深达10910米!我国万米油气钻井取得重大突破,都发现了些什么?

五楼的辣男人 2025-02-22 12:05:21

2025年2月20日,中国石油集团宣布,我国首口超万米的“深地塔科1井”,成功完成了钻探任务,最终深度达到10910米。

这也标志着深地塔科1井,成为亚洲第一,世界第二深的垂直深井,也标志着我国在深地科学探索领域迈出重要的一步。

那么,不论是我国的深地塔科1井,还是全球第一的科拉超深井,挖掘都超过万米,有哪些现实意义,在这个深度又发现了什么呢?

深地塔科1井经历哪些过程?

深地塔科1井于2023年5月30日开始钻探,总计耗时500多天时间,钻探越到后面越困难,根据资料披露,从地表钻探到万米深度,仅耗时279天时间。而从万米深度向最后一公里冲刺,则花费了300多天时间。

之所以如此,是因为随着钻探深度增加,地下的温度、压力也随之增加。在钻探过程中,深地塔科1井的井下最高温度达到了220摄氏度,最高压力达到了145兆帕,这么大的压力,相当于指甲盖大小的面积,会承受1.4吨的重量。

在如此恶劣的环境下,常规的钻井工具、材料难以适应如此苛刻的工作环境,需要强度和柔韧性都非常优秀的特种材料,才能在如此苛刻的条件下工作,从侧面也说明了,我国在此领域相关材料,也取得了重大进步。

井下钻探,除了面对高温和压力外,还需要面对不同的岩层。在钻探万米深度,深地塔科1井总计钻穿了12个不同的岩层。

这也说明在地下的地质结构复杂多变,岩层软硬交错,也许这一层是硬度如金刚石的硅质岩,下一米就可能遇到柔软但黏性高的膏岩层。

这就给钻探工作增加了很多难度,极易发生钻井塌陷、卡钻和恶性井漏事件。因此,在钻探的过程中,在面对不同的岩层时,就需要更换与之相对应的钻头。

在钻井过程中,除了钻头外,还需要有钻杆。深地塔科1井的地表井眼直径约57厘米,越向下,钻眼的直径慢慢缩小,最细的钻杆仅有杯口大小。

深地塔科1井达到10910米深度,总计使用了1130多根钻杆,总总量达到了350吨,而一个火车头的重量约130吨左右,这也就意味着光钻杆的重量,就接近3个火车头了。

如此长的深度,在高温条件下,钻杆比平时柔软,增加了断裂的风险,在自身的超大吨位,以及超大的扭矩下,钻杆在地面钻10圈,钻头在下面可能转不了一圈,就如同拧麻花一样。

因此,钻杆不仅要求硬度高,并且还要求有着极高的抗扭性和抗拉性,否则钻杆就容易发生断裂风险,导致钻井报废。1984年,苏联在科拉超深井钻探的时候,就遇到过钻杆断裂的问题,当钻到12066米深的时候,一根5000米的钻杆断裂,钻探工作不得不从7000米的深度重新开始,最终耗费5年时间,到1989年,才钻到12262米最大深度。

地下万米深度发现了什么?有哪些意义?

我们都知道在大气层与太空间有一个分界线,被称为卡门线,实际上,在地下也有一条线,被称为莫霍面,其是地壳与地幔之间的分界线。

早在上世纪60-70年代,随着人类科学技术的进步,不仅飞到太空,登陆月球,也到达海洋最深处,然而,对我们脚下的地底下,却知之甚少。

在最初的设想中,莫霍面由于与地幔交界,因此在这个位置将蕴藏着丰富的石油、天然气和贵金属矿资源,谁能率先截取这个地球内部资源,将会对国家有着重要的作用。

因此,当时在各个领域处于竞争状态的美苏两国,从太空,到海洋等各个领域展开激烈的竞争,最终都把目光不约而同的看向了地下。

当时两国都有一个向地下钻探的项目,美国项目名为“莫霍计划”,这个计划是一个深海钻探项目,最终受制于工程难度,以及资金问题搁浅。

而苏联为了在这个领域超越美国,最终耗费了29年时间,完成了科拉超深钻井的12262米,离最终的15000目标还差数百米距离。最终受制于技术和资金方面的原因,也停止钻探。

从上面看出,苏联当时钻探科拉钻井,是带有一些竞争的原因在里面。而我国这次钻探深地塔科1井,却有很大的不同。

都知道我国虽然国土辽阔,但是在能源方面,特别是在油气方面,却有很大的缺口,这点也没有办法,因为这是地球早就分配好的。

然而,近些年,随着全球局势不太稳定,油气等能源命脉一旦受制于人,在未来如果全球局势有变,将会让我们处于不利的局面。

因此,近些年来,如何解决能源需求,能够自产自足,这就是一个摆在面前的现实性问题。

当时的苏联虽然未达到预期效果,但是其在钻探过程中,也为全球其他国家提供了一些可以借鉴的经验,那就是万米以下,是真的存在油气等资源。

既然我们没有中东等地区的油气资源优势,在地表浅层无法寻找到丰富的油气资源,那么深入地表以下呢?是否可以寻找到丰富的油气资源呢?

答案是肯定的,根据这次深地塔科1井结果发现,在万米之下真的发现了优质油气资源,现场点火测试,火焰高度达到了5-8米高,这也是塔里木油田收获的最大惊喜了。

在以往的认知里,认为越往地下,地层岩的压力越大,那么岩石的结构也就越紧密,万米之下的岩石将被压得如同铁板一样变成一个整块,根本就没有空隙,也没有油气存储空间。

而现实情况有很大的不同,根据万米之下取出的岩芯发现,其不仅有孔有洞,并且还有着优质的油气储层发育。

当深度达到10851-10910米的寒武系地层的时候,发现了优质的古老烃源岩,其厚度,丰度和质量都远超预期,而烃源岩是能够生成石油天然气的岩石,其也被称为油气母岩。

因此,这次钻探到万米以下,除了科研价值外,其最重要的就是为我国深地油气战略发展提供了重要的依据,为保障国家能源安全具有重要意义。

未来,我国将会从万米之下获取更多的油气资源,解决能源不足的问题,一旦未来国际局势有变的话,能够实现能源自给自足,不用受制于人,这将是万米之下的地下,带给我们最大的惊喜了。

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