員頂著烈日正在酣戰。
井架旁邊的活動板房裡是智慧指揮平台，大螢幕上是密密麻麻的施工參數、多個實時監控視訊，直觀展示著鑽井的進度。
「目前，該井已經鑽至5856米。」中國石油塔里木油田公司首席技術專家王春生快人快語。
通過視訊，可以看到鑽井作業的中樞——司鑽房。司鑽正手握刹把，凝視著面前的多塊大螢幕，全神貫注進行操作，鑽桿在數千米的地下轉動掘進……
與此同時，一片頑強生長的胡楊林邊，中國石化「深地一號」躍進3—3XC井正向著地下9000米挺進。
「這片井場有3口井，其中兩口已經投入生產，正在施工作業的就是躍進3—3XC井。」中國石化西北油田分公司代表張煜介紹，這口井設計井深達到9472米，截至8月21日，已掘進到8273米。
在塔里木盆地，由於油氣大多蘊藏在深度6000米以下，像這樣向地球深處挺進的鑽井還有很多。據統計，中國石油塔里木油田超過6000米的深井數量已達1700多口，占全國80%以上，其中超8000米的深井已成功鑽探超100口；中國石化在塔里木盆地鑽探垂直深度超過8000米的油氣井已達到57口。
作為我國最大的深地油氣富集區，塔克拉瑪幹的沙海，已成為我國最大超深油氣生產基地，發現和開發了富滿、克深、順北等大型油氣田。通過長期探索，形成了9000米鑽完井、試油改造、測井等工程配套技術，培養了一支涵蓋油氣地質、地球物理、鑽完井、儲層改造、測試、測井等方面超深油氣勘探開發的專業化隊伍。
攻關——
關鍵技術裝備實現國產化
一深帶萬難。通常而言，業內將4500米到6000米的井深定位為深井，6000米到9000米的井為超深井，超過9000米的井為特深井。能夠將井深推進到幾千米，有賴於我國工業製造能力的整體提昇。我國設備廠商打破國外技術壟斷，研發出一批關鍵核心技術裝備，實現了從「打不成」到「打得快、打得準」的跨越。
深地塔科1井設計井深1.11萬米，是我國首口萬米深地科探井，預計鑽井週期457天，目前僅用時數十天進尺就已經打了過半，但鑽井工程總進度不過10%。
「到達一定深度後，每向下一米，難度呈幾何倍數增長。」中國石油塔里木油田勘探事業部經理段永賢說，「越往深挖，壓力越大，溫度越高。高溫高壓之下，鑽桿就像煮熟的麵條一樣軟，在超過萬米的深地，要面對的是超210攝氏度超高溫、130兆帕超高壓等工況。」
一套鑽井設備大致可以分為鑽機、鑽頭和連接兩者的鑽桿。
鑽機是深井工程的「動力心臟」。深地塔科1井採用我國自主研製的全球首臺1.2萬米特深井自動化鑽機。這臺鑽機高達72米，相當於24層樓高。中國石油寶石機械有限公司現場服務負責人張矛勝告訴記者，與普通鑽機相比，載重提昇能力由三四百噸提高到900噸，可以同時吊起150頭成年大象。
鑽機提供了強大動力，而與地下岩層硬碰硬的，是鑽頭。在「深地一號」躍進3—3XC井場，陳列了10多種鑽頭。「現在國內深井鑽探普遍應用的都是我們的鑽頭，相較於進口，成本下降了一半。」中國石化江漢石油工程第二鑽井公司副經理李錦峰介紹，「藍色的是牙輪鑽頭，除了在鑽桿的帶動下能夠轉動外，前面的3個牙輪也可以旋轉，能應對各種不同的地層。旁邊這種金色的是PDC（聚晶金剛石複合片）鑽頭，它附著著非常堅硬的人工金剛石『牙齒』，能夠一點點啃下硬質岩層。」
