20日，塔克拉瑪干沙漠腹地冰雪初融、寒意未盡。矗立在茫茫沙海中、約20層樓高的鉆井井架不再轟鳴，中國石油塔里木油田前方指揮部電子屏幕上的數(shù)字停止在10910.00。這意味著我國首口超萬米科探井——深地塔科1井勝利完鉆，繼深空“神舟上天”、深海“蛟龍入海”之后，我國又在深地領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破，鉆出亞洲第一、世界第二的垂直深度井。
這一壯舉背后，是我國深地油氣開發(fā)能力的進(jìn)一步釋放，是自主研發(fā)的油氣勘探開發(fā)技術(shù)裝備的迭代升級(jí)，也是探索自然、研究地球演化、古氣候變遷等領(lǐng)域邁出的重要一步。
在“死亡之海”鉆出萬米深井
塔克拉瑪干沙漠所在的塔里木盆地是我國的深地油氣富集區(qū)，在數(shù)億年地殼運(yùn)動(dòng)下，地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，“像一只盤子被摔碎之后又被踢了一腳”，開發(fā)難度世界少有、國內(nèi)獨(dú)有。
“從2021年起就開始論證，2023年5月30日開鉆，解決了超重載荷、井壁失穩(wěn)、地層井漏等多項(xiàng)萬米鉆井過程中的復(fù)雜難題，我們才終于打成了這口井。”談起探索之路的艱辛和付出，深地塔科1井技術(shù)人員、中國石油塔里木油田油氣工藝研究院鉆井研究部鉆井工藝項(xiàng)目組副經(jīng)理文亮難掩內(nèi)心的激動(dòng)。
“每深入地下一米，鉆探難度都會(huì)成倍增加。”一直堅(jiān)守在鉆探現(xiàn)場的鉆井總監(jiān)閔鵬介紹，深地塔科1井從地表鉆到5500米，用時(shí)50多天井深過半，從5500米直至突破萬米大關(guān)，用時(shí)220多天；從10000米到10910米的“最后一公里”，鉆探卻耗時(shí)300多天。
中國石油塔里木油田企業(yè)首席專家、深地塔科1井井長王春生介紹，石油人在沙漠腹地夜以繼日地奮戰(zhàn)，鉆取了亞洲首份萬米以深的巖芯，并在萬米以下證實(shí)了有油氣顯示。深地塔科1井先后創(chuàng)下全球尾管固井“最深”、全球電纜成像測井“最深”、全球陸上鉆井突破萬米“最快”、亞洲直井鉆探“最深”、亞洲陸上取芯“最深”共五項(xiàng)工程紀(jì)錄，成功實(shí)現(xiàn)預(yù)期地質(zhì)目的和各項(xiàng)鉆探目標(biāo)，“我們打出了中國深度，在深地領(lǐng)域豎起了‘中國地標(biāo)’。”
隨著深地塔科1井的勝利完鉆，其肩負(fù)的科學(xué)探索、發(fā)現(xiàn)油氣等使命基本完成。“這口井的打成，不僅讓我們對(duì)萬米以下的地質(zhì)認(rèn)識(shí)更加清晰，也更加堅(jiān)定了我們?cè)谌f米以深找到油氣的信心和決心。”塔里木油田基礎(chǔ)研究部盆地基礎(chǔ)地質(zhì)研究項(xiàng)目課題經(jīng)理?xiàng)罟硎荆乱徊綄?duì)深地塔科1井固井、試油等各項(xiàng)后續(xù)工作將緊鑼密鼓地展開。
自立自強(qiáng)攻克入地萬米難關(guān)
上天難，入地更難。地下萬米深處，超210攝氏度的高溫足以讓食用油沸騰，145兆帕超高壓遠(yuǎn)超馬里亞納海溝最深處壓力，井下最重達(dá)665噸的鉆井工具相當(dāng)于鉆機(jī)要吊起超100頭成年非洲象的重量……
“萬米之下，一系列‘極限挑戰(zhàn)’時(shí)刻考驗(yàn)著我國深井鉆探技術(shù)水平和鉆井工具裝備的性能。”中國工程院院士孫金聲介紹，這項(xiàng)鉆地工程的難度堪比“探月工程”。
向地球深部進(jìn)軍，關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。“這就需要我們自立自強(qiáng)，但要攻克世界級(jí)難題絕非是哪一家的‘獨(dú)角戲’，而是涉及地質(zhì)、工程、鉆探等眾多機(jī)構(gòu)、企業(yè)共同參與的系統(tǒng)性工程。”塔里木油田油氣工藝研究院副院長張志表示。
面對(duì)地下萬米之難，塔里木油田打破傳統(tǒng)鉆井組織形式，搭建跨學(xué)科工作平臺(tái)，引入12個(gè)院士聯(lián)合創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)及眾多高校專家團(tuán)隊(duì)，集合地質(zhì)、工程、裝備等精銳力量，組建了9支技術(shù)支撐組，讓多專業(yè)、多學(xué)科緊密配合、協(xié)同作戰(zhàn)，并配備了一大批頂尖儀器裝備，為向未知的空間開拓挺進(jìn)、向科技的極限求索突破“保駕護(hù)航”。
