編者按：塔里木盆地和四川盆地是我國深層油氣資源最豐富的兩個盆地，8000米以深油氣資源占全國的80%以上。對于勘探開發(fā)來說，這兩個盆地也是難啃的硬骨頭。不到兩個月時間內(nèi)，中國石油在塔里木盆地和四川盆地先后部署兩口萬米科探井——深地塔科1井和深地川科1井。為了確保這兩口井打成打好打快，成功攀越“地下珠峰”，中國石油相關(guān)企業(yè)厲兵秣馬——

深地塔科1井

【地理位置】

(資料圖片)

新疆阿克蘇地區(qū)沙雅縣

【設(shè)計井深】

11100米，五開鉆進

【鉆探目的地層】

主探寒武系吾松格爾組，兼探寒武系沙依里克組、震旦系奇格布拉克組

【目標任務(wù)】

立足科學(xué)探索與預(yù)探發(fā)現(xiàn)雙重定位，致力于打造油氣勘探超深層領(lǐng)域國之重器，

尋找萬米超深層戰(zhàn)略接替領(lǐng)域

深地川科1井

【地理位置】

四川廣元市劍閣縣姚家鎮(zhèn)

【設(shè)計井深】

10520米，設(shè)計六開備二開

【鉆探目的地層】

主探震旦系燈二段，兼探滄浪鋪組、泥盆-石炭系、二疊系茅口組

【目標任務(wù)】

揭示萬米深部地層巖石和流體物理化學(xué)特征，驗證工程技術(shù)裝備適應(yīng)性，

探索川西北萬米超深層燈影組含氣性

技術(shù)利器硬核裝備為國尋寶破地萬米顯神通

通訊員馬彬婕江艷記者余果林

【兩臺鉆機的異同】

同：主要參數(shù)設(shè)置和配套設(shè)備一致。

異：由于作業(yè)地域和氣候環(huán)境的不同，配套設(shè)備在運輸尺寸控制、選型及防護等方面，均有針對性地采用了不同設(shè)計。

“12000米特深井自動化鉆機的成功研制，標志著寶石機械引領(lǐng)我國鉆井裝備技術(shù)發(fā)展的能力進一步增強，為我國萬米深層油氣資源勘探開發(fā)提供了裝備保障。”寶石機械國家研究中心常務(wù)副總經(jīng)理周天明表示。

近年來，寶石機械相繼推出了“一鍵式”人機交互7000米自動化鉆機、8000米靜音型自動化鉆機、9000米自動化鉆機，為特深井自動化鉆機研制積累了寶貴經(jīng)驗。但是，12000米鉆機的井架、大鉤、轉(zhuǎn)盤等主要部件比這些鉆機大了許多，使用的鉆具更多、規(guī)格更大，加之在萬米地下200攝氏度左右的高溫能讓金屬鉆具如面條般柔軟，實現(xiàn)自動化的難度非常大，設(shè)計思路必須從零開始。要在短時間內(nèi)完成滿足不同工況的兩種設(shè)計，這對于分別負責(zé)兩臺鉆機研制的主設(shè)計師李亞輝和覃建來說，既是巨大的壓力，又是巨大的動力。“這么大的項目交給我們，我們站在前人的肩膀上，理應(yīng)接得住、干得好。”研發(fā)團隊信心十足。

2022年，萬米級自動化鉆機研制項目啟動后，研發(fā)團隊第一時間與用戶展開交流，多次到油田現(xiàn)場勘查鉆機作業(yè)工況。超深、超高溫、超高壓是兩口萬米深井的基本特點，而所處不同的地理位置又要求兩臺鉆機必須各有所長、適應(yīng)工況。

圍繞鉆井深度可達12000米的總體目標，兩臺鉆機采用了眾多創(chuàng)新設(shè)計，攻克了一系列關(guān)鍵技術(shù)，取得并應(yīng)用國家專利15項。據(jù)寶石機械國家研究中心總經(jīng)理張志偉介紹，兩臺鉆機在基礎(chǔ)設(shè)計上強化了主要部件，如15米超高鉆臺刷新了國內(nèi)紀錄；配套的6000馬力絞車、3000馬力五缸鉆井泵均為國內(nèi)最大功率，使鉆機的承載能力更強、作業(yè)效率更高；量身打造的萬米級鉆機管柱自動化裝備，具備超高鉆臺管柱輸送和萬米大容量鉆具的存儲和排放功能，讓司鉆通過觸摸屏操作就可以實現(xiàn)管柱從堆場到井口全流程自動化作業(yè)，并且具有輔助故障診斷功能；動力貓道、鉆臺機械手及二層臺排管裝置等自動化設(shè)備全面采用電驅(qū)動，控制更精準，運行更環(huán)保，低溫適應(yīng)性更強……鉆機關(guān)鍵部件全面實現(xiàn)國產(chǎn)化，有效解決了核心部件“卡脖子”問題。

