萬米深地油氣鉆探是全球油氣勘探領域的“超級工程”，鉆井工程安全風險控制難度大，猶如大卡車在兩根鋼絲細繩上行駛。近日，肩負著科學探索與油氣發現兩大任務的中國石油深地塔科1井在新疆塔里木油田開鉆。
探索萬米深井，如何解決難題和突破技術瓶頸？是否有自主研發的“利器”幫助我們持續向“下”探索？勘探開發深層油氣資源又有哪些重要意義？《記者》記者就此專訪了中國石油勘探開發研究院首席技術專家魏國齊，他為我們揭開了萬米深井鉆探的“冰山一角”。
肩負科學探索和油氣發現任務
記者：為什么選擇在塔里木盆地做萬米深井的探索？
魏國齊：萬米深地油氣科探目標評價優選，是立足我國含油氣盆地地質特征，按照地質條件有利、工程實施可行、資源規模有效、地震資料可靠的原則，逐級評價優選盆地、領域、區帶和目標，確保萬米科探井高質量部署實施。從油氣地質條件來看，塔里木盆地萬米深層發育大面積烴源巖、規模儲集體和區域蓋層，超深層勘探領域廣，具備萬米深井探索的地質基礎；從工程實施來看，塔里木盆地地溫梯度低，工程實施可行；從資源規模來看，塔里木盆地超深層碳酸鹽巖多層系面積38萬平方公里，資源量約93億噸油當量，天然氣資源量3.2萬億立方米，石油10億噸，油氣當量35億噸，井點所在的圈閉面積和資源量都很大；從地震資料來看，萬米深井探索目標落實可靠。
此外，塔里木盆地超深層探明油氣儲量當量19.7億噸， 2022年油田超深層油氣產量當量1806萬噸，已建成我國最大超深油氣生產基地，近三年完成8000米以深井19口，基本形成了9000米鉆完井、試油改造、測井等工程配套技術，為萬米鉆探提供基礎。
記者：作為萬米深井領域的“開山之作”，我們的預期目標是什么？如果完成目標，意味著什么？
魏國齊：這項工程肩負著科學探索和油氣發現兩大任務。首先，深地塔科1井探索了萬米深層地層巖石和流體物理化學特征等一系列科學問題；其次，深地塔科1井要推動地球物理、鉆井裝備、測試改造、工具儀器、井筒工作液等超深層工程技術裝備迭代升級，實現高水平科技自立自強；第三，深地塔科1井力爭在輪南-古城臺緣帶寒武系吾松格爾組、震旦系奇格布拉克組實現油氣發現，形成盆地萬米超深層油氣重大戰略接替新領域；第四，培養一支涵蓋油氣地質、地球物理、鉆完井、儲層改造、測試、測井等方面萬米超深油氣勘探開發的專業化技術隊伍，占領全球深地探索人才高地。
深地塔科1井對獲取寶貴萬米深地基礎地質資料，揭示震旦紀-寒武紀塔里木盆地古構造、古環境，探討原特提斯洋演化對塔里木盆地形成演化具有重要意義，形成我國萬米超深層成烴-成儲-成藏油氣地質理論，有力支撐我國萬米超深層領域油氣勘探開發。
向萬米挺進，是一次檢驗新研制的國產鉆機、耐高溫高壓裝備工具、液體材料等鉆完井工程技術、設備、材料的可靠性的機會。更有助于對突破萬米深井鉆完井關鍵核心技術難題，實現中國石油萬米超深層工程技核心技術、關鍵材料和核心裝備迭代升級，提升我國萬米超深層鉆井、技術服務保障能力和核心競爭力。
此舉還有望形成1個萬億方大氣區，開辟陸上萬米超深層油氣重大戰略接替新領域，使我國成為全球陸上首個成功勘探開發萬米超深層油氣的國家。
面臨石油地質和工程技術難題
記者：探索這樣一口萬米深井，需要面對哪些難題？
魏國齊：萬米深地科探工程是一項極具挑戰性的系統工程。實施深地塔科1井，面臨一系列的石油地質難題和鉆完井等工程技術問題。
首先，萬米深鉆揭示的地層熱演化程度超過3.0%，遠大于目前生烴機理認識的2.0%成熟階段，熱液流體比中淺層更加活躍。油氣資源在多高地溫環境下是否能生成和保存？高溫高壓生烴新模式如何？“超深層油氣藏是否存在成藏極限，勘探深度是否存在下限”等，這些都是萬米深地鉆探必須面對的世界級地質難題。
其次，超深、超高溫、超高壓、復雜高地應力給萬米超深井工程技術帶來了物探、鉆井、測井方面的難題，需要大噸位高精度可控震源、高靈敏度數字檢波器獲取高信噪比地震資料。
鉆井方面，俗話說一深帶萬難，主要體現在三個方面。第一，對標全球13項工程難度指標系數，目前我們的萬米井，高溫高壓、礫石厚度、鹽層厚度與套數、鹽水壓力系數、高含硫等7項指標屬世界級難題，其他指標的難度系數也名列前茅，鉆完井綜合難度全球罕見；第二，8000米以深地層信息不準，缺少精準的地層壓力、巖石力學特性等關鍵數據；第三，在8000米以深的超深層尋找油氣，好比站在珠穆朗瑪峰頂，要看清雅魯藏布江上的游船，難度可想而知。
