2月20日,中国石油宣布:部署在新疆塔里木盆地的我国首口超万米科探井——深地塔科1井胜利完钻,井深10910米,成为亚洲第一、世界第二垂深井,标志着我国向地球深部挺进的钻探能力开启“万米时代”。

深地塔科1井圆满完成科学探索和油气发现两大任务,推动了工程技术迭代升级。对于新疆来说,深地塔科1井完钻又有着怎样的意义?后“万米时代”的深地工程,新疆机遇有哪些?

矗立在茫茫沙海里的深地塔科1井。图/中国石油集团提供

打开新疆油气发现新空间

石油藏在地质学家脑海里。

以往的石油地质理论认为,地下8000米就是油气“死亡线”,超万米更是不可能。而深地塔科1井实现了全球首次在陆地万米深层钻探发现油气显示,将“不可能”变成了“可能”。

“打破传统思维禁锢,创新油气地质理论。”塔里木油田勘探开发研究院院长杨宪彰表示,通过深地塔科1井钻探直接证实万米深层能够发育规模储层,有着孔洞很大的白云岩和断控洞穴性油气层,且规模很大。

更让人欣喜的是,深地塔科1井在寒武系地层10851米至10910米井段钻揭优质烃源岩。烃源岩又称生油母岩或生油岩,是指那些富含有机质、能够生成并大量排放油气到储集层中的岩石,这直接打开了万米深层寻找油气的广阔空间。

在杨宪彰看来,深地塔科1井就像一块“敲门砖”,将塔里木油田油气勘探开发下限再拓深两三千米,为保障我国能源安全开辟出新阵地,还将带动和引领准噶尔、四川、鄂尔多斯、柴达木等中西部盆地油气勘探向超深层挺进。

国际上,一般4500米至6000米的油气埋深定义为深层,6000米以深定义为超深层。最新一轮国家资源评价结果显示,塔里木、四川两大盆地蕴藏着巨大超深层油气资源,尤其是8000米以深资源占到全国总量80%以上,其中塔里木盆地占比高达52.7%。

中国石油天然气股份有限公司副总裁兼油气和新能源公司执行董事、党委书记何江川介绍,中国石油国内探区8000米以深领域剩余资源174亿吨油当量,在塔里木盆地、准噶尔盆地南缘、四川盆地川中古隆起北斜坡等地区已取得重大勘探突破。

向地球深部挺进,打开勘探发现新空间。2024年,新疆油田勘探系统在天山北麓天然气勘探取得实质性进展,第一个千亿立方米气区呼图壁构造带正探明建产,呼探1井区3井长期试采效果好,扩边评价井呼103井试获工业油气流,下组合首次提交整装探明储量;第二个千亿立方米气区东湾构造带正加快规模增储,清北1井、天湾2井在清水河组钻遇厚层高压裂隙体,预计可落实可观规模天然气储量。

开启新疆深地竞技新时代

10年前,塔里木盆地8000米以深的井,凤毛麟角。

现在,塔里木盆地富满、顺北区域8000米以深井,集中连片。

向地球深部挺进,“十四五”以来,塔里木油田和西北油田在塔里木盆地钻井深度从8000余米升级到9000米,再到现在的10910米。

塔里木油田统计,截至2025年1月,累计钻出8000米以深井191口,其中9000米以深井5口。而中国石化则将西北油田顺北油气田命名为“深地工程·顺北油气田基地”,这是我国第一个以“深地工程”命名的油气项目,被誉为“深地一号”。

挑战油气勘探“深度极限”,西北油田在塔里木盆地钻出的大斜度跃进3-3XC井,完钻井深9432米,创亚洲最深井斜深和超深层钻井水平位移两项纪录。截至目前,西北油田已在塔里木盆地打出百余口8000米以深井。

塔里木盆地钻完井综合难度全球罕见,对标全球13项工程难度指标,塔里木盆地的高温高压、砾石厚度等7项指标属于世界级难题,其他难度指标也名列前茅。

直面世界级难题,塔里木油田和西北油田展开持续攻关,解锁“卡脖子”难题。其中,西北油田在打跃进3-3XC井时,采用“旋转导向”系统,相当于钻头长了一双“千里眼”,实现超深层钻井“指哪打哪”。而挑战万米极限,中国石油更是自主研制了全球首台12000米自动化钻机、高效破岩金刚石钻头、抗220摄氏度高温聚合物水基钻井液、高韧性高强度钻杆、抗240摄氏度高强度成套取芯工具等十大技术利器,保障深地塔科1井完钻。

