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面臨七大挑戰 全球鑽井難度最高的萬米科學探索井開鑽
2023-07-21 07:36:13 來源:央視網  作者:

  央視網消息:今天(7月20日),中國石油發布消息,全球鑽井難度最高的萬米科學探索井——深地川科1井在四川盆地開鑽。

  總臺央視記者張偉:這裡位於四川廣元市劍閣縣,隨著近1噸重的鑽頭鑽入地下,全球地質條件最復雜、鑽井難度最高的萬米鑽井正式開鑽,經過600多天的作業後,它將揭開6.5億年前古老地層的秘密。

  深地川科1井地面海拔717米,設計井深10520米,井底最高溫度達到224℃,最高壓力達到138個兆帕。

  中國石油西南油氣田公司工程技術處副處長馬勇:138個兆帕相當於我們在13800米的海水以下,承受這麼高的壓力。硫化氫的含量達到45克每方,該井對標全球13項工程難度指標,有7項是屬於世界前列的,整個鑽井難度居於世界第一。

  深地川科1井作為四川盆地首口井深超萬米的科學探索井,兼顧科學探索和油氣發現。深地川科1井通過采用我國自主研發的12000米特深井自動化鑽機等一批油氣勘探開發超深層領域的『國之重器』,同時創新研發耐220℃超高溫工作液等技術,為鑽探萬米特深井提供技術和裝備保障。

  中國石油西南油氣田公司企業技術專家趙路子:四川盆地是國內最有希望、最有潛力產量達到1000億方的超級天氣盆地,待探明的這個資源量主要集中在深層和超深層,在四川盆地要鑽探萬米深井,實現我國超深層、特深層也就是萬米深度的油氣勘探的突破。

  深地川科1井面臨的七大挑戰

  萬米深地油氣鑽探是全球油氣勘探領域超級工程,面臨諸多世界級難題,已成為衡量一個國家或企業工程技術與裝備水平高低的重要標志之一。地處四川盆地的川科1井,因復雜的地質結構成為全球鑽井難度最高的萬米深井,面臨世界級七大挑戰。

  超深。這口井設計井深10520米,是西南地區第一口上萬米的深井,也是我國開鑽的第二口萬米井。

  超大。這口井上部井眼尺寸特別大,在7500米以上地層,井眼較鄰井擴大兩倍,隨之帶來的難題是井筒質量控制難、防斜打直難度大、井壁易垮塌、機械鑽速難提昇等系列問題。

  超高。這口井預測在達到井底時,溫度將會達到224℃以上,高溫將對鑽井儀器、井下工具以及鑽井液體系帶來前所未有考驗,容易發生鑽井液稠化、工具儀器失效及次生故障等復雜情況。

  超壓。這口井已知最高地層壓力將會達到138兆帕,後期壓裂施工時,井底壓力預計將會達到155兆帕以上,如何做到高效鑽井、解決好漏噴同存、漏垮同存的問題極具挑戰。

  超重。這口井施工鑽機的提昇能力達到900噸以上,在444.5毫米井眼下入的368毫米套管柱的重量近700噸,是目前已知世界上提昇最重的套管柱。

  超難。據統計,這口井穿越25套層系,其中須家河組、茅口組等五層為極難鑽地層,可鑽性系數將會高於7級,在吳家坪和金寶石組甚至將達到10級以上。等級越高,難度系數越大。

  超多。這口井在縱向上同一裸眼段含多壓力系統,已知8000米內已有10套壓力系統,考慮到深部未知地層,該井面臨世界級超多壓力系數;在同一裸眼段面臨的不同壓力等級系數變化最高達到0.7,該井同時面臨世界級超多油氣顯示和世界級超多漏溢轉換風險點。

  新聞鏈接:天然氣資源量全國第一的四川盆地

  四川盆地油氣資源非常豐富,天然氣利用歷史悠久,是我國陸上第三大油氣盆地,天然氣資源量及產量全國第一。但同時也面臨地質結構極其復雜,對工程技術裝備要求極高,超深層油氣勘探開發難度居國內首位。

  位於中國西南核心腹地的四川盆地在遠古時期還是一片波濤洶湧的遼闊海洋,跟隨地殼運動歷經數億年構造演化,曾經的汪洋大海變成了山地丘陵,擠壓形成了如今的封閉式四周臨山的菱形盆地,形成了我國唯一的一個封閉式四周臨山盆地。盆地內部地下構造變形強烈,沈積物由海相、海陸替換相變為陸相,許多風化、腐蝕、剝蝕的物質和岩石碎屑在盆地堆積了數千米厚,地質結構極其復雜,超深層勘探開發難度居國內首位。

  中國石油西南油氣田公司企業技術專家趙路子:四川盆地有雙復雜特征,首先是地表溝壑縱橫,高山峻嶺和峽谷給油氣勘探的地面施工帶來了非常大的挑戰;其次,地下構造復雜,這個給識別以及鑽井實施過程中的工程技術都帶來非常大的挑戰。

  四川盆地是最早發現和利用天然氣的地區,擁有世界第一口天然氣火井——臨邛井,比英國打出的第一口油井早1700多年,還有世界上第一口超千米深的燊海井。1978年,成功實施了我國最早的超6000米深井女基井和首口超7000米超深井關基井。今年2月,鑽成蓬深6井鑽井深度打破並至今保持亞洲最深直井紀錄。

  中國石油西南油氣田公司工程技術處副處長馬勇:從七千米到八千米,我們歷時了41年;從八千米到九千米,我們只用了4年時間;今年完鑽的蓬深6井完鑽井深9026米,刷新了亞洲最深直井記錄。

  四川盆地天然氣資源豐富,資源量達40萬億方。經過幾十年的勘探開發,累計探明儲量超6萬億方,探明率15%,勘探開發潛力巨大,去年累計產氣超過513億立方米,油氣當量超過5000萬噸。

  中國石油西南油氣田公司企業技術專家趙路子:我們四川油氣田從0到第一個1000萬噸,用了53年的時間,到2006年大概建成了1000萬噸的產量;從1000萬噸躍上2000萬噸用了13年,2019年實現了2000萬噸油氣當量的飛躍;到2022年僅用了三年的時間,又實現了油氣當量躍昇到3000萬噸的這個臺階。

  四川盆地已在8500米發現良好的氣層,該領域可供勘探的有利面積超50000平方公裡,超10000米特深層可供勘探的有利面積超10000平方公裡。

責任編輯:遲灝