坐落沙漠內(nèi)地的塔中第三聯(lián)合站塔里木油田公司供圖

在塔里木這個我國陸上最大的含油氣盆地，散布著全國80%以上的超深井。憑仗超凡意志、立異理論、高超技能、先進設(shè)備，塔里木石油人現(xiàn)已向下鉆出了41座垂深逾越8000米的超深井。

8月，當陽光刺破云層，投射在廣袤的塔克拉瑪干沙漠，一座座紅白相間的井架裝點其間，散發(fā)著蒼涼冷峻的工業(yè)之美。

目之所及，是一幅現(xiàn)代石油工業(yè)的壯闊畫卷。在塔里木這個我國陸上最大的含油氣盆地，散布著全國80%以上的超深井。憑仗超凡意志、立異理論、高超技能、先進設(shè)備，塔里木石油人現(xiàn)已向下鉆出了41座垂深逾越8000米的超深井。

塔里木盆地，有著天賦異稟的油氣資源，也有著難以捉摸的脾氣秉性。在這兒鉆井，像成本極高的開盲盒。

在令人望而生畏的無人區(qū)，刀片山、鋸齒崖、沙漠戈壁、逝世之海……惡劣的天然環(huán)境和雜亂的地質(zhì)狀況像是一道不可逾越的通途，給油氣勘探開發(fā)籠上一層厚重的陰霾。從20世紀50年代末到80年代初，老一輩石油人歷經(jīng)五度上馬、五度下馬，打了130多口探井，卻只收獲兩個中型油氣田……

韶光穿梭至2021年，塔里木油田油氣產(chǎn)值當量繼2020年頭次打破3000萬噸之后，又沖上了3182萬噸新臺階，形成了兩個萬億方大氣區(qū)和一個10億噸大油區(qū)的格式。

是什么讓這個石油人的傷心腸成為能源沃土，又是什么讓這個巨大的盆地發(fā)明晰一個個顛覆性的高峰?

塔里木盆地的勘探開發(fā)史，便是對超深范疇的不斷探究史。

勇闖勘探禁區(qū)

“這兒是勘探禁區(qū)，根本不能做物探。”面對塔里木盆地庫車山前極為雜亂的地表地質(zhì)條件，地球物理學家伊爾瑪茲曾作出這樣的判別。

他談及的庫車山前坐落盆地北緣、天山南麓，這兒峭壁樹立，山崖疊起，峰巒嶙峋，草木不生，如斧砍刀斫過一樣峻峭險峻。

“抬頭見彼蒼，云霧繞井邊，出門就爬坡，走路就攀山。”一首順口溜道出了這兒環(huán)境的險峻。

“塔里木盆地是一個大型疊合復(fù)合盆地，呈‘三隆四坳’結(jié)構(gòu)格式，發(fā)育七個一級結(jié)構(gòu)單元。”指著一張錯綜雜亂的地形圖，塔里木油田首席專家楊海軍介紹說。幾句簡單“科普”就現(xiàn)已讓外行人懵圈。

在塔里木石油展覽館，一個巨大的盆狀模型讓人直觀感受到拱起、褶皺、斷層……塔里木盆地地質(zhì)結(jié)構(gòu)的雜亂，有地質(zhì)學家打了個比如，就像把一摞盤子打碎了又踹了幾腳。

在專家眼中，56萬平方公里的塔里木盆地，大致可分為幾大塊，別離是盆地周緣山前地帶的前陸區(qū)(前陸盆地)、包含北部天山山前的庫車前陸區(qū)、西南部昆侖山前的塔西南前陸區(qū)，以及盆地中心的臺盆區(qū)(克拉通盆地)。

“與國際其他盆地地質(zhì)條件徹底不同，塔里木盆地歷經(jīng)八期結(jié)構(gòu)變形，油氣藏遍及具有超深、高溫、高壓、高含硫、高含蠟的特征，油氣藏埋深大于4500米的探明儲量占總儲量的74.9%，勘探開發(fā)難度極大。”楊海軍說。

