进军超深层，钻出“地下珠峰”——塔里木油田超深油气勘探开发纪实

  坐落沙漠内地的塔中第三联合站塔里木油田公司供图

在塔里木这个我国陆上最大的含油气盆地，散布着全国80%以上的超深井。凭仗超凡意志、立异理论、高超技能、先进设备，塔里木石油人现已向下钻出了41座垂深逾越8000米的超深井。

8月，当阳光刺破云层，投射在广袤的塔克拉玛干沙漠，一座座红白相间的井架装点其间，散发着苍凉冷峻的工业之美。

目之所及，是一幅现代石油工业的壮阔画卷。在塔里木这个我国陆上最大的含油气盆地，散布着全国80%以上的超深井。凭仗超凡意志、立异理论、高超技能、先进设备，塔里木石油人现已向下钻出了41座垂深逾越8000米的超深井。

塔里木盆地，有着天赋异禀的油气资源，也有着难以捉摸的脾气秉性。在这儿钻井，像成本极高的开盲盒。

在令人望而生畏的无人区，刀片山、锯齿崖、沙漠戈壁、逝世之海……恶劣的天然环境和杂乱的地质状况像是一道不可逾越的通途，给油气勘探开发笼上一层厚重的阴霾。从20世纪50年代末到80年代初，老一辈石油人历经五度上马、五度下马，打了130多口探井，却只收获两个中型油气田……

韶光穿梭至2021年，塔里木油田油气产值当量继2020年头次打破3000万吨之后，又冲上了3182万吨新台阶，形成了两个万亿方大气区和一个10亿吨大油区的格式。

是什么让这个石油人的伤心肠成为能源沃土，又是什么让这个巨大的盆地发明晰一个个颠覆性的高峰?

塔里木盆地的勘探开发史，便是对超深范畴的不断探究史。

勇闯勘探禁区

“这儿是勘探禁区，根本不能做物探。”面对塔里木盆地库车山前极为杂乱的地表地质条件，地球物理学家伊尔玛兹曾作出这样的判别。

他谈及的库车山前坐落盆地北缘、天山南麓，这儿峭壁树立，山崖叠起，峰峦嶙峋，草木不生，如斧砍刀斫过一样峻峭险峻。

“抬头见彼苍，云雾绕井边，出门就爬坡，走路就攀山。”一首顺口溜道出了这儿环境的险峻。

“塔里木盆地是一个大型叠合复合盆地，呈‘三隆四坳’结构格式，发育七个一级结构单元。”指着一张错综杂乱的地形图，塔里木油田首席专家杨海军介绍说。几句简单“科普”就现已让外行人懵圈。

在塔里木石油展览馆，一个巨大的盆状模型让人直观感受到拱起、褶皱、断层……塔里木盆地地质结构的杂乱，有地质学家打了个比如，就像把一摞盘子打碎了又踹了几脚。

在专家眼中，56万平方公里的塔里木盆地，大致可分为几大块，别离是盆地周缘山前地带的前陆区(前陆盆地)、包含北部天山山前的库车前陆区、西南部昆仑山前的塔西南前陆区，以及盆地中心的台盆区(克拉通盆地)。

“与国际其他盆地地质条件彻底不同，塔里木盆地历经八期结构变形，油气藏遍及具有超深、高温、高压、高含硫、高含蜡的特征，油气藏埋深大于4500米的探明储量占总储量的74.9%，勘探开发难度极大。”杨海军说。

前史也印证着这一点——

从20世纪50年代初至70年代末，我国先后五上塔里木。受技能水平和经济条件制约，无法搞清地质结构，无法查明结构形状，纵使老一辈石油人苦苦寻觅，“空井一口接着一口”，仅在中浅层发现依奇克里克和柯克亚两个中小油气田，收效甚微。

进入80年代，原石油工业部组织“六上”塔里木，总算没有空手而归，特别是1988年轮南2井取得具有里程碑意义的打破，在塔里木盆地拉开了大规划油气勘探开发的前奏。

1989年4月，塔里木石油勘探开发指挥部在梨城库尔勒建立，两万多名石油大军在此集结，展开了一场新式石油大会战。

进入新世纪，塔里木油田石油与天然气事务并举，发现了一批大中型气田，推动了西气东输工程的建造投运，2008年油气当量产值打破2000万吨。

向超深层进军

曩昔，难度小、开发成本低的浅层资源，一直是油气勘探开发的要点。跟着中浅层油气资源进入开发中后期，以及地质理论、工程技能的不断进步，超深层油气已成为全球重要的接替能源。

