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画面首次公开!钻进地下9000米,为了什么?

中国石化 2023-07-01


5月1日中国石化部署在塔里木盆地的“深地一号”跃进3-3XC井开钻该井设计井深9472米比珠穆朗玛峰的高度还要多624米将刷新亚洲最深井纪录
这也将再次证明中国深地系列技术已跨入世界前列为进军万米超深层提供重要技术和装备储备


伴随着亚洲最深井开钻地下近2000米的真实影像被首次公开一起见证不一样的深地视角↓


首次公开!地下1920米真实影像曝光


“深地一号”跃进3-3XC井

位于新疆阿克苏地区沙雅县

塔克拉玛干沙漠边缘


“深地一号”跃进3-3XC井


通常业内将

4500米到6000米的井深定位为深井

6000米到9000米的井为超深井

超过9000米的井为特深井

超深井钻探是油气工程

技术瓶颈最多、挑战最大的领域



跃进3-3XC井这样的深度除了超深井具有的地质结构复杂、高温、高压高含硫化氢等难题还设计有3400多米的水平钻进距离面临套管下入难岩屑在水平段易形成“岩屑床”等新问题施工难度国内罕见这一长度刷新了亚洲超深层钻井水平位移纪录



或许你会有疑问:
去如此之深的地下采油究竟为了什么?又是否值得?

今天,小石头带你一起深度走进这座特殊的钻井!



曾经,这里只有风沙流动的声音直到它的到来↓



伴随着机械的轰鸣这个庞然大物沟通了地上地下两个世界

地面之上
相当于20层楼高的钢铁塔架在大漠之中巍然矗立



但比它更加庞大的

却在地面之下近9000米

比珠穆朗玛峰的海拔

还要多出近100米



这就是在中国最大沙漠中建成的

中国最深油井

它和周围48口

垂直深度均超过8000米的超深井一起

被称作“深地一号”

它们每天生产的原油经过炼化

可以同时装满2万多辆小轿车、

4艘轮船、1架飞机



但是,我们为何要在茫茫大漠中钻出如此之深的油井?用这样的方式开采石油真的值得吗?

首先,让我们一起深入地下9000↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓


在这里,随着深度增加地层的温度压力都将逐渐升高等到了这口钻井的尽头将是超过180℃的高温1600倍于大气压的高压以及无尽的黑暗


就在这一片黑暗中

一枚由特殊工艺铸造的钻头

正在用它密密麻麻的金刚石牙齿

打碎层层地层

向更深处前进



连接钻头与地面的

就是钻杆

理论上打的井有多深

钻杆就得有多长

尽管从外观上看

单根钻杆的长度不过10米

直径也不过14厘米

但也就是这样看似纤弱的空心钢管

通过1000多节相连

就能深入地下9000米

为钻头传输动力



这种足以破碎地层的动力

主要来源于地面之上的这台钻机

它通过一个巨大的电动机持续旋转

自上而下带动所有钻杆旋转下钻

就像拧螺丝一样



紧连着电动机的

还有一组巨大的滑轮系统

这也让钻机拥有了另一重使命

——起重



仅凭一枚钻头的寿命

并不足以钻入地下9000米

因此在这口钻井的“一生”中

大约会消耗近20枚钻头


这意味着

每当更换钻头时

就必须将地下的所有钻杆

一节一节地提起后拆卸下来

直到在最末端装上新的钻头

再一节一节拼装好

重新放回地下、继续钻进

如此往复数十次



到这里,钻机、钻杆、钻头

已经全部就位

但还是不能开钻

为什么呢?



答案就在于

这根连接着钻杆的“水带”



它将一种密度很大的流体

沿着空心的钻杆注入井底

这样不仅能够冷却钻头

还能将钻头切下的岩石碎屑

全部带回地面

以免在井底发生堆积、影响钻进



接着这些流体

将经过过滤、分离、筛选等工序后

再返回井底

实现在地面与井底间的往复循环

这就是钻井液



不过,它的用途还不止于此

1960年

位于黑龙江大庆油田的

中7-11井在钻至地下700米时

由于巨大的压力差

地层中的石油和水瞬间喷涌而出


在这千钧一发之际

37岁的王进喜带头跳入泥浆池

用身体将黄土和水泥混入钻井液

形成密度更大的流体重新注入地下

才终于平衡了地层压力、

控制了井喷

可以想象

面对上下9000多米的地层压力变化

钻井液的调配将至关重要



与此同时为了稳固松软的井筒,避免钻井液大量进入地层、污染地下水等人们还必须放入特制的钢管(套管)并在钢管与地层的空隙间浇筑水泥当多层钢管层层嵌套就能确保整个井筒的通畅和稳定



