2025年年初,深地塔科1井正式停钻,标志着我国第一口深度超1万米的深井工程取得突破。这口井的深度达到10910米,为亚洲第一深、世界第二深。
这不仅仅打破了世界纪录,也不仅仅是向地球的内部进军,进行科研探索。更重要的是,我们还在1万米的地下找到了油气的存在,这种情况在世界上可是第一次。
向地球内部进军的“深地工程”
这项钻探工程是从2023年5月开始的,具体位置是在阿克苏地区的沙雅县境内。这属于我国深地工程的一部分。这口井既是科学探索,同时也是发现油气的关键推进支点。
在全世界深井钻探领域,深度超过4500米就已经被明确为深井了。如果深度达到了6000米以下,就会被明确为超深井。深度要是突破9000米以下,被称之为特深井。表面上看起来,这就是向地下钻进两公里多,但是其中的难度和复杂程度是难以想象的。在全世界的勘探领域,都属于超级工程。
因为地球内部的结构是分层的,越是往地心深处钻探,地层的构造也就越坚硬,而且不同层级的地质条件都很复杂。深地塔科1井从地面到地下,要穿透12个地层。
你以为这就是寻常打井,可实际上,越是往地下钻探,来自地球内部的压力和温度都难以想象。哪怕是最坚硬的钻头,和地球内部的“肌肤”接触到一起,还是不堪一击。
具体钻探到哪一层,因为地质构造的变化,也得更换不同的钻头。除此之外,整个钻探过程一直要配合钻井液的使用。可以简单理解为,不能光用钻头在地底干钻,还得通过配合特殊的液体,给整套设备降温。
哪怕是这些液体,面对不同的地质层也得随时调整。从钻探的具体数据来看,靠近地表的区域,钻头工作的时间以及工作规模更大,一颗钻头在一天时间内就能钻探600米。
这就是为什么从开钻之后到钻探至万米深区域只用了279天。接下来从万米区域再钻探到10910米处,距离虽然短了,可耗费的时间更长,超过了300天。可想而知,越是往地心深处,内部的环境和复杂程度越是难以想象。
其中一大特点就是坚硬无比。那些刚刚更换的新钻头,平均钻探的深度不超过30米,整个钻头就会被磨损得相当光滑,也不能再使用。如果一些地层更复杂的话,每天钻探的深度顶多也就几十米。
超高的压力和硬度自然也伴随着超高的温度。井下最高的温度超过了220摄氏度。这就是说,不管钻头多么坚硬,在高温之下长期工作也会慢慢变软。
更不要说地底那些高压可以超过145兆帕。这是什么概念呢?相当于你的指甲盖上遭遇了至少1.45吨重的压力。如此复杂的条件下,考验的是钻进设备的承受能力。
钻杆拉长变“面条”
在地表区域打井、钻井,恐怕只需要一两根钻杆就行。但是向地心深处钻探的话,钻杆设备也得不断下深,那肯定不是一根杆子,而是多根钻杆连接在一起工作。
当深度达到万米以上,钻杆的规模也达到了惊人的1130多根。想象一下,即便每根钻杆都很坚硬,可是首尾连接在一起深入地下,拉伸得如此之长,那也是相当柔软的,随时随地会面临断裂的风险。
在此前的钻探过程中,距离万米位置还差20多米时,钻杆突然发生了断裂。此后经过半个月的调整和修理,才解决了问题,继续开钻。因此可以想象,在这个过程中,需要运用到多领域的技术。
虽然整个过程相当艰难,但是当钻探区域深达万米以上以后,居然在地底深处发现了油气的存在。而且这也是地球上第一次在万米以下的区域发现石化能源。这一发现是有里程碑意义的,说明在万米以下的地层内部,油气的蕴藏规模可能更大。
现在的问题就是,像这种超深井钻探,未来如何做到常态化运作?我国现在取得的突破,正是在给未来打基础。因为这不是终点,未来还要再向着地心深处继续迈进。
另一口万米深井在向地底挺进
另一口万米深井位于川东北地区,是中国石油深地川科1井,如今正在向着万米地底挺进。有了完整的钻探经验,再加上详实的数据,未来超过万米的深井,恐怕不仅仅只有这两口。
除了围绕能源进行深地工程钻探以外,万米以下那些岩石层的物理化学特征,也能够揭秘数亿年前古地质时期的环境、气候以及地理演化规律。有了这些研究,也可以让我们对地球内部有了更深入的了解。无论是地球物质的组成,还是演化乃至气候变迁,这些问题都跟钻探的深度直接相关。
所以这不是一口简单的井,这是在向极限发起挑战。因为在整个钻探的过程中,除了要直面地底的结构和环境外,由此产生的难题还得我们通过技术去不断修正钻探的过程。
比如钻头硬度问题,采用的是怎样的合金材料和技术?如何保证一个钻头能钻得更深?这些都是在钻探过程中一边下深一边解决的。所以说,表面看起来是在打井,实际上也能够推动我国的工程技术迭代升级。
你可以这样去理解,我国推动的系统深地工程,既可以更多地了解地球内部的构造,也能够通过去实现这个过程来完成复杂技术的革新,掌握更多的黑科技。
最后回到能源问题上,未来油气资源的保证要从超深层区域来获取。而目前我国在这一领域的勘探工作还处于起步阶段。在塔里木盆地内,目前超过8000米的深井在300口以上,占全国规模的80% 以上。未来所有的深井都要朝着万米以下的超深井迈进。这既是技术的自我实现,对于能源的勘探和保证也很关键。
热门跟贴