春节期间,在新疆塔里木油田,我国首口万米科探井——深地塔科1井钻探不歇。塔科1井钻井深度到达9850米后,进行钻头的更换,新钻头即将到之前作业位置,继续万米钻进。
科学探索井简称科探井,它的主要目的是探索地球演化、生命起源、气候变迁、灾害防治、资源利用。它跟普通的井最大区别,就是它要探索的领域是个未知领域,前人从没有钻探过的领域。深地塔科1井所在的塔里木盆地4500米以下深部地层采出天然气突破2600亿立方米。
目前,塔里木油田日产天然气接近1亿立方米,这些天然气大部分采自地下七八千米的深部地层。博孜大北气区作为我国新开辟的深地天然气主力上产区,入冬以来产量节节攀升。
中国石油塔里木油田博大采油气管理区负责人 李志铭:目前开井102口,日产气量达到了3000万立方米,达到了历史新高,保障西气东输和南疆各地居民温暖过冬。
塔里木盆地是我国最大的含油气盆地,超深油气资源储量丰富,塔里木油田在天山南麓及塔克拉玛干沙漠腹地已建成五个深层、超深层天然气主力产区,年产气300亿方。
中国石油塔里木油田油气工程研究院钻井所副所长 王孝亮:仅2023年就完成超8000米井72口,超深井成为塔里木盆地油气勘探开发的主要手段,现在塔里木油田每年1800万吨油气都是从超深地层采出来的。
为加快新井产能“变现”,塔里木油田加速地面配套系统工程建设,加快提升油气集输能力。从塔里木盆地深部地层采出的这些天然气通过油田内部纵横交错的管道汇集到西气东输第一站,并由此输向万里国脉。
万米深井带动石油装备制造迭代升级
万米深井采用了全球首台一万两千米特深井自动化钻机,同时还投用了我国自主研制的套管、钻头、井下工器具等近200项国内顶尖装备,推动了钻采装备产业链迭代升级。
日前,我国新研发的我国最高钢级钢管发往万米深井现场,将用于这口井突破万米后支撑井壁。万米深层对油套管的强度、韧性能都提出了更高要求。
中国宝武集团首席科学家 张忠铧:开发出具有完全知识产权的全球首套热轧无缝钢管在线控制冷却装备系统和关键核心技术,这是我们为(深地)塔科1井全球首发的15A超高强度高韧套管的冲击韧性就高达120焦耳,和常规制造技术相比提升了50%以上。
钻具下到万米深层一旦发生变形脱落将造成不可估量的损失,研发人员模拟了地下高温高压几十种工况,开展了上百次的试验和现场测试。
宝钢股份钢管条钢事业部产品设计技术首席工程师卢小庆:套管的钢级、抗挤毁能力、密封能力等关键性能指标均高出最高钢级(国际通用标准)21%以上,而且套管的各项性能指标在220℃高温环境下基本保持不变。
此外,万米深井钻探还研发应用了高效破岩钻头,承重1000吨的吊卡,抗拉强度达到942吨的钻杆,高强度金属密封取心工具,抗230℃高温和175兆帕高压的测井仪器等一大批科技利器,有力支撑了向万米深层钻探。
中国工程院院士 孙金声:以万米深水钻探工程为契机,可以推动我们国内万米深地油气探索取得重大突破,加快打造万米超深层油气资源钻探关键技术,总结经验,迭代升级,提高技术的稳定性和可靠性,这样来推动实现我们国家万米深井勘探开发产业链,助力我们国家石油科技高水平的自立自强。
见证深地新纪录 超深层成为增储上产主力阵地
我国深层、超深层油气资源达671亿吨油当量,勘探开发潜力巨大,随着深层、超深层勘探开发的深入推进,超深油气资源成为我国能源构成的重要组成部分。
在我国油气勘探开发实践中,埋深超过4500米的地层为深层,埋深超过6000米的地层则为超深层。我国油气资源埋藏深度明显高于世界平均水平,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。
中国工程院院士赵文智:应该说世界上大多数盆地,它的油气主要是在5000米以前,它的沉积岩的厚度在6000米左右,而中国的沉积岩的厚度超过1万米,甚至到15000米,因此,中国的万米深层是世界上独一无二的。
近年来,我国石油钻采装备取得长足进步,为超深层勘探开发提供了有力技术支撑。超深物探技术实现万米深层看得见,超深钻井技术实现万米深层够得着,超深采油技术实现万米深层采得出。
随着越来越多的超深钻井完钻,我国超深石油地质理论不断创新完善,越来越多超深领域油气资源被地质家锁定,超深勘探不断取得重大突破,超深层成为我们增储上产的重要接替领域。
中国工程院院士孙金声:超深层油气的资源量很大,四川和塔里木两个盆地8000米深的资源占了全国的80%。现在已经发现了克深大气田、富满大油田和蓬莱含气区,累积探明油有7亿多吨,(天然)气有1.2万亿立方米。
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