進軍超深層，鉆出“地下珠峰”——塔里木油田超深油氣勘探開發紀實

  坐落沙漠內地的塔中第三聯合站塔里木油田公司供圖

在塔里木這個我國陸上最大的含油氣盆地，散布著全國80%以上的超深井。憑仗超凡意志、立異理論、高超技能、先進設備，塔里木石油人現已向下鉆出了41座垂深逾越8000米的超深井。

8月，當陽光刺破云層，投射在廣袤的塔克拉瑪干沙漠，一座座紅白相間的井架裝點其間，散發著蒼涼冷峻的工業之美。

目之所及，是一幅現代石油工業的壯闊畫卷。在塔里木這個我國陸上最大的含油氣盆地，散布著全國80%以上的超深井。憑仗超凡意志、立異理論、高超技能、先進設備，塔里木石油人現已向下鉆出了41座垂深逾越8000米的超深井。

塔里木盆地，有著天賦異稟的油氣資源，也有著難以捉摸的脾氣秉性。在這兒鉆井，像成本極高的開盲盒。

在令人望而生畏的無人區，刀片山、鋸齒崖、沙漠戈壁、逝世之海……惡劣的天然環境和雜亂的地質狀況像是一道不可逾越的通途，給油氣勘探開發籠上一層厚重的陰霾。從20世紀50年代末到80年代初，老一輩石油人歷經五度上馬、五度下馬，打了130多口探井，卻只收獲兩個中型油氣田……

韶光穿梭至2021年，塔里木油田油氣產值當量繼2020年頭次打破3000萬噸之后，又沖上了3182萬噸新臺階，形成了兩個萬億方大氣區和一個10億噸大油區的格式。

是什么讓這個石油人的傷心腸成為能源沃土，又是什么讓這個巨大的盆地發明晰一個個顛覆性的高峰?

塔里木盆地的勘探開發史，便是對超深范疇的不斷探究史。

勇闖勘探禁區

“這兒是勘探禁區，根本不能做物探。”面對塔里木盆地庫車山前極為雜亂的地表地質條件，地球物理學家伊爾瑪茲曾作出這樣的判別。

他談及的庫車山前坐落盆地北緣、天山南麓，這兒峭壁樹立，山崖疊起，峰巒嶙峋，草木不生，如斧砍刀斫過一樣峻峭險峻。

“抬頭見彼蒼，云霧繞井邊，出門就爬坡，走路就攀山。”一首順口溜道出了這兒環境的險峻。

“塔里木盆地是一個大型疊合復合盆地，呈‘三隆四坳’結構格式，發育七個一級結構單元。”指著一張錯綜雜亂的地形圖，塔里木油田首席專家楊海軍介紹說。幾句簡單“科普”就現已讓外行人懵圈。

在塔里木石油展覽館，一個巨大的盆狀模型讓人直觀感受到拱起、褶皺、斷層……塔里木盆地地質結構的雜亂，有地質學家打了個比如，就像把一摞盤子打碎了又踹了幾腳。

在專家眼中，56萬平方公里的塔里木盆地，大致可分為幾大塊，別離是盆地周緣山前地帶的前陸區(前陸盆地)、包含北部天山山前的庫車前陸區、西南部昆侖山前的塔西南前陸區，以及盆地中心的臺盆區(克拉通盆地)。

“與國際其他盆地地質條件徹底不同，塔里木盆地歷經八期結構變形，油氣藏遍及具有超深、高溫、高壓、高含硫、高含蠟的特征，油氣藏埋深大于4500米的探明儲量占總儲量的74.9%，勘探開發難度極大。”楊海軍說。

前史也印證著這一點——

從20世紀50年代初至70年代末，我國先后五上塔里木。受技能水平和經濟條件制約，無法搞清地質結構，無法查明結構形狀，縱使老一輩石油人苦苦尋覓，“空井一口接著一口”，僅在中淺層發現依奇克里克和柯克亞兩個中小油氣田，收效甚微。

進入80年代，原石油工業部組織“六上”塔里木，總算沒有空手而歸，特別是1988年輪南2井取得具有里程碑意義的打破，在塔里木盆地拉開了大規劃油氣勘探開發的前奏。

1989年4月，塔里木石油勘探開發指揮部在梨城庫爾勒建立，兩萬多名石油大軍在此集結，展開了一場新式石油大會戰。

進入新世紀，塔里木油田石油與天然氣事務并舉，發現了一批大中型氣田，推動了西氣東輸工程的建造投運，2008年油氣當量產值打破2000萬噸。

向超深層進軍

曩昔，難度小、開發成本低的淺層資源，一直是油氣勘探開發的要點。跟著中淺層油氣資源進入開發中后期，以及地質理論、工程技能的不斷進步，超深層油氣已成為全球重要的接替能源。