在「又深又黑」的地下，如何準確找到油氣？
在工地一角碼放的金屬桿引起了記者的注意。「這些金屬探桿中安裝有隨鑽測控儀器，經過迭代升級，可適應200攝氏度的高溫，能夠將垂深8000米以下鑽井信號實時傳輸至地面，仿佛給鑽頭裝上眼睛，可以隨時調整鑽頭行進軌跡。」中國石化西北油田石油工程技術研究院鑽井研究所工程師楊衛星介紹。
和常規鑽井不同，「深地一號」躍進3—3XC井在幾千米的地下來了一個大拐彎。由於油氣資源位於塔里木河上游濕地自然保護區下方，鑽井必須在生態保護區域之外先垂直下鑽，然後再進行3400多米的水準鑽進。「這應用了我們的超深大位移鑽井技術。常規的鑽井就像一根吸管插到底，在這裡則像是用一根L形的吸管，插到底部後，再橫向延伸。」楊衛星打了一個形象的比喻。
突破——
以技術創新挑戰深地極限
特深井鑽探是油氣工程技術瓶頸最多、挑戰最大的領域，要直面超高溫、超高壓、地層易垮塌等極端惡劣情況。而在塔里木盆地，還要面對「國內僅有，世界少有」的地下岩層組合。經過幾億年地殼運動，塔里木盆地的地層變得支離破碎，其構造被地質學家比作「一摞盤子摔碎了，又被踢了幾腳」。
「世界上公認的鑽完井13項工程難度指標係數，塔里木盆地有7項指標名列第一，其他指標也均在前列，綜合難度全球罕見。在這裡進行深地勘探是項涉及地質、物探、工程、鑽井等多專業多學科的系統性工程。」王春生表示。
在如此深且複雜的地層尋找油氣資源，就好比站在珠穆朗瑪峰頂要看清雅魯藏布江上的遊船，怎樣才能知道地下哪個位置埋藏著油氣資源呢？
近年來，依託重大科技專項，我國在地質理論與工程技術兩方面取得一系列創新成果，初步形成了深層—超深層成烴—成儲—成藏油氣地質理論，奠定了萬米深層油氣資源開採的基礎。同時，依靠世界領先的三維物探技術，科研人員可以「看清」井位所在的地層結構，相當于為地層做了一次「CT」，讓地下縱橫交錯的油氣脈絡更加清晰。
「縱使有系統的科學支持，但鑽井有時就像『開盲盒』。」張煜說，「目前我們的探井成功率能達到50%以上，遠高於世界平均30%的水準，而開發井的成功率則達到100%。」
「對於深地塔科1井來說，打萬米深井還存在很多空白領域，許多機理仍然不清，會出現難以預料的突變。但從理論到技術，再到裝備，都有了長足進步，我們有信心把這口井打快打好。」王春生表示。
鑽頭24小時不停鑽，在深地塔科1井的工地上，一排木盒子里裝著一格格岩屑，對應著地層深度的編號。
除了油氣發現，深地塔科1井還肩負著科學探索的任務。這些通往地球深處的鑽井，如同一根根探針，探尋著地層深處的秘密，求解地球內部結構和演化規律，為地球科學研究進一步提供重要數據支持，也豐富著我們對於這顆星球的認知。
能源保障和安全事關國計民生，是須臾不可忽視的「國之大者」。深層、超深層已成為我國油氣勘探的主陣地，油氣資源量占全國油氣資源總量的34%。其中，塔里木盆地是我國陸上油氣增儲上產潛力最大的盆地之一，埋深超過6000米的石油和天然氣資源分別占全國的83.2%和63.9%。當前，塔里木盆地勘探開發全面進入超深層，已建成我國最大超深層油氣生產基地。
新疆，沙雅縣。八月的塔克拉瑪幹，熱浪滾滾、黃沙漫漫。不時可見的梭梭、紅柳，倔強地鑽出地面，與風沙展開頑強的較量。