前史也印證著這一點——

從20世紀50年代初至70年代末，我國先后五上塔里木。受技能水平和經(jīng)濟條件制約，無法搞清地質(zhì)結(jié)構(gòu)，無法查明結(jié)構(gòu)形狀，縱使老一輩石油人苦苦尋覓，“空井一口接著一口”，僅在中淺層發(fā)現(xiàn)依奇克里克和柯克亞兩個中小油氣田，收效甚微。

進入80年代，原石油工業(yè)部組織“六上”塔里木，總算沒有空手而歸，特別是1988年輪南2井取得具有里程碑意義的打破，在塔里木盆地拉開了大規(guī)劃油氣勘探開發(fā)的前奏。

1989年4月，塔里木石油勘探開發(fā)指揮部在梨城庫爾勒建立，兩萬多名石油大軍在此集結(jié)，展開了一場新式石油大會戰(zhàn)。

進入新世紀，塔里木油田石油與天然氣事務(wù)并舉，發(fā)現(xiàn)了一批大中型氣田，推動了西氣東輸工程的建造投運，2008年油氣當量產(chǎn)值打破2000萬噸。

向超深層進軍

曩昔，難度小、開發(fā)成本低的淺層資源，一直是油氣勘探開發(fā)的要點。跟著中淺層油氣資源進入開發(fā)中后期，以及地質(zhì)理論、工程技能的不斷進步，超深層油氣已成為全球重要的接替能源。

關(guān)于油氣勘探深度界限的劃分，國內(nèi)外并沒有清晰和統(tǒng)一的界定，一般與地質(zhì)特征、勘探難度、勘探成本等因素有關(guān)，對于中西部盆地來說，一般將埋藏深度4500米作為深層界限，6000米作為超深層界限。

進軍超深層!興起于20世紀80年代的全球超深油氣勘探，在21世紀初進入快速發(fā)展階段，因為中淺層越來越難以發(fā)現(xiàn)大型的油氣藏。

石油地質(zhì)與結(jié)構(gòu)地質(zhì)學家、中國科學院院士賈承造認為，跟著對地下知道的不斷深化，“深層儲層很差”的主意現(xiàn)已過時。

事實證明，確實如此。塔里木盆地埋深逾越6000米的石油和天然氣資源別離占全國的83.2%和63.9%，是我國最大的深地油氣富集區(qū)。

但是，一深帶萬難。

超深層探究之路幾經(jīng)曲折。西氣東輸?shù)耐队?，帶來塔里木油田天然氣事業(yè)的大發(fā)展。但是，自克拉2、迪那2后，塔里木油田在6000米以淺再未取得大打破。在6000米以深超深層油氣勘探也是屢次受挫。

打探井就像開盲盒，僅僅開一個超深層的盲盒，至少耗費幾千萬元，甚至上億元。在與世隔絕的戈壁荒漠，奮戰(zhàn)幾百天，假如開出一個空盒子，于鉆井人，是比井還深的失望，于勘探人，是比山還大的壓力。

只有先從地質(zhì)上發(fā)現(xiàn)了有油氣的理論支撐，才可能打出油氣田來。面對56萬平方公里的大漠戈壁、斷崖險灘，猶如難如登天，該去哪兒找油找氣?

石油工業(yè)每一次大發(fā)展，都離不開地質(zhì)理論的先行飛躍。

“當年，多輪測驗受挫，咱們向往已久的大場面始終沒有出現(xiàn)。咱們意識到，有必要從頭審視勘探思路，采納革命性辦法。”塔里木油田企業(yè)專家楊文靜說。

20世紀90年代初從同濟大學畢業(yè)時，她帶來的是書本上的常識。組織并輔導(dǎo)過多輪風險探井證明，發(fā)現(xiàn)多個勘探新范疇后，她又積累了很多實戰(zhàn)經(jīng)歷。

按照傳統(tǒng)的背斜找油理論，他們相繼在輪南、英買力及塔中三大拱起區(qū)5000米左右的深層取得了高產(chǎn)油氣流，但隨后全體解剖輪南大背斜受挫，深層勘探墮入“有發(fā)現(xiàn)，無儲量，無產(chǎn)值”的困境。

戴著厚厚黑框眼鏡，留著齊耳短發(fā)的楊文靜描述那段“受挫—打碎—重塑—再打碎—再重塑”的艱難進程，是一次對常識與經(jīng)歷的顛覆性知道，無異于一次魂靈的重塑。

