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深度关注 | 在“地下珠峰”找油气

　　中央纪委国家监委网站陈瑶

　　

　　

　　3月14日，位于塔里木盆地的顺北84斜井，垂直钻井深度已突破8937.77米，成为亚洲陆地上垂直深度最深的千吨井。（视频截图）

　　

　　

　　5月2日，顺北10斜井已经钻探完毕，井深8591米，正式放喷点火，测试这口井是否有油气流。（视频截图） 图片来源：视觉中国

　　5月初，新疆塔克拉玛干沙漠边缘又传捷报。我国首个“深地工程”重点油气项目——“深地一号”进入到滚动评价阶段，其中塔里木盆地顺北地区的一口新钻井跃进3-3井正式开钻施工，其设计井深达9472米。按照计划，170天内这口井就能钻探到预定位置，届时将刷新亚洲最深井纪录。

　　近年来，我国在油气勘探开发领域实施的“深地工程”屡获突破，深地科学探索也在不断推进，相关研究水平处于国际前列。从“深地工程”到“深地科学”，向地球深部进军有何意义？记者采访了中国石化西北油田研究院总地质师韩俊、中国石化石油勘探开发研究院教授级高级工程师程喆、国务院发展研究中心资源与环境政策研究所副所长郭焦锋。

　　攻克七项核心技术，破解地质结构复杂、高温高压等难题

　　记者：跃进3-3井地处塔里木河上游湿地自然保护区的红线之外，但开采的油气却来自保护区下方7200多米处的超深层。工程会面临哪些挑战和难题？

　　韩俊：通常而言，我们将中西部4500米到6000米的井深定位为深井，6000米到9000米的井为超深井，超过9000米的井为特深井。超深井钻探遇到的油气工程技术瓶颈多、挑战大。

　　塔里木盆地深层钻进，要穿越地下碎屑岩、火成岩、碳酸盐岩等多套复杂地层，是世界公认的钻井“禁区”。跃进3-3井工区内二叠系地层中火成岩发育（地质生长增多），其中辉绿岩（属火成岩类型）地层容易发生垮塌；志留系为断裂发育区，地层破碎严重，容易发生井壁失稳垮塌或钻井液漏失；奥陶系碳酸盐岩缝洞型储层可能发育异常高压，易发生溢流、井喷等风险，这些都会给安全钻井带来挑战。

　　高温高压是油井向地下掘进过程中面临的又一挑战。地球是一个温度由外而内不断递增的球体，地层温度会随着深度的增加而逐渐升高，并伴随着高压的环境。塔里木盆地顺北地区的地温梯度平均为2.1℃/100米，超8000米的超深井面临井底温度超180℃，压力系数超1.2，井底压力超80MPa的复杂地质条件（1MPa的压力能将水从地面喷向高空100米），将给钻具、钻井液性能带来一系列的考验。

　　此外，在钻进探索过程中，顺北地区超深井的实际地质条件、压力、温度等很可能与预测结果出现较大误差，这些不确定因素将给钻井带来极大的风险。

　　记者：“深地一号”的关键技术有哪些新进展？

　　韩俊：顺北超深层领域复杂的地质条件带来诸多新挑战。例如，油、气储存的岩层深度更深，空间分布结构不稳定，储存油气空间的孔缝破碎程度更高，温度和压力更高，等等。对此，我们攻关形成了地震成像、油气藏（地壳上油气聚集的基本单元）描述、复杂地层预测、井轨迹设计、井身结构优化、优快钻井与高效完井等七项核心技术，为实现“打得快、打得准”的预定目标提供有力支撑。

　　“打得准”就是要精准中靶。瞄准超深层目标的难度，如同漆黑的夜晚在八千米高空上寻找灭了灯的城市街道。我们通过地震地质技术持续创新，从地震采集处理到地质目标评价，探索形成了一套适应超深层勘探关键技术：针对大沙漠区地震信号衰减快的特征，加强野外参数试验对比，形成技术经济可行的三维观测系统；通过全波形反演等手段提升速度建模精度，创新成像技术，为提供保幅保真的基础地震资料提供可能；创立超深层目标地质评价、三维空间雕刻、靶点空间定位技术，实现对断裂带的精细解析，保障钻井过程“精准导航”。

