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向深而行 探索地层奥秘

——西南油气田公司推进深地川科1井勘探纪实

记者 张寻

7月20日,广元剑阁,在深地川科1井钻井现场,系着红绸花的钻具连着钻头缓缓穿入地层,向着万众瞩目的目标挺进——那是地下一万米的深处,那里一片黑暗,却有微光闪烁。

作为四川盆地首口垂深超过一万米的探井,该井肩负科学探索与油气发现两大任务,对探寻万米超深层领域规模油气资源、创新地质理论、推动我国油气工程核心技术装备进步意义重大。

向深地进军,探索地球奥秘,发掘深部资源。西南油气田公司积极贯彻落实党中央“四深”战略,深入推进集团公司万米深地科探工程,以科学探索先行者姿态,当好能源保供“压舱石”。

聚光灯下,钻头一往无前靶向最古老岩层;舞台后方,西南油气田公司全力以赴,带着奋发笃行的信念,向着地球深处的油气之光进发。

机遇与挑战并存

天险蜀道,雄关剑门。剑阁位于四川省北部,地处川陕交界,剑门关以险峻的山势,让古人留下“蜀道难,难于上青天”的喟叹。

为什么要在这里部署一口万米深井?

据介绍,四川盆地天然气资源丰富,累计探明储量不足20%,是我国天然气勘探开发最具潜力的超级盆地。而剑阁—九龙山地区构造高带面积广阔,生储盖条件优越,是超深层油气勘探最有利的勘探区带。“尤其是‘两源+一储’的地层组合配置,就像三明治夹满肉馅,地质条件非常好。”西南油气田公司技术专家赵路子形象地比喻道。

工程优势同样突出。上世纪70年代,我国首口超6000米深井女基井和首口超7000米深井关基井相继完钻,拉开了我国超深井勘探开发序幕。今年初,蓬深6井以9026米井深刷新亚洲最深直井纪录。“我们前期经历的每一口井,都为今天征战地球深部积累了宝贵经验。”西南油气田公司工程技术处副处长马勇介绍。

硬币的一面是机遇,另一面则是挑战。

深地川科1井是一口“三超”气井:超深10520米、超高温224摄氏度、超高压138兆帕,同时压力系统异常复杂。

“浅层要考虑大井眼,深层要考虑高温、高压和未知地层,全程还要预判不同的压力系统。”马勇说。钻探过程就像打怪升级,每一阶段都有相应的难关卡在那里。

由于设计井深超万米,深地川科1井的井眼是普通井的近两倍大,大井眼导致钻井液环空返速变慢。“常规环空返速为1米/秒,这口井的速度仅不到三分之一。”勘探事业部工程技术科副科长吴坷说,“速度慢了,砂容易往下沉,造成卡钻。”

此外,四川盆地已发现30套工业油气产层,多套地层正在产气,每层有各自的压力系数,犬牙交错、忽大忽小,没有规律可循。区带内7500米以深没有实钻井,地层岩性、压力系统等一切都是未知。而在超高温、高压环境下,井下工具的耐温、耐压性能也面临极限挑战。

“就像一辆大卡车行驶在钢丝绳上。”中国工程院院士孙金声如此形容该井的工程难度。

“实施万米深地科探工程,是中国石油工业史上的里程碑,我们必须全力以赴,胸怀‘国之大者’,为推动能源革命、实现科技自立自强、保障国家能源安全作出西油人的贡献。”西南油气田公司相关负责人坚定表示。

风劲帆满海天阔,俯指波涛更从容。当机遇和挑战并存,西南油气田公司勇往直前地开启“反向探月”之旅。

把每一步都想到极致

在西南油气田公司勘探开发研究院,区域地质研究所所长周刚展示着《中国石油万米深地科探工程可行性研究报告》,足足有近43万字。“这是集团公司汇聚各路优势力量,联合攻关的成果。”

为充分论证万米井的地质、工程以及经济可行性,2月,在油气与新能源公司的组织下,西南油气田公司与川庆钻探公司组建了30余人的地质工程一体化团队前往北京,与中石油勘探院、工程院,中油测井公司、东方物探公司等单位通力配合,完成报告。

