四川盆地钻出“地下珠峰” 打破天然气直井最深纪录8866米背后有哪些难度？

近日，中国石化部署在四川盆地的风险探井——元深1井顺利完钻，完钻垂深8866米，一举打破了四川盆地勘探开发垂直深度最深纪录。

上天难，下地更难，地层千变万化，极度复杂的地质情况给钻井技术带来了重重挑战。元深1井直井8866米井深完钻，比8848米的世界第一峰珠穆朗玛峰还“高”，成为四川盆地油气勘探开发的又一里程碑。这一数字背后有哪些技术突破，又有怎样的意义？封面新闻记者采访了中国石化首席专家、地质专家、西南石油大学教授等油气领域专家进行解读。

克服高温、高压难题

钻井每增加一米都是极限挑战

元深1井最深钻达目前四川盆地埋深最深的油气层——灯影组台缘丘滩气层。中国石化勘探分公司在钻探过程中发现，这套位于地下超8700米的超深层海相碳酸盐岩中仍见到了72米较好的油气显示和优质孔隙型储层。该井钻到目前四川盆地埋深最深的油气层，进一步展示了川北深层古老碳酸盐岩良好的勘探潜力。

据了解，这口井钻探过程中克服了许多世界级难题。比如，上部井段一次下入的大尺寸套管在空气中重量517吨，钻机、套管承受超大负荷；深地超高温、高压和CO2污染、盐水污染、H2S污染使得钻井液流动性和稳定性变差；垂深超8000米小井眼取岩心难以找寻合适的工具、工艺等等。

“这口井钻探，除了传统的高温、高压、高含硫难题外，相邻地层间压力系数超过0.5的跳跃变化有8次，还有大段易不稳定或蠕变、地层流体复杂的地层，CO2、H2S、盐水、岩屑污染不断出现”，中国石化首席专家、勘探分公司总工程师李真祥表示，一口井在勘探过程中遇到如此之多的技术难题在他的工作生涯中还没遇见过，需要把需求差异很大的地层放在同一裸眼中处理，探井很多情况事先还不是特别清楚，依靠传统的工艺技术难以保障安全施工和达到地质目的，需要边推进边创新攻关。

中国石化勘探分公司副总地质师兼油气勘探管理部经理段金宝告诉记者，特别是四川盆地海相地层大多含有硫化氢，硫化氢为有毒气体，一旦发生泄漏可以导致人员中毒，同时硫化氢还会腐蚀钻井管柱和设备，这也是油气勘探中的一大风险。

“因为勘探的目的是发现油气，钻井完成并不是工作的全部，还需要获取岩心、测井等‘资料’，然后再研究怎么把天然气从地下采出来，到达地下8000多米，温度已经超过200度，相关配套仪器容易损坏，每增加100米温度就要上升超2摄氏度，所以每往下一米都是极限挑战”，段金宝说。

突破传统、常规认知

勘探开发向更深层发起进攻

随着国内天然气需求的不断扩大，包括部署在四川盆地的油气勘探项目，都正在向更深层发起进攻，探索深层、超深层油气富集机理。

集中了业内的智慧和力量，元深1井才得以顺利完成。据了解，中国石化勘探分公司、中原工程、胜利工程、工程院和西南石油大学组织团队联合攻关，驻井指导，攻克了超深层安全快速钻井领域许多世界级技术难题，形成了超深钻井5项关键技术，使用了新型非常规井身结构，研发了深井防硫钻具系列，形成了四川盆地特深层油气藏勘探开发比较成功的一套工艺、工具和材料工程技术体系。

“通过本井的工作，在南方海相复杂深井钻探领域，创新攻关使技术水平、钻探能力上了一个大的台阶。以后遇到类似的复杂情况和难题，我们的手段会更多、能力会更强。目前，国内在类似领域的工作相对较少，在元坝最复杂的地区钻到垂深8866米是一个标志性事件，对今后深层、超深层碳酸盐岩油气勘探开发持续推进意义重大”，李真祥说。

段金宝也提到，8866米这个数字代表了行业对地质认识的新突破，“过去我们认为埋藏太深压实和胶结作用使储层致密化，同时烃源岩热演化程度高，不利于油气富集，但当我们的设备钻达8000多米时，发现了良好储层和油气显示，也让我们对四川盆地的有了新的认识和新的拓展目标，我们有理由相信埋深超9000米甚至超万米碳酸盐岩领域仍有较大的油气勘探潜力”。

得益于国内石油工程工艺技术的进步，地球物理预测技术的突破，段金宝告诉记者，目前来讲从一个超深层勘探目标的发现，到实现油气田探明一般需要4～5年的时间。

四川盆地天然气勘探开发大有可为

资料显示，四川盆地天然气总资源量达40万亿立方米，约占全国总资源量的三分之一；其中技术可开发量近10万亿立方米，经济可开发量5万亿立方米；2021年四川生产天然气484亿立方米，仅次于陕西居全国第二位。四川盆地深部油气资源丰富，勘探潜力巨大，近年来勘探开发领域屡获突破，特别是钻井刷新了超深层领域的一次次纪录。

除了完钻8866米直井元深1井，今年6月，中国石油位于四川盆地的双鱼001-H6井井深9010米，创造四川盆地水平井井深最深纪录，标志着我国超深井钻井能力上了新台阶。截至12月10日，我国首套一键式人机交互7000米自动化钻机投入工业性试验达100天，作为国家科技攻关任务，填补了“一键式人机交互”“独立建立根”等国内空白。

“不论是页岩气、致密砂岩气还是碳酸盐岩气，四川盆地的天然气藏都具有埋藏深、地质条件复杂、非均质性强的特征，同时大多数气田都地处山区，天然气的勘探开发难度非常大。目前，四川盆地天然气勘探处于早中期，正进入了快速增长期，理论和技术方面形成了完整的天然气工业体系”，卢聪说。