我國自主研發(fā)的全球首臺(tái)12000米特深井自動(dòng)化鉆機(jī)、抗220℃超高溫鉆井液、抗高溫螺桿、針對(duì)地下各種地層的國產(chǎn)金剛石鉆頭……一大批國內(nèi)頂尖技術(shù)設(shè)備“出戰(zhàn)”，支撐著深地塔科1井破巖深入。
“這些自主研發(fā)的設(shè)備正是我們不斷向深向難挺進(jìn)的底氣。”鉆機(jī)主設(shè)計(jì)師、寶石機(jī)械一級(jí)工程師李亞輝介紹，深地塔科1井鉆探裝備的國產(chǎn)化，推動(dòng)深地產(chǎn)業(yè)鏈的自主性和安全性得到極大提升。
在這批“國之重器”的支撐下，堅(jiān)守井上的萬米深井攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)成功處置了多次井下復(fù)雜難題，頂住了斷落鉆具、井底垮塌、鉆具疲勞、地層井漏等風(fēng)險(xiǎn)，在沙海腹地打出了中國深度新紀(jì)錄。
“作為亞洲第一、世界第二的垂直深度井，深地塔科1井成功完鉆，不僅推動(dòng)我國特深層鉆完井技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，還奠定了我國在萬米深地油氣工程技術(shù)領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位，在我國鉆探工程史上具有里程碑式重大意義。”中國科學(xué)院院士、中國石油大學(xué)（華東）校長郝芳說。
中國深度開創(chuàng)“加油爭氣”新局面
“我們?cè)谌f米深層發(fā)現(xiàn)了有效的油氣顯示，在寒武系地層10851米到10910米井段發(fā)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)古老烴源巖。”塔里木油田執(zhí)行董事、黨工委書記王清華介紹，深地塔科1井實(shí)現(xiàn)全球陸上萬米以下油氣發(fā)現(xiàn)零突破，填補(bǔ)了萬米地質(zhì)理論認(rèn)識(shí)空白，為探索深地油氣戰(zhàn)略發(fā)現(xiàn)提供了依據(jù)。
隨著當(dāng)前我國中淺層油氣勘探開發(fā)步入后期，深層、超深層資源已成為油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要選擇。我國深層、超深層油氣資源量達(dá)671億噸，超過總量三分之一，勘探開發(fā)潛力巨大。
歷經(jīng)滄桑變化的塔里木盆地，是我國最大的深地油氣富集區(qū)，數(shù)億年前形成的油氣深埋地下，沉積形成一個(gè)個(gè)資源“寶藏”。
“超深層已成為我國油氣資源增儲(chǔ)上產(chǎn)的主陣地，向地球深部挺進(jìn)是保障我國能源安全的重大戰(zhàn)略任務(wù)，是端穩(wěn)端牢能源飯碗的重大戰(zhàn)略選擇。”中國工程院院士孫金聲表示。
近年來，塔里木油田深地油氣勘探開發(fā)持續(xù)突破，關(guān)鍵核心技術(shù)體系的自主攻關(guān)能力不斷提升，累計(jì)完鉆8000米以深井191口，占全國50%以上，找到的超深層油氣儲(chǔ)量占全國的四分之三，超深油氣年產(chǎn)量達(dá)2047萬噸，成為我國最大超深油氣生產(chǎn)基地。
“萬米之下找到油氣不僅為塔里木盆地油氣勘探開辟了新領(lǐng)域，更為我國深地領(lǐng)域‘加油爭氣’打開了新局面。”塔里木油田勘探開發(fā)研究院院長楊憲彰表示，萬米成烴機(jī)理、成藏理論、傳說中的“石油死亡線”存在與否等謎題，都將隨著巖芯研究的深入而浮出水面，我國科學(xué)家將由此獲取基礎(chǔ)地質(zhì)理論、地球化學(xué)、地球熱力學(xué)等的第一手資料。“這也為準(zhǔn)噶爾盆地、四川盆地、鄂爾多斯盆地等區(qū)域向深地探索提供了豐富的資料支撐。”
當(dāng)前，科研人員根據(jù)萬米以深的巖芯、巖屑、測錄井等地質(zhì)樣品和數(shù)據(jù)，繪制了亞洲第一份萬米地質(zhì)剖面圖，為深地科學(xué)探索和油氣勘探提供第一手資料，為我國進(jìn)一步開展深地探測、創(chuàng)新深地科學(xué)理論、發(fā)展深地探測技術(shù)、揭開地球深部奧秘提供了有力的基礎(chǔ)研究支撐。
同時(shí)，一系列萬米以下的科學(xué)探索和資源勘查工作正在開展，一批批前沿技術(shù)也正超前研究，一件件硬核裝備不斷升級(jí)，蓄勢待發(fā)準(zhǔn)備創(chuàng)造更多中國深度紀(jì)錄。
夢想不只有星辰大海，10910米入地探索也絕不是終點(diǎn)。在對(duì)深地探索、認(rèn)識(shí)、開發(fā)的道路上，中國深度的進(jìn)程才剛剛開始。
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