直面七大挑戰(zhàn)！全球鉆井難度最高的萬米科學探索井開鉆

　　今天（7月20日），中國石油發(fā)布消息，全球鉆井難度最高的萬米科學探索井深地川科1井在四川盆地開鉆。

　　總臺央視記者 張偉：這里位于四川廣元市劍閣縣，隨著近一噸重的鉆頭鉆入地下，全球地質(zhì)條件最復雜、難度系數(shù)最高的萬米鉆井在這里開鉆。經(jīng)過600多天的作業(yè)后，它將揭開6.5億年前古老地層的秘密。

　　深地川科1井地面海拔717米，設計井深10520米。井底最高溫度達到224攝氏度，最高壓力達到138個兆帕。

　　中國石油西南油氣田公司工程技術處副處長 馬勇：138個兆帕相當于我們在13800米的海水以下，承受這么高的壓力。硫化氫的含量達到45克每方，該井對標全球13項工程難度指標，有7項是屬于世界前列的，整個鉆井難度是居于世界第一。

　　深地川科1井作為四川盆地首口井深超萬米的科學探索井，兼顧科學探索和油氣發(fā)現(xiàn)。深地川科1井通過采用我國自主研發(fā)的12000米特深井自動化鉆機等一批油氣勘探開發(fā)超深層領域的“國之重器”，同時創(chuàng)新研發(fā)耐220℃超高溫工作液等技術，為鉆探萬米特深井提供技術和裝備保障。

　　中國石油西南油氣田公司企業(yè)技術專家 趙路子：四川盆地是國內(nèi)最有希望最有潛力產(chǎn)量達到1000億方的超級天氣盆地。待探明的這個資源量主要集中在深層和超深層，在四川盆地要鉆探萬米深井，實現(xiàn)我國超深層、特深層也就是萬米深度的油氣勘探的突破。

　　深地川科1井面臨的七大挑戰(zhàn)

　　萬米深地油氣鉆探是全球油氣勘探領域超級工程，面臨諸多世界級難題，已成為衡量一個國家或企業(yè)工程技術與裝備水平高低的重要標志之一。地處四川盆地的川科1井，因復雜的地質(zhì)結構成為全球鉆進難度最高的萬米深井，面臨的世界級七大挑戰(zhàn)。

　　超深，這口井設計井深10520米，是西南地區(qū)第一口上萬米的深井，也是我國開鉆的第二口萬米井。

　　超大，這口井上部井眼尺寸特別大，在7500米以上地層，井眼較鄰井擴大兩倍，隨之帶來的難題是井筒質(zhì)量控制難、防斜打直難度大、井壁易垮塌、機械鉆速難提升等系列問題。

　　超高，這口井預測在達到井底時，溫度將會達到224度以上，高溫將對鉆井儀器、井下工具以及鉆井液體系帶來前所未有的考驗，容易發(fā)生鉆井液稠化、工具儀器失效及次生故障等復雜情況。

　　超壓，這口井已知最高地層壓力將會達到138兆帕，后期壓裂施工時，井底壓力預計將會達到155兆帕以上，如何做到高效鉆井、解決好漏噴同存、漏垮同存的問題極具挑戰(zhàn)。

　　超重，這口井施工鉆機的提升能力達到900噸以上，在444.5毫米井眼下入的368毫米套管柱的重量近700噸，是目前已知世界上提升最重的套管柱。

　　超難，據(jù)統(tǒng)計，這口井穿越25套層系，其中須家河組、茅口組等五層為極難鉆地層，可鉆性系數(shù)將會高于7級，在吳家坪和金寶石組甚至將達到10級以上。等級越高，難度系數(shù)越大。

　　超多，這口井在縱向上同一裸眼段含多壓力系統(tǒng)，已知8000米內(nèi)已有10套壓力系統(tǒng)?？紤]到深部未知地層，該井面臨世界級超多壓力系數(shù)；在同一裸眼段面臨的不同壓力等級系數(shù)變化最高達到0.7，該井同時面臨世界級超多油氣顯示和世界級超多漏溢轉換風險點。

　　新聞鏈接：天然氣資源量全國第一的四川盆地

　　四川盆地油氣資源非常豐富，天然氣利用歷史悠久，是我國陸上第三大油氣盆地，天然氣資源量及產(chǎn)量全國第一。但同時也面臨地質(zhì)結構極其復雜，對工程技術裝備要求極高，超深層油氣勘探開發(fā)難度居國內(nèi)首位。

