20日下午,位於北京的中國石油大廈內,發布會剛結束,一群記者就爭相上前,拍攝一塊比磚頭小些的灰色岩石。
「別摸!」中國石油塔里木油田公司執行董事王清華提醒,這塊岩心來自地下超萬米深處,是5.4億年前的岩石標本,其珍貴程度堪比月壤。
當日,中國石油舉辦新聞發布會稱,中國首口超萬米科探井——深地塔科1井近日在地下10910米完鑽,成為亞洲第一、世界第二垂深井。
萬米科探井是全球油氣勘探領域的一項超級工程。其鑽探深度相當於鑽穿珠穆朗瑪峰後,又向地下繼續鑽進兩公里多,風險難度非常大。經由這口井取出、來自地下超萬米的岩心自然也非同一般。
萬米深度的超級工程
深地塔科1井所在的塔里木盆地是中國最大含油氣盆地。中國科學院院士郝芳介紹,盆地油氣資源豐富、勘探潛力巨大,但盆地油氣藏埋深普遍在6000至1萬米。在中國油氣勘探開發中,一般認為埋深超過4500米的地層為深層,埋深超過6000米的地層為超深層。資源埋深處於超深層加之地質情況極其複雜,塔里木盆地一度被視為「勘探禁區」。
打破「禁區」的是一項超級工程。深地塔科1井於2023年5月30日開鑽,開鑽以來先後創造了全球尾管固井「最深」、全球電纜成像測井「最深」、全球陸上鑽井突破萬米「最快」、亞洲直井鑽探「最深」、亞洲陸上取芯「最深」等五大工程紀錄。
越到深處鑽探越難。王清華介紹,深地塔科1井從地表到鑽抵萬米,用時279天;從萬米到最後近1公里,耗時300多天。
萬米「取心」難在哪裏?
王清華在發布會上舉着一塊來自超萬米深的岩心做了5-6分鐘的介紹。他告訴記者,這塊岩心的珍貴主要在於其獲取不易,「光下一趟鑽就得5天時間」。他展示的這塊岩心也成為會後記者爭相拍攝的對象。
據介紹,在鑽探過程中,科研人員經歷了超重載荷、井壁失穩、工具失效、地層井漏等一系列世界級難題。
王清華說,全井要鑽遇12套不同岩(物)性、不同壓力系統的岩層,地質構造複雜多變,深部地層可鑽性極差、井壁失穩嚴重,加之井下最高溫度220攝氏度、最高壓力145兆帕,常規鑽井工具、材料、元器件難以適應如此苛刻的工況環境,極易造成工具損壞或材料失效,極易發生井眼垮塌、卡鑽、惡性井漏等井下事故。
而且因為井特別深,超重載荷,對裝備工具提出極限要求。井筒自上而下首尾連接1130多根鑽杆,自重超過350噸,最細的鑽杆僅有杯口大小,10千米的鑽杆在井筒內部如同麵條般柔軟,鑽杆斷裂風險高、鑽頭衝擊損傷嚴重。作業過程中,下套管時最大噸位達665噸。
面對這些極限挑戰,中國石油聯合集團內外企業、科研機構以及高等院校共計數萬人開展集智攻關,研發了全球陸上首台12000米自動化鑽機、地質工程一體化設計技術等十大技術利器。
圖為深地塔科1井在萬米深層取得的珍貴岩心。中新社記者 龐無忌 攝
破解深地油氣密碼
經過艱難鑽探,科研人員得以與5億多年前的岩石相遇。中國石油科研人員根據岩芯、岩屑以及測錄井等地質樣品和數據,繪製出亞洲第一份萬米地質剖面圖,為深地科學探索和油氣勘探提供一手實物資料。據介紹,這將有力支撐地球深部結構與物質組成、地球演化、氣候變遷等重大基礎科學問題研究。
郝芳指出,深地塔科1井的順利完鑽,不僅刷新了系列工程技術紀錄,更重要的是,這是中國首次獲取到萬米以深地質資料,同時驗證了塔里木盆地在萬米深層仍有油氣資源潛力。深地塔科1井將為塔里木盆地油氣勘探帶來更大活力。(中新社記者 龐無忌)
頂圖:近日,中國首口超萬米科探井——深地塔科1井在地下10910米完鑽,圖為深地塔科1井現場。(中國石油供圖)