我國首口萬米科學(xué)探索井開鉆

(資料圖片僅供參考)

今天（5月30日），中國石油發(fā)布消息，我國首口萬米科學(xué)探索井——深地塔科1井，在新疆塔里木油田開鉆。

深地塔科1井位于塔克拉瑪干沙漠腹地，沙雅縣境內(nèi)，設(shè)計(jì)井深超過10000米，自上而下將鉆遇塔里木盆地13套地層。

中國工程院院士 孫金聲：塔里木盆地對(duì)標(biāo)全球13項(xiàng)鉆完井的工程難度指標(biāo)，比如說高溫、高壓，礫石層的厚度、鹽層的厚度與套損、鹽水壓力的系數(shù)，高含硫等這7項(xiàng)指標(biāo)屬于世界級(jí)的難題，它都名列第一。

一深帶來萬難，在萬米以下高溫環(huán)境中，鉆井工具都變得像面條一樣柔軟，打一口井需要攻克井漏、卡鉆、地層垮塌等幾十道難題。針對(duì)超深和塔里木特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)帶來的困難，塔科1井使用自主研發(fā)的全球首臺(tái)12000米特深井自動(dòng)化鉆機(jī)進(jìn)行作業(yè)。同時(shí)創(chuàng)新研發(fā)耐220攝氏度超高溫工作液、五開井眼井身結(jié)構(gòu)等技術(shù)，為鉆探萬米特深井提供技術(shù)和裝備保障。

深地塔科1井所在的塔里木盆地油氣大多蘊(yùn)藏在6000米以下，8000米以下油氣地質(zhì)資源總量超過90億噸油當(dāng)量，占全國超深層資源量的一半以上，勘探前景十分廣闊。

什么是科學(xué)探索井？

科學(xué)探索井簡(jiǎn)稱科探井，它的主要目的是探索地球演化、生命起源、氣候變遷、災(zāi)害防治、資源利用。

目前，國際上的科探井主要有三類。第一類是國際大陸鉆探計(jì)劃，主要是探索大陸深部結(jié)構(gòu)，地殼內(nèi)部熱量、物質(zhì)和流體的遷移規(guī)律等；第二類是國際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃，主要是探索地球海底組成結(jié)構(gòu)、地球生命起源、地球圈層相互作用，并推進(jìn)深海鉆井技術(shù)發(fā)展；第三類是超深層油氣勘探開發(fā)。

中國石油塔里木油田油氣工程研究院院長 馮少波：深地塔科1井肩負(fù)著科學(xué)探索與油氣發(fā)現(xiàn)兩大任務(wù)，這口井取得突破以后，對(duì)于保障國家能源安全具有重大戰(zhàn)略意義，對(duì)于搶占科技制高點(diǎn)具有重大實(shí)踐意義，對(duì)于尋求油氣資源規(guī)模具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

目前，全球總共鉆探萬米深井67口，其中48口是近10年完成，主要由美國、俄羅斯等國家實(shí)施。但是，陸上垂深超萬米井只有1口，是蘇聯(lián)1970年開始在科拉半島鉆探的科拉SG-3井，垂深12262米，歷時(shí)23年。深地塔科1井設(shè)計(jì)鉆完井周期為457天，將成為全球第二口陸上垂深超萬米的井，也將創(chuàng)造全球萬米深井鉆探用時(shí)最快紀(jì)錄。

塔里木盆地打萬米深井有多難

在五億年前的寒武紀(jì)時(shí)期，塔里木盆地還被稱作塔里木海，億萬年的滄桑變化，讓海洋中沉積的碳酸鹽巖地層深埋在數(shù)千米的地下，慢慢形成了石油和天然氣。塔里木盆地地質(zhì)條件與世界其他盆地完全不同，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多樣，油氣藏普遍存在超深、超高溫、超高壓等勘探開發(fā)難題。在塔里木盆地打井，鉆井到達(dá)一定深度極限后，每向下一米，難度都面臨著幾何倍數(shù)增長。

萬頃流沙下覆蓋著巨厚的巖石，這些巖石已沉積億萬年之久，從巖石之間撬開油氣通道，需要克服極高溫、極高壓和極高的地應(yīng)力。要想“拿到油”，首先要通過鉆井作業(yè)，在地面和地下油氣藏之間，修一條能讓油氣流動(dòng)的高速公路。 但是要修一條“萬米之路”，并不容易。目前有萬米深鉆能力的國家并不多，主要是中國、美國和俄羅斯。

中國科學(xué)院院士 郝芳：全球從勘探角度上最深大概是萬米，塔里木盆地不僅深，演化歷史更加復(fù)雜，它更多是縫洞型或者是斷裂這樣的儲(chǔ)層類型，應(yīng)該說難度更大。