关于油气勘探深度界限的划分，国内外并没有清晰和统一的界定，一般与地质特征、勘探难度、勘探成本等因素有关，对于中西部盆地来说，一般将埋藏深度4500米作为深层界限，6000米作为超深层界限。

进军超深层!兴起于20世纪80年代的全球超深油气勘探，在21世纪初进入快速发展阶段，因为中浅层越来越难以发现大型的油气藏。

石油地质与结构地质学家、中国科学院院士贾承造认为，跟着对地下知道的不断深化，“深层储层很差”的主意现已过时。

事实证明，确实如此。塔里木盆地埋深逾越6000米的石油和天然气资源别离占全国的83.2%和63.9%，是我国最大的深地油气富集区。

但是，一深带万难。

超深层探究之路几经曲折。西气东输的投用，带来塔里木油田天然气事业的大发展。但是，自克拉2、迪那2后，塔里木油田在6000米以浅再未取得大打破。在6000米以深超深层油气勘探也是屡次受挫。

打探井就像开盲盒，仅仅开一个超深层的盲盒，至少耗费几千万元，甚至上亿元。在与世隔绝的戈壁荒漠，奋战几百天，假如开出一个空盒子，于钻井人，是比井还深的失望，于勘探人，是比山还大的压力。

只有先从地质上发现了有油气的理论支撑，才可能打出油气田来。面对56万平方公里的大漠戈壁、断崖险滩，犹如难如登天，该去哪儿找油找气?

石油工业每一次大发展，都离不开地质理论的先行飞跃。

“当年，多轮测验受挫，咱们向往已久的大场面始终没有出现。咱们意识到，有必要从头审视勘探思路，采纳革命性办法。”塔里木油田企业专家杨文静说。

20世纪90年代初从同济大学毕业时，她带来的是书本上的常识。组织并辅导过多轮风险探井证明，发现多个勘探新范畴后，她又积累了很多实战经历。

按照传统的背斜找油理论，他们相继在轮南、英买力及塔中三大拱起区5000米左右的深层取得了高产油气流，但随后全体解剖轮南大背斜受挫，深层勘探堕入“有发现，无储量，无产值”的困境。

戴着厚厚黑框眼镜，留着齐耳短发的杨文静描述那段“受挫—打碎—重塑—再打碎—再重塑”的艰难进程，是一次对常识与经历的颠覆性知道，无异于一次魂灵的重塑。

“构想是勘探的魂灵。彻底是摸着石头过河，国内外其他盆地没有类似的油气田和成熟的理论可供学习，只能在实践中探究立异。”杨文静说。

圈闭，是指在地下集合和保存油气的场所，是勘探人魂牵梦绕的地方。

从2005年到2007年，他们在克拉苏结构带发明性地开展了“宽线+大组合”二维地震攻关，地震材料质量也因此完成质的飞跃，发现和执行了一批超深圈闭。

跟着杂乱结构区成像质量显著提高，克深结构神秘面纱一层层揭开;一系列颠覆性地质理论知道，攻克了超深杂乱区域的结构建模难题，为超深特大气田发现提供了理论支持。

理论打破，一扫曩昔的阴霾。2008年，克深2井在地下6573米到6697米的井段取得了高产气流，打破了其时“6000米是油气逝世线”的传统知道，全面打开了克拉苏结构带地下7000米的局势，发现了克拉苏盐下超深大气田。

由此，塔里木进入超深范畴规划勘探阶段，勘探深度一步步从6000米、7000米迈向8000米，克深8、克深9、克深13、克深5……到2017年末，累计发现12个气藏，这意味着形成了塔里木盆地第一个万亿方大气区——克拉—克深大气区。

局势就此打开

还有没有第二个?