關于油氣勘探深度界限的劃分，國內外并沒有清晰和統一的界定，一般與地質特征、勘探難度、勘探成本等因素有關，對于中西部盆地來說，一般將埋藏深度4500米作為深層界限，6000米作為超深層界限。

進軍超深層!興起于20世紀80年代的全球超深油氣勘探，在21世紀初進入快速發展階段，因為中淺層越來越難以發現大型的油氣藏。

石油地質與結構地質學家、中國科學院院士賈承造認為，跟著對地下知道的不斷深化，“深層儲層很差”的主意現已過時。

事實證明，確實如此。塔里木盆地埋深逾越6000米的石油和天然氣資源別離占全國的83.2%和63.9%，是我國最大的深地油氣富集區。

但是，一深帶萬難。

超深層探究之路幾經曲折。西氣東輸的投用，帶來塔里木油田天然氣事業的大發展。但是，自克拉2、迪那2后，塔里木油田在6000米以淺再未取得大打破。在6000米以深超深層油氣勘探也是屢次受挫。

打探井就像開盲盒，僅僅開一個超深層的盲盒，至少耗費幾千萬元，甚至上億元。在與世隔絕的戈壁荒漠，奮戰幾百天，假如開出一個空盒子，于鉆井人，是比井還深的失望，于勘探人，是比山還大的壓力。

只有先從地質上發現了有油氣的理論支撐，才可能打出油氣田來。面對56萬平方公里的大漠戈壁、斷崖險灘，猶如難如登天，該去哪兒找油找氣?

石油工業每一次大發展，都離不開地質理論的先行飛躍。

“當年，多輪測驗受挫，咱們向往已久的大場面始終沒有出現。咱們意識到，有必要從頭審視勘探思路，采納革命性辦法。”塔里木油田企業專家楊文靜說。

20世紀90年代初從同濟大學畢業時，她帶來的是書本上的常識。組織并輔導過多輪風險探井證明，發現多個勘探新范疇后，她又積累了很多實戰經歷。

按照傳統的背斜找油理論，他們相繼在輪南、英買力及塔中三大拱起區5000米左右的深層取得了高產油氣流，但隨后全體解剖輪南大背斜受挫，深層勘探墮入“有發現，無儲量，無產值”的困境。

戴著厚厚黑框眼鏡，留著齊耳短發的楊文靜描述那段“受挫—打碎—重塑—再打碎—再重塑”的艱難進程，是一次對常識與經歷的顛覆性知道，無異于一次魂靈的重塑。

“構想是勘探的魂靈。徹底是摸著石頭過河，國內外其他盆地沒有類似的油氣田和成熟的理論可供學習，只能在實踐中探究立異。”楊文靜說。

圈閉，是指在地下集合和保存油氣的場所，是勘探人魂牽夢繞的地方。

從2005年到2007年，他們在克拉蘇結構帶發明性地開展了“寬線+大組合”二維地震攻關，地震材料質量也因此完成質的飛躍，發現和執行了一批超深圈閉。

跟著雜亂結構區成像質量顯著提高，克深結構神秘面紗一層層揭開;一系列顛覆性地質理論知道，攻克了超深雜亂區域的結構建模難題，為超深特大氣田發現提供了理論支持。

理論打破，一掃曩昔的陰霾。2008年，克深2井在地下6573米到6697米的井段取得了高產氣流，打破了其時“6000米是油氣逝世線”的傳統知道，全面打開了克拉蘇結構帶地下7000米的局勢，發現了克拉蘇鹽下超深大氣田。

由此，塔里木進入超深范疇規劃勘探階段，勘探深度一步步從6000米、7000米邁向8000米，克深8、克深9、克深13、克深5……到2017年末，累計發現12個氣藏，這意味著形成了塔里木盆地第一個萬億方大氣區——克拉—克深大氣區。

局勢就此打開

還有沒有第二個?

