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想要挑戰萬米深層 怎能少得了這個國產鉆井利器!

2024-02-17科技

中國首口萬米科探井——深地塔科1井鉆探工作正在進行中。鉆井現場位於新疆塔克拉瑪幹沙漠腹地。從去年5月30日開鉆以來,經過兩百多天的鉆進,正努力向萬米挺進。 截至今天上午9點,深地塔科1井已鉆進至地下9969公尺,根據記者了解到的最新進展,目前的鉆井速度是每小時掘進0.5公尺左右。鉆頭正沖破地下堅硬巖石的阻隔,向萬米地層的最後30公尺進發。

國產鉆井「血液」首次挑戰萬米深層

鉆井液被喻為鉆井的「血液」,在首口萬米科探井鉆進過程中,中國自主研發了適應超高溫、超高壓地層的鉆井液體系,成為攻克超深地層鉆井難題的利器。

鉆井液具有攜帶巖屑、平衡地層壓力、冷卻鉆頭等多種功能。前幾天,這口萬米深井采用國產鉆井液成功處理了井下的惡性井漏,為下步鉆進創造了良好條件。

中國石油塔裏木油田鉆井液企業高級專家 尹達:目前,深地塔科1井這套由全部國產化材料組成的新型抗高溫水基鉆井液技術,已透過萬米超深苛刻工況環境的實踐檢驗,完全符合抗220℃超高溫設計要求。下一步還將繼續攻關,向240℃以上特高溫水平發展,進一步滿足地球更深部的鉆井作業需要。

萬米深度的井底達到220℃超高溫、150兆帕超高壓,就像一口高壓鍋一樣,在高溫高壓的環境中,所有食物都會被煮爛。鉆井液如果抗溫抗壓能力不足,則會腐朽變質,一旦效能惡化,將會導致井下復雜事故發生。

中國石油塔裏木油田鉆井液企業高級專家 尹達:開展了上千次實驗,優選和研發了上百種材料,最佳化了數十種配方,形成了七八套方案,最後論證確定了兩套鉆井液技術方案,一套現場正在實施,一套替補備用。到目前為止,我們艱難攻克了十二套不同地層的地質復雜,克服了惡性井漏、嚴重坍塌、高溫腐蝕、高溫起泡、高溫變稠等一系列技術難題,正一步一步地以「零復雜、零事故」的成績,接近萬米大關。

此前,塔裏木油田依托自主研發的深井鉆井液技術體系,成功支撐了139口超8000公尺的超深井鉆井作業任務,為鉆探萬米深層儲備了強有力的鉆井液技術保障。

萬米深層鉆具經受極限考驗

鉆井深度越接近萬米深層,井下工況就越苛刻,鉆井工具時刻經受極限挑戰,工程技術人員時刻監測井下鉆具執行狀態,保障鉆井安全。

現在正有1026根鉆具在井下使用,鉆具自身重量超過350噸,讓這些鉆具旋轉起來並帶動鉆頭破巖,整個過程就像在10公裏的長度上擰麻花。超高載荷、超長距離及井下強烈震動,使鉆具經受嚴酷考驗。

中國石油塔裏木油田鉆工具高級技術專家 盧強:深地塔科1井鉆進到9000公尺以後,我們每次起鉆都會發現鉆具螺紋存在有不同數量的疲勞裂紋,有時候一兩根,有時候十多根,如果裂紋不能及時發現,就可能導致斷裂,造成惡性事故。

盧強告訴記者,鉆井接近萬米,運動受力狀態特別復雜,能量傳遞極其困難,井上已發現43根鉆具存在疲勞裂紋。

中國石油塔裏木油田鉆工具高級技術專家 盧強:一千多根鉆具有二千多個接頭,哪一個都不能有問題,鉆具螺紋接頭是容易失效部位,我們嚴格控制累計使用時間,加強監測,確保鉆具安全。

(總台央視記者 朱江 張偉 古峻嶺 張叢婧 唐誌堅)