據中央廣播電視總臺中國之聲《新聞超鏈接》報道,近日,中國石油塔里木油田分公司富滿(mǎn)油田果勒3C井鉆至9396米,標志著(zhù)塔里木油田超深油氣鉆探能力正式邁入9000米級新階段。
建設中的果勒3C井 圖片來(lái)源:新華社
果勒3C井利用我國自主研制的9000米級鉆機,最大的拉力達到了675噸,可以吊起140頭成年大象,實(shí)現了難鉆地層鉆得深。另外,這次鉆井相當于隔著(zhù)一座地下珠穆朗瑪峰定向打靶,難度不亞于百米外“穿針引線(xiàn)”。
(資料圖)
果勒3C井鉆至9396米,證明我國深地油氣地質(zhì)理論和鉆井工程技術(shù)已跨入世界前列,有力推動(dòng)引領(lǐng)了我國石油工業(yè)向深地進(jìn)軍,帶動(dòng)了國內深地領(lǐng)域技術(shù)、裝備和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)步,也為塔里木油田下一步進(jìn)軍萬(wàn)米超深層提供了重要技術(shù)儲備。
地下9000米的環(huán)境有多嚴酷?進(jìn)軍萬(wàn)米超深層還需要攻克哪些技術(shù)難關(guān)?
在地球深部鉆出的“字母L”
果勒3C井是部署在富滿(mǎn)油田的一口超深側鉆水平井。中國石油塔里木油田分公司油氣工程研究院黨委副書(shū)記、院長(cháng)劉洪濤介紹,油氣井分為直井和定向井,此次的果勒3C井就是定向井中的一種。與傳統直井垂直穿過(guò)油層不同,水平井先垂直向下打井,隨后于某個(gè)位置開(kāi)始轉向,直到變成水平并延伸一定距離。放置在三維空間中,可形似一個(gè)大寫(xiě)的字母“L”。
9000余米定向鉆井有多難?
從開(kāi)鉆到完鉆,果勒3C井一共花費214天。這一鉆井過(guò)程極為不易,劉洪濤表示:“這相當于隔著(zhù)一座地下珠穆朗瑪峰定向打靶,難度可以用百米外‘穿針引線(xiàn)’來(lái)形容?!?/p>
能夠實(shí)現精準定向打靶,依賴(lài)于鉆頭上安裝的高精度隨鉆測量?jì)x器。這一被看作是鉆頭“眼睛”的儀器可以實(shí)時(shí)測量井底的井斜方位,再通過(guò)泥漿的脈沖信號將參數傳送到地面,技術(shù)人員根據傳送的信號判斷是否與設計軌跡相吻合,即可實(shí)現“指哪打哪”。
工人在查看鉆機運行狀況 圖片來(lái)源:新華社
難度不僅體現在定向打靶,還體現在9000多米下的苛刻環(huán)境。劉洪濤介紹,井下最高溫超過(guò)160℃,最高壓超過(guò)130兆帕,相當于13000米水深的壓力。在這樣極端的環(huán)境下,對于鉆桿的強度、井下工具儀器的耐溫耐壓能力,提出了巨大的挑戰。此外,從地面到地下9000多米,自上而下要穿越10余套復雜地層,都需要逐一突破才能順利鉆達油氣層。
面對如此嚴苛的自然環(huán)境,強大的鉆探設備自然必不可少。其一是鉆機,鉆機的提升能力決定鉆井的深度,果勒3C井采用我國自主研制的9000米級鉆機,提升能力可達到675噸,能同時(shí)吊起140頭成年大象;其二是鉆頭,俗話(huà)說(shuō)“鉆頭不到,油氣不冒”,鉆探的鉆頭采用金剛石材質(zhì),具有較強的攻擊性和抗研磨性;其三是鉆桿,多年的技術(shù)攻關(guān)使鉆桿的抗拉強度得到大幅提升,保證上千根鉆桿能夠穩定地連接在一起。
向萬(wàn)米深地進(jìn)軍
技術(shù)手段的突破有利于揭開(kāi)埋藏于地下的油氣的面紗,目前塔里木已部署了萬(wàn)米深井,中國石油也在積極研制加強型的12000米級鉆機。未來(lái)值得憧憬,但進(jìn)軍萬(wàn)米超深層還面臨三大難題。劉洪濤表示,首先,萬(wàn)米深度的巖石可鉆性差,對于鉆頭的要求極高;其次,在萬(wàn)米以下,井下環(huán)境從現在的超高溫、超高壓變?yōu)闃O高溫、極高壓,對于井下儀器的耐溫耐壓要求極高;第三,如此深的井在后期開(kāi)采過(guò)程中,對于井口的耐高壓能力也提出了要求。
工人在操作鉆機 圖片來(lái)源:新華社
正是由于萬(wàn)米深井的鉆探難度大,目前全球僅有兩口萬(wàn)米深井,其一是蘇聯(lián)的卡拉3井,其二是美國的泰博探井。如今中國石油也在部署萬(wàn)米深井,如果能夠鉆探成功,中國將有望成為第三個(gè)實(shí)現萬(wàn)米深井的國家。
劉洪濤介紹:“向地球深部進(jìn)軍,一方面是去尋找萬(wàn)米深層的油氣資源,另一方面就是探索地球深部未知的領(lǐng)域和未知的資源?!便@探萬(wàn)米深井是最直接有效地獲取地球深部一手資料的一種手段,這些資料和信息的獲取對于自然災害和氣候環(huán)境的研究都有幫助。
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