編者按：1938年，美國(guó)鉆成世界上第一口深井，深度4573米。此后，6000米、7000米、8000米、9000米，甚至1.24萬(wàn)米……人類(lèi)鉆入地層的深度不斷被刷新。

近幾年，我國(guó)油氣的重大發(fā)現(xiàn)如塔里木庫(kù)車(chē)山前氣田群、川東北海相碳酸鹽巖氣田群等，都處于深層。隨著世界常規(guī)油氣資源開(kāi)采不斷深入，深層油氣或?qū)⒊蔀槭涂碧秸吒鼮殛P(guān)注的重要目標(biāo)。

進(jìn)軍深層，勢(shì)不可擋。

上天、下海、入地，是人類(lèi)探索自然的三大壯舉。作為“入地”的重要手段之一，超深鉆井被稱(chēng)為“深入地球內(nèi)部的望遠(yuǎn)鏡”。

作為深部地層開(kāi)發(fā)的代表，塔里木油田已成功鉆探5000米以上的深井超深井1175口，平均井深5961米，鉆井深度和超深井?dāng)?shù)量均居國(guó)內(nèi)陸上油田首位。

深層的意義在哪里？

2011年1月18日，塔里木油田克深7井完鉆，完井入地深度8023米。截至2013年4月20日，塔里木盆地已成功鉆探超過(guò)7000米的深井63口。

鉆井深度不斷被刷新，深層地質(zhì)研究不斷有新發(fā)現(xiàn)。地質(zhì)學(xué)家、石油工程師們快馬加鞭，向深層進(jìn)軍。

深層為什么這么“熱”？

地下油氣資源在業(yè)界有淺層和深層之說(shuō)。淺層，顧名思義就是埋藏較淺的油氣資源。遵循先易后難、循序漸進(jìn)的原則，難度較小、成本較低的淺層資源，過(guò)去一直是各油田勘探開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。近幾年，隨著淺層資源開(kāi)發(fā)程度不斷提高，開(kāi)發(fā)難度不斷增大，以及地質(zhì)理論和工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，深層這個(gè)過(guò)去勘探開(kāi)發(fā)的“冷區(qū)”已然成為新“熱區(qū)”，成為油氣開(kāi)發(fā)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

中國(guó)科學(xué)院院士賈承造表示，隨著對(duì)地下認(rèn)識(shí)的不斷深化，“深層儲(chǔ)層很差”這樣的想法已經(jīng)過(guò)時(shí)。事實(shí)證明，深層也有好儲(chǔ)層。地球化學(xué)理論研究也在不斷更新認(rèn)識(shí)。過(guò)去認(rèn)為，深層沒(méi)有油，都是氣。最新研究顯示，地下8000米仍發(fā)現(xiàn)油的存在。

塔里木是深層勘探開(kāi)發(fā)的一個(gè)突破點(diǎn)。塔里木有幾千米厚度的陸相地層，下面有非常豐富的海相地層，中間還有二疊紀(jì)地層。20世紀(jì)50年代，石油科學(xué)家開(kāi)始了對(duì)塔里木石油的勘探活動(dòng)。盡管人們普遍意識(shí)到這里的石油資源前景廣闊，但受制于當(dāng)時(shí)的技術(shù)和裝備，很多地區(qū)、很多領(lǐng)域的勘探尚未進(jìn)行。勘探工作的進(jìn)一步發(fā)展期待著新技術(shù)和新理論的誕生。

1989年塔里木石油會(huì)戰(zhàn)以來(lái)，塔里木這片熱土發(fā)生了地覆天翻的變化。從塔中凹陷到庫(kù)車(chē)山前前陸盆地，從海相沉積儲(chǔ)層到陸相沉積儲(chǔ)層，石油事業(yè)取得了重大成就。其一，以海相砂巖構(gòu)造油氣藏為目標(biāo)，發(fā)現(xiàn)并建成輪南、東河塘、塔中4、哈得遜等整裝油氣田。其二，以庫(kù)車(chē)山前構(gòu)造油氣藏為主要目標(biāo)，找到克拉2、迪那2、大北1等一批超千億立方米大氣田。其三，以碳酸鹽巖巖性油氣藏為主要目標(biāo)，找到輪古、塔中I號(hào)坡折帶兩個(gè)大油氣田，迎來(lái)油氣儲(chǔ)量增長(zhǎng)高峰期。

塔里木盆地深井超深井鉆探的實(shí)施，不僅推動(dòng)塔里木闊步跨入全國(guó)大油氣田行列，而且成為我國(guó)資源戰(zhàn)略向深部地層勘探的代表，較好地實(shí)現(xiàn)了我國(guó)石油工業(yè)加快發(fā)展西部的戰(zhàn)略意圖。

深層的難度在哪里？

以前，地質(zhì)家們認(rèn)為3500米是東部?jī)?chǔ)層和油氣埋藏的“死亡線(xiàn)”，變質(zhì)巖、火山巖等更是勘探“禁區(qū)”，見(jiàn)到就完鉆。遼河油田變質(zhì)巖潛山的突破大大拓寬了地質(zhì)家們對(duì)儲(chǔ)集類(lèi)型的認(rèn)識(shí)，并把“死亡線(xiàn)”不斷下移。

如今，松遼盆地的變質(zhì)巖、火山巖勘探深度可達(dá)5000米左右，灰?guī)r可突破6000米。過(guò)去認(rèn)為，油在地下超過(guò)200攝氏度就要全部裂解成氣。最近通過(guò)模擬發(fā)現(xiàn)，在230攝氏度的環(huán)境下仍有油的存在。雖然只提高了30攝氏度，但勘探深度因此大大增加。