　　“打得快”就需要持续降低钻井周期。这几年通过技术攻关，我们成功地钻穿了“地下珠峰”，将超深井钻井周期从3年前的280天下降到最低97天。效率的大幅提升，离不开技术的保障。首先是给井工区穿上了“铠甲”：我们创新物理-化学协同防塌技术、“胶水”粘结破碎岩石，研发微纳米封堵技术、“架桥”堵死岩石裂缝通道，降低了断裂带地层破碎，以及坍塌、漏失风险。其次，集成创新硬地层高效破岩技术，为超深井高效金刚石钻头装上“风火轮”，在高速旋转中轻松切削地层。钻达油气就像站在珠穆朗玛峰顶向山脚下投篮，命中难度极高。通过旋转导向系统，给钻头装上“眼睛”，可以实时控制地下钻头钻进的方向，在9000米深地一趟钻贯穿目标地层，精准开发油气资源。

　　塔里木盆地万米特深领域资源潜力巨大，此次开钻施工还开展了钻杆强度、钻井液流动性、钻机整体能力等试验井的技术攻关，为未来深地探测技术和装备做准备。

　　油气勘探开发潜力大、底气足，国家能源安全有保障

　　记者：目前我国油气勘探开发技术水平在全球居于何种水平？

　　程喆：近年来，我国石油央企胸怀“国之大者”，牢记初心使命，持续向超深层油气进军，打成了一批标志性超深井，不断刷新亚洲最深直井和国内最深井纪录，基本形成6000-8000米勘探开发技术能力。总体上，在油气成藏（石油、天然气生成后，聚集形成油气藏的地质过程）机理与富集规律、高效勘探开发理论技术与关键技术装备等方面取得了重大突破。

　　在地质基础理论方面，继承发展了超深层油气地质理论，引领了我国超深层油气勘探开发。在四川盆地，发展形成了“三元控储、多元供烃、复合控藏”的超深层油气成藏新理论，引领四川盆地超深层海相气田（经过海洋沉积而形成的气田）勘探。在塔里木盆地，创新了碳酸盐岩溶缝洞型油藏和断控缝洞型油气藏两大成藏理论，支撑了塔河油田和顺北油气田发现，形成了碳酸盐岩缝洞型油藏高效开发技术系列，填补了超深碳酸盐岩油藏开发技术空白。

　　在关键勘查技术方面，建立了地震勘探技术系列，使断裂识别精度从30米提高至15米，解决了埋深超5500米、宽度30-40米缝洞刻画世界级难题。

　　在复杂深层、超深层钻完井技术与装备方面，创新形成超深层地震采集、安全钻井、超深高温高压井试油试气等10项技术，攻克超深层安全快速钻井等世界级技术难题，形成了以工艺、工具和材料为核心的深层、超深层油气藏勘探开发工程配套技术系列，具备了9000米复杂地层井工程设计、施工和工程技术服务能力。

　　但与国外先进技术相比，我国物探、测井、钻井、储层改造等工程技术的关键技术装备自动化智能化程度较低，高端工具仪器精度、可靠性、性能稳定性不高，关键部件和高温元器件抗200℃高温、抗恶劣环境能力较差，在深地油气地质研究、工程技术与装备等方面存在不足。

　　记者：现有油气勘探开发水平能否保障国家能源安全？

　　郭焦锋：油气开发关乎国家能源安全和稳定。近年来，国家发展改革委、自然资源部等部委和主要石油企业坚决贯彻落实习近平总书记关于大力提升国内油气勘探开发力度、能源的饭碗必须端在自己手里的重要指示批示精神，实施油气增储上产的“七年行动计划”，油气探明储量处于高位增长，油气产量延续稳中有增的态势，2022年石油产量时隔6年再次突破2亿吨大关，近几年来天然气以每年100亿方的速度增长，为保障国家能源安全发挥了重要作用。

　　在油气勘探方面，塔里木盆地的顺北油田、富满油田，鄂尔多斯盆地的苏里格气田、庆城油田，四川盆地的天府气田、蓬莱气田，渤海海域的渤中26-6油田等取得了较大突破。四川盆地的页岩气和渤海湾、松辽盆地的页岩油勘探取得了明显进展。