同時，針對深地塔科1井所在塔里木盆地的風(fēng)沙環(huán)境，鉆機重點要抗風(fēng)沙。而針對深地川科1井所在四川盆地的地形地貌、氣候特點，鉆機要占地面積更小、便于運輸、防止雨水侵蝕。可以說，兩臺鉆機“師出同門”，都擁有破地萬米的“蓋世武功”，卻又各懷絕招。

為了更好地服務(wù)保障萬米鉆探，寶石機械及時總結(jié)分析深地塔科1井鉆井過程中出現(xiàn)的問題，據(jù)此對第二臺12000米自動化鉆機進行優(yōu)化。在現(xiàn)場組裝調(diào)試時，寶石機械組織深地塔科1井現(xiàn)場服務(wù)人員到深地川科1井現(xiàn)場開展調(diào)試，提前改進深地塔科1井出現(xiàn)的問題。

“這兩臺鉆機的性能指標已達到國際先進水平，實現(xiàn)關(guān)鍵裝備參數(shù)強化、管柱作業(yè)全自動化、核心設(shè)備全電驅(qū)化、核心部件全國產(chǎn)化，有效提升了我國鉆井裝備行業(yè)的極限生存能力，進一步推動我國鉆井裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高水平科技自立自強，為保障國家能源安全提供了強有力的裝備支撐。”寶石機械副總經(jīng)理、總工程師曹曉宇表示。

除了12000米特深井自動化鉆機這一國之重器，萬米深井的鉆探實施，還催生了一批超深井國產(chǎn)技術(shù)利器：創(chuàng)新研發(fā)耐220攝氏度超高溫工作液體系，為鉆井液、固井等系列技術(shù)提供保障；首創(chuàng)形成175兆帕超高壓井口，升級配套測試、測量工具；形成國內(nèi)168毫米鉆桿工具的自主加工能力；研發(fā)生產(chǎn)深部高溫高壓MWD系統(tǒng)及隨鉆測量儀器等多項特深井鉆完井工程利器。據(jù)了解，深地川科1井使用的材料、裝備的國產(chǎn)化率達90%以上。

人才建設(shè)打造一流鉆探鐵軍攻堅“一深萬難”

記者馬宏旭通訊員黃茹霖

【人才建設(shè)支撐】

多維考察優(yōu)選隊伍揭榜掛帥引進人才

全程跟蹤提升素質(zhì)共建共促強化服務(wù)

深地塔科1井和深地川科1井均面臨超深、超壓、超高溫、井眼尺寸大、負荷大等難題，并存在漏失、阻卡、井控等風(fēng)險。為確保萬米深井打成打好打快，西部鉆探和川慶鉆探集中優(yōu)勢資源力量，選優(yōu)配強萬米深井作業(yè)的干部員工，打造能征善戰(zhàn)、作風(fēng)優(yōu)良的深地鉆探鐵軍。

多維考察優(yōu)選隊伍。西部鉆探和川慶鉆探聯(lián)合塔里木油田、西南油氣田、中油技服，嚴格按照集團公司鉆井企業(yè)和隊伍資質(zhì)審核標準，選優(yōu)配強萬米深井施工隊伍。西部鉆探優(yōu)選在塔里木盆地承鉆輪探1井等8000米以深井15井次、創(chuàng)10余項施工紀錄的鉆井隊整建制接管萬米鉆機，從100余名競聘人員中精選超深井施工經(jīng)驗達10年以上的管理干部。川慶鉆探多維度考察，遴選具有紅星1井、雙魚001-H6井等超深井作業(yè)經(jīng)驗的作業(yè)隊伍，優(yōu)配操作經(jīng)驗豐富的管理技術(shù)干部，配強技能過硬的司鉆、副司鉆等關(guān)鍵崗位人員。