“構(gòu)想是勘探的魂靈。徹底是摸著石頭過河，國內(nèi)外其他盆地沒有類似的油氣田和成熟的理論可供學習，只能在實踐中探究立異。”楊文靜說。

圈閉，是指在地下集合和保存油氣的場所，是勘探人魂牽夢繞的地方。

從2005年到2007年，他們在克拉蘇結(jié)構(gòu)帶發(fā)明性地開展了“寬線+大組合”二維地震攻關(guān)，地震材料質(zhì)量也因此完成質(zhì)的飛躍，發(fā)現(xiàn)和執(zhí)行了一批超深圈閉。

跟著雜亂結(jié)構(gòu)區(qū)成像質(zhì)量顯著提高，克深結(jié)構(gòu)神秘面紗一層層揭開;一系列顛覆性地質(zhì)理論知道，攻克了超深雜亂區(qū)域的結(jié)構(gòu)建模難題，為超深特大氣田發(fā)現(xiàn)提供了理論支持。

理論打破，一掃曩昔的陰霾。2008年，克深2井在地下6573米到6697米的井段取得了高產(chǎn)氣流，打破了其時“6000米是油氣逝世線”的傳統(tǒng)知道，全面打開了克拉蘇結(jié)構(gòu)帶地下7000米的局勢，發(fā)現(xiàn)了克拉蘇鹽下超深大氣田。

由此，塔里木進入超深范疇規(guī)劃勘探階段，勘探深度一步步從6000米、7000米邁向8000米，克深8、克深9、克深13、克深5……到2017年末，累計發(fā)現(xiàn)12個氣藏，這意味著形成了塔里木盆地第一個萬億方大氣區(qū)——克拉—克深大氣區(qū)。

局勢就此打開

還有沒有第二個?

塔里木油田勘探開發(fā)研究院把目標放在了克深周圍的博孜—大敗區(qū)域，這兒同樣坐落克拉蘇結(jié)構(gòu)帶，具有類似的地質(zhì)條件，也曾取得勘探發(fā)現(xiàn)，但越往西走油氣埋藏越深，遍及逾越7000米，勘探難度大，始終未形成規(guī)劃。

“好吃的肉都吃掉了，剩下的都是難啃的硬骨頭。”塔里木油田勘探開發(fā)研究院黨委書記施英說。

調(diào)研了全球相似盆地后，他們發(fā)現(xiàn)毫無先例可直接學習。于是，他們聯(lián)合國內(nèi)外多家高水平研究團隊，從頭梳理了5500平方公里范圍內(nèi)的斷裂，系統(tǒng)分析了1000余次天然地震信息，開展了數(shù)百次室內(nèi)物理模擬實驗，用一年時刻，總算清晰了克拉蘇四大斷裂帶，劃分出四個結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換帶，并立異提出了結(jié)構(gòu)變換帶建模理論，找到了開啟地下瑰寶的金鑰匙。

僅用半年時刻，就發(fā)現(xiàn)執(zhí)行了21個圈閉，新發(fā)現(xiàn)了11個氣藏，博孜—大敗的天然氣勘探呈爆發(fā)式增長。

正當我們都認為第二個萬億方大氣區(qū)就這樣被發(fā)現(xiàn)時，2021年頭，博孜21、博孜22等探井、點評井卻接連失利，給了他們當頭一棒。

問題究竟出在哪兒?

為撥開迷霧，該研究院建立6個攻關(guān)小組，全面總結(jié)41口井成功與失利經(jīng)歷教訓，一項一項進行系統(tǒng)分析。

一個月后，他們又建立了精密勘探專班，系統(tǒng)開展基礎(chǔ)研究。

專班班長謝會文從克拉2開始就從事克拉蘇結(jié)構(gòu)帶勘探作業(yè)，他告知科技日報記者：“八個月里，專班精密立體解釋了3萬多平方公里地震材料，化驗巖芯樣品近3000塊次，堆起來能裝一貨車，從頭繪制地質(zhì)圖件500余幅，摞起來有半米高。”

