2025年2月20日,中国石油集团宣布,我国首口超万米科探井——深地塔科1井在地下10910米完钻,成为亚洲第一、世界第二垂直深度井。
图片2025年1月5日,深地塔科1井胜利完钻。 中国石油集团 供图
在塔克拉玛干沙漠腹地,打一口8000米深的井,最快100天内可以完钻;深地塔科1井钻至10000米,用时279天;而从10000米钻至10910米,耗时达300余天!
冲刺万米为何如此艰难?最后910米,到底又经历了什么?不畏艰险的石油人又是如何攻克一个个“拦路虎”的?今天,记者将为您全面解密深地塔科1井是如何“炼”成的。
图片大漠深处的深地塔科1井。 陈士兵 摄
9977米时钻具断落 四天四夜打捞出井
2024年2月17日,塔克拉玛干沙漠狂风大作,沙尘弥漫。
当天,矗立在茫茫沙海的深地塔科1井,正呼啸着向万米冲刺。根据指挥室大屏显示钻进速度数据预判,如果不出意外的话,2月28日清晨五六点就要突破1万米。
正当大家欣喜地等待这一时刻到来时,谁也没想到,距离万米还差23米时,意外发生了。
“啊,不好!”当天中午时分,会议室突然传来一声惊呼。大屏上实时传回的钻井平台画面显示:钻杆剧烈摇晃。
什么情况?正在室内等待见证万米激动时刻的记者们,全都站了起来。接着井上传来一声巨响,井架上一根铁棒跌下,砸到井口,然后就听见鸣笛关井。
短短两三分钟,记者们还没缓过神来,石油工人已陆续冲上二层钻井平台,处理突发事故。
消息很快传到中国石油集团公司,北京、库尔勒等地相关专家紧急启程赶往现场,研究处置方案。
经诊断,超过280吨重的钻具,因长期旋转、承重、拉伸,疲劳受损,断落在井中。
要将如此重的钻具从9977米深的井里打捞出来,谈何容易!不仅塔里木油田历史上从来没有过,世界也鲜有案例。
图片2025年1月5日,塔里木油田油气工艺研究院副院长张志在司钻房查看屏幕显示数据。 陈士兵 摄
“折断的钻具接口螺纹已扭成麻花。”塔里木油田油气工艺研究院副院长张志说,超重钻具突然断落冲击井底,部分被冲起来的岩屑给埋了,卡在井底,难以动弹,需用震击器震击管柱,使井下钻具松动来解卡。
震击管柱,快速憋压、泄压……如此反复操作。在看不见的井底,震击解卡是否有效,站在井口根本看不见。一天、两天、三天,直到第四天,震击60余次后,终于解卡,四天四夜几乎没合眼的张志,终于松下一口气。
解卡、打捞,重新对钻具进行探伤检测,再换上新钻具下井,此次复杂事故处理用时10余天。
2024年3月3日,深地塔科1井再次开钻,冲刺1万米。经历煎熬、波折和重重压力考验的石油工人喜极而泣。
10006米时井下垮塌 重新构建井眼
一波刚平,一波又起。2024年3月4日凌晨,钻至9983米时,出现井漏。
尹达是塔里木油田钻井液高级专家,他连夜组织工人堵漏,整整一晚上向井底注下去四五百立方米高浓度堵漏剂,才将裂缝堵住,保障深地塔科1井顺利冲刺万米。
3月4日14时48分,当大家都在欢呼“突破1万米!”时,躲在彩钢板房的尹达默默流下眼泪,“太不容易了!”
