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中國石油

光明日報:塔里木盆地鉆出“珠穆朗瑪峰”

             ——亞洲陸上第一深井是怎樣誕生的

 

8882米的輪探1井,井深甚至超過了珠穆朗瑪峰的海拔高度,成為亞洲陸上第一深井的同時,更標志著塔里木盆地寒武鹽下超深層勘探取得重大突破,證實在塔里木盆地8200米以深地層依然發育原生油藏和優質儲蓋組合。

一口深井,帶給世界如此多的驚喜。而這驚喜是在被地質科學家公認的地質被“打碎了又踩了幾腳”的塔里木盆地創造的。

2020年1月19日,位于新疆阿克蘇地區庫車市境內的中國石油風險探井輪探1井,經酸壓測試,折日產原油133.46立方米、天然氣4.87萬立方米。用塔里木油田公司黨工委書記、總經理楊學文的話說,鉆探輪探1井的目的,就是探索超深層寒武系鹽下白云巖的含油氣性,攻克油氣新理論難題,加快推進超深層碳酸鹽巖新領域勘探進程。

8000米以下油氣田不只存在于科學家的腦海里

39歲的唐雁剛是塔里木油田勘探開發研究院副院長兼總地質師?!八锬九璧氐牡刭|條件與世界其他盆地完全不同。用前輩的話說,塔里木盆地是‘被人打碎了又踩過幾腳’的地方,地下各種地質層完全被打亂,根本找不到一條完整的地質帶。而對石油勘探來說,只有先從地質上發現了有油氣的理論支撐,才可能打出油氣田來?!?/p>

世界油氣勘探實踐表明,世界大型油氣田主要發育在鹽下。塔里木油田經過31年的勘探開發,淺層的地質情況已經摸清,超過6000米的深層地質情況也基本了解,但超深層,即8000米以下的地質情況怎么樣?唐雁剛他們還有些不了解。

“不了解的主要原因是我們現在采用的地震記錄長度只有7秒,而要清晰地認識到超8000米以下的地質情況,需要將記錄長波提高至10到12秒。從地質條件來看,我們推斷塔里木盆地8000米以下應該有大油田?!碧蒲銊倛远ǖ卣f道。

如何讓這種存在于腦海里的構想被證明,成為塔里木油田發展需要攻克的一個世界級難題。

1989年到2003年的淺層勘探開發,支撐了塔里木油田500萬噸的建設步伐,也讓他們認識到:大型油氣田就像存在一個大碗里,它上面一定會有一個碗蓋。而塔里木盆地8000米以下的地質情況是:上層有一個巨厚的鹽層,恰似油氣碗上的碗蓋。它的下面真會有個富饒的油氣田嗎?

引進來走出去的政策,讓一批世界級專家來到塔里木油田。但這些身經百戰的專家看了塔里木盆地復雜的地質構造情況后,全都搖頭,直說這樣的世界難題他們從沒見過,沒辦法解決。

唐雁剛這群年輕的科學家不相信自己解決不了這個問題,他們跑現場,仔細了解鉆探情況,認真分析地質構造數據,終于攻克了一個個技術理論難題。

說起這個過程,唐雁剛深有感慨地說:“剛開始,我們確實怕超深井。因為它要穿過巨厚復雜層,加之超深井必然會遇到高溫高壓等復雜情況,控制不好會帶來一系列問題,更可能出現巨大損失。但我們不甘心啊,我們做地質勘探的,遇到塔里木盆地這種復雜的地質情況,是幸也是不幸。不幸是這種情況世界上沒人遇到過,幸是我們遇到了,這不是大有‘天降大任’的感覺嗎?”

靠著這種拼勁,塔里木油田的科研團隊通過現有的技術手段,構造建模,不斷深化理論認識,接連發現了三個超深富饒油氣田,為塔里木油田油氣產量當量今年突破3000萬噸打下了牢固的基礎。