揭榜掛帥引進人才。西部鉆探和川慶鉆探加強與科研院所、石油高校等單位的優(yōu)勢資源合作，通過揭榜掛帥吸引高端人才，進行聯(lián)合攻關(guān)研究。西部鉆探成立主要領(lǐng)導(dǎo)牽頭掛帥的萬米深井領(lǐng)導(dǎo)小組和多專業(yè)提速攻關(guān)團隊，開展萬米深井科技專項公開競聘和揭榜掛帥，瞄準8項特深井技術(shù)卡點，專班推進6個方面20項課題研究，打造萬米深地鉆探一套制度流程、一批專家人才、一批科技成果、一套工藝工法、一流精品裝備“五個一”標準體系，強化“一攬子”問題解決能力并提升“一體化”技術(shù)支持水平，用“探月工程”標準主動應(yīng)對“一深萬難”挑戰(zhàn)。

川慶鉆探組建由集團公司石油鉆井技能大師和企業(yè)高級技術(shù)專家領(lǐng)銜的一線鉆井提速團隊，配置跨專業(yè)、多單位的具有博士、碩士學(xué)位的技術(shù)骨干，全力保障鉆井提速提效。“萬米鉆探不能僅靠以往經(jīng)驗，更要靠多專業(yè)前沿技術(shù)系統(tǒng)支撐，實現(xiàn)科學(xué)鉆井。”川慶鉆探川西鉆探公司副總經(jīng)理、總工程師賀明敏介紹道，“近年來，我們陸續(xù)引進了5名博士。他們既掌握前沿理論，又積累了豐富的現(xiàn)場作業(yè)經(jīng)驗。這次把他們都集結(jié)到這口井來，就是為了充分發(fā)揮他們的學(xué)術(shù)和技術(shù)優(yōu)勢，將這口井在現(xiàn)場的技術(shù)應(yīng)用打造成為我們科研和生產(chǎn)一體化的標桿。”

全程跟蹤提升素質(zhì)。西部鉆探和川慶鉆探挑選精兵強將，全程參與萬米鉆機研發(fā)設(shè)計，成立工作專班駐廠監(jiān)造，開展裝備技術(shù)培訓(xùn)，協(xié)同排查隱患問題，確保實現(xiàn)萬米鉆機質(zhì)量零缺陷、安全零事故、工期零延誤目標。西部鉆探選派27名精兵強將，與制造廠商采取崗位一對一、裝備一盯一專人負責(zé)機制，注重設(shè)備注意事項、復(fù)雜情況應(yīng)對等重點內(nèi)容培訓(xùn)，加快設(shè)備性能磨合，強化人員協(xié)作。川慶鉆探22名關(guān)鍵崗位骨干全程駐廠參與理論、模擬和實操培訓(xùn)，充分掌握鉆機主體運行原理、操作技巧和安裝流程，銷項581項改進意見。

共建共促強化能力。西部鉆探120001鉆井隊黨支部與塔里木油田勘探事業(yè)部結(jié)對共建，簽訂黨建聯(lián)建協(xié)議，積極開展黨建工作經(jīng)驗交流，深入研討工藝技術(shù)，推進專業(yè)人才雙向交流，促進甲乙方目標上協(xié)同一致、生產(chǎn)上無縫銜接、管理上互鑒提高、技術(shù)上共學(xué)共進。川慶鉆探120006鉆井隊充分發(fā)揮黨建引領(lǐng)“指揮棒”作用，增設(shè)3個“帶班負責(zé)人”崗位，配置14名黨員，實現(xiàn)“班班有黨員”，加大各項工作執(zhí)行力度，提高萬米鉆機風(fēng)險管控能力。

管理模式創(chuàng)新組織管理模式保障萬米鉆探

記者蘇華高屾

【管理模式特點】

采用新型日費制設(shè)立技術(shù)支撐組

加強遠程支持完善管理制度

“萬米鉆探是‘磨刀石’，不只是挑戰(zhàn)地下未知的困難，更是對自我的超越。”西南油氣田勘探事業(yè)部副經(jīng)理丁偉感嘆道。深地塔科1井和深地川科1井都具有超深、超高溫、超高壓、高含硫復(fù)雜油氣藏的特性，對鉆井設(shè)備、工具、儀器、工作液等提出更高要求。“解決這些難題，絕非哪一家的‘獨角戲’，而是生產(chǎn)組織、管理模式上攜手共進的‘交響曲’。”塔里木油田勘探事業(yè)部總工程師張志表示。

為了保障兩口萬米深井的順利實施，塔里木油田和西南油氣田聚焦精細管理，細化管控細節(jié)，強化組織領(lǐng)導(dǎo)，通過多方聯(lián)動，實現(xiàn)全方位全過程精細管控。

