8882米的轮探1井,井深甚至超过了珠穆朗玛峰的海拔高度,成为亚洲陆上第一深井的同时,更标志着塔里木盆地寒武盐下超深层勘探取得重大突破,证实在塔里木盆地8200米以深地层依然发育原生油藏和优质储盖组合。
一口深井,带给世界如此多的惊喜。而这惊喜是在被地质科学家公认的地质被“打碎了又踩了几脚”的塔里木盆地创造的。
2020年1月19日,位于新疆阿克苏地区库车市境内的中国石油风险探井轮探1井,经酸压测试,折日产原油133.46立方米、天然气4.87万立方米。用塔里木油田公司党工委书记、总经理杨学文的话说,钻探轮深1井的目的,就是探索超深层寒武系盐下白云岩的含油气性,攻克油气新理论难题,加快推进超深层碳酸盐岩新领域勘探进程。
8000米以下油气田不只存在于科学家的脑海里
39岁的唐雁刚是塔里木油田勘探开发研究院总地质师。“塔里木盆地的地质情况与世界其他地方完全不同。用前辈的话说,塔里木盆地的地质是‘被人打碎了又踩过几脚’的地方,地下各种地质层完全被打乱,根本找不到一条完整的地质带。而对石油地质来说,只有先从地质上发现了有油气的理论支撑,才可能打出油气田来。”
世界油气勘探实践表明,世界大型油气田主要发育在盐下。塔里木油田经过31年的开发,浅层的地质情况已经摸清,超过6000米的深层地质情况也基本了解,但超深层,即8000米以下的地质情况怎么样?唐雁刚他们还有些不了解。
“不了解的主要原因是我们现在采用的地震反射波方式只有7秒,而要清晰地认识到超8000米以下的地质情况,反射波至少需要10到12秒。从地质构造来看,我们推断塔里木盆地8000米以下应该有大油田。”唐雁刚坚定地说道。
如何让这种存在于脑海里的新理论被证明,成为塔里木油田发展需要攻克的一个世界级难题。
1989年到2003年的浅层勘探开发,支撑了塔里木油田500万吨的建设步伐,也让他们认识到:大型油气田就像存在一个大碗里,它上面一定会有一个碗盖。而塔里木盆地8000米以下的地质情况是:上层有一个巨厚的盐层,恰似油气碗上的碗盖。它的下面真会有个富饶的油气田吗?
引进来走出去的政策,让一批世界级专家来到塔里木油田。但这些身经百战的专家看了塔里木盆地复杂的地质构造情况后,全都摇头,直说这样的世界难题他们从没见过,没办法解决。
唐雁刚这群年轻的科学家不相信自己解决不了这个问题,他们跑现场,仔细了解钻探情况,认真分析地质构造数据,终于攻克了一个个技术理论难题。
说起这个过程,唐雁刚深有感慨地说:“刚开始,我们确实怕超深井。因为它要穿过砂岩层,加之超深井必然会遇到高温高压等复杂情况,控制不好会带来一系列问题,更可能出现巨大损失。但我们不甘心啊,我们做地质勘探的,遇到塔里木盆地这种复杂的地质情况,是幸也是不幸。不幸是这种情况世界上没人遇到过,幸是我们遇到了,这不是大有‘天降大任’的感觉吗?”