　　位于中國西南核心腹地的四川盆地在遠古時期還是一片波濤洶涌的遼闊海洋，跟隨地殼運動歷經(jīng)數(shù)億年構造演化，曾經(jīng)的汪洋大海變成了山地丘陵，擠壓形成了如今的封閉式四周臨山的菱形盆地，形成了我國唯一的封閉式四周臨山盆地。盆地內(nèi)部地下構造變形強烈，沉積物由海相、海陸替換相變?yōu)殛懴?，許多風化、腐蝕、剝蝕的物質(zhì)和巖石碎屑在盆地堆積了數(shù)千米厚，地質(zhì)結構極其復雜，超深層勘探開發(fā)難度居國內(nèi)首位。

　　中國石油西南油氣田公司企業(yè)技術專家 趙路子：四川盆地有雙復雜特征，首先是地表溝壑縱橫，高山峻嶺、峽谷給油氣勘探的地面施工帶來了非常大的挑戰(zhàn)。地下構造復雜，這個給它的識別，以及鉆井實施過程中的工程技術都帶來非常大的挑戰(zhàn)。

　　四川盆地是最早發(fā)現(xiàn)和利用天然氣的地區(qū)，擁有世界第一口天然氣火井——臨邛井，比英國打出的第一口油井早1700多年，還有世界上第一口超千米深的燊海井。1978年，成功實施了我國最早的超6000米深井女基井和首口超7000米超深井關基井；今年2月，鉆成蓬深6井鉆井深度打破并至今保持亞洲最深直井紀錄。

　　中國石油西南油氣田公司工程技術處副處長 馬勇：從7000米到8000米我們歷時了41年，從8000米到9000米我們只用了4年時間。今年完鉆的蓬深6井完鉆井深9026米，刷新了亞洲最深直井記錄。

　　四川盆地天然氣資源豐富，資源量達40萬億方。經(jīng)過幾十年的勘探開發(fā)，累計探明儲量超6萬億方，探明率15%，勘探開發(fā)潛力巨大。去年累計產(chǎn)氣超過513億立方米，油氣當量超過5000萬噸。

　　中國石油西南油氣田公司企業(yè)技術專家 趙路子：我們四川油氣田從0到1000萬噸，用了53年的時間。到2006年大概建成了1000萬噸的這個產(chǎn)量。從1000萬噸躍上2000萬噸，用了13年，是2019年實現(xiàn)了2000萬噸油氣當量的一個飛躍。到2022年，僅用了三年的時間，又實現(xiàn)了油氣當量躍升到3000萬噸的這個臺階。

　　四川盆地已在8500米發(fā)現(xiàn)良好的氣層，該領域可供勘探的有利面積超50000平方公里，超10000米特深層可供勘探的有利面積超10000平方公里。

　　萬米深井邂逅地球最老沉積巖層

　　深地川科1井位于四川省廣元市劍閣縣姚家鎮(zhèn)，設計井深達10520米，鉆至前震旦系20米完鉆，穿越6.5億年地層歷史。氣井鉆成后，新的萬億方級氣區(qū)或?qū)⒂型话l(fā)現(xiàn)。

　　中國石油川慶川西鉆探公司總經(jīng)理 羅鑫：四川的地層比較古老，它的可鉆性比較差，鉆起來就更難，然后加上我們有29套以上的多壓力的系統(tǒng)，所以說在油氣鉆井中井控的控制方面也是世界最高等級的難度風險。

　　四川劍閣地區(qū)地層復雜，鉆井難度極大，對標全球13項工程難度指標，該井7項屬于世界級工程難題。

　　中國石油川慶川西鉆探公司總經(jīng)理 羅鑫：我們進行了個性化的鉆頭領域的設置，也在世界上首創(chuàng)了我們包括11刀藝、12刀藝這樣的PDC的個性化鉆頭來針對我們大井眼的破巖。

　　中國石油西南油氣田公司工程技術處副處長 馬勇：（我們）在井身結構上在全球首次達到6次水泥填筑加固，鉆井性能與自動化水平達到全國第一，基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。

　　此外，除尋找油氣資源，萬米深井也有科研價值。深地川科1井能起到探索地球演化、生命起源和氣候變遷的作用。

　　中國石油西南油氣田公司企業(yè)技術專家 趙路子：這個位置具備打萬米深井的地質(zhì)條件，（地層）具備了生氣的條件，也具備了裝氣圈地結構，具有比較好的油氣成藏的地質(zhì)條件。

　　四川盆地天然氣儲量與產(chǎn)能均居全國第一。但目前， 超過8000米的鉆井僅有2口，深地勘探程度低，勘探潛力大。（總臺記者 張偉 溫曉 四川臺 廣元臺）