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9026米!地下珠峰!

川观新闻 2023-02-17

向下9026米!

四川盆地刷新亚洲最深直井纪录

钻出一座“地下珠峰”

为什么要打这么深?

在地下9000米深处打井

将遭遇哪些世界级难题?

本期走近科学川观科考队为您揭秘


蓬深6井全景。黄文俊摄      


2月13日,中国石油西南油气田公司位于蓬莱气区的蓬深6井顺利完钻并成功固井,井深最深达到9026米,刷新亚洲最深直井纪录,堪称“地下珠峰”。


直井档案


蓬深6井位于绵阳市盐亭县境内,是蓬莱气区探索灯影组的一口重点预探井,旨在探索8000米以深川中古隆起北斜坡灯影组地层含油气性。


蓬深6井于2021年7月5日开钻,原设计井深7990米,为进一步探索灯影组深部地层含油气性,最终加深钻进至井深9026米完钻。


深层油气资源勘探开发是开展地球深部探测重要组成部分。在我国油气勘探开发实践中,埋深超过6000米的地层为超深层。四川盆地是我国最丰富的深层油气盆地之一,具有资源丰富度高、规模大、整体储量大等特点。“十二五”以来,西南油气田公司在四川盆地完钻8口8000米以上超深井,2口9000米以上特深井。其中,2022年双鱼001-H6井完钻井深9010米,井深首超9000米,创国内陆上最深天然气水平井纪录。


建设难度


随着井深纪录不断创新高,油气资源勘探开发不断向深层、超深层迈进,诸多世界级勘探开发难题显现。


蓬深6井地质条件复杂,面临超深(大于9000米)、超高温(大于200℃)、超高压(大于150兆帕)、高含硫(大于30克/立方米)等挑战,西南油气田公司依托“管理”+“科技”双轮驱动,联手川庆钻探公司攻克诸多技术难题,确保该井顺利钻进。强化地质工程一体化,精细裂缝断层刻画,建立区域三压力剖面,科学设计井身结构;推动科技赋能,攻关抗超高温高性能油基钻井液体系和超长小尾管固井等工艺技术,全力保障安全作业;深化管理提升,强化组织领导、多方联动、专家决策、步步确认,实现全方位、全过程精细管控。


蓬深6井所探索的灯影组含油气层,是目前发现的四川盆地最古老的含油气层。该井的成功完钻在四川盆地深层油气勘探具有里程碑意义,它不仅验证了川中古隆起北斜坡的含油气性,深化了古老深层地层油气形成和赋存机理的认识,扩大了油气资源开发的深度和广度,还展示了我国对特深地层的钻完井能力。


中国工程院院士罗平亚认为,亚洲最深直井纪录刷新,说明我国深井钻井的整体水平进一步提升,在国际上从跟跑到了并跑阶段。


成都理工大学校长刘清友评价,蓬深6井完钻,标志着我国钻井装备和钻井技术在亚洲居于领先地位,总体达到世界先进水平。


蓬深6井全景。薛柯 摄


建设揭秘


地下9026米,到底有多深?


如果以珠峰8848米来衡量,9026米的深度超过了珠峰。从井口一路向下,9026米大约相当于从成都锦江宾馆到环球中心的距离。


为什么天然气井越打越深?在地下9000米深处打井,将遭遇哪些世界级难题?



为什么要打这么深?



2月7日,川观新闻记者来到绵阳市盐亭县大兴回族乡广裕村,丘陵起伏的农田中,一眼就能看到高耸的井架,蓬深6井正在进行固井施工。


钻井队长田清江乐呵呵地朝我们走来,尽管已有近20年钻井经验,但他过去最深只打到过地下6800米。“这次直接跨越7000米、8000米、9000米三个台阶,干了个亚洲之最。”


川庆钻探90025钻井队正在蓬深6井进行钻井作业。薛柯 摄


回顾四川盆地天然气勘探开发的历史,钻井深度纪录一直不断刷新。中国石油西南油气田公司工程技术处副处长马勇介绍:


1976年,井深6011米的7002井(女基井)在四川广安完钻,这是国内第一口超过6000米的超深井;


●1977年,井深7175米的关基井在四川绵阳钻成,这是国内第一口超过7000米的超深井。


●2022年,位于广元市剑阁县的双鱼001-H6井完钻井深9010米,首超9000米,创国内陆上最深水平井纪录。


为什么井越打越深?马勇认为,这跟对油气资源的认识水平有关。“过去我们的认识水平就只能发现比较浅层的油气资源,现在随着超深层储层立体成像、精细裂缝断层刻画等技术不断完善,相当于给地球深部做CT扫描。”马勇说,深层、超深层已经成为油气重大发现主阵地,同时钻井技术也突飞猛进,支撑了天然气立体勘探开发,不断向地球深部迈进。



地下9000米,每钻一米都是极限挑战



看起来蓬深6井只是比设计井深多打了1000多米,但其面临的挑战却是世界级的难度。


首先是超高温的问题。往地下每打100米,温度就会升高2.3—2.5℃,超过9000米的井深,让蓬深6井的井温超过200℃。这么高的温度,带来两大难题:一是钻头可能会变形;二是钻井液会稠化,“就像煮稀饭一样,超高温会让钻井液流不动。”马勇说。


为抗高温,采用了特制材料的钻头并搭配冷却工艺,钻井液从之前的水基钻井液,更换为专门研发的油基钻井液。“油比水的沸点更高,油基钻井液更能抗高温。”田清江说,但成本也比水基钻井液高出大约3倍,“一碗泥浆(钻井液)一斤肉”,过去钻井队常用这句话来形容钻井液的精贵,“换成油基钻井液之后,还不止一斤肉了,至少得一斤虾。”田清江打趣道。


第二大挑战是小井眼的问题。井打得越深,井眼越小,蓬深6井的井眼最小直径只有15厘米,在地下9000多米的深度,如此小的钻井空间,对钻井的精度控制是极大的考验。


爬上约60余米高的钻井平台,操作室里,郭雷正用手柄控制将套管放入井下。作为井队的副司钻,他和司钻一起,是决定钻井成败的关键人物。尽管钻井数字化技术不断提升,引入了机械臂、数字孪生技术等辅助钻井,但司钻操作的精细度,仍然是钻井的决定性环节。就拿直径15厘米的小井眼来说,只有4.5寸的面碗碗口那么大,在这么小而深的空间里钻井,郭雷要靠娴熟精准的操作,让钻头上下、左右运动,“在地下9000米,超长的钻杆就像绳子一样,钻头很难控制。”郭雷说,每打一米都是极限挑战。


川庆钻探90025钻井队正在蓬深6井起下钻作业。薛柯 摄


四川盆地的地层复杂程度在全国数一数二,蓬深6井穿越了10多种地层,每种地层的岩石、流体、温度、压力等都不一样,钻井过程中很容易出现井漏、卡钻等事故。田清江还记得不久前惊险的一幕,当时蓬深6井打到7711米,在井台上负责监测钻井液标尺的坐岗工报告,“标尺突然下行,可能出现了井漏!”田清江和队员们马上开展处置,只用了8小时就成功恢复了钻进。为了及时发现井下异常情况,钻井队至今采用仪器+人工监测的双保险,坐岗工5分钟记录一次数据,1小时换岗1次,24小时不停歇。


未来展望


当前,深层、超深层已经成为我国油气重大发现主阵地,四川盆地的天然气勘探开发也不断向地球深部迈进。记者从中国石油西南油气田公司了解到,目前该公司已在广元市剑阁县部署一口万米科学探井,预计年内开钻。


马勇介绍,蓬深6井的顺利完钻,为下一步四川盆地万米深井实施奠定了坚实基础,“蓬深6井实战探索的超小井眼钻井技术、抗超高温钻井液技术、精细控压技术、固井技术,为万米深井实施提供了技术支撑。”


一起期待四川的建设者们

向万米深井发起挑战吧



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川观新闻记者 李欣忆
编辑 周志敏
校对 罗玉龙
责编 黄颖
审核 史册
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