測井方面，主要是測井儀器的抗超高溫、超高壓能力不足，油基鉆井液條件下的成像測井難以實現，超高壓射孔器材缺乏。現有測井儀器最高抗溫200℃，萬米井已經達到228℃。由于受到芯片、傳感器等基礎元器件材料抗溫能力的限制，目前自主研發超高溫測井儀器難度很大。
最后，萬米井還會引發工程難題的疊加效應，如高溫高壓、復雜壓力體系、鹽層厚度與套數、復雜高地應力、有毒有害的硫化氫氣體等多因素疊加，使得難度進一步增加，加上許多機理仍然不清，甚至會出現難度的突變。
記者：有哪些裝備利器可以幫助我們在復雜的萬米地下探索？
魏國齊：我們圍繞萬米超深層油氣科學探索領域，加快推進油氣資源勘探開發（陸上）原創技術策源地建設，安排部署了相關科技攻關項目，集中力量開展研究，在深層裝備科技攻關方面取得重要進展，打造了一批“國之重器”。鉆井方面，新研制12000米鉆機，提升能力900噸，配套900噸的頂部驅動鉆井裝置、3000馬力的鉆井泵、自動化排管系統、非平面齒PDC鉆頭、175MPa井口裝置等“利器”。預計明年6月，15000米智能鉆機將出廠，超深井鉆探能力將進一步提升。
記者：我們在理論和科技兩方面有哪些創新，推動了探索井的實踐？
魏國齊：近年來，依托國家和中國石油集團公司重大科技專項，在地質理論與工程技術兩方面取得了重要創新，推動了探索井的實踐。
中國石油突破了傳統石油地質理論認識，初步形成了深層-超深層成烴-成儲-成藏油氣地質理論，奠定了萬米深層油氣資源基礎，也為實施萬米鉆探提供了理論基礎。
在科技方面，創新了一批超深井工程技術核心裝備，為萬米探索井打下了基礎。
當前，塔里木盆地勘探開發全面進入超深層，建成我國最大超深油氣生產基地，近三年超深井鉆完井技術實現多項技術突破，創造一系列先進指標。
記者：若將勘探成果轉變為實實在在的油氣產量，我們還需要邁過哪些檻？
魏國齊：萬米深地科探工程對我國來說，是開天辟地的重大工程，雖然前期對實施萬米深地科探工程從理論、技術、裝備做了充分的科技攻關準備，但新研制的12000米國產鉆機、耐高溫高壓裝備工具、液體材料等鉆完井工程技術、設備、材料的可靠性還需實戰檢驗。此外，萬米超深層高溫高壓條件下，取芯工具、測井儀器將面臨很大的考驗。
對萬米超深層領域來講，勘探開發成本高，只有高產穩產才能成為現實的接替領域。當然，只要萬米深井順利打成，并能取到相關巖芯等資料，即使沒有發現油氣層，對認識塔里木盆地震旦紀-寒武紀重大轉折期古構造古環境，解決萬米超深層成盆、成烴、成儲、成藏等重大科學問題，特別是實現萬米超深層工程技術、核心裝備的升級換代 ，打造我國原創技術策源地，同樣意義重大。
深地、深水和深層領域大有可為
記者：未來，深層乃至超深層的油氣資源能否成為我國油氣資源的重要組成部分？探索深地對于降低我國油氣對外依存度有何積極意義？
魏國齊：經過長期的勘探開發，我國主要含油氣盆地中淺層油氣勘探程度已很高，深層-超深層、非常規油氣、深水領域將成為未來我國油氣增儲上產的重點領域，已成為業界共識，深層超深層油氣將是我國未來油氣增儲建產發展的必然方向。
毫無疑問，探索深地將加快解放超深層規模油氣儲量，有利于為我國原油2億噸保持長期穩產加快準備接替資源。據預測，至2030年深層超深層的石油和天然氣產量占比分別達10%和40%以上，將有效緩解油氣對外依存度，助力端牢我國能源飯碗，為穩定輸送工業“血液”作出重大貢獻。
記者：未來，在油氣勘探領域，我們面臨哪些機遇？還將面臨怎樣的挑戰？
魏國齊：作為勘探工作者，要時刻不忘探索新領域、提出新理論、發展新技術、開辟新增儲區。
從發展的眼光看，未來可大有作為的領域仍然廣闊，包括超深層碎屑巖和基巖火山巖、超深層頁巖油氣、海域深水、低熟頁巖油原位轉化、煤炭地下氣化、天然氣水合物探等領域，這些領域一旦取得突破將帶來重大發展機遇。我們需要客觀分析這些領域面臨的困難與挑戰，理論上，深地、深水和深層非常規油氣基礎地質和成儲、成烴、成藏及富集理論認識需要加快深化創新。技術上，深地勘探和深海油氣工程、超高溫超高壓井下工具、地下原位加熱轉化、地下煉廠、智能化注采、海域天然氣水合物試采、超深層弱信號高精度地震、超高溫高壓測井與遠探測井等關鍵核心技術需要加快自立自強。經濟上，這些領域的勘探開發操作難度大、成本較高，需要發揮“大國體制”優勢，統籌資源、集中力量、久久為功，加大政策和財稅支持力度，加快實現經濟效益開發。環境上，這些新領域勘探開發過程中會對環境造成一定的影響，需要采取有效措施對環境進行保護，使資源開發與環境保護取得平衡，實現良性發展。
