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在塔里木盆地打洞
发布时间:2025-03-02
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塔里木盆地,油气埋深普遍超过6000米,超深层石油和天然气资源量分别占全国总量的83%和63%。
  塔里木油田科研人员应用地层精细化描述、VSP井中地震采集等技术,逐层对岩性开展预测分析,为钻探万米地层提前戴上一副“夜视镜”。“轰隆!”硕大的钻头拽动着钻杆,犹如一条强健的“地龙”,从地表俯冲而下,向着地下万米进发。第一个1000米,仅用时4天。
  钻头在“熟悉”的路况一路狂奔,直到进入9000米以深,速度明显放缓,甚至时不时来个“一脚刹车”。这口井要纵穿12套地层,岩石类型多样,还要与缝洞、断裂发育带和压力系统复杂层段直接‘交锋’。越接近万米,困难越大。
当钻头进入9000米以深后,间断发育的坚硬燧石地层与相对柔软的石膏地层交替出现。“就好比我们吃柿饼,肉很软,核又很硬。如果咬的力量很大,就会一下子把牙齿崩掉。”
  岩石“软硬交错”,极易对钻头切削齿带来冲击损伤,采用常规钻头一打到底根本行不通。“那就选择新钻头,吃软又吃硬!”在深地塔科1井的作业现场,50多只钻头有序排列在地面。这里有主打表层的牙轮钻头,有适合“啃硬”的非平面齿PDC钻头,还有擅长在软硬交错地层破岩的异形齿混合钻头。每一只钻头的“牙齿”几乎都被磨平。
  万米以深,首尾相连的1000余根钻杆变得像面条一样柔软,底部的钻头也很容易左右摆动。如何确保钻头一直保持垂直的作业轨迹,是摆在科学家面前的又一道难题。
  要想打得直,首先得看得见。科学家研发了一整套抗高温高压的随钻测井仪器,通过分析地下万米的实时数据,来判断当下钻头的行进轨迹。同时,科研团队还总结出防斜打直的机理和技术手段,一旦钻井位置出现偏差,可迅速进行自动化调整。
  10000米,是一道大坎儿。
  随着钻探深度的不断增加,部分技术需求已经超出传统钻完井技术的能力极限,就像一辆大卡车在两条细钢丝绳上行驶,随时会出现突发状况。就在距离地下一万米深度还差23米时,“当时只听到‘咚’的一声巨响,井架出现明显震动,井口冒着白气,各项监测数据失灵。”一致判定是钻具断了。
  钻具由一根根10米长的钻杆组成,钻进万米则需要千根钻杆牢牢衔接。这次险情,是距地面2000米左右的一处钻杆脱钩,导致近8000米长、近300吨重的钻具坠入深渊。
  “地下万米钻具断裂,对我们来说是全新挑战。”张志说,要在以前,肯定是捞不起来的,一是没有这么深,二是没有这么重。
  专门为深地塔科1井研发的国产12000米特深井自动化钻机,让大家吃下了定心丸。这台“大力士”的安全极限可达900吨,可深入万米以下吊起15节满载的货运火车车厢。
  施工人员首先使用自动化钻机强大的高压泥浆循环系统,恢复了井内循环,确保内壁没有二次垮塌的风险,然后通过自动化钻机打捞脱落钻具并重新下钻具。整个过程持续了4天4夜。
  从10000米到最终完井,深地塔科1井又接连遭遇了井眼垮塌、恶性井漏、盐水溢流等挑战。有意外,也有惊喜。当钻头打进超过万米的寒武系肖尔布拉克组时,井下仪器参数显示油气存在。在经过一系列安全处置后,来自万米以深的油气引出地表,大漠腹地燃起熊熊火焰。终于成功了。