一望無邊的沙海之中，路在蜿蜒，車在顛簸，草方格努力縛住連綿的沙丘。極目望去，架在空中的電線縱橫向遠方。路旁不時閃過的鑽井、站房，標註著地下輸油氣管網延伸的軌跡。
我國首口萬米深地科探井，探地深度不斷刷新；「深地一號」工程工地，油氣勘探夜以繼日。
這片曾經寥無人煙的沙海，如今正澎湃著能源汩汩流動的脈搏。
奮戰——
垂直深度超8000米的深井已有100多口
在石子路上顛簸了許久，遠遠的，看到地平線上一座紅白相間的巨大井架巍然矗立。走近了，隆隆的鑽機聲震耳欲聾。在中國石油深地塔科1井現場，鑽井、固井、測井……身著紅色工服的工作人員頂著烈日正在酣戰。
井架旁邊的活動板房裡是智慧指揮平台，大螢幕上是密密麻麻的施工參數、多個實時監控視訊，直觀展示著鑽井的進度。
「目前，該井已經鑽至5856米。」中國石油塔里木油田公司首席技術專家王春生快人快語。
通過視訊，可以看到鑽井作業的中樞——司鑽房。司鑽正手握刹把，凝視著面前的多塊大螢幕，全神貫注進行操作，鑽桿在數千米的地下轉動掘進……
與此同時，一片頑強生長的胡楊林邊，中國石化「深地一號」躍進3—3XC井正向著地下9000米挺進。
「這片井場有3口井，其中兩口已經投入生產，正在施工作業的就是躍進3—3XC井。」中國石化西北油田分公司代表張煜介紹，這口井設計井深達到9472米，截至8月21日，已掘進到8273米。
在塔里木盆地，由於油氣大多蘊藏在深度6000米以下，像這樣向地球深處挺進的鑽井還有很多。據統計，中國石油塔里木油田超過6000米的深井數量已達1700多口，占全國80%以上，其中超8000米的深井已成功鑽探超100口；中國石化在塔里木盆地鑽探垂直深度超過8000米的油氣井已達到57口。
作為我國最大的深地油氣富集區，塔克拉瑪幹的沙海，已成為我國最大超深油氣生產基地，發現和開發了富滿、克深、順北等大型油氣田。通過長期探索，形成了9000米鑽完井、試油改造、測井等工程配套技術，培養了一支涵蓋油氣地質、地球物理、鑽完井、儲層改造、測試、測井等方面超深油氣勘探開發的專業化隊伍。
攻關——
關鍵技術裝備實現國產化
一深帶萬難。通常而言，業內將4500米到6000米的井深定位為深井，6000米到9000米的井為超深井，超過9000米的井為特深井。能夠將井深推進到幾千米，有賴於我國工業製造能力的整體提昇。我國設備廠商打破國外技術壟斷，研發出一批關鍵核心技術裝備，實現了從「打不成」到「打得快、打得準」的跨越。
深地塔科1井設計井深1.11萬米，是我國首口萬米深地科探井，預計鑽井週期457天，目前僅用時數十天進尺就已經打了過半，但鑽井工程總進度不過10%。
「到達一定深度後，每向下一米，難度呈幾何倍數增長。」中國石油塔里木油田勘探事業部經理段永賢說，「越往深挖，壓力越大，溫度越高。高溫高壓之下，鑽桿就像煮熟的麵條一樣軟，在超過萬米的深地，要面對的是超210攝氏度超高溫、130兆帕超高壓等工況。」
一套鑽井設備大致可以分為鑽機、鑽頭和連接兩者的鑽桿。
鑽機是深井工程的「動力心臟」。深地塔科1井採用我國自主研製的全球首臺1.2萬米特深井自動化鑽機。這臺鑽機高達72米，相當於24層樓高。中國石油寶石機械有限公司現場服務負責人張矛勝告訴記者，與普通鑽機相比，載重提昇能力由三四百噸提高到900噸，可以同時吊起150頭成年大象。
