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连创“中国深度”

  这是3月4日在新疆塔克拉玛干沙漠拍摄的深地塔科1井(无人机照片)。 新华社记者 李 响 摄

  龙年新春,被视为生命禁区的新疆塔克拉玛干沙漠腹地传来喜讯:我国首口万米深地科探井——中国石油塔里木油田深地塔科1井“冲刺”成功。这口肩负着科学探索和预探发现两大使命的万米深地科探井,是继深空“神舟上天”、深海“蛟龙入海”之后,我国在深地领域探索自然的又一壮举。

  随着钻机的轰鸣,8000米、9000米、10000米……我国在深地领域的探索纪录一次次被刷新。“死亡之海”中创造的奇迹,见证我国油气勘探开发和科学技术创新的发展,镌刻汇聚勇气和智慧的“中国深度”。

  祖国西部,3月的塔克拉玛干沙漠,春寒料峭,风沙弥漫。大漠腹地的深地塔科1井井区,沙丘环抱,井架高耸,机械装备轰鸣不停,约20层楼高的钢铁塔架,稳稳矗立在流沙之上。

  4日14时48分,随着一枚金刚石钻头持续刺破地下岩层,前方指挥部电子屏幕上的数字瞬间跃至10000(米),现场紧张期待的百余名石油工人顿时欢呼起来。创造和见证我国首个万米深井的诞生,每个人脸上都洋溢着喜悦和自豪的神情。

  “经过270多天的努力这口井终于破万了,我们创造了新纪录。”担任钻井平台总监的闵鹏,5年前在塔里木盆地参与了钻探当时亚洲陆上最深井的任务,成功钻至地下8882米。如今又目睹深地塔科1井突破地下万米。他难掩激动:“如此深度之下,基本上没有任何同类钻井资料参考,没有技术参数指标可以借鉴,但我们依然做到了。”

  万米之后,步履不停。目前,深地塔科1井仍在向着11100米目标深度全速钻进。

  塔里木盆地是我国最大的含油气盆地,盆地埋深超过6000米的石油和天然气资源分别占全国的83.2%和63.9%,是我国最大的深地油气富集区。

  近年来,我国不断向地球深部进军,多次刷新深地开发纪录。仅2023年,塔里木油田完钻井深超8000米的井就超过70口,约90%的新增储量从超深地层获取,开采出的超深层油气达1957万吨。

  “向深而生,是保障国家能源安全的必然选择。”中国石油塔里木油田企业首席专家王春生说。

  地下万米“冲刺”,深地塔科1井的钻头自上而下要穿透13个地层,攻克超高温、超高压、地层不稳定等几十道难题,钻至万米后,地层温度超过200℃,地层压力超过130兆帕。每深入地下一米,钻探难度都会成倍增加。

  王春生和记者说,这口井从地表钻到8000米深度用了近5个月,而从8000米到万米,用了4个多月的时间。

  在王春生看来,万米深井钻探过程中面临的最大难题是高温。“每往地下钻进100米、温度就会升高约2℃,万米之下面临超200℃的高温,在这种环境下,钻杆就像煮熟的面条一样,操作起来很难控制,只能凭借经验进行判断操作。”

  “超万米后控制难度极大,就像一辆大卡车在两条细钢丝绳上行驶。”中国工程院院士孙金声介绍,这口井的钻探难度堪比“探月工程”。

  面对世界级难题,塔里木油田打破传统钻井组织形式,搭建跨学科工作平台,集合地质、工程、装备等精锐力量,组建了9支技术支撑组,让多专业、多学科紧密配合、协同作战,并配备了一大批顶尖仪器装备,为万米深井钻探“保驾护航”。

  “我们的钻机、钻具这些都是自主研发的。”钻机主设计师、宝石机械一级工程师李亚辉介绍,深地塔科1井使用的钻机载重900多吨,钻井深度可达12000米,“这台大国重器,正是我们不断向深向难挺进的底气。”

  开钻以来,塔里木油田、西部钻探、宝石机械等多家单位联合攻关,攻克了超高钻台大载荷提升系统关键技术难题,自主研制了全球首台12000米特深井自动化钻机,创新研发了220℃超高温钻井液、抗高温螺杆等工艺技术,万米取芯及电缆等资料录取装备实现突破,打造形成万米深井安全高效钻完井等一批关键核心技术。

  此前,全世界陆上线口,即苏联开发的科学钻探井——科拉SG-3,深度12262米。这口井钻探耗时23年。“深地塔科1井钻破万米后变成全球陆上第二、亚洲第一垂深井,在深地科学研究和超深层油气勘探领域具有里程碑意义。”中国科学院院士贾承造表示。

  距离钻机不远处,10多套针对地下各种地层的国产金刚石钻头整齐排列,一排排“铁齿钢牙”已被地底深处坚硬的层层岩石磨平。

  “目前正使用的钻头能经受8万个大气压的压强,相当于8头10吨重的大象站在一个指甲盖上产生的压强。”塔里木油田勘探事业部台盆区勘探项目部主任吕晓钢介绍,近年来,随着我们国家油气勘探越来越向超深地层进军,300多项重要油气生产设备实现国产化。

  自2023年5月30日开钻以来,深地塔科1井的数百名石油工人、科技工作人员坚守大漠四季,攻坚克难连续奋战270多天,终于打造出新的“中国深度”。

  “作为石油人,能够为我国首口万米井钻探出一份力,这是我的荣幸,家人也为我自豪。”塔里木油田勘探开发研究院基础研究部课题经理杨果说。从开钻之初起现场就集聚了一批地质、泥浆、钻探工具等钻井领域专家,他们每天根据井下各项数据变化调整钻机。“我们就是要全力以赴合力攻关,安全顺利钻成万米深井。”

  “这口井凝聚的是一代代石油人的努力。自立自强,才能为祖国加油争气。”塔里木油田副总经理、总工程师、安全总监胥志雄说,塔里木油田目前已基本实现对地下数千米深处的油气“看得见”“够得着”“采得出”,深地塔科1井勘探开发前景同样值得期待。

  与常规油气井不同,深地塔科1井属于科学探索井,除了寻找油气资源之外,它还肩负着探索地球演化和气候变迁等重任。随着钻头一寸寸突破地层,一个个“中国深度”纪录正在塔里木盆地不断创造和刷新。

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