7月20日10时30分，全球钻井难度最高的万米科探井——中国石油深地川科1井在四川盆地开钻施工。此前的5月30日，中国石油深地塔科1井在塔里木盆地开钻。一北一南，万米深井“双星”闪耀，共为我国未来科学研究和油气资源开发提供重要基础和支持。
在国内外尚无可借鉴理论技术和成熟产品的情况下，为什么选择在四川盆地掘地三万尺？万米之下，高温、超高压的施工环境会带来哪些挑战？有哪些技术创新和成功应用？通常而言，业内将4500米到6000米的井深定位为深井，6000米到9000米的井为超深井，超过9000米的井为特深井。特深井钻探是油气工程技术瓶颈最多、挑战最大的领域。位于四川盆地西北部的深地川科1井，四周群山环绕、层峦叠嶂，地面海拔717米，设计井深10520米，钻至前震旦系20米完钻。区域超深层叠置多套优质储层，成藏条件优越，一旦成功将有望发现新的超深层规模天然气增储目标区。
据中国石油西南油气田公司企业技术专家赵路子介绍，目前四川已在6000到8000米超深层的蓬莱震旦系—下古生界取得重大勘探突破，证实了深层—超深层具备形成万亿规模岩性气藏群的条件。8000米以深钻井仅“五探1井”和“蓬深6井”2口，勘探程度极低，勘探潜力巨大。蜀道难，难于上青天。伴随地壳运动历经数亿年构造演化，远古时期的四川盆地已从辽阔汪洋变成如今四周临山的山地丘陵，内部地下构造变形强烈，沉积物由海相、海陆替换相变为陆相，许多风化、腐蚀、剥蚀的物质和岩石碎屑在盆地堆积了数千米厚。地处四川盆地的深地川科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，对标全球13项工程难度指标，该井7项难度指标位居世界第一。据专家估算，该井面临的压力系数多达10套，是其他万米深井的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。“压力系统一旦复杂，钻井速度就上不来，因为每个压力系统都要兼顾。”中国石油西南油气田公司总地质师杨雨介绍说。没有金刚钻，怎干瓷器活。万米深井钻探过程中将会面临诸多挑战，其中最大的难题是高温。“在反复论证期间，大家有很多担心，9000米能打成不代表1万米能打成。”杨雨表示，当井深超过七八千米，每往下走一米，难度不是线性增长，是几何性的增长。万米之下，224摄氏度的高温能让金属钻具像面条一样柔软，138兆帕超高压环境如同深潜入1.38万米的深海，远超地球海洋最深处马里亚纳海沟的海水压力。
据中国石油西南油气田公司工程技术处副处长马勇介绍，为了钻得成、测得成、试得成，西南油气田公司联合攻关团队科学设计了六开六完井身结构，预留两层套管应对7500米以深未钻揭地层的未知复杂，该类井身结构全球首次。攻克抗220摄氏度超高温的深井水基钻井液和油基钻井液，加快推进在万米以深可能出现的超240摄氏度极高温的钻井液技术研发。同时，采用我国自主研发的12000米特深井自动化钻机，配备自动化装置全面采用电驱动，使用全新研发万米级管柱自动化装备，具备触控式操作一体化管控，装备国产化率大幅提升至90%以上。“实施万米深地探索工程，是比肩探月工程的‘国之重器’。”中国石油西南油气田公司勘探事业部副经理丁伟如此说道。丁伟表示，深地川科1井力争实现四个目标——科探目标是获取万米地质资料，突破传统地质认识，形成中国特色万米油气成藏地质理论；预探目标是力争获得重大发现，实现全球陆上万米垂深油气发现零突破；工程目标是形成自主可控的万米关键核心技术体系，推动高端装备国产化；人才目标是打造国际领军人才和一流技术服务队伍。
自2021年开始，我国已成为全球第四大天然气产量大国，天然气当量已超过油的当量，成为我国能源供应的新支柱。杨雨介绍，天然气产业大国都有一个千亿立方米气田作为支撑，但我国目前是有很多个几百亿几十亿立方米的气田组成。中国能源战略研究中心提出，没有千亿立方米气田，就建设一个千亿立方米盆地。作为我国未来增储上产的重要区域，四川盆地深层、超深层天然气资源潜力巨大且开发时日已久，深地川科1井也许是四川盆地“叩开”立方米气田大门的“钥匙”。万米钻探是“磨刀石”，既是向深地“探寻宝藏”的尝试，如同“拆盲盒”般神秘，又是对自我的超越，需要不断刷新极限。深地川科1井的实施，将进一步揭露震旦系地层之下的演化秘密，探寻万米超深层规模油气资源，创新形成我国特超深层油气成藏地质理论，推动我国油气工程核心技术装备能力再进一步。
来源：中国电力报
发布日期：2023-07-21
浏览：976