塔里木油田勘探开发研究院把目标放在了克深周围的博孜—大败区域，这儿同样坐落克拉苏结构带，具有类似的地质条件，也曾取得勘探发现，但越往西走油气埋藏越深，遍及逾越7000米，勘探难度大，始终未形成规划。

“好吃的肉都吃掉了，剩下的都是难啃的硬骨头。”塔里木油田勘探开发研究院党委书记施英说。

调研了全球相似盆地后，他们发现毫无先例可直接学习。于是，他们联合国内外多家高水平研究团队，从头梳理了5500平方公里范围内的断裂，系统分析了1000余次天然地震信息，开展了数百次室内物理模拟实验，用一年时刻，总算清晰了克拉苏四大断裂带，划分出四个结构转换带，并立异提出了结构变换带建模理论，找到了开启地下瑰宝的金钥匙。

仅用半年时刻，就发现执行了21个圈闭，新发现了11个气藏，博孜—大败的天然气勘探呈爆发式增长。

正当我们都认为第二个万亿方大气区就这样被发现时，2021年头，博孜21、博孜22等探井、点评井却接连失利，给了他们当头一棒。

问题究竟出在哪儿?

为拨开迷雾，该研究院建立6个攻关小组，全面总结41口井成功与失利经历教训，一项一项进行系统分析。

一个月后，他们又建立了精密勘探专班，系统开展基础研究。

专班班长谢会文从克拉2开始就从事克拉苏结构带勘探作业，他告知科技日报记者：“八个月里，专班精密立体解释了3万多平方公里地震材料，化验岩芯样品近3000块次，堆起来能装一货车，从头绘制地质图件500余幅，摞起来有半米高。”

至此，博孜—大败的地下状况逐渐清晰。

2021年，一批新井从头上钻，成功率提高了近20个百分点。其中，大败4井在8143米测试获严重发现，创亚洲陆上碎屑岩气井深度之最，证实8000米以深仍存在优质储层，坚定了在超深层继续寻找大气田的信心和决计。

到2021年末，博孜—大败累计发现了17个超深油气藏，提交三级储量7000亿方。

“今年一季度，咱们又新执行了8个圈闭，第二个万亿方大气区根本在握。”施英说。

2022年7月底，“塔里木油田博孜—大败超深大气区100亿立方米产能建造工程”开工，这是迄今我国最大的超深凝析气田项目，博孜—大败也步入了全面开发阶段，凝析油和天然气产值将在“十四五”末别离达到102万吨、100亿立方米。

打破“深度极限”

8月盛夏盛暑，赤日炎炎，银沙扎眼。顶着40摄氏度以上的高温气候，人在塔克拉玛干沙漠里行走，只觉得炽热难耐。

在浩瀚无垠的沙漠一路波动，历经几个小时的翻山越岭，总算在数百公里外，记者见到了大漠内地已建成的年产200万吨大油田——富满油田。

钻塔高耸入云，在漫天风沙中傲然挺立。

这是全球陆上最深海相碳酸盐岩油田，油气埋深逾越7500米，是我国在7500米以深建成的规划最大、开发效益最好的油田，也是我国超深杂乱气藏高效勘探开发示范区。面积逾越一万平方公里、油气资源量逾越10亿吨的富满油田，是塔里木盆地近10年来最大的石油勘探发现。

“上一年塔里木油田扩建完成油气处理装置，串联起了富满油田东西近160公里的190口油气井。”塔里木油田哈得油气开发部司理李旭光是个巨大的青年人，身着赤色作业服，“一年大概有三分之二的时刻都泡在户外现场”，多年扎根大漠一线的奋战韶光让他对油田勘探开发的来龙去脉知之甚深，如数家珍。

上天、下海、入地，是人类探究天然的三大豪举。作为“入地”的重要手段之一，超深钻井被称为“深入地球内部的望远镜”。

2002年，朱光亚院士在考察油田时说，原认为上天难，现在看来入地更难。

在“碎盘子”中找油难，把油采出来更难。造访塔里木油田，很多人描述：“在杂乱地质条件下，深井超深井的钻井，就像天天打遭遇战。”

