勇闯万米地宫

【翻新故事】◎本报记者 梁 乐  朱 彤    冬日的塔克拉玛干戈壁要地，一座约20层楼高的钢铁塔架矗立于沙海之中。在斑驳的积雪笼罩下，这片“逝世亡之海”显得愈加安静。    而在地下万米深处，觉醒了数亿年之久的陈旧地层被“叫醒”。2月20日，中国石油发布，历时500多天，我国首口超万米科探井——深地塔科1井在地下10910米完钻。这不只革新了亚洲最深直井记录，还创来世界陆上钻探万米以深直井用时最短记录。    “放慢地球深部摸索，已成为保证国度动力保险的必定抉择。”中国石油塔里木油田企业首席专家、深地塔科1井井长王春生接收科技日报记者采访时说，“咱们依附自立翻新，禁受住了超低温、超高压、超高入井载荷以及多套庞杂压力体系等极其工况的磨练。”    戴上深地钻井“夜视镜”    2023年5月30日，深地塔科1井正式鸣笛开钻，中国人向万米深地的初次远征就此拉开尾声。    为什么要在人迹罕至的塔克拉玛干戈壁，打下万米科探井？    “谜底很简略，这里是我国最年夜的深地油气富集区。”塔里木油田勘察开辟研讨院院长杨宪彰说，在全部塔里木盆地，油气埋深广泛超越6000米，超深层石油跟自然气资本量分辨占天下总量的83%跟63%。    塔里木盆地曾临时被外洋专家以为是“石油禁区”，但我国石油人迎难而上，硬是将“逝世亡之海”打形成为超深层油气增储上产前沿阵地。停止往年1月，塔里木油田累计完钻8000米以深井191口，此中9000米以上深井5口。    “咱们曾经证明了8000米乃至9000米深度能产收工业油气，但在万米深度能否还存在可开辟的油气资本，在学界还存在很年夜争辩，须要‘打出’个新意识来。”杨宪彰说。    而要在垂直万米的深度钻井，海内此前并无先例，国际上也仅有一般国度控制技巧。在超深层油气范畴积聚了一系列配套勘察开辟工程技巧的塔里木油田，在中石油多个油田的竞争中怀才不遇，破下了“军令状”。    濒临万米，所有都是未知范畴。在开钻前，必需重构地质意识。    塔里木油田科研职员利用地层精致化描写、VSP井中地动收罗等技巧，逐层对岩性发展猜测剖析，为钻探万米地层提前戴上一副“夜视镜”。    “咱们用了一年多时光停止地质研讨，先后数次深刻戈壁，在办公室里加班加点，还常常为了一个参数产生争辩，都是为了数据可能准确再准确。”塔里木盆地勘察开辟研讨院基本研讨部盆地基本地质研讨名目课题司理杨果说，深地塔科1井完钻后，预估地质猜测与实钻成果基础符合，深度偏差不到1%。    啃下混杂钻头“硬骨头”    “霹雳！”硕年夜的钻头拽动着钻杆，如同一条强壮的“地龙”，从地表爬升而下，向着地下万米进发。第一个1000米，仅用时4天。    钻头在“熟习”的路况一起疾走，直到进入9000米以深，速率显明放缓，乃至时不断来个“一脚刹车”。    “这是咱们预感之内的。这口井要纵穿12套地层，岩石范例多样，还要与缝洞、断裂发育带跟压力体系庞杂层段直接‘比武’。越濒临万米，艰苦越年夜。”杨果告知记者。    当钻头进入9000米以深后，连续发育的坚挺燧石地层与绝对柔嫩的石膏地层瓜代呈现。“就比如咱们吃柿饼，肉很软，核又很硬。假如咬的力气很年夜，就会一会儿把牙齿崩失落。”塔里木油田油气工艺研讨院钻井研讨部钻井工艺名目组名目副司理文亮说。    岩石“软硬交织”，极易对钻头切削齿带来打击伤害，采取惯例钻头一打究竟基本行欠亨。    “那就抉择新钻头，吃软又吃硬！”文亮说，在对磨损钻头跟岩屑范例停止片面过细的剖析后，钻井功课选用兼备攻打性、抗研磨性、防卡等功效为一体的新型国产混杂型钻头，一举破解困难。    在深地塔科1井的功课现场，50多只钻头有序陈列在空中。这里有主打表层的牙轮钻头，有合适“啃硬”的非立体齿PDC钻头，另有善于在软硬交织地层破岩的异形齿混杂钻头。    每一只钻头的“牙齿”多少乎都被磨平，好像无声诉说着这500多个昼夜里，于地下万米处的剧烈比武。    万米以深，首尾相连的1000余根钻杆变得像面条一样柔嫩，底部的钻头也很轻易阁下摆动。怎样确保钻头始终坚持垂直的功课轨迹，是摆在科研职员眼前的又一道困难。    “要想打得直，起首得看得见。”文亮说，科研团队研发了一整套抗低温高压的随钻测井仪器，经由过程剖析地下万米的及时数据，来断定当下钻头的前进轨迹。同时，科研团队还总结出防斜打直的机理跟技巧手腕，一旦钻井地位呈现偏向，可敏捷停止主动化调剂。    拿下技巧冲破“拦路虎”    10000米，是一道年夜坎儿。    跟着钻探深度的一直增添，局部技巧需要曾经超越传统钻完井技巧的才能极限，就像一辆年夜卡车在两条细钢丝绳下行驶，随时会呈现突发状态。就在间隔地下一万米深度还差23米时，深地塔科1井遭受了施工以来最年夜的一次险情。    “事先只听到‘咚’的一声巨响，井架呈现显明震撼，井口冒着白气，各项监测数据掉灵。”塔里木油田油气工艺研讨院副院长张志说，现场各个工种紧迫谈判，分歧断定是钻具断了。    钻具由一根根10米长的钻杆构成，钻进万米则须要千根钻杆紧紧连接。此次险情，是距空中2000米阁下的一处钻杆脱钩，招致近8000米长、近300吨重的钻具坠入深渊。    “地下万米钻具断裂，对咱们来说是全新挑衅。”张志说，要在从前，确定是捞不起来的，一是不这么深，二是不这么重。    张志说，是专门为深地塔科1井研发的国产12000米特深井主动化钻机，让各人吃下了放心丸。这台“鼎力士”的保险极限可达900吨，可深刻万米以下吊起15节满载的货运火车车厢。    施工职员起首应用主动化钻机强盛的高压泥浆轮回体系，规复了井内轮回，确保内壁不二次垮塌的危险，而后经由过程主动化钻机打捞零落钻具偏重新下钻具。全部进程连续了4天4夜。    从10000米到终极完井，深地塔科1井又接连遭受了井眼垮塌、恶性井漏、盐水溢流等挑衅。科研职员跟施工职员一同并肩作战，应用新技巧、新工艺，一次次转危为安，拿下技巧冲破路上的“拦路虎”。    有不测，也有惊喜。当钻头打进超越万米的寒武系肖尔布拉克组时，井下仪器参数表现油气存在。    在经由一系列保险处理后，来自万米以深的油气引出地表，年夜漠要地燃起熊熊火焰。    党的二十年夜讲演提出，“深刻推动动力反动，增强煤炭干净高效应用，加年夜油气资本勘察开辟跟增储上产力度”。王春生表现：“深地塔科1井的胜利完钻，标记着我国控制了万米深地钻探技巧，将无力助推我国深地钻探系列要害设备、东西、资料迭代进级，为超深层找油找气供给了‘塔里木计划’！”