塔克拉瑪干沙漠下的寶藏:如何將石油和天然氣開采出來?
來源:百家號 作者:追夢前行的小李 更新于:2025年01月09日 10時(shí) 閱讀:0
塔克拉瑪干沙漠,這片被譽(yù)為“死亡之?!钡膹V袤之地,實(shí)際上蘊(yùn)藏著無盡的能源寶藏。位于新疆南疆的塔里木盆地中心,這片中國最大的沙漠不僅以它的壯美和神秘吸引著無數(shù)探險(xiǎn)家,更因其地下豐富的石油和天然氣資源而備受矚目。
每當(dāng)冬季來臨,能源需求更為迫切。新疆通過西氣東輸管道,將進(jìn)口與國產(chǎn)的天然氣輸送到全國各地,為千家萬戶帶去溫暖與便捷。而塔克拉瑪干沙漠,正是這一能源戰(zhàn)略的重要支柱。據(jù)統(tǒng)計(jì),該沙漠已探明的石油儲量高達(dá)178億噸,且仍有85%的油礦待發(fā)掘。此外,這里還是中國陸上第三大油氣田,西氣東輸?shù)闹髁庠吹亍?/p>
然而,開采這些巨額能源并非易事。塔里木盆地各大油田在近年來頻頻取得突破,不斷刷新油氣勘探開發(fā)的鉆井深度紀(jì)錄。今年3月,中國石油塔里木油田果勒3C井以9396米的完鉆井深打破了亞洲最深水平井紀(jì)錄;10月,中國石化西北油田的“深地一號”躍進(jìn)3-3XC井更是以9432米的完鉆井深創(chuàng)下了亞洲之最。展望未來,2024年中國石油深地塔科1井也將挑戰(zhàn)更高紀(jì)錄,設(shè)計(jì)井深將達(dá)到1.11萬米。
隨著鉆井技術(shù)的不斷進(jìn)步,塔里木盆地8000米以深的鉆井已成常態(tài),9000米以深的技術(shù)難題也已攻克,萬米深井的突破指日可待。那么,究竟是何動(dòng)力推動(dòng)我們不斷向地球深處進(jìn)軍呢?無疑是對于能源需求的渴望,以及對這片不毛之地?zé)o盡寶藏的探索與利用。
關(guān)于石油的形成,目前“生物成油理論”得到了廣泛的科學(xué)認(rèn)可。該理論指出,遠(yuǎn)古時(shí)代的生物在死亡后被埋入地下,經(jīng)過漫長的壓縮和加熱過程,逐漸形成了現(xiàn)今地層中的石油。而塔里木盆地,作為中國最大的沉積盆地,其深層至超深層蘊(yùn)藏著豐富的烴源巖。這些烴源巖主要由寒武系、二疊系、石炭系及侏羅系沉積有機(jī)質(zhì)形成,是富含有機(jī)質(zhì)、能夠大量生成并排出油氣的巖石。它們在塔里木盆地中廣泛分布且厚度巨大,為盆地的油氣生成與儲存提供了極為有利的條件。
其次,塔里木盆地深層蓋層條件優(yōu)越,這也是其能夠大量儲存油氣的重要原因。蓋層,就像一個(gè)緊密的鍋蓋,它能夠有效地保護(hù)石油,防止其逸散。在塔里木盆地,深層蓋層發(fā)育了中寒武統(tǒng)膏鹽巖、石炭系膏泥巖及古近系膏鹽巖等多套區(qū)域性蓋層,這些蓋層不僅厚度大、分布廣泛,而且封蓋能力極強(qiáng),使得盆地深層至超深層能夠大量富集油氣資源。
再者,油氣通常存貯于地底的石油儲層中。塔里木盆地深層至超深層發(fā)育了三套規(guī)模可觀的儲層,包括下寒武統(tǒng)白云巖儲層、奧陶系縫洞型石灰?guī)r儲層以及庫車坳陷的白堊系至侏羅系碎屑巖儲層。這些儲層為油氣提供了良好的儲存空間。
此外,塔里木盆地的勘探開發(fā)難度堪稱世界之最。在世界上公認(rèn)的鉆完井13項(xiàng)難度指標(biāo)中,塔里木盆地有7項(xiàng)指標(biāo)名列榜首。然而,正是這種極高的勘探開發(fā)難度,使得塔里木盆地成為了油氣開發(fā)的熱土。近年來,該盆地90%的儲量以及50%的油氣產(chǎn)量均來自超深層,這進(jìn)一步推動(dòng)了成熟深層與超深層開發(fā)技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。