靠着这种拼劲,塔里木油田的科研团队通过现有的技术手段,构造建模,不断更新理论认知,竟然发现了三个超深富饶油气田,为塔里木油田油气产量当量今年突破3000万吨打下了牢固的基础。
“塔里木盆地的碳酸盐岩与国内外相比都是最复杂的,埋藏深、非均质性强、油水关系复杂,绝对是世界级难题。但我们的科研团队开展了碳酸盐岩层序地层学、礁滩体、古岩溶等攻关研究,确认塔里木盆地奥陶系一间房组、良里塔格组生物礁的存在,创新建立了礁滩复合体的沉积模式、岩溶模式,揭示了礁滩体岩溶储层沿台缘带呈透镜状叠置连片规模分布的规律,形成了沿台缘带钻礁滩勘探思路,并据此发现了中国第一个大型礁滩体凝析气田——塔中Ⅰ号气田,被评为全球重大发现之一。我们发现巨厚碳酸盐岩内沿不整合面发育着‘串珠状’的岩溶储层,于是形成了沿不整合面钻层间岩溶储层的勘探思路,发现了哈拉哈塘油气范围5000平方公里超深层大油气田,开辟了台盆区碳酸盐岩勘探新领域。碳酸盐岩这个近20年一直默默无闻的配角,一跃成为原油上的主力军。”唐雁刚兴奋地说。
8000米以下油气田怎么钻探
地质创新理论的指导下,克深大气田、塔中、哈拉哈塘等深层大油气田相继被发现,为西气东输奠定了坚实的后备资源。但富饶的油气田大都埋深在8000米以下,勘探难度大、技术要求高,如何才能把油气田打出来?
塔里木油田勘探事业部副经理兼安全总监王春生认为,塔里木油田超深井能钻井成功,装备现代化和国产化应立头功。
王春生说:“我刚参加工作时,要是有一台能钻7000米的钻机,那井队就厉害了,而且它们全是进口的。随着国家制造业的发展,8000米、9000米的钻机都制造出来了,这保证了我们钻探超深井的可能。”
“我们现在已经开始使用空气钻,钻井的速度越来越快,不到100天就可以打到2500米,这速度远远超过过去几十倍。过去打1000米需要80天,现在用上空气钻后,只需要20天。”王春生说。
申彪,目前是塔里木油田公司勘探事业部台盆区勘探项目部主任。是个只有37岁的年轻人。“2018年6月28日我们开始钻轮探1井,到2019年6月18日完钻,8882米的深井我们用了361天。从一开钻到钻到2000多米时,可以用一个词来形容:酣畅淋漓,钻得非常顺利。但突然有一天,钻具断了。”
面对这种情况,申彪一个多月时间都在井口,想尽了所有的办法,就是无法解决问题,最后的结果是,断了的钻具没有打捞上来,他们只能绕过这个地方,继续向下打井。
“最危险的时刻是我们打到8882米时,一大早,我突然接到电话,卡钻了。当时我就急了,马上坐车往井口跑。两个半小时的路程,我不停地打电话,了解井下情况,与勘探公司技术人员商讨解决方案。”申彪回忆道。
钻具卡住,这口打了300多天的超深井有可能就得报废,这让申彪吃不下睡不着,20多个小时不断地想解决的办法。“先是要保证钻具完整,在抗拉抗压的范围内,采取措施。我们先是上下活动钻具,纹丝不动。下解卡机后时间不长,我就看到指重表开始一点点动起来。突然它跳了起来,居然就活动了。”申彪笑着说。
361天,申彪的神经绷得很紧,用他的话说:这口超深井代表着塔里木油田水平,代表着中国石油钻井水平,代表着亚洲水平,身上始终有使命感,所以责任心很强。其中,精心操作与规范操作是成功的保证。
“当我接受任务时,心里就做好了两种准备:好与不好。干钻井要有担当精神。看上去,我们钻井人很粗,但工作必须细心再细心,要粗中有细。当我处理完轮探1井卡钻后,心里有种愉悦感和成就感,这是一般人体味不到的,是刻骨铭心的一件事,值得我记一辈子的事。”申彪笑着说。
克深气田于2008年6月发现,是当时世界罕见的超深超高压裂缝性致密砂岩气藏,在这里钻井,面临一系列世界级技术难题。为此,塔里木油田公司持续开展工程技术攻关,大力加强原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,形成了具有塔里木特色的十大钻完井技术系列,极大地提升了油田深井超深井钻探能力。
