鉆頭直下三千丈　“西南”扛鼎超深層

李欣憶　馮雪梅　朱珠

井溫超過200℃，井眼最小直徑15厘米……

日前，位于四川省綿陽市鹽亭縣境內(nèi)的蓬深6井，攻克超深、超高溫、超高壓、高含硫等世界級難題，以完鉆井深9026米刷新了亞洲最深直井紀錄。這彰顯了超深層油氣勘探強有力的工程技術(shù)保障，為2023年即將實施的萬米科探井奠定了良好的工程技術(shù)基礎(chǔ)。

破紀錄的超深井

在四川省綿陽市鹽亭縣大興回族鄉(xiāng)廣裕村高低起伏的農(nóng)田中，一眼就能看見高聳的井架，蓬深6井正在進行固井施工。

蓬深6井所在的蓬萊氣區(qū)，是四川盆地未來天然氣上產(chǎn)的重要區(qū)域，萬億立方米的增儲新陣地已基本落實。

“蓬深6井作為一口重點預(yù)探井，勘探目的是探索地下8000米左右的燈影組地層儲層發(fā)育情況及含氣性，原設(shè)計井深7990米。”中國石油西南油氣田蓬深6井項目經(jīng)理劉強介紹說。

2021年7月5日，蓬深6井正式開鉆。當鉆到地下8000米左右時，發(fā)現(xiàn)含氣性依然很好。

“如果不接著打下去就太可惜了。”劉強說，“有句行話叫‘鉆頭不到，油氣不冒，抓到了苗頭就要乘勝追擊?！?/p>

鉆井隊長田清江已有近20年的鉆井經(jīng)驗，但之前最深只打到過地下6800米。他帶著鉆井隊40名隊員一直打到地下8700米，發(fā)現(xiàn)還有氣層。最終打到了地下9026米，只差100多米就要把燈影組地層打穿?！拔覀兛缭搅?000米、8000米、9000米三個臺階，創(chuàng)了個亞洲之最?！?/p>

地下9026米，到底有多深？如果以珠穆朗瑪峰8848米高度來衡量，9026米的深度超過了珠峰。

回顧四川盆地天然氣勘探開發(fā)的歷史，鉆井深度紀錄不斷刷新。據(jù)西南油氣田工程技術(shù)處副處長馬勇介紹，1976年，井深6011米的女基井在廣安完鉆，這是國內(nèi)第一口超過6000米的超深井；僅過了一年，井深7175米的關(guān)基井在綿陽鉆成，這是國內(nèi)第一口超過7000米的超深井。

自“十二五”以來，西南油氣田完鉆8口8000米以上超深井，2口9000米以上特深井。2022年，位于廣元市劍閣縣的雙魚001-H6井完鉆井深9010米，首次超過9000米，創(chuàng)國內(nèi)陸上最深水平井紀錄。

直面世界級難題

為什么越打越深？

“過去我們的認識水平只能發(fā)現(xiàn)比較淺層的油氣資源?，F(xiàn)在隨著超深層儲層立體成像、精細裂縫斷層刻畫等技術(shù)不斷完善，可以給地球深部做CT掃描。”馬勇說。

深層、超深層已經(jīng)成為油氣重大發(fā)現(xiàn)主陣地。同時，鉆井技術(shù)的突飛猛進，支撐了天然氣立體勘探開發(fā)，不斷向地球深部邁進。

但是，超深井意味著超高難度。僅看蓬深6井，比設(shè)計井深多打了1000多米，所面臨的挑戰(zhàn)就是世界級的。

首先是超高溫的挑戰(zhàn)。往地下每打100米，溫度就會升高2.3℃～2.5℃。超過9000米的井深，讓蓬深6井的井溫超過200℃。這么高的溫度帶來兩大難題：一是鉆頭可能會變形；二是鉆井液會稠化?！熬拖裰笙★堃粯樱邷貢屻@井液無法流動?！瘪R勇說。

為對抗高溫，技術(shù)人員采用了特制材料的鉆頭并搭配冷卻工藝，鉆井液從之前的水基鉆井液更換為專門研發(fā)的油基鉆井液。

“油比水的沸點更高，油基鉆井液更耐高溫?！碧锴褰f，“但成本比水基鉆井液高出大約3倍，過去鉆井隊常用‘一碗泥漿（鉆井液）一斤肉來形容鉆井液的昂貴，換成油基鉆井液至少得一斤蝦。”

