2月20日,中國(guó)石油宣布:部署在新疆塔里木盆地的我國(guó)首口超萬(wàn)米科探井——深地塔科1井勝利完鉆,井深10910米,成為亞洲第一、世界第二垂深井,標(biāo)志著我國(guó)向地球深部挺進(jìn)的鉆探能力開啟“萬(wàn)米時(shí)代”。

深地塔科1井圓滿完成科學(xué)探索和油氣發(fā)現(xiàn)兩大任務(wù),推動(dòng)了工程技術(shù)迭代升級(jí)。對(duì)于新疆來說,深地塔科1井完鉆又有著怎樣的意義?后“萬(wàn)米時(shí)代”的深地工程,新疆機(jī)遇有哪些?

矗立在茫茫沙海里的深地塔科1井。圖/中國(guó)石油集團(tuán)提供

打開新疆油氣發(fā)現(xiàn)新空間

石油藏在地質(zhì)學(xué)家腦海里。

以往的石油地質(zhì)理論認(rèn)為,地下8000米就是油氣“死亡線”,超萬(wàn)米更是不可能。而深地塔科1井實(shí)現(xiàn)了全球首次在陸地萬(wàn)米深層鉆探發(fā)現(xiàn)油氣顯示,將“不可能”變成了“可能”。

“打破傳統(tǒng)思維禁錮,創(chuàng)新油氣地質(zhì)理論。”塔里木油田勘探開發(fā)研究院院長(zhǎng)楊憲彰表示,通過深地塔科1井鉆探直接證實(shí)萬(wàn)米深層能夠發(fā)育規(guī)模儲(chǔ)層,有著孔洞很大的白云巖和斷控洞穴性油氣層,且規(guī)模很大。

更讓人欣喜的是,深地塔科1井在寒武系地層10851米至10910米井段鉆揭優(yōu)質(zhì)烴源巖。烴源巖又稱生油母巖或生油巖,是指那些富含有機(jī)質(zhì)、能夠生成并大量排放油氣到儲(chǔ)集層中的巖石,這直接打開了萬(wàn)米深層尋找油氣的廣闊空間。

在楊憲彰看來,深地塔科1井就像一塊“敲門磚”,將塔里木油田油氣勘探開發(fā)下限再拓深兩三千米,為保障我國(guó)能源安全開辟出新陣地,還將帶動(dòng)和引領(lǐng)準(zhǔn)噶爾、四川、鄂爾多斯、柴達(dá)木等中西部盆地油氣勘探向超深層挺進(jìn)。

國(guó)際上,一般4500米至6000米的油氣埋深定義為深層,6000米以深定義為超深層。最新一輪國(guó)家資源評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,塔里木、四川兩大盆地蘊(yùn)藏著巨大超深層油氣資源,尤其是8000米以深資源占到全國(guó)總量80%以上,其中塔里木盆地占比高達(dá)52.7%。

中國(guó)石油天然氣股份有限公司副總裁兼油氣和新能源公司執(zhí)行董事、黨委書記何江川介紹,中國(guó)石油國(guó)內(nèi)探區(qū)8000米以深領(lǐng)域剩余資源174億噸油當(dāng)量,在塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地南緣、四川盆地川中古隆起北斜坡等地區(qū)已取得重大勘探突破。

向地球深部挺進(jìn),打開勘探發(fā)現(xiàn)新空間。2024年,新疆油田勘探系統(tǒng)在天山北麓天然氣勘探取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,第一個(gè)千億立方米氣區(qū)呼圖壁構(gòu)造帶正探明建產(chǎn),呼探1井區(qū)3井長(zhǎng)期試采效果好,擴(kuò)邊評(píng)價(jià)井呼103井試獲工業(yè)油氣流,下組合首次提交整裝探明儲(chǔ)量;第二個(gè)千億立方米氣區(qū)東灣構(gòu)造帶正加快規(guī)模增儲(chǔ),清北1井、天灣2井在清水河組鉆遇厚層高壓裂隙體,預(yù)計(jì)可落實(shí)可觀規(guī)模天然氣儲(chǔ)量。