萬米深井需要連接1000多根鉆桿，由于高溫高壓下鉆桿就像“煮熟的面條”一樣，操作起來很難控制。同時(shí)，面對(duì)地下超過200攝氏度的高溫，一般設(shè)備和儀器內(nèi)的電子元器件、橡膠件等就會(huì)損壞失效。

作為我國超深層油氣勘探開發(fā)的領(lǐng)跑者，塔里木油田從4500米打到6000米經(jīng)歷了10年的時(shí)間，從7000米打到9000米，用了17年。今年3月，位于塔克拉瑪干沙漠腹地的果勒3C井，以9396米的深度刷新亞洲最深水平井紀(jì)錄。

中國石油塔里木油田勘探事業(yè)部經(jīng)理 段永賢：通過一系列技術(shù)攻堅(jiān)，我們鉆探一口8000米深井，從2007年700多天縮短到現(xiàn)在平均用時(shí)180天，最快百天之內(nèi)，大大加快了塔里木盆地超深勘探的步伐。

深地利器 全球首臺(tái)12000米特深井自動(dòng)化鉆機(jī)

鉆探萬米深井將會(huì)面對(duì)無數(shù)未知的挑戰(zhàn)，對(duì)鉆井設(shè)備、工具、儀器、工作液等提出更高的要求。深地塔科1井使用的鉆機(jī)，是我國自主研制的、全球首臺(tái)12000米特深井自動(dòng)化鉆機(jī)。

全球首臺(tái)12000米特深井自動(dòng)化鉆機(jī)，高82米，相當(dāng)于24層樓房的高度，與普通鉆機(jī)相比，載重提升能力由三四百噸提高到最大900噸，相當(dāng)于同時(shí)吊起150頭成年大象。配備了全套管柱自動(dòng)化系統(tǒng)，雙司鉆集成控制系統(tǒng)，一鍵式起下鉆操控系統(tǒng)，在減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，大幅提升了安全標(biāo)準(zhǔn)。

為保障萬米級(jí)特深井“打成、打快、打好”，中國石油寶雞石油機(jī)械公司牽頭，聯(lián)合中國石油技服、塔里木油田、西部鉆探等多家企業(yè)攻關(guān)，相繼攻克智能控制一體化平臺(tái)集成技術(shù)、鉆井自主決策工控系統(tǒng)、超高重載井架底座等一批關(guān)鍵核心技術(shù)裝備。深地塔科1井還提供信息物聯(lián)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，以確保鉆井實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、維保服務(wù)、數(shù)據(jù)管理、遠(yuǎn)程支持服務(wù)。

中國石油寶石機(jī)械公司執(zhí)行董事 忽寶民：針對(duì)目前鉆井向著極地、深井、超深井發(fā)展的趨勢(shì)，我們加大科技研發(fā)投入力度，這次萬米鉆機(jī)100%實(shí)現(xiàn)了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

“深地”成為我國油氣發(fā)現(xiàn)主陣地

近年來，世界新增油氣儲(chǔ)量60%來自深部地層，勘探潛力巨大。深層乃至超深層的油氣資源已成為我國能源構(gòu)成的重要組成部分。

我國油氣資源主要分布在塔里木、鄂爾多斯、松遼、渤海灣、四川、準(zhǔn)噶爾以及柴達(dá)木等七大盆地。但與中東地面就能冒油的情況有所不同，我國已知的超過三分之一油氣資源，都分布在4500米的地下，有的甚至更深。塔里木盆地和四川盆地是我國兩個(gè)最豐富的深層油氣盆地，在塔里木盆地，這里更是有超過八成以上的石油，埋藏在6000米以下的超深地層。

近幾年，塔里木油田在南天山鉆探的氣井平均井深都超過了8200米，已累計(jì)鉆探超深井1600口。鉆井、測(cè)井、固井多項(xiàng)指標(biāo)創(chuàng)造紀(jì)錄，相繼發(fā)現(xiàn)兩個(gè)萬億立方米大氣區(qū)和10億噸級(jí)油氣區(qū)。

中國石油塔里木油田勘探事業(yè)部經(jīng)理 段永賢：今年已完鉆的37口超深井，其中14口井深都超過了8000米，目前，我們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?cè)鰞?chǔ)上產(chǎn)的核心陣地。

當(dāng)前，我國深層、超深層油氣資源達(dá)671億噸油當(dāng)量，占全國油氣資源總量的34%，勘探開發(fā)深層油氣資源，對(duì)我國擴(kuò)大儲(chǔ)量、穩(wěn)定產(chǎn)量有著非常重要的意義。

（總臺(tái)央視記者 張偉 新疆臺(tái)）

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