塔里木油田已攻克7500米至8000米超深超高压致密气藏勘探开发核心技术,实现该类气藏的规模开发,并为油田向8000米以上领域勘探进军奠定了技术基础。而轮探1井的成功,不仅仅是在地下打出一座“珠穆朗玛峰”,打出亚洲陆路上第一口深井,更标志着塔里木油田公司在勘探开发领域达到了世界水平。
王春生说:“塔里木油田紧紧围绕制约提高深层、超深层钻井成功率和缩短建井周期的难题,持续开展地质工程一体化研究,强化技术攻关和现场试验,形成了不同地层不同井段的提速模式。在推进深层钻机及配套设备能力、防斜打直、深层高效破岩、井下复杂预防与控制等方面取得成效。”
有了参谋部,不怕拦路虎
为了克服储层超深、超高压、高温等极限难题,塔里木油田联合有关单位在钻井提速、完井提产等方面开展联合技术攻关,轮探1井创造了亚洲陆上最深井、最深出油气井等七项纪录,标志着塔里木油田超深层钻探技术已经处于世界领先水平。
“塔里木油田开发31年,其实也是在走长征路。”刚一见面,塔里木油田油气工程院副院长刘洪涛这样说道。
塔里木盆地寒武系盐下勘探范围广、潜力大,9000米以浅有利勘探面积2.3万平方千米,估算资源规模石油3.1亿吨、天然气3.3万亿立方米,油气当量约30亿吨,将成为塔里木油田油气事业加快发展新的战略接替区。
但有谁知道,塔里木盆地要想成为我国油气事业发展新战略接替区,必须攻克复杂地质层这个拦路虎。
刘洪涛记得,自己刚来油气工程研究院时接到的第一个任务——梳理塔里木油田28年以来的油气工程开发历程。这让这位从事6年现场钻井工作的年轻人感到困难。
“虽然我们费力拿出的第一稿没有通过,但我还是从这个任务中获得了许多新的认识与经验。对标全世界70多个超深超高压超高温的油气井情况,塔里木油田许多地质条件世界少有,国内罕见。新娘就在那儿坐着,可我们就是揭不开她的面纱,因为地下有三道拦路虎等着我们一一攻克。一是岩上有巨厚的砾石层,二是复合盐高层有时是盐和石膏同时出现,三是强盐磨层,再厉害的钻头也很快就磨没了。”刘洪涛说。
塔克拉玛干沙漠和天山南麓库车山前是塔里木油田主要的作业区,这两个区块地质条件复杂、工况条件恶劣,给钻完井技术提出了很大挑战。经过攻关,他们形成了超深复杂井的优化钻井技术和高温高压井的管理改造技术。
“我常这样形容我们油气工程研究院的工作:方案设计,科技攻关,决策支持,生产支撑。说白了,我们就是一个参谋部。是油田决策的参谋部,生产单位的好帮手。”刘洪涛笑着说。
当危险来临时,他们又是冲在一线的战士。刘洪涛清晰地记得,2018年冬天,一口井遇到异常高压,他冲上钻台接油管挂。当时身背的氧气只够用40分钟,他在钻台上工作了40分钟,终于接上。下钻台时,他的腿都软了。如果再晚几分钟,如果溢出的气体里有毒,后果不堪设想。
“从最初打出井,到现在打好井,我们的思路也在变化。我们对每一口井的方案设计都必须想到所有可能遇到的问题,设计出解决这些问题的预案。过去我们追求科学性、合理性,现在我们还必须加入可操作性,每道工序都必须要有预案。所以我们的团队提倡的是:狼一样的团队,鹰一样的个人。它不是一个学科就可以解决的,需要整个团队,需要各部门联合,多学科跨部门攻关才行。”刘洪涛说。
刘洪涛当下正带领团队撰写复杂深地油气钻完井关键研究与应用材料,准备申报国家部委的科技进步奖。用他的话说,钻完井代表着一个国家的水平,塔里木油田独特的条件让他们承担了这一历史重任,这是他们的光荣。
走出他们的办公室,已是夜里10点多了,回头望望唐雁刚所在的勘探开发研究院和刘洪涛所在的油气工程研究院大楼,每一层都亮着许多灯光。使命与责任,让他们忘了时间。这可能就是他们能攻克一个个世界性难题的动力所在吧。
