12月3日,中國石油塔裡木油田富滿油田富源聯合站裝置區夜景。位於沙雅縣境內的塔裡木油田富滿油田富源聯合站於11月初成功投產,標志著我國最大超深油田富滿油田地下8000米至9000米超深層油氣實現規模效益開發。 譚輝攝
12月3日,俯瞰位於沙雅縣境內的沙漠深處超深井鑽進工作場景(無人機攝)。今年以來,中國石化西北油田加緊推進“深地工程·順北油氣田基地”建設,持續提高能源保供能力,截至11月30日,順北油氣田投產新井22口,新井日產天然氣超200萬立方米。 李學仁攝
2023年,塔克拉瑪干沙漠油氣勘探開發鑽井深度頻創紀錄。3月,中國石油塔裡木油田果勒3C井完鑽井深9396米,刷新亞洲最深水平井紀錄﹔10月,中國石化西北油田“深地一號”躍進3-3XC井完鑽井深9432米,刷新亞洲最深井斜深和超深層鑽井水平位移兩項紀錄。
與此同時,設計井深1.11萬米的深地塔科1井正向地球深部持續挺進,2024年將再創新紀錄。
當前,塔裡木盆地8000米以深鑽井已成常態,9000米以深鑽井已具備技術基礎,萬米深井即將突破。新疆油氣勘探開發持續向地球深部挺進,這是為了什麼?
塔裡木盆地已探明油氣儲量當量超50億噸,超深層油氣資源儲量佔50%以上。
11月15日,躍進3-3XC井開井測試,獲高產油氣流,日產原油200噸、天然氣5萬立方米。
躍進3-3XC井是所在井場的第三口超深井。避開塔裡木河上游濕地自然保護區,西北油田在同一井場部署3口井,運用大位移技術,對胡楊林保護區下油氣資源進行勘探開採。
“這是塔裡木盆地‘深地工程’實施以來,對超深層不同類型儲量效益開發又一次成功探索。”西北油田副總地質師、油氣開發管理部經理任文博表示。
為加快深地油氣資源開發,2022年8月,中國石化命名順北油氣田為“深地工程·順北油氣田基地”。這是我國第一個以“深地工程”命名的油氣項目,順北油氣田基地被譽為“深地一號”。
截至目前,順北已建成1個100萬噸原油、2個10億立方米天然氣生產陣地,建成國內斷控縫洞型凝析氣藏高效示范區——順北4號帶。順北“深地工程”已累計生產油氣當量超800萬噸,展現出優質開發前景。
在西北油田持續向地球深部挺進的同時,塔裡木油田也鉚足干勁,甩開臂膀推進超深層油氣資源勘探開發。
“超深層勘探開發已成為油氣產量重要增長極。”塔裡木油田勘探開發研究院副院長兼總地質師楊憲彰表示,超深層油氣年產當量已突破1800萬噸,佔總產量50%以上。
通常,國際上將超過4500米的井稱為深井,超過6000米的井稱為超深井。
在塔裡木盆地,西北油田已打出108口超8000米深的鑽井,其中14口比珠穆朗瑪峰的高度還深﹔塔裡木油田已打出超6000米深的鑽井1700余口,超8000米深鑽井130余口。
塔裡木油田8000米以深的超深井主要分布在塔克拉瑪干沙漠腹地的10億噸級富滿油田,以及天山南部克拉—克深、博孜—大北兩個萬億立方米大氣區。其中,富滿油田、博孜—大北是塔裡木油田快速規模上產區塊,今年雙雙上榜“全國油氣勘探開發十大標志性成果”,展現出深地油氣資源巨大潛力。
加速油氣產能釋放,10月初,博孜天然氣處理廠投產,帶動博孜—大北氣田天然氣年處理能力從50億立方米提升至120億立方米,實現超深復雜凝析氣田規模上產、效益開發﹔11月初,富滿油田富源聯合站投產,支撐“十四五”時期上產500萬噸,標志著富滿油田地下八九千米超深層油氣實現規模效益開發。
近年來,塔裡木油田創新發展了含鹽前陸盆地油氣地質理論、超深海相斷控碳酸鹽岩成藏地質理論,推動深地領域地質認識持續深化,引領油氣勘探不斷向地下八九千米乃至萬米拓展,解放了一批超深油氣藏。
“創新地質理論認識,轉變勘探思路,將超深層勘探‘禁區’變成了油氣規模增儲上產富集區。”西北油田副總經理曹自成說,順北油氣田先后發現了4個億噸級油氣區。
所謂物探,其實就是給地球做高清CT掃描。西北油田通過科技攻關,匯聚國內外科研團隊,探索了42個月,才得到萬米超深層較為清晰影像,將超深層斷裂識別精度從30米提高到15米。
在對物探資料進行解釋處理時,西北油田通過三維立體雕刻技術,將地下油氣儲集空間立體展布出來,以便清晰地看到。
然而,在塔裡木盆地實施超深井工程談何容易,深入地下八九千米,溫度最高突破200攝氏度,地層壓力突破150兆帕。這樣的環境,近千根鑽杆連起來工作在地層下就像煮熟的面條,很難操控﹔而且高溫高壓還會導致設備和儀器電子元器件失靈。