“塔里木盆地的碳酸鹽巖與國內外相比都是最復雜的,埋藏深、非均質性強、油水關系復雜,絕對是世界級難題。但我們的科研團隊開展了碳酸鹽巖層序地層學、礁灘體、古巖溶等攻關研究,確認塔里木盆地奧陶系一間房組、良里塔格組生物礁的存在,創新建立了礁灘復合體的沉積模式、巖溶模式,揭示了礁灘體巖溶儲層沿臺緣帶呈透鏡狀疊置連片規模分布的規律,形成了沿臺緣帶鉆礁灘勘探思路,并據此發現了中國第一個大型礁灘體凝析氣田——塔中Ⅰ號氣田,被評為全球重大發現之一。我們發現巨厚碳酸鹽巖內沿走滑斷裂帶發育著‘串珠狀’的巖溶儲層,于是形成了沿斷裂帶鉆碳酸鹽巖縫洞體的勘探思路,發現了哈拉哈塘油氣范圍5000平方公里超深層大油氣田,開辟了臺盆區碳酸鹽巖勘探新領域。碳酸鹽巖這個近20年一直默默無聞的配角,一躍成為原油上產的主力軍?!碧蒲銊偱d奮地說。

8000米以下油氣田怎么鉆探

地質創新理論的指導下,克深大氣田、塔中、哈拉哈塘等深層大油氣田相繼被發現,為西氣東輸奠定了堅實的后備資源。但富饒的油氣田大都埋深在8000米以下,勘探難度大、技術要求高,如何才能把油氣田打出來?

塔里木油田勘探事業部經理王春生認為,塔里木油田超深井能鉆井成功,裝備現代化和國產化應立頭功。

王春生說:“我剛參加工作時,要是有一臺能鉆7000米的鉆機,那井隊就厲害了,而且它們全是進口的。隨著國家制造業的發展,8000米、9000米的鉆機都制造出來了,這保證了我們鉆探超深井的可能?!?/p>

“我們現在已經開始使用空氣鉆,鉆井的速度越來越快,不到100天就可以打到2500米,這速度遠遠超過過去幾十倍。過去打1000米需要80天,現在用上空氣鉆后,只需要20天?!蓖醮荷f。

申彪,目前是塔里木油田公司勘探事業部臺盆區勘探項目部主任,是個只有37歲的年輕人?!?018年6月28日我們開始鉆輪探1井,到2019年6月18日完鉆,8882米的深井我們用了361天。從一開鉆到鉆到2000多米時,可以用一個詞來形容:酣暢淋漓,鉆得非常順利。但突然有一天,鉆具斷了?!?/p>

面對這種情況,申彪一個多月時間都在井口,想盡了所有的辦法,就是無法解決問題,最后的結果是,斷了的鉆具沒有打撈上來,他們只能繞過這個地方,繼續向下打井。

“最危險的時刻是我們打到8882米時,一大早,我突然接到電話,卡鉆了。當時我就急了,馬上坐車往井口跑。兩個半小時的路程,我不停地打電話,了解井下情況,與勘探公司技術人員商討解決方案?!鄙瓯牖貞浀?。

鉆具卡住,這口打了300多天的超深井有可能就得報廢,這讓申彪吃不下睡不著,20多個小時不斷地想解決的辦法?!跋仁且WC鉆具完整,在抗拉抗壓的范圍內,采取措施。我們先是上下活動鉆具,紋絲不動。使用解卡劑后時間不長,我就看到指重表開始一點點動起來。突然它跳了起來,居然就活動了?!鄙瓯胄χf。

361天,申彪的神經繃得很緊,用他的話說:這口超深井代表著塔里木油田水平,代表著中國石油鉆井水平,代表著亞洲水平,身上始終有使命感,所以責任心很強。其中,精心操作與規范操作是成功的保證。

“當我接受任務時,心里就做好了兩種準備:好與不好。干鉆井要有擔當精神??瓷先?,我們鉆井人很粗,但工作必須細心再細心,要粗中有細。當我處理完輪探1井卡鉆后,心里有種愉悅感和成就感,這是一般人體味不到的,是刻骨銘心的一件事,值得我記一輩子的事?!鄙瓯胄χf。

克深氣田于2008年6月發現,是當時世界罕見的超深超高壓裂縫性致密砂巖氣藏,在這里鉆井,面臨一系列世界級技術難題。為此,塔里木油田公司持續開展工程技術攻關,大力加強原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新,形成了具有塔里木特色的十大鉆完井技術系列,極大地提升了油田深井超深井鉆探能力。

塔里木油田已攻克7500米至8000米超深超高壓致密氣藏勘探開發核心技術,實現該類氣藏的規模開發,并為油田向8000米以上領域勘探進軍奠定了技術基礎。而輪探1井的成功,不僅僅是在地下打出一座“珠穆朗瑪峰”,打出亞洲陸上第一深井,更標志著塔里木油田公司在勘探開發領域達到了世界水平。