開啟新疆深地競(jìng)技新時(shí)代

10年前,塔里木盆地8000米以深的井,鳳毛麟角。

現(xiàn)在,塔里木盆地富滿、順北區(qū)域8000米以深井,集中連片。

向地球深部挺進(jìn),“十四五”以來,塔里木油田和西北油田在塔里木盆地鉆井深度從8000余米升級(jí)到9000米,再到現(xiàn)在的10910米。

塔里木油田統(tǒng)計(jì),截至2025年1月,累計(jì)鉆出8000米以深井191口,其中9000米以深井5口。而中國(guó)石化則將西北油田順北油氣田命名為“深地工程·順北油氣田基地”,這是我國(guó)第一個(gè)以“深地工程”命名的油氣項(xiàng)目,被譽(yù)為“深地一號(hào)”。

挑戰(zhàn)油氣勘探“深度極限”,西北油田在塔里木盆地鉆出的大斜度躍進(jìn)3-3XC井,完鉆井深9432米,創(chuàng)亞洲最深井斜深和超深層鉆井水平位移兩項(xiàng)紀(jì)錄。截至目前,西北油田已在塔里木盆地打出百余口8000米以深井。

塔里木盆地鉆完井綜合難度全球罕見,對(duì)標(biāo)全球13項(xiàng)工程難度指標(biāo),塔里木盆地的高溫高壓、礫石厚度等7項(xiàng)指標(biāo)屬于世界級(jí)難題,其他難度指標(biāo)也名列前茅。

直面世界級(jí)難題,塔里木油田和西北油田展開持續(xù)攻關(guān),解鎖“卡脖子”難題。其中,西北油田在打躍進(jìn)3-3XC井時(shí),采用“旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向”系統(tǒng),相當(dāng)于鉆頭長(zhǎng)了一雙“千里眼”,實(shí)現(xiàn)超深層鉆井“指哪打哪”。而挑戰(zhàn)萬(wàn)米極限,中國(guó)石油更是自主研制了全球首臺(tái)12000米自動(dòng)化鉆機(jī)、高效破巖金剛石鉆頭、抗220攝氏度高溫聚合物水基鉆井液、高韌性高強(qiáng)度鉆桿、抗240攝氏度高強(qiáng)度成套取芯工具等十大技術(shù)利器,保障深地塔科1井完鉆。

深地塔科1井鉆探作業(yè)工作人員從井底提出鉆頭。圖/中國(guó)石油集團(tuán)提供

中國(guó)石油天然氣股份有限公司總地質(zhì)師兼科技管理部總經(jīng)理江同文介紹,該公司自主研制的全球首臺(tái)12000米自動(dòng)化鉆機(jī),是萬(wàn)米深鉆的“動(dòng)力引擎”,提升能力達(dá)900噸,可輕松吊起2列動(dòng)車組,自動(dòng)化作業(yè)減少人工重體力勞動(dòng)達(dá)到80%以上;自主研制的超高溫超高壓測(cè)井儀器,是洞察萬(wàn)米深地的“眼睛”,應(yīng)用在深地塔科1井首次取得10870米地層合格測(cè)井資料……

深地塔科1井勝利完鉆,標(biāo)志著我國(guó)在“深地”領(lǐng)域取得重大突破,是我國(guó)繼“深空”“深海”之后,在“深地”領(lǐng)域取得的又一重大進(jìn)展。“這代表著我國(guó)深地鉆井工程全鏈條基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破和國(guó)產(chǎn)化替代,全面邁入‘萬(wàn)米時(shí)代’。”中國(guó)工程院院士孫金聲表示。

伴隨著深地鉆探裝備技術(shù)的迭代升級(jí),新疆油田油氣勘探開發(fā)也向八九千米的地球深部進(jìn)軍。其部署在準(zhǔn)噶爾盆地東灣構(gòu)造帶上的清北1井于2024年冬季完鉆,井深達(dá)9056米,成為準(zhǔn)噶爾盆地第一深井。