“塔裡木盆地鑽完井綜合難度全球罕見。”中國工程院院士孫金聲表示,衡量全球13項鑽完井工程難度指標中,塔裡木盆地有7項排名世界第一。
為克服超深層高溫高壓環境,中國石化打造了超高強度鑽完井工具、鑽杆等。在鑽進躍進3-3XC井時,給鑽頭裝上了“旋轉導向”系統,相當於鑽頭長了一雙“千裡眼”,能實時控制地下鑽頭鑽進方向,高效精准實現一趟鑽貫穿目標地層。
“通過創新攻關,探索形成了一套復雜超深井井深結構設計及配套技術。”西北油田石油工程技術研究院院長劉練說,通過關鍵核心技術突破,超深井鑽井周期從三年前的280天,下降至目前最少的97天,中靶精度由60%提高至90%。
記者從塔裡木油田了解到,近年來,該油田還突破了安全封隔、快速鑽進、井完整性等鑽完井核心技術難題,實現難鑽岩層“打得快”、復雜地質“鑽得深”、極端工況“靠得住”。現在,富滿油田鑽探一口8000米級超深井,已從以往的300多天縮短到平均用時150天左右,最快百天之內能完鑽。
答案是超深層有著豐富的油氣資源。2016年召開的全國科技創新大會上明確指出:“向地球深部進軍是我們必須解決的戰略科技問題。”
我國油氣資源主要分布在四川、塔裡木、鄂爾多斯、鬆遼、渤海灣、准噶爾以及柴達木七大盆地。近年來,世界新增油氣儲量60%來自深部地層。深層、超深層也已經成為我國油氣重大發現主陣地,油氣資源達671億噸當量,佔全國油氣資源總量的34%。以塔裡木盆地為例,僅埋深在6000米至1萬米的石油和天然氣資源就分別佔總量的83.2%和63.9%,勘探潛力巨大。
為勘探開發超深層油氣資源,准噶爾盆地也打出了多口8000米鑽井。其中天灣1井獲高產工業油氣流,創國內地層壓力、井口流動壓力兩項最高紀錄。
“在准噶爾盆地南緣,去年打出兩口超8000米深的風險探井,今年又部署兩口超8000米的井,目前正在鑽進中。”中國石油新疆油田勘探事業部副經理徐新紐說,准噶爾盆地南緣與庫車山前地質構造類似,庫車山前發現了克拉2、迪那、克深大氣田,對標庫車山前,預測准噶爾南緣也有大氣田。
突破地質理論認識,中國石油吐哈油田也在向地球深部挺進,提出“吐哈之下找吐哈”,近兩年部署的風險探井超7000米。
新疆油氣資源主要分布在准噶爾、塔裡木、吐哈三大盆地,已探明石油資源量居全國首位、天然氣資源量居全國第二位,2022年新疆油氣產量當量居全國第一。不斷向地球深部挺進,塔裡木盆地在八九千米深地已獲得規模油氣資源,那麼1萬米之下、1.5萬米之下是否還有油氣資源,尚需科學去証實。
目前,塔裡木油田正在做“十橫十縱”物探工程,可掃描到塔裡木盆地地下1.6萬米深處﹔為實現科技自立自強,今年還部署了我國首口萬米深地科探井——深地塔科1井。明年該井取得突破后,將推動中國深地鑽井工程技術“站”上世界前三,僅次於和美國。
塔裡木盆地鑽井還能打多深?在塔裡木盆地超深層,除了油氣,還有哪些戰略資源?
要清楚地回答這些問題,需要科學技術來推動超深層鑽探向前邁進一大步,在塔裡木盆地實施更深的特深鑽井。
解答世界級難題,唯有科技自立自強才能實現。塔裡木盆地的石油人在征戰“死亡之海”過程中,要形成超深層技術系列,推動國際標准制定和我國重大裝備研發與生產,將塔裡木盆地打造成超深層原創技術、超深層“大國重器”的研發基地。
當前,加快建設科技強國,實現高水平科技自立自強,已成為黨和國家發展戰略重中之重。中國石油、中國石化等央企,作為國民經濟和社會發展“頂梁柱”和“壓艙石”,勇挑重擔、敢打頭陣,立足新疆、科技攻關,努力成為原始創新和核心技術的需求提出者、創新組織者、技術供給者、市場應用者,掌握技術進步和產業發展主動權。
塔裡木盆地深層超深層油氣資源勘探開發潛力巨大。塔裡木石油人不僅要征戰“死亡之海”,還要征戰1.2萬米、1.5萬米乃至2萬米深地,爭做全球超深層技術引領者,從“追跑”變“領跑”。
科技創新事關國家生存權、發展權、未來主導權。中國石油、中國石化等駐疆央企在實施塔裡木超深層開發中,要把“卡脖子”技術清單變成科研任務清單,找准方向、集智攻關,將科技創新放到“國之大者”中去思考、謀劃和推進。(於江艷)
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