深地塔科1井钻探作业工作人员从井底提出钻头。图/中国石油集团提供

中国石油天然气股份有限公司总地质师兼科技管理部总经理江同文介绍,该公司自主研制的全球首台12000米自动化钻机,是万米深钻的“动力引擎”,提升能力达900吨,可轻松吊起2列动车组,自动化作业减少人工重体力劳动达到80%以上;自主研制的超高温超高压测井仪器,是洞察万米深地的“眼睛”,应用在深地塔科1井首次取得10870米地层合格测井资料……

深地塔科1井胜利完钻,标志着我国在“深地”领域取得重大突破,是我国继“深空”“深海”之后,在“深地”领域取得的又一重大进展。“这代表着我国深地钻井工程全链条基础理论和关键核心技术实现重大突破和国产化替代,全面迈入‘万米时代’。”中国工程院院士孙金声表示。

伴随着深地钻探装备技术的迭代升级,新疆油田油气勘探开发也向八九千米的地球深部进军。其部署在准噶尔盆地东湾构造带上的清北1井于2024年冬季完钻,井深达9056米,成为准噶尔盆地第一深井。

迄今,世界最深钻井为苏联科拉半岛的SG-3井,井深12262米。继续向地球深部挺进,10910米不是终点。在深地认识、探索、勘探的道路上,新疆石油人新的征程已经启航。

打造深地原创技术策源地

我国首口超万米科探井——深地塔科1井胜利完钻。图/中国石油集团提供

深地塔科1井创全球陆上钻井突破万米最快、全球尾管固井最深、全球电缆成像测井最深、亚洲直井钻探最深、亚洲陆上取芯最深5项工程纪录,特别是万米深层取得珍贵岩芯,获得5.4亿年前岩石标本,珍贵程度堪比“月壤”。

江同文表示,深地塔科1井的成功完钻,证明万米深地钻探系列技术利器经受住了超深、超高温、超高压、超高应力、复杂压力系统等极端工况考验,锻造出比肩“万米深潜”“嫦娥探月”的“国之重器”,标志着我国掌握了万米深地钻探技术,在我国钻探工程史上具有里程碑式的重大意义。

面向未来,中国石油科技系统将以万米深地科探和油气预探工程为契机,加强万米深地科学研究,加快建设原创技术策源地、培育未来产业。“打一口万米超深井,从钻井到固井、测井,是一个完整的系统工程技术配套体系。”怀柔实验室新疆基地资深专家唐勇表示,要通过深地钻井工程,打造万米油气革命策源地。

打出一口超万米深井,带出一支精锐队伍,培养出深地科技种子队。中国石油集团副总工程师兼油田技术服务有限公司执行董事、党委书记杨立强介绍,参战深地塔科1井的队伍平均年龄35周岁,他们既干得了“苦脏累”,也拿得下“高精尖”,庞大复杂的自动化装备在这群以90后为主体的年轻人手中,运行完好率始终保持在99.5%以上,他们用沉稳匠心和铁肩担当,挺起能源保供的脊梁,成为最可信赖的力量。

深地塔科1井由中国石油集团西部钻探工程有限公司巴州分公司120001钻井队实施钻井。该钻井队司钻王彪虽然只有36岁,但已在塔里木盆地打了19年钻井。“以前打井靠体力,现在钻井装备朝着智能化发展,打井更要靠脑力。”王彪表示,传承石油精神,新生代石油人要掌握科学打井本领,实现高水平科技自立自强。

目前,深地塔科1井正在进行套管回接作业,为下一步测试油气做准备,井场上每一个忙碌的石油人,都充满期待。

“通过深地塔科1井培养锻造出一支全产业链深地人才队伍和国际领军人才。”塔里木油田执行董事、党工委书记王清华表示,今后可为全球深地油气勘探开发贡献中国智慧。

塔克拉玛干沙漠不再是“死亡之海”,新疆深地工程钻探技术种子,正在这里生根发芽!