迄今,世界最深鉆井為蘇聯(lián)科拉半島的SG-3井,井深12262米。繼續(xù)向地球深部挺進(jìn),10910米不是終點(diǎn)。在深地認(rèn)識(shí)、探索、勘探的道路上,新疆石油人新的征程已經(jīng)啟航。

打造深地原創(chuàng)技術(shù)策源地

我國(guó)首口超萬(wàn)米科探井——深地塔科1井勝利完鉆。圖/中國(guó)石油集團(tuán)提供

深地塔科1井創(chuàng)全球陸上鉆井突破萬(wàn)米最快、全球尾管固井最深、全球電纜成像測(cè)井最深、亞洲直井鉆探最深、亞洲陸上取芯最深5項(xiàng)工程紀(jì)錄,特別是萬(wàn)米深層取得珍貴巖芯,獲得5.4億年前巖石標(biāo)本,珍貴程度堪比“月壤”。

江同文表示,深地塔科1井的成功完鉆,證明萬(wàn)米深地鉆探系列技術(shù)利器經(jīng)受住了超深、超高溫、超高壓、超高應(yīng)力、復(fù)雜壓力系統(tǒng)等極端工況考驗(yàn),鍛造出比肩“萬(wàn)米深潛”“嫦娥探月”的“國(guó)之重器”,標(biāo)志著我國(guó)掌握了萬(wàn)米深地鉆探技術(shù),在我國(guó)鉆探工程史上具有里程碑式的重大意義。

面向未來,中國(guó)石油科技系統(tǒng)將以萬(wàn)米深地科探和油氣預(yù)探工程為契機(jī),加強(qiáng)萬(wàn)米深地科學(xué)研究,加快建設(shè)原創(chuàng)技術(shù)策源地、培育未來產(chǎn)業(yè)。“打一口萬(wàn)米超深井,從鉆井到固井、測(cè)井,是一個(gè)完整的系統(tǒng)工程技術(shù)配套體系。”懷柔實(shí)驗(yàn)室新疆基地資深專家唐勇表示,要通過深地鉆井工程,打造萬(wàn)米油氣革命策源地。

打出一口超萬(wàn)米深井,帶出一支精銳隊(duì)伍,培養(yǎng)出深地科技種子隊(duì)。中國(guó)石油集團(tuán)副總工程師兼油田技術(shù)服務(wù)有限公司執(zhí)行董事、黨委書記楊立強(qiáng)介紹,參戰(zhàn)深地塔科1井的隊(duì)伍平均年齡35周歲,他們既干得了“苦臟累”,也拿得下“高精尖”,龐大復(fù)雜的自動(dòng)化裝備在這群以90后為主體的年輕人手中,運(yùn)行完好率始終保持在99.5%以上,他們用沉穩(wěn)匠心和鐵肩擔(dān)當(dāng),挺起能源保供的脊梁,成為最可信賴的力量。

深地塔科1井由中國(guó)石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司巴州分公司120001鉆井隊(duì)實(shí)施鉆井。該鉆井隊(duì)司鉆王彪雖然只有36歲,但已在塔里木盆地打了19年鉆井。“以前打井靠體力,現(xiàn)在鉆井裝備朝著智能化發(fā)展,打井更要靠腦力。”王彪表示,傳承石油精神,新生代石油人要掌握科學(xué)打井本領(lǐng),實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)。

目前,深地塔科1井正在進(jìn)行套管回接作業(yè),為下一步測(cè)試油氣做準(zhǔn)備,井場(chǎng)上每一個(gè)忙碌的石油人,都充滿期待。

“通過深地塔科1井培養(yǎng)鍛造出一支全產(chǎn)業(yè)鏈深地人才隊(duì)伍和國(guó)際領(lǐng)軍人才。”塔里木油田執(zhí)行董事、黨工委書記王清華表示,今后可為全球深地油氣勘探開發(fā)貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。

塔克拉瑪干沙漠不再是“死亡之海”,新疆深地工程鉆探技術(shù)種子,正在這里生根發(fā)芽!