為了進(jìn)一步開發(fā)這些超深層的油氣資源,塔里木油田已經(jīng)鉆探了超過1700口超過6000米深的鉆井,以及130余口超過8000米深的鉆井。這些鉆井不僅揭示了地下豐富的油氣資源,也為油氣開發(fā)提供了有力的技術(shù)支撐。目前,塔里木油田8000米以深的超深井主要集中在10億噸級的富滿油田,以及天山南部克拉—克深、博孜—大北兩個(gè)萬億立方米的大氣區(qū)。這些區(qū)域?qū)⒊蔀樗锬居吞镂磥碛蜌忾_發(fā)的重要領(lǐng)域。
值得一提的是,富滿油田和博孜—大北氣田都已取得了顯著的勘探開發(fā)成果。今年,這兩個(gè)區(qū)域雙雙上榜“全國油氣勘探開發(fā)十大標(biāo)志性成果”。此外,博孜天然氣處理廠的投產(chǎn)也進(jìn)一步提升了博孜—大北氣田的天然氣年處理能力,從50億立方米提升至120億立方米。同時(shí),富滿油田富源聯(lián)合站的投產(chǎn)也標(biāo)志著富滿油田地下八九千米的超深層油氣實(shí)現(xiàn)了規(guī)模效益開發(fā)。
中國石化西北油田也在超深層油氣勘探方面取得了重要進(jìn)展。他們不斷探索新的勘探領(lǐng)域和技術(shù)方法,為我國的油氣開發(fā)貢獻(xiàn)了重要力量。
12月3日,我們俯瞰了位于沙雅縣沙漠深處的超深井鉆進(jìn)現(xiàn)場,一幅繁忙而壯觀的畫面展現(xiàn)在眼前。這里,中國石化正在進(jìn)行一項(xiàng)意義非凡的工程——順北油氣田的“深地工程”建設(shè)。該工程不僅被命名為“深地一號”,更成為我國首個(gè)以“深地工程”冠名的油氣項(xiàng)目。
2023年11月15日,迎來了一個(gè)重要的時(shí)刻——“深地一號”的第三口超深井,躍進(jìn)3-3XC井,成功開井并產(chǎn)出高產(chǎn)油氣流,每日原油產(chǎn)量達(dá)200噸,天然氣產(chǎn)量5萬立方米。這一突破性進(jìn)展,不僅彰顯了我國在超深層油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域的實(shí)力,也為我們揭示了如何挖掘如此深層的奧秘。
在這背后,物探技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。物探猶如給地球做一次高清CT掃描,為石油開采鉆井提供精準(zhǔn)導(dǎo)航。歷經(jīng)42個(gè)月的艱苦努力,西北油田終于獲得了萬米超深層的清晰影像,斷裂識別精度高達(dá)15米。隨后,通過運(yùn)用先進(jìn)的三維立體雕刻技術(shù),地下油氣儲集空間的立體展布得以精準(zhǔn)呈現(xiàn),為油氣開發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)的模型基礎(chǔ)。
6月14日,在塔里木盆地,檢測人員正對鉆桿質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān),確保鉆井工具的安全入井。在這片地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的區(qū)域,地下八九千米的高溫高壓環(huán)境給鉆井工作帶來了極大挑戰(zhàn)。地層溫度最高可達(dá)200攝氏度,壓力更是高達(dá)150兆帕,使得近千根鉆桿如同被煮熟的面條般難以操控,同時(shí),高溫高壓也導(dǎo)致設(shè)備和儀器電子元器件經(jīng)常失靈。
然而,中國石化憑借其創(chuàng)新的超高強(qiáng)度鉆完井工具和鉆桿,成功解決了這些難題。在鉆進(jìn)躍進(jìn)3-3XC井時(shí),更是采用了先進(jìn)的“旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向”系統(tǒng),使鉆頭具備了實(shí)時(shí)控制地下鉆進(jìn)方向的能力,高效且精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)了一趟鉆貫穿目標(biāo)地層的目標(biāo)。
