四川盆地首口万米深井开钻
-
“深地川科1井”(无人机照片)。 四川日报全媒体记者 李强 摄
□四川日报全媒体记者 李欣忆
“深地川科1井”是继塔里木盆地“深地塔科1井”后,我国开钻的第二口万米深井
是全球地质条件最复杂、钻井难度最高的万米深井之一
万米深地油气钻探是全球油气勘探领域的“超级工程”,已成为衡量工程技术与装备水平高低的重要标志之一。
7月20日,四川盆地首口万米深井——位于广元市剑阁县的“深地川科1井”开钻。这是全球地质条件最复杂、钻井难度最高的万米深井之一,也是继新疆塔里木盆地“深地塔科1井”后,我国开钻的第二口万米深井。
“深地川科1井”由中石油西南油气田分公司主导实施,设计井深10520米,计划钻至前震旦系20米完钻。这口井为什么要打到这么深?钻探过程中会遇到哪些难题?带着这些问题,记者第一时间在现场进行了采访。
A
为什么要打万米深井?
“钻成最难万米深井,向地球深部进军”,在剑阁县姚家镇明兴村的“深地川科1井”井场外,这条标语非常醒目。
为什么要向万米深井挺进?中石油西南油气田分公司总地质师杨雨认为,要从宏观和现实两个层面来理解。
从宏观层面看,实施万米深井是国家战略的需要。一方面,国家提出的“四深”(深海、深地、深空、深蓝)战略中,深地战略就是向地球深部进军,力争取得新的科技成果和发现。另一方面,天然气正成为我国能源保供的新支柱,四川盆地肩负着建设千亿立方米天然气产能基地的国家战略任务。
从现实层面看,四川盆地已在川中蓬莱、川南中深层页岩气、川南深层页岩气、川西致密气4个勘探领域获得重大突破。“四川盆地天然气勘探开发时日已久,浅层和难度小的层系已开发较完善,未来主要是深层和超深层。”杨雨说,要实现千亿立方米天然气产能基地的建设,主要靠深层和超深层勘探开发,这也是要往深地探索的重要动力。
B
面临哪些世界级难题?
万米深地油气钻探面临诸多世界级难题,“深地川科1井”因其复杂的地质结构,成为全球钻进难度最高的万米深井之一。对标全球13项工程难度指标,“深地川科1井”7项难度指标居世界第一。
中石油西南油气田分公司工程技术处副处长马勇介绍,“深地川科1井”将面临三大挑战:
一是超高温。“深地川科1井”每往地下打100米,温度就会升高2.3摄氏度—2.5摄氏度。在地下万米,井内温度预计将达到224摄氏度,是四川盆地温度最高的井。
二是超高压。“深地川科1井”井内最高压力预计将达138兆帕,极易发生井壁坍塌、井漏、材料失效等复杂事故。据专家估算,“深地川科1井”面临的压力系统多达10套,是世界上其他万米深井的2—5倍,纵向无规则且频繁变化的压力系数将给钻井工程带来前所未有的挑战。
三是未知风险。“深地川科1井”所在区域,地下7500米以深的地层,都是没有打到过、认识过的。面对未知地层,可能还会有新的未知风险,存在巨大的不确定性。
C
如何应对挑战?
针对世界级难题,“深地川科1井”将如何应对?当天,记者在现场看到一个不同寻常的钻井井场。
不同寻常首先体现在钻机。“目前国内只有两台1.2万米的自动化钻机,其中一台就在这里。”中石油西南油气田分公司生产运行处副处长李麟说,这台钻机由我国自主研发,和塔里木盆地的“深地塔科1井”采用的是同款钻机,可连续提升最大钩载900吨,相当于拉动满载货物的16节货车车厢。
还有各种新型材料。在井场,记者看到了像仙人球一样“长”满刺的钻头。“这是专门制作的齿轮,钻头材料是坚硬的金刚石,而切削齿的部分是PDC,也就是俗称的人工钻石。”中国石油集团川庆钻探工程有限公司川西钻探公司副总经理贺明敏说,针对超高温、超高压的难题,特制的钻头具有更抗高温、更耐磨的特性。
还有钻井队的人员配置。“深地川科1井”由川庆120006钻井队承钻,全队共有4名博士、3名硕士,还有多位高级技术人才。对于承担这项开拓性的任务,队长彭浩说,博士只是一个头衔,在一线实战中解决遇到的问题,才是做科研的应有之义。
D
预期有怎样的收获?
这口万米深井预期带来怎样的收获?中石油西南油气田分公司企业技术专家赵路子认为,作为一口科探井,“深地川科1井”肩负着科学探索与油气发现两大任务。
科学探索方面,期望能获取超深层岩心、测录井、流体、温度、压力等基础地质资料,进一步揭露震旦系地层之下的演化秘密,解决万米超深层成储、成藏等科学问题,形成四川盆地万米超深层油气成藏理论。
油气发现方面,有望在川西北部地区震旦系—二叠系超深层发现多套天然气工业气层,为四川盆地建设千亿立方米天然气产能基地战略目标储备新动能。
在中国工程院院士罗平亚看来,工程目标和人才目标同样重要。在万米深井的科技攻关过程中,有望打造一批油气勘探超深层领域的“国之重器”,形成一批基础性、原创性的科研成果,创建一批工程技术的工艺标准、规范和专利,打造国际领军人才和世界一流技术服务队伍。