全球快播：孫金聲：攀登深層油氣資源的“地下珠峰”

孫金聲講解油氣開采流程

“今年，我國將在塔里木盆地和四川盆地實施兩口萬米科探井的特深井鉆探。我國超深層油氣資源相當豐富，如果能通過萬米深地油氣鉆探工程，實現對這些資源的有效開發，對于保障國家的能源戰略安全具有重大意義。”近日，中國工程院院士、油氣鉆井工程專家孫金聲在第792期“首都科學講堂”上介紹了開采超萬米“油氣寶藏”的技術手段和流程。

【資料圖】

向地球深部進軍

今年3月，我國位于塔里木盆地的果勒3C井鉆至9396米，成功刷新了亞洲最深水平井紀錄，讓我國在“向地球深部進軍”的偉大征程中邁出了堅實一步。

“石油和天然氣從地下產出的歷程就像人類的青少年、壯年和老年一樣，可以劃分為開采前期、開采中期和開采后期。在開采的不同時期，工程師們要用不同的設備和技術方法，把油氣開采出來。”孫金聲介紹。

隨著近些年油氣資源需求量的持續加大，我國中淺層油氣資源已進入開發生產后期。另一方面，我國深層、超深層油氣資源已占全國油氣資源總量的34%。深層、超深層已成為我國油氣重大發現的主陣地，要想獲取更加充足的油氣資源，就要向地球深部進軍。

“萬米深地油氣鉆探工程開啟了人類探索地球深部的新紀元，其重要性和意義可以說不亞于探月工程。”孫金聲介紹。

上天難，入地更難

油氣開采的整套工業流程通常可以劃分為地質勘探、鉆完井工程、儲層改造、采油采氣4個步驟。在這些步驟背后，離不開強大的工業實力。

“地質勘探是明確油氣在哪里的重要手段。石油、天然氣深藏于地下，就好像一個看不見、摸不著的‘黑箱子’。只有通過地質勘探才能讓這個‘黑箱子’變透明，進而準確地找到地下的油氣。”孫金聲說，具體來說，地質勘探可以分為野外地質調查、地震勘探、電磁勘探、地球化學勘探等方式。

在地質勘探結束以后，工程師需要建一條由地面通向地下的人工通道，以便開采油氣，鉆井技術成為“重頭戲”。同一個地層、裸眼井段和井筒里，有著不同的高低壓層。鉆井就如同“號著地層的脈搏”，能夠安全工作的壓力窗口非常窄，好比大卡車在沿著兩根鋼絲繩行駛。在鉆井過程中，液流、井涌、井噴、井塌交替出現，安全風險非常大。此外，地層硬度堪比磨刀石，如果可鉆井性達到10級以上，鉆頭1小時進尺可能不到30厘米，極端情況下可能不到10厘米。

“鉆完井工程是建立地面與地下之間通道的關鍵手段。這條通道如果不夠牢固，往往會導致開采效率低下，甚至出現爆燃等惡性危害后果。”孫金聲說。

但是，僅僅建立地面與地下之間的通道是不夠的。如果這一通道的連通性不夠強，開采的速度就會很慢甚至停滯，很難實現油氣的增產。“儲層改造是拓寬油氣流通通道的核心手段。”孫金聲說，“儲層改造的主體技術是水力壓裂，也就是通過把液體‘擠入’地下并給液體加壓，從而在地層中擊碎巖石，形成地層與井筒間油氣可以順暢流動的地下‘高速公路’。”

據介紹，萬米深地油氣鉆探工程代表了當今世界鉆井勘探的最高水平，是復雜的系統工程。相對于一些國家和地區，我國超深層油氣資源所在的地區因為其特殊的地質條件，給鉆探帶來了一些不便，對相關技術水平和方法理論提出了更高要求。

“我們將不斷加強相關理論方法和耐高溫高壓材料的研究，加快工程技術裝備的突破，助力萬里深層油氣資源的探索，攀登好這座‘地下珠峰’，將能源的飯碗牢牢地端在自己的手中。”孫金聲表示。

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