塔克拉玛干沙漠下的宝藏:如何将石油和天然气开采出来?
来源:百家号 作者:追梦前行的小李 更新于:2025年01月09日 10时 阅读:0
塔克拉玛干沙漠,这片被誉为“死亡之海”的广袤之地,实际上蕴藏着无尽的能源宝藏。位于新疆南疆的塔里木盆地中心,这片中国最大的沙漠不仅以它的壮美和神秘吸引着无数探险家,更因其地下丰富的石油和天然气资源而备受瞩目。
每当冬季来临,能源需求更为迫切。新疆通过西气东输管道,将进口与国产的天然气输送到全国各地,为千家万户带去温暖与便捷。而塔克拉玛干沙漠,正是这一能源战略的重要支柱。据统计,该沙漠已探明的石油储量高达178亿吨,且仍有85%的油矿待发掘。此外,这里还是中国陆上第三大油气田,西气东输的主力气源地。
然而,开采这些巨额能源并非易事。塔里木盆地各大油田在近年来频频取得突破,不断刷新油气勘探开发的钻井深度纪录。今年3月,中国石油塔里木油田果勒3C井以9396米的完钻井深打破了亚洲最深水平井纪录;10月,中国石化西北油田的“深地一号”跃进3-3XC井更是以9432米的完钻井深创下了亚洲之最。展望未来,2024年中国石油深地塔科1井也将挑战更高纪录,设计井深将达到1.11万米。
随着钻井技术的不断进步,塔里木盆地8000米以深的钻井已成常态,9000米以深的技术难题也已攻克,万米深井的突破指日可待。那么,究竟是何动力推动我们不断向地球深处进军呢?无疑是对于能源需求的渴望,以及对这片不毛之地无尽宝藏的探索与利用。
关于石油的形成,目前“生物成油理论”得到了广泛的科学认可。该理论指出,远古时代的生物在死亡后被埋入地下,经过漫长的压缩和加热过程,逐渐形成了现今地层中的石油。而塔里木盆地,作为中国最大的沉积盆地,其深层至超深层蕴藏着丰富的烃源岩。这些烃源岩主要由寒武系、二叠系、石炭系及侏罗系沉积有机质形成,是富含有机质、能够大量生成并排出油气的岩石。它们在塔里木盆地中广泛分布且厚度巨大,为盆地的油气生成与储存提供了极为有利的条件。
其次,塔里木盆地深层盖层条件优越,这也是其能够大量储存油气的重要原因。盖层,就像一个紧密的锅盖,它能够有效地保护石油,防止其逸散。在塔里木盆地,深层盖层发育了中寒武统膏盐岩、石炭系膏泥岩及古近系膏盐岩等多套区域性盖层,这些盖层不仅厚度大、分布广泛,而且封盖能力极强,使得盆地深层至超深层能够大量富集油气资源。
再者,油气通常存贮于地底的石油储层中。塔里木盆地深层至超深层发育了三套规模可观的储层,包括下寒武统白云岩储层、奥陶系缝洞型石灰岩储层以及库车坳陷的白垩系至侏罗系碎屑岩储层。这些储层为油气提供了良好的储存空间。
此外,塔里木盆地的勘探开发难度堪称世界之最。在世界上公认的钻完井13项难度指标中,塔里木盆地有7项指标名列榜首。然而,正是这种极高的勘探开发难度,使得塔里木盆地成为了油气开发的热土。近年来,该盆地90%的储量以及50%的油气产量均来自超深层,这进一步推动了成熟深层与超深层开发技术的研发与应用。
为了进一步开发这些超深层的油气资源,塔里木油田已经钻探了超过1700口超过6000米深的钻井,以及130余口超过8000米深的钻井。这些钻井不仅揭示了地下丰富的油气资源,也为油气开发提供了有力的技术支撑。目前,塔里木油田8000米以深的超深井主要集中在10亿吨级的富满油田,以及天山南部克拉—克深、博孜—大北两个万亿立方米的大气区。这些区域将成为塔里木油田未来油气开发的重要领域。
值得一提的是,富满油田和博孜—大北气田都已取得了显著的勘探开发成果。今年,这两个区域双双上榜“全国油气勘探开发十大标志性成果”。此外,博孜天然气处理厂的投产也进一步提升了博孜—大北气田的天然气年处理能力,从50亿立方米提升至120亿立方米。同时,富满油田富源联合站的投产也标志着富满油田地下八九千米的超深层油气实现了规模效益开发。
中国石化西北油田也在超深层油气勘探方面取得了重要进展。他们不断探索新的勘探领域和技术方法,为我国的油气开发贡献了重要力量。