塔里木油田勘探開發研究院把目標放在了克深周圍的博孜—大敗區域，這兒同樣坐落克拉蘇結構帶，具有類似的地質條件，也曾取得勘探發現，但越往西走油氣埋藏越深，遍及逾越7000米，勘探難度大，始終未形成規劃。

“好吃的肉都吃掉了，剩下的都是難啃的硬骨頭。”塔里木油田勘探開發研究院黨委書記施英說。

調研了全球相似盆地后，他們發現毫無先例可直接學習。于是，他們聯合國內外多家高水平研究團隊，從頭梳理了5500平方公里范圍內的斷裂，系統分析了1000余次天然地震信息，開展了數百次室內物理模擬實驗，用一年時刻，總算清晰了克拉蘇四大斷裂帶，劃分出四個結構轉換帶，并立異提出了結構變換帶建模理論，找到了開啟地下瑰寶的金鑰匙。

僅用半年時刻，就發現執行了21個圈閉，新發現了11個氣藏，博孜—大敗的天然氣勘探呈爆發式增長。

正當我們都認為第二個萬億方大氣區就這樣被發現時，2021年頭，博孜21、博孜22等探井、點評井卻接連失利，給了他們當頭一棒。

問題究竟出在哪兒?

為撥開迷霧，該研究院建立6個攻關小組，全面總結41口井成功與失利經歷教訓，一項一項進行系統分析。

一個月后，他們又建立了精密勘探專班，系統開展基礎研究。

專班班長謝會文從克拉2開始就從事克拉蘇結構帶勘探作業，他告知科技日報記者：“八個月里，專班精密立體解釋了3萬多平方公里地震材料，化驗巖芯樣品近3000塊次，堆起來能裝一貨車，從頭繪制地質圖件500余幅，摞起來有半米高。”

至此，博孜—大敗的地下狀況逐漸清晰。

2021年，一批新井從頭上鉆，成功率提高了近20個百分點。其中，大敗4井在8143米測試獲嚴重發現，創亞洲陸上碎屑巖氣井深度之最，證實8000米以深仍存在優質儲層，堅定了在超深層繼續尋找大氣田的信心和決計。

到2021年末，博孜—大敗累計發現了17個超深油氣藏，提交三級儲量7000億方。

“今年一季度，咱們又新執行了8個圈閉，第二個萬億方大氣區根本在握。”施英說。

2022年7月底，“塔里木油田博孜—大敗超深大氣區100億立方米產能建造工程”開工，這是迄今我國最大的超深凝析氣田項目，博孜—大敗也步入了全面開發階段，凝析油和天然氣產值將在“十四五”末別離達到102萬噸、100億立方米。

打破“深度極限”

8月盛夏盛暑，赤日炎炎，銀沙扎眼。頂著40攝氏度以上的高溫氣候，人在塔克拉瑪干沙漠里行走，只覺得熾熱難耐。

在浩瀚無垠的沙漠一路波動，歷經幾個小時的翻山越嶺，總算在數百公里外，記者見到了大漠內地已建成的年產200萬噸大油田——富滿油田。

鉆塔高聳入云，在漫天風沙中傲然挺立。

這是全球陸上最深海相碳酸鹽巖油田，油氣埋深逾越7500米，是我國在7500米以深建成的規劃最大、開發效益最好的油田，也是我國超深雜亂氣藏高效勘探開發示范區。面積逾越一萬平方公里、油氣資源量逾越10億噸的富滿油田，是塔里木盆地近10年來最大的石油勘探發現。

“上一年塔里木油田擴建完成油氣處理裝置，串聯起了富滿油田東西近160公里的190口油氣井。”塔里木油田哈得油氣開發部司理李旭光是個巨大的青年人，身著赤色作業服，“一年大概有三分之二的時刻都泡在戶外現場”，多年扎根大漠一線的奮戰韶光讓他對油田勘探開發的來龍去脈知之甚深，如數家珍。

上天、下海、入地，是人類探究天然的三大豪舉。作為“入地”的重要手段之一，超深鉆井被稱為“深入地球內部的望遠鏡”。

2002年，朱光亞院士在考察油田時說，原認為上天難，現在看來入地更難。

在“碎盤子”中找油難，把油采出來更難。造訪塔里木油田，很多人描述：“在雜亂地質條件下，深井超深井的鉆井，就像天天打遭遇戰。”