鑽機提供了強大動力，而與地下岩層硬碰硬的，是鑽頭。在「深地一號」躍進3—3XC井場，陳列了10多種鑽頭。「現在國內深井鑽探普遍應用的都是我們的鑽頭，相較於進口，成本下降了一半。」中國石化江漢石油工程第二鑽井公司副經理李錦峰介紹，「藍色的是牙輪鑽頭，除了在鑽桿的帶動下能夠轉動外，前面的3個牙輪也可以旋轉，能應對各種不同的地層。旁邊這種金色的是PDC（聚晶金剛石複合片）鑽頭，它附著著非常堅硬的人工金剛石『牙齒』，能夠一點點啃下硬質岩層。」
在「又深又黑」的地下，如何準確找到油氣？
在工地一角碼放的金屬桿引起了記者的注意。「這些金屬探桿中安裝有隨鑽測控儀器，經過迭代升級，可適應200攝氏度的高溫，能夠將垂深8000米以下鑽井信號實時傳輸至地面，仿佛給鑽頭裝上眼睛，可以隨時調整鑽頭行進軌跡。」中國石化西北油田石油工程技術研究院鑽井研究所工程師楊衛星介紹。
和常規鑽井不同，「深地一號」躍進3—3XC井在幾千米的地下來了一個大拐彎。由於油氣資源位於塔里木河上游濕地自然保護區下方，鑽井必須在生態保護區域之外先垂直下鑽，然後再進行3400多米的水準鑽進。「這應用了我們的超深大位移鑽井技術。常規的鑽井就像一根吸管插到底，在這裡則像是用一根L形的吸管，插到底部後，再橫向延伸。」楊衛星打了一個形象的比喻。
突破——
以技術創新挑戰深地極限
特深井鑽探是油氣工程技術瓶頸最多、挑戰最大的領域，要直面超高溫、超高壓、地層易垮塌等極端惡劣情況。而在塔里木盆地，還要面對「國內僅有，世界少有」的地下岩層組合。經過幾億年地殼運動，塔里木盆地的地層變得支離破碎，其構造被地質學家比作「一摞盤子摔碎了，又被踢了幾腳」。
「世界上公認的鑽完井13項工程難度指標係數，塔里木盆地有7項指標名列第一，其他指標也均在前列，綜合難度全球罕見。在這裡進行深地勘探是項涉及地質、物探、工程、鑽井等多專業多學科的系統性工程。」王春生表示。
在如此深且複雜的地層尋找油氣資源，就好比站在珠穆朗瑪峰頂要看清雅魯藏布江上的遊船，怎樣才能知道地下哪個位置埋藏著油氣資源呢？
近年來，依託重大科技專項，我國在地質理論與工程技術兩方面取得一系列創新成果，初步形成了深層—超深層成烴—成儲—成藏油氣地質理論，奠定了萬米深層油氣資源開採的基礎。同時，依靠世界領先的三維物探技術，科研人員可以「看清」井位所在的地層結構，相當于為地層做了一次「CT」，讓地下縱橫交錯的油氣脈絡更加清晰。
「縱使有系統的科學支持，但鑽井有時就像『開盲盒』。」張煜說，「目前我們的探井成功率能達到50%以上，遠高於世界平均30%的水準，而開發井的成功率則達到100%。」
「對於深地塔科1井來說，打萬米深井還存在很多空白領域，許多機理仍然不清，會出現難以預料的突變。但從理論到技術，再到裝備，都有了長足進步，我們有信心把這口井打快打好。」王春生表示。
鑽頭24小時不停鑽，在深地塔科1井的工地上，一排木盒子里裝著一格格岩屑，對應著地層深度的編號。
除了油氣發現，深地塔科1井還肩負著科學探索的任務。這些通往地球深處的鑽井，如同一根根探針，探尋著地層深處的秘密，求解地球內部結構和演化規律，為地球科學研究進一步提供重要數據支持，也豐富著我們對於這顆星球的認知。