至此，博孜—大敗的地下狀況逐漸清晰。

2021年，一批新井從頭上鉆，成功率提高了近20個百分點。其中，大敗4井在8143米測試獲嚴重發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)亞洲陸上碎屑巖氣井深度之最，證實8000米以深仍存在優(yōu)質(zhì)儲層，堅定了在超深層繼續(xù)尋找大氣田的信心和決計。

到2021年末，博孜—大敗累計發(fā)現(xiàn)了17個超深油氣藏，提交三級儲量7000億方。

“今年一季度，咱們又新執(zhí)行了8個圈閉，第二個萬億方大氣區(qū)根本在握。”施英說。

2022年7月底，“塔里木油田博孜—大敗超深大氣區(qū)100億立方米產(chǎn)能建造工程”開工，這是迄今我國最大的超深凝析氣田項目，博孜—大敗也步入了全面開發(fā)階段，凝析油和天然氣產(chǎn)值將在“十四五”末別離達到102萬噸、100億立方米。

打破“深度極限”

8月盛夏盛暑，赤日炎炎，銀沙扎眼。頂著40攝氏度以上的高溫氣候，人在塔克拉瑪干沙漠里行走，只覺得熾熱難耐。

在浩瀚無垠的沙漠一路波動，歷經(jīng)幾個小時的翻山越嶺，總算在數(shù)百公里外，記者見到了大漠內(nèi)地已建成的年產(chǎn)200萬噸大油田——富滿油田。

鉆塔高聳入云，在漫天風沙中傲然挺立。

這是全球陸上最深海相碳酸鹽巖油田，油氣埋深逾越7500米，是我國在7500米以深建成的規(guī)劃最大、開發(fā)效益最好的油田，也是我國超深雜亂氣藏高效勘探開發(fā)示范區(qū)。面積逾越一萬平方公里、油氣資源量逾越10億噸的富滿油田，是塔里木盆地近10年來最大的石油勘探發(fā)現(xiàn)。

“上一年塔里木油田擴建完成油氣處理裝置，串聯(lián)起了富滿油田東西近160公里的190口油氣井。”塔里木油田哈得油氣開發(fā)部司理李旭光是個巨大的青年人，身著赤色作業(yè)服，“一年大概有三分之二的時刻都泡在戶外現(xiàn)場”，多年扎根大漠一線的奮戰(zhàn)韶光讓他對油田勘探開發(fā)的來龍去脈知之甚深，如數(shù)家珍。

上天、下海、入地，是人類探究天然的三大豪舉。作為“入地”的重要手段之一，超深鉆井被稱為“深入地球內(nèi)部的望遠鏡”。

2002年，朱光亞院士在考察油田時說，原認為上天難，現(xiàn)在看來入地更難。

在“碎盤子”中找油難，把油采出來更難。造訪塔里木油田，很多人描述：“在雜亂地質(zhì)條件下，深井超深井的鉆井，就像天天打遭遇戰(zhàn)。”

理論上可行不代表生產(chǎn)實踐中能一路疏通。深井技能，是“全球少有、國內(nèi)獨有”的鉆井工程難題。

這是一場與險峻環(huán)境的斗爭、與技能應(yīng)戰(zhàn)的較量，更是一場精力的淬煉。石油人不斷應(yīng)戰(zhàn)極限，打破禁區(qū)，一次次用探究、實踐和立異更改教科書的“金科玉律”。

7月15日23時，天剛黑透，完畢一天繁忙作業(yè)的塔里木油田勘探事業(yè)部司理賈應(yīng)林與記者挑燈夜談。

某位老領(lǐng)導(dǎo)退休后，一次聊地利對賈應(yīng)林說：“總算不必擔驚受怕了。”

賈應(yīng)林太懂他了，老領(lǐng)導(dǎo)的責任之一，便是坐上越野車從一個井口趕往另一個，去輔導(dǎo)處理各種問題，最怕夜里手機響。

但是，塔里木盆地地質(zhì)條件與國際其他盆地徹底不同，歷經(jīng)八期結(jié)構(gòu)變形，地質(zhì)結(jié)構(gòu)雜亂多樣，油氣藏遍及存在超深、超高溫、超高壓等勘探開發(fā)難題。