然而，理論上可行不代表生產(chǎn)實(shí)踐中能一路暢通。

走訪(fǎng)塔里木油田克深一帶，很多井隊(duì)工程師形容：“在復(fù)雜地質(zhì)條件下，深井超深井鉆井就像天天打遭遇戰(zhàn)。”

塔里木鉆探最深達(dá)到8023米，鉆井難題也隨之層出不窮。地層壓力、巖性、層位、產(chǎn)狀、深度變化是造成深層鉆井事故和復(fù)雜情況頻發(fā)的主要原因。而應(yīng)對(duì)地質(zhì)變化引發(fā)事故和復(fù)雜情況的套管層次、鉆井技術(shù)手段、工具、裝備和材料儲(chǔ)備的不足，是深層鉆井的第一大難題。其次，高密度、窄窗口地層鉆井過(guò)程中井漏和溢流交替發(fā)生，處理時(shí)間長(zhǎng)、難度大，鉆井液損耗嚴(yán)重，存在較大的井控風(fēng)險(xiǎn)。第三，深層鉆井周期長(zhǎng)，套管磨損嚴(yán)重。此外，地層傾角大帶來(lái)的井斜控制和加大鉆壓之間的矛盾，如何準(zhǔn)確選擇鉆頭型號(hào)，以及異常超高壓對(duì)鉆井裝備和井控工作提出的技術(shù)要求，都是擺在石油人面前的難題。

對(duì)深井超深井的攻關(guān)，石油人從未停歇。其背后是強(qiáng)大的技術(shù)集成保障，如垂直鉆井、個(gè)性化PDC鉆頭、高溫高壓鉆井液、高性能四單根立柱電動(dòng)鉆機(jī)等。

在超深井鉆進(jìn)中，塔里木油田采用井下動(dòng)力鉆具＋高效鉆頭配套技術(shù)和超深鹽膏層、鹽水層安全鉆井等一系列實(shí)用技術(shù)，成功攻克超深井地底溫度超高和壓力系數(shù)超大等諸多難題。

目前，在深層油氣勘探中，面對(duì)塔里木盆地復(fù)雜地質(zhì)條件，鉆井中的地質(zhì)不確定性、斷層多次重復(fù)、地應(yīng)力強(qiáng)、超高壓、鹽膏層、軟泥巖多次出現(xiàn)等復(fù)雜難點(diǎn)，現(xiàn)有鉆井技術(shù)仍不能完全解決。

深層的未來(lái)在哪里？

東部地下3500米左右，西部地下4500米——2000年以前，這個(gè)深度界限一直牢刻在石油人腦中。

如今，這條界限不斷被突破——東部勘探深度至少增加了2000米，西部勘探深度至少增加了2500米。平均算下來(lái)，相當(dāng)于增加大半個(gè)中國(guó)的勘探深度。

未知的道路充滿(mǎn)艱險(xiǎn)。深層前景如何，深層的發(fā)展重點(diǎn)在哪里？一個(gè)個(gè)疑問(wèn)縈繞人們心中。

“未來(lái)，深層石油資源將占剩余石油資源的40%左右，深層天然氣資源將占剩余天然氣資源的60%左右。”中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院副院長(zhǎng)兼總地質(zhì)師鄒才能說(shuō)。

在未來(lái)深層發(fā)展之路中，鄒才能認(rèn)為，塔里木盆地應(yīng)是我國(guó)深層發(fā)展戰(zhàn)略中的第一重點(diǎn)，四川盆地緊隨其后。碳酸鹽巖則是第一重點(diǎn)中的重點(diǎn)。“其實(shí)，這些年準(zhǔn)噶爾盆地的深層潛力一直被低估，應(yīng)對(duì)其繼續(xù)加大研究與投入，或許會(huì)給我們帶來(lái)不小的驚喜。”

如今，走向深層已成為石油行業(yè)的共識(shí)，東西部幾大盆地陸續(xù)有重大發(fā)現(xiàn)，再加上這些年的持續(xù)攻關(guān)，我國(guó)已經(jīng)形成一定的技術(shù)和人才儲(chǔ)備。如何才能讓深層之路走得更好更穩(wěn)？鄒才能認(rèn)為，要在四個(gè)方面下大功夫。一是繼續(xù)尋找富集高產(chǎn)的重大目標(biāo)和重大層系。二是在技術(shù)上的探索永不停止，讓井打得更快，壓裂壓得更開(kāi)。三是全方位降低成本，不僅僅井要打得更快更省，還要在人員上、流程上和資源配置上實(shí)行精細(xì)化管理。四是開(kāi)發(fā)理論和技術(shù)要不斷進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)勘探開(kāi)發(fā)一體化，推動(dòng)深層大發(fā)展。

今天的“禁區(qū)”往往是明天的突破口。深層探索到現(xiàn)在，仍存在一些無(wú)法輕易觸碰的“禁區(qū)”。“現(xiàn)在開(kāi)采的資源大多是有機(jī)質(zhì)。無(wú)機(jī)氣是否能在深層、超深層獲得是未知數(shù)，‘盆底’是否具備聚集能力也是未知數(shù)。如果這兩個(gè)未解的謎題日后得到破解，深層的發(fā)展將會(huì)迎來(lái)另外一片天空。”鄒才能表示。