王春生說:“塔里木油田緊緊圍繞制約提高深層、超深層鉆井成功率和縮短建井周期的難題,持續開展地質工程一體化研究,強化技術攻關和現場試驗,形成了不同地層不同井段的提速模式。在推進深層鉆機及配套設備能力、防斜打直、深層高效破巖、井下復雜預防與控制等方面取得成效?!?/p>

有了參謀部,不怕攔路虎

為了克服儲層超深、超高壓、高溫等極限難題,塔里木油田聯合有關單位在鉆井提速、完井提產等方面開展聯合技術攻關,輪探1井創造了亞洲陸上最深井、最深出油氣井等七項紀錄,標志著塔里木油田超深層鉆探技術已經處于世界領先水平。

“塔里木油田開發31年,其實也是在走長征路?!眲傄灰娒?,塔里木油田油氣工程院院長劉洪濤這樣說道。

塔里木盆地寒武系鹽下勘探范圍廣、潛力大,9000米以淺有利勘探面積2.3萬平方千米,估算資源規模石油3.1億噸、天然氣3.3萬億立方米,油氣當量約30億噸,將成為塔里木油田油氣事業加快發展新的戰略接替區。

但有誰知道,塔里木盆地要想成為我國油氣事業發展新戰略接替區,必須攻克復雜地質層這個攔路虎。

劉洪濤記得,自己剛來油氣工程研究院時接到的第一個任務——梳理塔里木油田28年以來的油氣工程開發歷程。這讓這位從事6年現場鉆井工作的年輕人感到困難。

“雖然我們費力拿出的第一稿沒有通過,但我還是從這個任務中獲得了許多新的認識與經驗。對標全世界70多個超深超高壓超高溫的油氣井情況,塔里木油田許多地質條件世界少有,國內罕見。新娘就在那兒坐著,可我們就是揭不開她的面紗,因為地下有三道攔路虎等著我們一一攻克。一是鹽上有巨厚的礫石層,二是復合鹽層,有時是鹽和石膏同時出現,三是強研磨裂縫性儲層,再厲害的鉆頭也很快就磨沒了?!眲⒑闈f。

塔克拉瑪干沙漠和天山南麓庫車山前是塔里木油田主要的作業區,這兩個區塊地質條件復雜、工況條件惡劣,給鉆完井技術提出了很大挑戰。經過攻關,他們形成了超深復雜井的優化鉆井技術和高溫高壓井的管理改造技術。

“我常這樣形容我們油氣工程研究院的工作:方案設計,科技攻關,決策支持,生產支撐。說白了,我們就是一個參謀部。是油田決策的參謀部,生產單位的好幫手?!眲⒑闈χf。

當危險來臨時,他們又是沖在一線的戰士。劉洪濤清晰地記得,2018年冬天,一口井遇到異常高壓,他沖上鉆臺接油管掛。當時身背的氧氣只夠用40分鐘,他在鉆臺上工作了40分鐘,終于接上。下鉆臺時,他的腿都軟了。如果再晚幾分鐘,如果溢出的氣體里有毒,后果不堪設想。

“從最初打成井,到現在打好井,我們的思路也在變化。我們對每一口井的方案設計都必須想到所有可能遇到的問題,設計出解決這些問題的預案。過去我們追求科學性、合理性,現在我們還必須加入可操作性,每道工序都必須要有預案。所以我們的團隊提倡的是:狼一樣的團隊,鷹一樣的個人。它不是一個學科就可以解決的,需要整個團隊,需要各部門聯合,多學科跨部門攻關才行?!眲⒑闈f。

劉洪濤當下正帶領團隊撰寫復雜深地油氣鉆完井關鍵技術研究與應用材料,準備申報國家科學技術獎。用他的話說,鉆完井代表著一個國家的水平,塔里木油田獨特的條件讓他們承擔了這一歷史重任,這是他們的光榮。

走出他們的辦公室,已是夜里10點多了,回頭望望唐雁剛所在的勘探開發研究院和劉洪濤所在的油氣工程研究院大樓,每一層都亮著許多燈光。使命與責任,讓他們忘了時間。這可能就是他們能攻克一個個世界性難題的動力所在吧。

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