再加上防止井喷的其他设备

回收处理废水的管道系统

防风固沙的草方格、

输电网络、沙漠公路

50多位钻井技术人员

你就可以拥有一座完整的

能够深入地下9000米的超深井了



不过,这样一口井也仅仅是人们在地下深处寻找石油的冰山一角
利用钻杆上的导向系统人们可以在地下打出千变万化的轨迹因为只有这样才能在千变万化的地层中准确找到油气



而这些

被纵横交织的断层所切割的地层

在另一个视角下

就像一个巨大的碎盘子

这就是中国陆地上最大的含油气盆地

——塔里木盆地



曾几何时

这里还是汪洋大海

亿万年来的沧海桑田

将大量生物遗体埋藏在地层深处

在地下高温高压的环境中

它们的部分组成物质

会发生多种物理化学反应

形成石油

并逐渐迁移到岩石的孔洞和缝隙中

存储起来


而类似这样的过程

在中国的很多区域都有发生,

尤其是松辽、渤海湾、

鄂尔多斯、四川、

柴达木以及准噶尔等盆地

它们也正是中国油气资源

分布最集中的地区


然而,和中东地区

“地面冒油”的情况截然不同

在塔里木盆地

石油的平均埋深超过6000米

“深地一号”更是超过7300米


因此,当一座座塔架

在无边沙漠中拔地而起

当一座座油井钻入地下近万米

这无疑是我国石油工业的进步

却也是一种万不得已的选择


但正因如此

才让我们脚下这片

油气资源需求量极大、

但储量却不丰富的土地

依然保持着每年近30%的原油自给率

而不是彻底依赖进口


回想新中国成立之初

全国仅有3个油田、

总计48位勘探人员,

以及0台自主建造的钻井设备

甚至曾有外国专家断言

在中国开发石油是没有希望的


但中国的石油工作者们

却没有就此罢休,

他们在全国的版图上

一块一块地勘探,

直到探遍可能存在石油的每一个角落。


不过,要想真正得知

探测结果是否准确

那就只有一个方法

钻入地下亲眼“看看”


也正因如此

到上世纪60年代

随着钻井越打越深

(第一口钻井)

深度1461米的大庆油田

1755米的胜利油田

以及均超过2000米的大港油田

辽河油田等等

才相继被发现

中国也一度成为世界上

重要的石油出口国



随着高歌猛进的经济发展,

加之老油田产能的逐渐衰退

到1993年

中国的石油进口量开始超越出口量

并一直持续至今

去地下深处、更深处寻找更多石油

已是大势所趋


时至今日

中国已有2000多口超深井

它们和全国大大小小的油井一起

以不到当前世界1.5%的

石油(探明)储量

生产了世界4.7%的石油

甚至超过伊朗和阿联酋

位列世界第6



但这还远远不够因为去地下深处寻找能源并不是钻探深井唯一的使命
中石化西北油田岩芯库中存放着满满当当的岩石样品它们都是由塔里木盆地中的一座座钻井从地下深处开采出来的“岩石之芯”如果将它们连接起来长度可以超过300公里而当它们重见天日的那一刻也将地层中记录的海陆变迁、气候冷暖的线索呈现于世人眼前



然而,即便是人类当前

想方设法抵达的最大深度

也不过12262米

如果将这颗行星比作鸡蛋

甚至还没有打穿它的蛋壳

几乎是微不足道

但这些遍布全球的钻井

就如同一根根“地球探针”

它们等待着

向这个年轻的智慧物种

讲述这颗古老行星的故事



或许有一天

正如一代人终将老去

这个由化石能源点燃的时代

也将迎来新的转折

当千军万马散去

风沙与孤寂

似乎就是这些时代造物的终局

但它们曾带给人类的

对这片土地、这颗星球的认知

将会永远伴随着他们的国家、

他们的文明

一直延续下去






end


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来源丨国资小新、星球研究所

编辑丨秦阿琪 王典

审核丨高宁 刘江波




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