　　在油气开发方面，2022年全国石油产量超过2亿吨、天然气产量在2200亿立方米以上。主要油气田产量再创新高。长庆油田油气产量当量首次突破6500万吨，其中天然气产量首次突破500亿立方米；渤海油田油气当量超3450万吨，成为国内第二大油气田；大庆油田国内原油年产量连续8年保持3000万吨稳产。

　　根据最新的全国油气资源评价结果，我国油气资源总量丰富，深层、深水、非常规领域的油气资源都具有较大潜力。在油气勘探开发领域，理论、技术、装备研发和自主创新能力建设取得较大成果，众多油气勘探开发的重大进展正是科技攻关取得丰硕成果的体现。油气勘探开发领域不断夯实油气安全底线，进一步增强油气自给能力，保障国家能源安全。

　　记者：为什么深层和超深层会成为油气勘探的重要阵地？

　　郭焦锋：目前，我国的石油探明率总体上超过了30%，天然气探明率也近20%，中浅层的油气资源勘探已进入中等以上程度，但深部地层仍然埋藏着丰富的油气资源。

　　深层、超深层油气资源丰富、开发潜力巨大。根据我国最新的油气资源评价成果，我国待发现的油气资源，深层和超深层约占全国总资源量的70%，是今后我国油气勘探的重要阵地。但受埋深大、高温、高压、地质环境复杂等因素影响，勘探开发难度极大，对深层和超深层的勘探挑战和机遇并存。

　　挑战主要包括对油气在不同地下储集空间中规律认识不足、地震勘探成像精度低、钻井地质环境复杂、难钻地层多、钻井周期长、成本高等方面。当前，通过科技攻关，加大油气地质理论、先进勘探技术、工程装备等领域的创新，初步形成了我国自己的核心理论与技术，包括超深层海相地质理论、三维地震技术、复杂超深层钻完井技术等，有力推动并引领我国石油工业向深地领域进军，助力增储上产、保障国家能源安全，同时带动了我国深地领域技术、装备及其相关产业的发展。

　　向地球深部进军，不断推进深地科学探索

　　记者：习近平总书记强调，向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题。如何理解这一要求？

　　郭焦锋：地球深部为人类生存发展提供了绝大部分的资源和能源，是维系万物繁衍的物质基础，是重大自然灾害（地震、火山等）产生的根源。探索地球深部，既是地下空间的开发和安全利用，城镇化发展新阶段的必然要求，也是由我国水资源短缺、地下水环境恶化，以及掌握地下水环境功能变化的实际情况决定的。向深部要资源能源，是提高资源储备、缓解资源能源紧缺，保障国家资源安全和可持续发展的战略选择，也是提高地球认知，探索自然奥秘和解决资源环境重大问题的必然选择。

　　开展深地探测，其意义在于，揭示中国大陆岩石圈结构、活动过程与动力学机制，把握地壳活动脉搏，开辟深层找矿新空间，为国家安全了解深部物性参数，为实现能源与重要矿产资源重大突破、提升地质灾害监测预警能力提供全新科学背景和基础信息，全面提升地球科学发展。深地探测的重大突破也将带动包括高端制造、先进材料和核心软件等相关产业的发展。

　　记者：我国探索“第二勘查空间”还有哪些规划？

　　郭焦锋：我国设立了“深地资源勘查开采”重点研发计划，旨在揭示深部结构、过程与资源的时空展布规律，突破矿产资源和深层能源“第二勘查空间”，进军矿产资源3000米勘查新深度、1500米采矿新空间，探索油气万米深层新领域，实现资源发现与储量增长双跨越和开采能力翻番。目前，重点开展了成矿系统的三维结构探测与控制要素、深部矿产资源评价理论与预测、移动平台地球物理探测技术装备、大深度立体探测技术装备与深部找矿示范、深部矿产资源开采理论与技术、超深层新层系油气资源评价技术研究等，已经取得了重要进展。

　　

原文链接：https://www.ccdi.gov.cn/toutiaon/202305/t20230513_263931.html
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