理論上可行不代表生產實踐中能一路疏通。深井技能，是“全球少有、國內獨有”的鉆井工程難題。

這是一場與險峻環境的斗爭、與技能應戰的較量，更是一場精力的淬煉。石油人不斷應戰極限，打破禁區，一次次用探究、實踐和立異更改教科書的“金科玉律”。

7月15日23時，天剛黑透，完畢一天繁忙作業的塔里木油田勘探事業部司理賈應林與記者挑燈夜談。

某位老領導退休后，一次聊地利對賈應林說：“總算不必擔驚受怕了。”

賈應林太懂他了，老領導的責任之一，便是坐上越野車從一個井口趕往另一個，去輔導處理各種問題，最怕夜里手機響。

但是，塔里木盆地地質條件與國際其他盆地徹底不同，歷經八期結構變形，地質結構雜亂多樣，油氣藏遍及存在超深、超高溫、超高壓等勘探開發難題。

“起先油田引進的是筆直鉆井技能，成果水土不服，問題層出不窮。”賈應林說，井打不直，深層鉆井周期長，套管磨損嚴峻，鉆井過程中井漏和溢流替換發生。地層傾角大帶來的井斜控制和加大鉆壓之間的矛盾，如何準確挑選鉆頭類型，跟著井深添加，高溫文異常超高壓對鉆井配備和井控作業提出的技能要求……這些都是巨大應戰。

縱然地殼深部有豐厚的油氣資源，但堅固的巖石、高溫高壓的極點環境，導致向地球深部探究困難重重。超深井每添加100米，難度就會添加一個指數級。

比如庫車山前地下上層的巨厚礫石層硬過“金剛石”，最厚可達5000米，中層軟得像橡皮糖的復合鹽膏層最厚達2000米，底部的細密砂巖好比磨刀石。

塔里木超深井鉆井之難，還體現在井底高溫、高壓和高地應力的共同疊加，近200度的高溫文近200兆帕的高壓，讓堅固的鉆井東西柔軟如“面條”。

為了戰勝儲層超深、超高壓、高溫等多個極限難題，塔里木油田進行了多項技能攻關，立異了超深雜亂壓力系統安全封隔技能、發明晰三套雜亂難鉆地層快速鉆井技能、創建了極點環境下井筒完整性技能。

其中，油田立異的超深雜亂壓力系統安全封隔技能，構建了滿意不同鹽層埋深、層數、蠕變強度的非標井身結構系列，處理了多套超深復合鹽層安全封隔嚴重難題。

正是借助該技能，塔里木油田鉆成了亞洲陸上最深井——輪探1井，完成了嚴重勘探發現。

2020年1月，坐落輪南的風險探井輪探1井，折算日產原油133.46立方米、天然氣4.87萬立方米。該井鉆探井深8882米，相當于在地下打出了一座“珠穆朗瑪峰”，其時發明晰亞洲陸上最深井、最深出油氣井等七項紀錄。

這同時證實了塔里木盆地8200米以深地層仍然發育原生油藏和優質儲蓋組合，發現全球最深古生界油氣藏，且鉆井配備配套、鉆東西、鉆井液悉數完成國產化。

在地下結構最雜亂的庫車山前，平均鉆井周期由以往的2年縮短至200多天，完成了“打不成”到難鉆地層“打得快”、雜亂地質“鉆得深”、極點工況“靠得住”的嚴重跨過。

牽頭聚集配備范疇，塔里木油田與寶石機械“聯婚”，合力打造了國內首臺四單根立柱9000米超深井鉆機;與寶雞鋼管“牽手”，研宣布“超級13鉻油管”，以其更強性能和更低成本，在同區塊和進口油管的“擂臺賽”上大獲全勝。

現在，300多項重要油氣生產設備完成國產化，自主研制的國產油基泥漿打破了國外長達9年的技能壟斷……一批“石油重器”填補了國內空白，打破了工程技能“深度極限”。

從“刀片山”上的攻城拔寨，到輪探1井鉆出的“地下珠峰”，再到富滿油田超深層涌出的滾滾油氣，一系列科技立異“組合拳”接連打出，打破了深地雜亂油氣藏鉆完井關鍵技能，完成了難鉆地層打得快、雜亂地質鉆得深、極點工況靠得住、難動用儲量采得出。

在中國工程院院士羅平亞、中國科學院院士高德利看來，塔里木深地雜亂油氣藏鉆完井技能引領了全球陸上井筒完整性技能發展，完成了規劃應用，證明我國深地鉆井工藝技能已跨入國際前列。

今年5月，塔里木油田首口超9000米的深井開鉆，向塔里木盆地北部超深地層鉆進，這一深度將逾越“地下珠穆朗瑪峰”。