直面七大挑戰(zhàn)！全球鉆井難度最高的萬米科學(xué)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(xué)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(fù)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(shè)計(jì)井深10520米。井底最高溫度達(dá)到224攝氏度，最高壓力達(dá)到138個(gè)兆帕。

　　中國石油西南油氣田公司工程技術(shù)處副處長 馬勇：138個(gè)兆帕相當(dāng)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(dá)到45克每方，該井對標(biāo)全球13項(xiàng)工程難度指標(biāo)，有7項(xiàng)是屬于世界前列的，整個(gè)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(xué)探索井，兼顧科學(xué)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(jī)等一批油氣勘探開發(fā)超深層領(lǐng)域的“國之重器”，同時(shí)創(chuàng)新研發(fā)耐220℃超高溫工作液等技術(shù)，為鉆探萬米特深井提供技術(shù)和裝備保障。

　　中國石油西南油氣田公司企業(yè)技術(shù)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(dá)到1000億方的超級天氣盆地。待探明的這個(gè)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(shí)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(lǐng)域超級工程，面臨諸多世界級難題，已成為衡量一個(gè)國家或企業(yè)工程技術(shù)與裝備水平高低的重要標(biāo)志之一。地處四川盆地的川科1井，因復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)成為全球鉆進(jìn)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(shè)計(jì)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?dāng)U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(jī)械鉆速難提升等系列問題。

　　超高，這口井預(yù)測在達(dá)到井底時(shí)，溫度將會達(dá)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(yàn)，容易發(fā)生鉆井液稠化、工具儀器失效及次生故障等復(fù)雜情況。

　　超壓，這口井已知最高地層壓力將會達(dá)到138兆帕，后期壓裂施工時(shí)，井底壓力預(yù)計(jì)將會達(dá)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(jī)的提升能力達(dá)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(jì)，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(dá)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)。考慮到深部未知地層，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(dá)到0.7，該井同時(shí)面臨世界級超多油氣顯示和世界級超多漏溢轉(zhuǎn)換風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

　　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(shí)也面臨地質(zhì)結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，對工程技術(shù)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(yuǎn)古時(shí)期還是一片波濤洶涌的遼闊海洋，跟隨地殼運(yùn)動歷經(jīng)數(shù)億年構(gòu)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(gòu)造變形強(qiáng)烈，沉積物由海相、海陸替換相變?yōu)殛懴?，許多風(fēng)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(jié)構(gòu)極其復(fù)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(shù)專家 趙路子：四川盆地有雙復(fù)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(gòu)造復(fù)雜，這個(gè)給它的識別，以及鉆井實(shí)施過程中的工程技術(shù)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(shí)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(guān)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(jì)錄。

　　中國石油西南油氣田公司工程技術(shù)處副處長 馬勇：從7000米到8000米我們歷時(shí)了41年，從8000米到9000米我們只用了4年時(shí)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(dá)40萬億方。經(jīng)過幾十年的勘探開發(fā)，累計(jì)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(jì)產(chǎn)氣超過513億立方米，油氣當(dāng)量超過5000萬噸。

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

　　四川盆地已在8500米發(fā)現(xiàn)良好的氣層，該領(lǐng)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(shè)計(jì)井深達(dá)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(fēng)險(xiǎn)。

　　四川劍閣地區(qū)地層復(fù)雜，鉆井難度極大，對標(biāo)全球13項(xiàng)工程難度指標(biāo)，該井7項(xiàng)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(jìn)行了個(gè)性化的鉆頭領(lǐng)域的設(shè)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(gè)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(shù)處副處長 馬勇：（我們）在井身結(jié)構(gòu)上在全球首次達(dá)到6次水泥填筑加固，鉆井性能與自動化水平達(dá)到全國第一，基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。

　　此外，除尋找油氣資源，萬米深井也有科研價(jià)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(shù)專家 趙路子：這個(gè)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(jié)構(gòu)，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）