新型日費制發(fā)揮甲乙方優(yōu)勢。兩口井的實施團隊打破了傳統(tǒng)日費制的甲方主導(dǎo)生產(chǎn)模式，積極采用新型日費制管理模式，融合傳統(tǒng)日費制與總包制項目的管理優(yōu)點，發(fā)揮各方管理及技術(shù)優(yōu)勢。管理上，甲方負責(zé)單井日常各項事務(wù)的管理，對鉆完井提速、井筒質(zhì)量、成本控制、工藝技術(shù)、安全環(huán)保等承擔(dān)主體責(zé)任；乙方在甲方指令下執(zhí)行設(shè)計及合同工作量，對現(xiàn)場人員、設(shè)備承擔(dān)主體責(zé)任。

設(shè)立技術(shù)支撐組確保高效執(zhí)行。塔里木油田依托中國石油超深層復(fù)雜油氣藏勘探開發(fā)技術(shù)研發(fā)中心，建立“現(xiàn)場領(lǐng)導(dǎo)帶班、專家盯防、全員應(yīng)急”機制。針對深地塔科1井，由塔里木油田主導(dǎo)，西部鉆探、中油測井、中國石油勘探開發(fā)研究院等多家單位聯(lián)合成立隨鉆地質(zhì)、鉆井提速、鉆井液、固井、鉆工具等共9個技術(shù)支撐組，按照鉆完井各階段、各環(huán)節(jié)對實施方案、工藝技術(shù)、設(shè)備材料、應(yīng)急保障、分析總結(jié)等方面提供專業(yè)支撐，提高執(zhí)行力及工作效率。

深地川科1井方面，西南油氣田和川慶鉆探聯(lián)合成立以兩家企業(yè)主要領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任組長和副組長的現(xiàn)場實施領(lǐng)導(dǎo)小組，并在組內(nèi)設(shè)置地質(zhì)工程一體化組、井控組、鉆井液組、測錄井組、固井組等11個支撐組，多層次全方位保障鉆井實施。

遠程支持為現(xiàn)場出謀劃策。塔里木油田采用主動會商+反向問診雙向溝通模式，常態(tài)化開展遠程會診，根據(jù)現(xiàn)場提出的技術(shù)需求召集“專科醫(yī)生”協(xié)同診斷，在線答疑解惑。同時，持續(xù)迭代、深化應(yīng)用地質(zhì)三維建模、鄰井地層對比、地層實時識別等方法，實現(xiàn)隨鉆巖性識別、輔助地質(zhì)卡層等，為工程分析、方案優(yōu)化提供精準支撐。另外，隨鉆工程分析的跟進，加快了實時KPI分析、摩阻扭矩分析、井眼清潔分析等功能建設(shè)及上線應(yīng)用，實現(xiàn)低效作業(yè)智能識別、提速工具優(yōu)選、鉆井參數(shù)優(yōu)化，為萬米深井提速提效提供技術(shù)支撐。

西南油氣田著力升級EISC、DOC雙平臺建設(shè)，24小時值班，立足“跟蹤、評價、建議、協(xié)調(diào)實施”職能定位，實現(xiàn)“方案設(shè)計優(yōu)化、提速措施優(yōu)化、復(fù)雜預(yù)防處理、井控風(fēng)險預(yù)警”四大功能，形成井工程管理全過程跟蹤，完善日常監(jiān)管流程，提升現(xiàn)場實時監(jiān)管效率，為深地川科1井安全高效快速鉆進保駕護航。

完善管理制度實現(xiàn)協(xié)同共管。針對這兩口萬米深井鉆探的特殊性，塔里木油田和西南油氣田有針對性地配套完善了鉆完井現(xiàn)場生產(chǎn)例會制度、匯報流程及議事制度、人員報備、工作紀律及保密等管理制度，在機制上更好地實現(xiàn)甲乙方的協(xié)同共管。

此外，塔里木油田還在油田范圍內(nèi)公開招聘駐井監(jiān)督，以“創(chuàng)造一組指標、培養(yǎng)一批人才、固化一套技術(shù)”的理念，全面強化井場鉆井管理。針對鉆探公司日常作業(yè)、鉆頭及提速工具服務(wù)效果，在合同約定上，設(shè)立井筒質(zhì)量、提速、故障復(fù)雜控制專項激勵與考核，更好地提升管理效率，共享提質(zhì)增效成果。