图片2024年9月26日,塔里木油田钻井液高级专家尹达正实验配比钻井液。 陈士兵 摄
突破万米后,继续钻至10006米。按照计划,将起钻,对钻具和设备进行维护保养,并更换新钻头。
然而,再次下钻时,钻井工人发现井底严重垮塌,此后在尝试畅通井眼过程中,又发生断钻具故障,且找不到井眼。
那段时间,塔里木油田深地塔科1井钻井监督闵鹏,整天吃住在钻井平台司钻房,指挥司钻尝试用划眼的方法,把垮塌的碎屑带出井底。
“很多时候,连续操作20多个小时,但是钻具只要向上一提起来,堆积的垮塌物又掉下去,再次覆盖井眼,努力又回到原点。”闵鹏回忆说,那段时间是他从事钻井监督17年来最煎熬的经历。
图片2024年9月26日,塔里木油田深地塔科1井钻井监督闵鹏正在查看钻头磨损情况。 陈士兵 摄
尝试了30多天一直找不到井眼,且钻具打捞实在太困难,极有可能造成井壁失稳,带来二次复杂事故,最终经中国石油集团批准调整钻井方案:在9230米位置侧钻,重新构建井眼。
4月23日,侧钻开始,8月14日在钻至9889米时,决定提前下套管固井。“万米之下遭遇凶险,下面有不同压力系统。”塔里木油田勘探事业部钻井工程师刘金龙说,提前下套管固井是为了将上下两套压力系统隔开打井,保障钻井安全。
9月19日,实施侧钻的深地塔科1井再次突破1万米。
10289米时恶性漏失 奋不顾身“拼泥浆”
2024年10月14日,塔克拉玛干沙漠蓝天白云,天气良好。
11时许,闵鹏开泵时发现泵压突然归零,再看泥浆液面显示数据,井底1800米深液面瞬间消失,钻具悬重数据显示突然增加40多吨。
闵鹏第一反应是出现恶性井漏,赶紧拿起对话机给塔里木油田企业首席专家、深地塔科1井井长王春生汇报,“不对呀,悬重不对,泵压没了!”
“赶紧把钻具提起来啊!”坐在50米开外指挥室的王春生,一边扯着大嗓门回复,一边往钻井平台冲去。
提钻!提钻!提钻!闵鹏和司钻一起,拼尽全力提钻。很快,钻井、地质、工程等相关专家也冲上钻井平台,大家奋力抢救,用时20余分钟,把钻具提到套管内安全位置。
“其实,通过物探技术,已预测到井下有溶洞。”尹达说,没想到与溶洞连通的裂缝太大,导致泥浆像哗啦啦的水,一下全部涌进汪洋大海。
刻不容缓!必须赶快堵住恶性漏失。尹达立即组织20余名工人“拼泥浆”,已经来不及调配,现场预备的27罐泥浆,全部紧急征集来堵漏。
在中国石油发展史上,危机时刻,铁人王进喜跳进泥浆池,用身体划拉搅拌重金石粉,压住井喷。
而此时,深地塔科1井堵漏的石油工人也是奋不顾身,竭尽全力。当泥浆液面再次恢复时,尹达已满身污泥。
事实上,恶性井漏不止这一次。继续向下钻进,钻至10388米时,泥浆也大量漏失。
通常情况下,钻井出现漏失,会向井底投入大量粉碎核桃壳或花生壳调制的堵漏剂,一般堵漏剂浓度20%—30%即可,而堵深地塔科1井在10289米位置漏失时,堵漏剂浓度最高调到67%,在10388米位置堵漏时,最高浓度调到82%,如此高浓度的“猛药”,不仅在塔里木油田,在中国油气钻探史上也极其罕见。
钻遇气层 精准操作通过三重考验
继续向下钻进,当钻至寒武系肖尔布拉克组时,出现油气显示。
此时,井底温度在200℃—210℃之间,压力达145兆帕。若是普通泥浆,如此高温高压环境,早就沸腾了。
为钻深地塔科1井,塔里木油田联合中国石油集团工程技术研究院研发了抗220℃高温聚合物水基泥浆。
泥浆如同人体血液,它的优劣直接决定钻井作业能否安全顺利进行,甚至影响到一口井的“寿命”。
钻井过程中,泥浆通过泵沿着钻杆注入井筒,缓慢流入井底,循环带出破碎岩屑至地面。
图片2024年9月18日,深地塔科1井主要负责人正在查看岩屑。 陈士兵 摄
泥浆为钻井全生命周期创造友好环境,可协调解决井漏、垮塌、钻杆与井筒产生的摩阻等各种矛盾。“所有的矛盾,都靠调配不同密度的泥浆来调和。”尹达说,钻至油气层时,既要防止上部垮塌、还要防止下部漏失,同时还要兼顾部分天然气释放出井口带来的压力。
此时,为防止井喷,需一边打井一边安全有效释放出部分油气,持续点火放喷。
“每一步操作都如履薄冰。”尹达说,合适的泥浆密度对安全打井至关重要,为精准调制出合适的泥浆,实验室被搬进了井场,整个钻井过程中,进行了上千次实验和上百次材料优选。
经过反复实验和计算,最终确定10388米后,泥浆密度降到1.06,以平衡井底压力,同时中庸调和三大矛盾。
目前,深地塔科1井正在进行套管回接作业,为下一步测试油气做准备。“困难面前有我们,我们面前无困难。”闵鹏说,不管未来塔里木“深地工程”有多少挑战,将永不放弃!(天山网-新疆日报记者于江艳)
作者: 编辑:陈鑫