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院士解读!深地塔科1井所遇最大挑战是什么?

2025-03-18   中国石油报   阅读量:175

日前,我国首口超万米科探井

——深地塔科1井

在地下10910米胜利完钻

成为亚洲第一、世界第二垂深井

该井在钻进过程中经历了哪些挑战?

它的成功完钻意味着什么?

一起来听“大咖”怎么说!

我国深地领域探索跻身国际前列

——对话中国工程院院士孙金声

    深地塔科1井在我国乃至世界石油工业发展史上具有重大里程碑意义,将对我国的深地战略、油气工业发展产生深远的影响。

    深地塔科1井钻探面临超高温、超高压、超高盐、超高应力的“四超”苛刻条件,对钻柱、井下测试工具、仪器和工作液等带来了极大挑战。

    深海和极地的油气勘探是我国未来能源战略接替的重要方向,与陆上万米深井钻探有一定共通性,可以借鉴相关成果与经验。

    记者:深地塔科1井的成功完钻,对我国的深地战略、油气工业发展等有何重大意义?

    孙金声:深地塔科1井是中国石油贯彻落实习近平总书记“向地球深部进军”“能源的饭碗必须端在自己手里”重要指示精神的具体举措,为培育万米深地“井工程”新质生产力、打造原创技术策源地、推进“深地战新产业”高质量发展和抢占全球超深层油气勘探开发战略高地提供了重要保障。该井胜利完钻,代表着我国深地“井工程”全链条基础理论和关键核心技术取得了跨越式提升,全面迈入“万米时代”,标志着我国在深地领域取得了重大突破,是我国继“深空”“深海”之后,在深地领域取得的又一重大进展,走到了国际最前列。

    深地塔科1井在我国乃至世界石油工业发展史上具有重大里程碑意义,将对我国的深地战略、油气工业发展产生深远的影响。

    一是在万米以深地层发现油气显示,拓展了油气勘探开发边界,丰富完善了超深层油气成藏理论,有望开辟塔里木盆地万亿立方米级天然气储量战略接替区,提高我国油气自给率,保障国家能源安全。

    二是深地塔科1井获取了珍贵的地球深部岩芯,将有力支撑地球深部结构与物质组成、地球演化和气候变迁等重大基础科学问题研究。

    三是自主研制的技术装备及积累的设计与施工经验,为我国下一步打更深、更难的井奠定了坚实的工程基础,并能够为油气工业其他方向的科学研究和技术创新提供借鉴和参考。

    记者:深地塔科1井在地下的钻探就像西天取经,经受多重磨难和考验,其中对我们挑战最大的是什么?

    孙金声:一深带万难。深地塔科1井钻探面临超高温、超高压、超高盐、超高应力的“四超”苛刻条件,给钻柱、井下测试工具、仪器和工作液等带来了极大挑战。特别是9000米以后,井底温度达到200摄氏度以上,同一裸眼井段高低压地层交错出现,防塌与堵漏难以兼顾,钻具、井下测试工具、仪器、工作液等都达到了使用能力的极限,每前进一米难度都极大,钻井过程中随时可能出现井眼坍塌、漏失、卡钻、钻具断裂等重大钻探事故。其难度犹如“一辆四轮大卡车,在两根细钢丝绳上行驶”。具体表现为五大挑战:

    一是万米深井井眼尺寸大,井下钻具超长超重、振动剧烈、易断裂,而超深超大尺寸井眼超出原有钻井理论、方法、模型的边界条件,无法预测预警钻柱的损伤断裂。

    二是井下工具、仪器的元器件、密封材料抗温能力不足,易失效。

    三是超深井特深井的井眼垮塌和井漏非常严重,坍塌地层和漏失地层交错,导致事故频发。

四是钻头抗冲击、耐磨损能力不足,钻速慢。

    五是钻遇超深特深“串珠状”溶洞地层,钻井液有进无出,堵漏难度极大。国内外之前钻遇此类地层均直接完钻。

    针对万米之难,中国石油组织开展了系列重大科技项目攻关,成功研发了全球首台12000米特深井自动化钻机和全球首套万米特深层测井装备,攻关形成了特深难钻地层高效破岩、特深井钻具安全管控、抗超高温抗高盐超支化聚合物钻井液、恶性漏失温压响应型堵漏技术、超重负荷复杂工况特深井固井、万米特深地层取芯等六大关键技术,强力支撑深地塔科1井胜利完钻,推动了我国深地钻探系列关键装备、工具、材料的突破和迭代升级。

    记者:未来,我们将继续开发深海和极地能源。深地塔科1井的完钻,对此提供了哪些借鉴意义?

    孙金声:深海和极地的油气勘探是我国未来能源战略接替的重要方向,与陆上万米深井钻探有一定共通性,可以借鉴相关成果与经验。

    一是极端条件下工程技术装备研发经验,包括相关的实验测试平台建设。

    二是深层资源采集和样本分析能力、万米深地地质认识等方面的成果。

    三是超高温超高压条件下使用的一些工程技术装备,通过优化改造,可以直接在深海和极地的油气勘探中拓展应用。

    本文原载于2025年3月18日《中国石油报》01版,原标题为《我国深地领域探索跻身国际前列——对话中国工程院院士孙金声》

    文字:记者 马莹莹 汪语盈  通讯员 王韧 刘凡

    编辑:姚婕娜

    责编:夏雨晴

    审核:向爱静

孙金声
中国工程院院士
俄罗斯工程院外籍院士
石油和天然气工程专家