科普鏈接

地下1萬米意味著什么？

地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一同心狀圈層構(gòu)造，由地心至地表依次分化為地核、地幔和地殼。地殼是固體外殼，是地球表面的一小部分。地殼的厚度是不均勻的，平均厚度約為17千米，其中大陸部分的平均厚度約為33千米。以此來計算，地下1萬米的深度還不足地殼大陸部分平均厚度的1/3；按照地球平均半徑6371千米來計算，地下1萬米僅僅是其中的0.1%。但即便是向地下探索這0.1%，對于人類來說也是巨大的挑戰(zhàn)。

在全球范圍內(nèi)，萬米鉆探的發(fā)展情況如何？

我國是在陸上沉積盆地實施萬米科探的首個國家。全球萬米深層鉆探始于20世紀70年代。目前，全球陸上完鉆垂深超過萬米的深井僅有1口，為蘇聯(lián)在科拉半島鉆探的SG-3井。

我國陸上超深層油氣探索始于20世紀70年代中期，在四川盆地實施了我國最早的超深井女基井（井深6011米）和關(guān)基井（井深7175米）。截至目前，四川盆地累計完鉆8000米以深超深井12口，9000米以深特深井2口，即蓬深6井和雙魚001-H6井。這兩口井均由西南油氣田完成。其中，蓬深6井完鉆井深達9026米，最高壓力達157兆帕，最高溫度達197攝氏度，為目前亞洲最深直井。

在塔里木盆地，截至6月底，塔里木油田累計完鉆8000米以深超深井約103口，包括9000米以深特深井1口，即果勒3C井。該井完鉆井深達9396米，為亞洲最深水平井。

為什么說“一深帶萬難”？

據(jù)中國工程院院士孫金聲介紹，絕對的深度會帶來很多難點和挑戰(zhàn)：貫穿層系增多，溫壓條件更加苛刻，地層巖性愈發(fā)復(fù)雜，工程難度呈指數(shù)級增長。這主要體現(xiàn)在兩大方面。

一是關(guān)鍵工程技術(shù)面臨挑戰(zhàn)。例如，超深層探測信號弱且不清晰，超高溫高壓和復(fù)雜地層多壓力系統(tǒng)等導(dǎo)致井身結(jié)構(gòu)層次不足、完井尺寸小、超深超長井段井下動力傳遞困難，以及多因素交織給井壁穩(wěn)定帶來巨大挑戰(zhàn)等一系列技術(shù)難題。

二是配套技術(shù)與裝備能力面臨考驗。從鉆井、測井、完井試油到采油采氣等產(chǎn)業(yè)鏈方面，都存在井下工具、儀器和材料在高溫高壓條件下抗腐蝕能力不足、易疲勞失效甚至無法滿足生產(chǎn)要求等難題。

對于萬米鉆探而言，在超深地層每前進一步的難度都是非常大的。超越9000米如同跨越珠穆朗瑪峰，難度呈幾何級數(shù)增長，隨時都可能面臨“遭遇戰(zhàn)”。就如同探索未知的高峰，每往上攀登1米，面臨的困難和挑戰(zhàn)都是極其艱難的。

實施深地塔科1井和深地川科1井鉆探的主要區(qū)別是什么？

一是勘探重點不同。深地塔科1井探索下寒武統(tǒng)吾松格爾組臺緣灘、中寒武統(tǒng)沙依里克組礁后灘和震旦系奇格布拉克組丘灘體含油氣性，開展萬米深地地質(zhì)、工程科學(xué)探索研究，突破輪南-古城奧陶系-寒武系臺緣帶，尋找萬米超深層油氣戰(zhàn)略接替領(lǐng)域。深地川科1井重點探索揚子克拉通西北緣燈影組儲層發(fā)育情況及含氣性，獲取萬米超深層油氣地質(zhì)資料，推動基礎(chǔ)地質(zhì)、油氣成藏理論研究。

二是工程難點不同。深地川科1井勘探目的地層為震旦系，均有鄰井鉆遇對應(yīng)地層，雖然探明情況較為詳細，但漏失、淺層氣侵、地層流體污染等風(fēng)險極高，并且?guī)r石可鉆性差，全井機速較低，尤其是大井眼機速低、工期長等問題突出。而深地塔科1井勘探目的層為寒武系，區(qū)域鄰井未有勘探至此層位，面臨的地質(zhì)風(fēng)險極高，溢流、井漏、油氣壓力未知等工程風(fēng)險劇增，存在大井眼鹽層污染蠕變，二疊系機速低、漏失阻卡風(fēng)險高，志留系鹽水層污染等風(fēng)險，給鉆探實施帶來考驗。

（王源整理）

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