7月12日,在廣袤的沙漠之中,鉆機(jī)的轟鳴聲震耳欲聾,深地塔科1井正全力以赴地向地下萬米深處挺進(jìn)。這不僅是技術(shù)的挑戰(zhàn),更是對人類探索精神的考驗(yàn)。
西北油田經(jīng)過多年的積累,已經(jīng)形成了一套成熟且高效的復(fù)雜超深井井深結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及配套技術(shù)。得益于這些技術(shù)的突破,超深井的鉆井周期大幅縮短,由三年前的280天減少至目前的97天,同時(shí)中靶精度也顯著提高,從60%攀升至90%。塔里木油田的超深井鉆井速度同樣取得了顯著提升。
在富滿油田,一口8000米級的超深井的鉆探時(shí)間已經(jīng)從過去的300多天大幅縮減至平均150天左右,最快甚至能在百天之內(nèi)完成。此外,中國石油新疆油田在準(zhǔn)噶爾盆地也成功鉆探出多口8000米鉆井,其中天灣1井更是創(chuàng)下了國內(nèi)地層壓力和井口流動(dòng)壓力的兩項(xiàng)最高紀(jì)錄。
吐哈油田也在不斷向地球深部進(jìn)軍,提出了“吐哈之下找吐哈”的雄心壯志,近兩年部署的風(fēng)險(xiǎn)探井深度超過7000米。這一系列的成就和突破,都彰顯了我國在油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域的實(shí)力和潛力。
為何我們要如此關(guān)注新疆油氣的勘探開發(fā)?這是因?yàn)槭秃吞烊粴赓Y源對于國家的發(fā)展和人民的日常生活至關(guān)重要。塔里木盆地的油氣超深層勘探開發(fā)不僅推動(dòng)了能源科技的進(jìn)步和發(fā)展,更為國家能源儲備提供了有力支撐。同時(shí),這也為能源產(chǎn)業(yè)帶來了增產(chǎn)增收、提質(zhì)提效的巨大機(jī)遇。對于普通人來說,我們的衣食住行、吃穿住用都離不開石油和天然氣。
石油與天然氣的廣泛使用,使得汽車、火車、飛機(jī)等交通工具得以高效運(yùn)轉(zhuǎn),為人們的出行帶來了前所未有的便利,讓千里之遙的距離變得觸手可及。然而,我國在能源方面仍面臨著一系列挑戰(zhàn),包括人均能源資源擁有量低、能源資源分布不均以及開發(fā)難度大等問題。幸運(yùn)的是,塔里木盆地展現(xiàn)出巨大的勘探潛力,其已探明的油氣儲量有望在一定程度上緩解我國能源供需失衡的問題,確保能源供應(yīng)的穩(wěn)定性,降低對國際市場的過度依賴,并提升我國能源自給自足的能力。
盡管國際能源機(jī)構(gòu)(IEA)最新發(fā)布的《世界能源展望2023》預(yù)測,未來清潔技術(shù)將占據(jù)舉足輕重的地位,太陽能光伏發(fā)電量、可再生能源利用率、熱泵及電加熱系統(tǒng)建設(shè),以及新海上風(fēng)電項(xiàng)目的投資都將顯著增長,但這并未削弱我們對地下油氣資源勘探開發(fā)和技術(shù)突破的重視。
新疆的油氣勘探開發(fā)正不斷向地球深處推進(jìn)。塔里木盆地在深達(dá)八九千米的地層中已發(fā)現(xiàn)可觀的油氣資源,然而,1萬米乃至1.5萬米以下的深層是否還蘊(yùn)藏著油氣寶藏,這仍有待科學(xué)家的進(jìn)一步證實(shí)。
目前,新疆的準(zhǔn)噶爾、塔里木、吐哈三大盆地已探明的石油資源量位居全國之首,天然氣資源量緊隨其后,位列全國第二。2022年,新疆的油氣產(chǎn)量當(dāng)量更是榮登全國榜首。由此可見,新疆的油氣資源勘探開發(fā)對國家能源安全具有重要意義。