第二大挑戰(zhàn)是小井眼。井打得越深，井眼越小。蓬深6井的井眼最小直徑只有15厘米。在地下9000多米的深度，如此小的空間，對鉆井的精度控制是極大考驗。

在60余米高的鉆井平臺操作室里，井隊副司鉆郭雷精準控制手柄，將套管放入井下。盡管鉆井數(shù)字化技術(shù)不斷提升，引入了機械臂、數(shù)字孿生技術(shù)等輔助鉆井，但司鉆操作的精細度仍是鉆井的決定性環(huán)節(jié)。

就拿直徑15厘米的小井眼來說，在那么小而深的空間里鉆井，郭雷要靠嫻熟精準的操作，讓鉆頭上下、左右運動?！霸诘叵?000米，超長的鉆桿就像繩子一樣，鉆頭很難控制?！惫渍f，每鉆1米都是極限挑戰(zhàn)。

第三大挑戰(zhàn)是復(fù)雜的地質(zhì)條件。四川盆地的地層復(fù)雜程度在全國數(shù)一數(shù)二。蓬深6井穿越了10多種地層，每種地層的巖石、流體、溫度、壓力都不一樣，鉆井過程中很容易出現(xiàn)井漏、卡鉆等事故。

田清江記得不久前驚險的一幕。打到7711米，在井臺上負責監(jiān)測鉆井液標尺的坐崗工報告：“標尺突然下行，可能出現(xiàn)了井漏！”田清江和隊員們馬上處置，用了8小時成功恢復(fù)了鉆進。

面對復(fù)雜的地質(zhì)，為了及時發(fā)現(xiàn)井下異常情況，鉆井隊堅持采用儀器+人工監(jiān)測的雙保險。坐崗工每5分鐘記錄一次數(shù)據(jù)，每小時換崗1次，24小時不停歇。

向萬米深井挺進

當前，四川盆地的天然氣勘探開發(fā)不斷向地球深部邁進。西南油氣田已在劍閣縣部署一口萬米科學探井，預(yù)計年內(nèi)開鉆。

“蓬深6井的順利完鉆，實戰(zhàn)探索的超小井眼鉆井技術(shù)、抗超高溫鉆井液技術(shù)、精細控壓技術(shù)、固井技術(shù)，為未來四川盆地的萬米深井提供了技術(shù)支撐?！瘪R勇說。

在成都理工大學校長劉清友看來，蓬深6井所使用的鉆機、地面固控設(shè)備、鉆井泵、鉆頭及配套螺桿鉆具等均為國產(chǎn)化裝備，說明我國已經(jīng)掌握世界先進的超深井—特深井鉆井、完井技術(shù)，能夠克服特深（大于9000米）、超高溫（大于200℃）、超高壓（大于150兆帕）、高含硫（大于30克/立方米）等嚴峻挑戰(zhàn)，標志著我國鉆井裝備和鉆井技術(shù)總體達到世界先進水平，在亞洲范圍內(nèi)居于領(lǐng)先地位。

除了鉆井技術(shù)，蓬深6井在地球物理資料、油氣資源信息、相關(guān)產(chǎn)業(yè)等方面產(chǎn)生了推動作用。作為亞洲最深的直井，蓬深6井獲取了地球深層的第一手資料，包括巖石、流體、溫度、壓力、復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)和鉆井工況等，極大深化了對四川盆地演化歷史的研究。

此外，蓬深6井獲取了四川盆地更多的油氣資源信息，深化超深—特深層油氣資源富集機理研究，推動四川盆地油氣勘探向更深層發(fā)展。攻克各項難題的過程，帶動了鉆井、錄井、測井、固井、試油、地球物理探測等技術(shù)與裝備的進步，促進了材料、工藝、元器件等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

“正因為積累了這些寶貴經(jīng)驗，讓我們更有信心和能力向萬米深井發(fā)起挑戰(zhàn)。”劉清友說。

責任編輯：陸曉如