12月3日,我们俯瞰了位于沙雅县沙漠深处的超深井钻进现场,一幅繁忙而壮观的画面展现在眼前。这里,中国石化正在进行一项意义非凡的工程——顺北油气田的“深地工程”建设。该工程不仅被命名为“深地一号”,更成为我国首个以“深地工程”冠名的油气项目。
2023年11月15日,迎来了一个重要的时刻——“深地一号”的第三口超深井,跃进3-3XC井,成功开井并产出高产油气流,每日原油产量达200吨,天然气产量5万立方米。这一突破性进展,不仅彰显了我国在超深层油气勘探开发领域的实力,也为我们揭示了如何挖掘如此深层的奥秘。
在这背后,物探技术发挥着至关重要的作用。物探犹如给地球做一次高清CT扫描,为石油开采钻井提供精准导航。历经42个月的艰苦努力,西北油田终于获得了万米超深层的清晰影像,断裂识别精度高达15米。随后,通过运用先进的三维立体雕刻技术,地下油气储集空间的立体展布得以精准呈现,为油气开发提供了坚实的模型基础。
6月14日,在塔里木盆地,检测人员正对钻杆质量进行严格把关,确保钻井工具的安全入井。在这片地质环境复杂的区域,地下八九千米的高温高压环境给钻井工作带来了极大挑战。地层温度最高可达200摄氏度,压力更是高达150兆帕,使得近千根钻杆如同被煮熟的面条般难以操控,同时,高温高压也导致设备和仪器电子元器件经常失灵。
然而,中国石化凭借其创新的超高强度钻完井工具和钻杆,成功解决了这些难题。在钻进跃进3-3XC井时,更是采用了先进的“旋转导向”系统,使钻头具备了实时控制地下钻进方向的能力,高效且精准地实现了一趟钻贯穿目标地层的目标。
7月12日,在广袤的沙漠之中,钻机的轰鸣声震耳欲聋,深地塔科1井正全力以赴地向地下万米深处挺进。这不仅是技术的挑战,更是对人类探索精神的考验。
西北油田经过多年的积累,已经形成了一套成熟且高效的复杂超深井井深结构设计及配套技术。得益于这些技术的突破,超深井的钻井周期大幅缩短,由三年前的280天减少至目前的97天,同时中靶精度也显著提高,从60%攀升至90%。塔里木油田的超深井钻井速度同样取得了显著提升。
在富满油田,一口8000米级的超深井的钻探时间已经从过去的300多天大幅缩减至平均150天左右,最快甚至能在百天之内完成。此外,中国石油新疆油田在准噶尔盆地也成功钻探出多口8000米钻井,其中天湾1井更是创下了国内地层压力和井口流动压力的两项最高纪录。
吐哈油田也在不断向地球深部进军,提出了“吐哈之下找吐哈”的雄心壮志,近两年部署的风险探井深度超过7000米。这一系列的成就和突破,都彰显了我国在油气勘探开发领域的实力和潜力。
为何我们要如此关注新疆油气的勘探开发?这是因为石油和天然气资源对于国家的发展和人民的日常生活至关重要。塔里木盆地的油气超深层勘探开发不仅推动了能源科技的进步和发展,更为国家能源储备提供了有力支撑。同时,这也为能源产业带来了增产增收、提质提效的巨大机遇。对于普通人来说,我们的衣食住行、吃穿住用都离不开石油和天然气。
石油与天然气的广泛使用,使得汽车、火车、飞机等交通工具得以高效运转,为人们的出行带来了前所未有的便利,让千里之遥的距离变得触手可及。然而,我国在能源方面仍面临着一系列挑战,包括人均能源资源拥有量低、能源资源分布不均以及开发难度大等问题。幸运的是,塔里木盆地展现出巨大的勘探潜力,其已探明的油气储量有望在一定程度上缓解我国能源供需失衡的问题,确保能源供应的稳定性,降低对国际市场的过度依赖,并提升我国能源自给自足的能力。
尽管国际能源机构(IEA)最新发布的《世界能源展望2023》预测,未来清洁技术将占据举足轻重的地位,太阳能光伏发电量、可再生能源利用率、热泵及电加热系统建设,以及新海上风电项目的投资都将显著增长,但这并未削弱我们对地下油气资源勘探开发和技术突破的重视。
新疆的油气勘探开发正不断向地球深处推进。塔里木盆地在深达八九千米的地层中已发现可观的油气资源,然而,1万米乃至1.5万米以下的深层是否还蕴藏着油气宝藏,这仍有待科学家的进一步证实。
目前,新疆的准噶尔、塔里木、吐哈三大盆地已探明的石油资源量位居全国之首,天然气资源量紧随其后,位列全国第二。2022年,新疆的油气产量当量更是荣登全国榜首。由此可见,新疆的油气资源勘探开发对国家能源安全具有重要意义。