“起先油田引進的是筆直鉆井技能，成果水土不服，問題層出不窮。”賈應(yīng)林說，井打不直，深層鉆井周期長，套管磨損嚴峻，鉆井過程中井漏和溢流替換發(fā)生。地層傾角大帶來的井斜控制和加大鉆壓之間的矛盾，如何準確挑選鉆頭類型，跟著井深添加，高溫文異常超高壓對鉆井配備和井控作業(yè)提出的技能要求……這些都是巨大應(yīng)戰(zhàn)。

縱然地殼深部有豐厚的油氣資源，但堅固的巖石、高溫高壓的極點環(huán)境，導(dǎo)致向地球深部探究困難重重。超深井每添加100米，難度就會添加一個指數(shù)級。

比如庫車山前地下上層的巨厚礫石層硬過“金剛石”，最厚可達5000米，中層軟得像橡皮糖的復(fù)合鹽膏層最厚達2000米，底部的細密砂巖好比磨刀石。

塔里木超深井鉆井之難，還體現(xiàn)在井底高溫、高壓和高地應(yīng)力的共同疊加，近200度的高溫文近200兆帕的高壓，讓堅固的鉆井東西柔軟如“面條”。

為了戰(zhàn)勝儲層超深、超高壓、高溫等多個極限難題，塔里木油田進行了多項技能攻關(guān)，立異了超深雜亂壓力系統(tǒng)安全封隔技能、發(fā)明晰三套雜亂難鉆地層快速鉆井技能、創(chuàng)建了極點環(huán)境下井筒完整性技能。

其中，油田立異的超深雜亂壓力系統(tǒng)安全封隔技能，構(gòu)建了滿意不同鹽層埋深、層數(shù)、蠕變強度的非標井身結(jié)構(gòu)系列，處理了多套超深復(fù)合鹽層安全封隔嚴重難題。

正是借助該技能，塔里木油田鉆成了亞洲陸上最深井——輪探1井，完成了嚴重勘探發(fā)現(xiàn)。

2020年1月，坐落輪南的風險探井輪探1井，折算日產(chǎn)原油133.46立方米、天然氣4.87萬立方米。該井鉆探井深8882米，相當于在地下打出了一座“珠穆朗瑪峰”，其時發(fā)明晰亞洲陸上最深井、最深出油氣井等七項紀錄。

這同時證實了塔里木盆地8200米以深地層仍然發(fā)育原生油藏和優(yōu)質(zhì)儲蓋組合，發(fā)現(xiàn)全球最深古生界油氣藏，且鉆井配備配套、鉆東西、鉆井液悉數(shù)完成國產(chǎn)化。

在地下結(jié)構(gòu)最雜亂的庫車山前，平均鉆井周期由以往的2年縮短至200多天，完成了“打不成”到難鉆地層“打得快”、雜亂地質(zhì)“鉆得深”、極點工況“靠得住”的嚴重跨過。

牽頭聚集配備范疇，塔里木油田與寶石機械“聯(lián)婚”，合力打造了國內(nèi)首臺四單根立柱9000米超深井鉆機;與寶雞鋼管“牽手”，研宣布“超級13鉻油管”，以其更強性能和更低成本，在同區(qū)塊和進口油管的“擂臺賽”上大獲全勝。

現(xiàn)在，300多項重要油氣生產(chǎn)設(shè)備完成國產(chǎn)化，自主研制的國產(chǎn)油基泥漿打破了國外長達9年的技能壟斷……一批“石油重器”填補了國內(nèi)空白，打破了工程技能“深度極限”。

從“刀片山”上的攻城拔寨，到輪探1井鉆出的“地下珠峰”，再到富滿油田超深層涌出的滾滾油氣，一系列科技立異“組合拳”接連打出，打破了深地雜亂油氣藏鉆完井關(guān)鍵技能，完成了難鉆地層打得快、雜亂地質(zhì)鉆得深、極點工況靠得住、難動用儲量采得出。

在中國工程院院士羅平亞、中國科學院院士高德利看來，塔里木深地雜亂油氣藏鉆完井技能引領(lǐng)了全球陸上井筒完整性技能發(fā)展，完成了規(guī)劃應(yīng)用，證明我國深地鉆井工藝技能已跨入國際前列。

今年5月，塔里木油田首口超9000米的深井開鉆，向塔里木盆地北部超深地層鉆進，這一深度將逾越“地下珠穆朗瑪峰”。