理论上可行不代表生产实践中能一路疏通。深井技能，是“全球少有、国内独有”的钻井工程难题。

这是一场与险峻环境的斗争、与技能应战的较量，更是一场精力的淬炼。石油人不断应战极限，打破禁区，一次次用探究、实践和立异更改教科书的“金科玉律”。

7月15日23时，天刚黑透，完毕一天繁忙作业的塔里木油田勘探事业部司理贾应林与记者挑灯夜谈。

某位老领导退休后，一次聊地利对贾应林说：“总算不必担惊受怕了。”

贾应林太懂他了，老领导的责任之一，便是坐上越野车从一个井口赶往另一个，去辅导处理各种问题，最怕夜里手机响。

但是，塔里木盆地地质条件与国际其他盆地彻底不同，历经八期结构变形，地质结构杂乱多样，油气藏遍及存在超深、超高温、超高压等勘探开发难题。

“起先油田引进的是笔直钻井技能，成果水土不服，问题层出不穷。”贾应林说，井打不直，深层钻井周期长，套管磨损严峻，钻井过程中井漏和溢流替换发生。地层倾角大带来的井斜控制和加大钻压之间的矛盾，如何准确挑选钻头类型，跟着井深添加，高温文异常超高压对钻井配备和井控作业提出的技能要求……这些都是巨大应战。

纵然地壳深部有丰厚的油气资源，但坚固的岩石、高温高压的极点环境，导致向地球深部探究困难重重。超深井每添加100米，难度就会添加一个指数级。

比如库车山前地下上层的巨厚砾石层硬过“金刚石”，最厚可达5000米，中层软得像橡皮糖的复合盐膏层最厚达2000米，底部的细密砂岩好比磨刀石。

塔里木超深井钻井之难，还体现在井底高温、高压和高地应力的共同叠加，近200度的高温文近200兆帕的高压，让坚固的钻井东西柔软如“面条”。

为了战胜储层超深、超高压、高温等多个极限难题，塔里木油田进行了多项技能攻关，立异了超深杂乱压力系统安全封隔技能、发明晰三套杂乱难钻地层快速钻井技能、创建了极点环境下井筒完整性技能。

其中，油田立异的超深杂乱压力系统安全封隔技能，构建了满意不同盐层埋深、层数、蠕变强度的非标井身结构系列，处理了多套超深复合盐层安全封隔严重难题。

正是借助该技能，塔里木油田钻成了亚洲陆上最深井——轮探1井，完成了严重勘探发现。

2020年1月，坐落轮南的风险探井轮探1井，折算日产原油133.46立方米、天然气4.87万立方米。该井钻探井深8882米，相当于在地下打出了一座“珠穆朗玛峰”，其时发明晰亚洲陆上最深井、最深出油气井等七项纪录。

这同时证实了塔里木盆地8200米以深地层仍然发育原生油藏和优质储盖组合，发现全球最深古生界油气藏，且钻井配备配套、钻东西、钻井液悉数完成国产化。

在地下结构最杂乱的库车山前，平均钻井周期由以往的2年缩短至200多天，完成了“打不成”到难钻地层“打得快”、杂乱地质“钻得深”、极点工况“靠得住”的严重跨过。

牵头聚集配备范畴，塔里木油田与宝石机械“联婚”，合力打造了国内首台四单根立柱9000米超深井钻机;与宝鸡钢管“牵手”，研宣布“超级13铬油管”，以其更强性能和更低成本，在同区块和进口油管的“擂台赛”上大获全胜。

现在，300多项重要油气生产设备完成国产化，自主研制的国产油基泥浆打破了国外长达9年的技能垄断……一批“石油重器”填补了国内空白，打破了工程技能“深度极限”。

从“刀片山”上的攻城拔寨，到轮探1井钻出的“地下珠峰”，再到富满油田超深层涌出的滚滚油气，一系列科技立异“组合拳”接连打出，打破了深地杂乱油气藏钻完井关键技能，完成了难钻地层打得快、杂乱地质钻得深、极点工况靠得住、难动用储量采得出。

在中国工程院院士罗平亚、中国科学院院士高德利看来，塔里木深地杂乱油气藏钻完井技能引领了全球陆上井筒完整性技能发展，完成了规划应用，证明我国深地钻井工艺技能已跨入国际前列。

今年5月，塔里木油田首口超9000米的深井开钻，向塔里木盆地北部超深地层钻进，这一深度将逾越“地下珠穆朗玛峰”。