“时间紧、任务重,压力特别大,加上天气干燥,好多人都流鼻血了。”西南油气田公司参与地质设计编制的闫柯和钟原共同回忆道。为了给钻井提供准确的设计地层分层数据,他们查阅了大量资料,参考百余口邻井实钻情况,推演区域地质构造运动和变化。“遇到工程上的难题,我们马上到隔壁的工程组去请教,他们有问题也会找我们。”

紧密高效的运行模式,助推了报告高质量完成。仅一个月后,这份包括1个总报告和地质设计、工程设计、施工设计等6个附件的可行性报告出炉,得到集团公司领导和专家的高度肯定。

当拿到200多页、9万余字的施工设计时,吴坷直言震撼,“以前最多几十页,这么详细的设计,堪称说明书了。”

把每一步都想到极致,给了大家攻坚克难的信心。4月25日,西南油气田公司召开深地川科1井实施动员会,号召大家以时不我待的紧迫感,积极推进该井各项准备工作,做实做稳物资设备保障、生产运行组织、科研攻关、管理模式创新等相关工作,努力实现深地川科1井打得成、测得成、试得成。

各环节工作紧锣密鼓展开。物资保障方面,公司积极派驻人员驻厂监造甲供物资,印发物资制造与使用规范;远程支持方面,升级EISC、DOC双平台建设,实现井工程管理全过程跟踪;同时,迅速启动科研项目和先导试验,围绕核心装备、关键材料进行迭代升级,打造原创技术策源地。

随着深地川科1井开钻鸣笛,天然气研究院油化所所长李伟绷紧了神经。为保障深地川科1井成功试油改造,该院采用揭榜挂帅的形式,于5月组建了包括李伟在内的16人攻关团队,全力研制满足230摄氏度超高温条件下的酸液缓蚀剂及配套体系。“倒计时键已按下,虽然难度大,但这是我们必须要完成的任务!”李伟和同事们斗志昂扬。

创新引领前行

7月7日,距离深地川科1井开钻还有两周,西南油气田公司工程技术处蒲军宏已经作为井控组副组长入驻现场,筹备开钻前的各项准备工作。据悉,现场一共有11个支撑组,包括地质工程一体化、井控、钻井液、物资装备保障等全链条环节,为该井提供全面的保障。

在集团公司深地科学探索领导小组统一指挥下,西南油气田公司与川庆钻探公司联合成立了深地川科1井现场实施领导小组和现场实施组,通过扁平化管理,统筹现场施工与运行组织,打造了多专业齐抓共管、高效决策的新模式。

创新还体现在方方面面。在钻前工程中,由于深地川科1井使用的ZJ120钻机是“独家定制”,国内与之配套的建设用地规范标准等只能摸索尝试。“在充分考虑钻井实际需求的基础上,我们践行实用、够用、管用原则,优化用地面积,保护耕地。”勘探事业部生产运行科副科长唐迪介绍。同时,公司将首次采用井筒液位实时监测系统、地层压力一体化评价系统、岩屑流录井技术等,通过智能化信息化技术,支撑深地川科1井顺利完成地质资料录取,轰响了科技创新“新引擎”。

“万米钻探是‘磨刀石’,不仅挑战地下未知的困难,更是对自我的超越。只有不断创新,才能引领前行方向。”西南油气田公司相关负责人表示。实施这项全球深地探索的超级工程,国内外没有可供借鉴的理论技术和成熟产品,一切都要靠自己开展大量系统性、开创性的攻关研究。“通过深地川科1井的实施,我们期待获得油气发现和工程技术的突破,也希望探索出一套科学高效的‘油公司’组织管理模式,培养锻炼人才,为适应未来艰巨的油气勘探开发任务积累优质经验。”

心至苍穹外,目尽星河远。一万米以下的深地世界究竟什么样?那隐秘的闪耀能否汇聚绚烂光芒?期待深地川科1井带回来自地球深处的答案。

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