头铁!5300 米地下穿针?中国页岩气如何突破 “深地禁区”

B站影视 欧美电影 2025-05-19 14:28 1

摘要:2025 年 5 月 13 日,四川盆地普光地区的铁北 1 侧 HF 井传来捷报,以垂深 5300 米、日产 31.45 万立方米工业气流的成绩,在中国页岩气开发史上刻下新的坐标。

2025 年 5 月 13 日,四川盆地普光地区的铁北 1 侧 HF 井传来捷报,以垂深 5300 米、日产 31.45 万立方米工业气流的成绩,在中国页岩气开发史上刻下新的坐标。

这一成果的取得,恰似一场 “地下穿针” 的精妙艺术 —— 工程师们用头发丝粗细的钻具,在相当于 20 层楼高的距离内完成毫米级转向。

“地下的每一米延伸,都是对未知领域的征服。 这片被称为 “深地禁区” 的区域,地表是褶皱破碎的川东山地,地下是埋深超 4500 米、压力失衡的二叠系页岩层,在这里钻探,无异于 “蒙着眼睛在悬崖上走钢丝” 。

这场向地球深部索要能源的壮美博弈,彰显着中国在页岩气开发领域的无畏勇气与卓越智慧。

01深地突围,二十年跨越技术巅峰

中国页岩气的深地探索之路,是一部波澜壮阔的技术进化史。2010 年,涪陵页岩气田在 3500 米深度实现商业化开发,让中国跻身全球第三个掌握页岩气开发技术的国家行列;2020 年,威荣页岩气田将开发深度推进至 4000 米,探明储量突破千亿立方米;到了 2025 年,铁北 1 侧 HF 井更是将战场拓展到 5300 米超深层。这三次重大突破的背后,是工程技术的三次重大跃迁。

早期的页岩气开发深受 “北美模式” 限制,普遍认为优质页岩层需具备高有机质含量、适当热成熟度等特征。但中国地质团队发现,四川盆地的古老页岩因经历过多期构造运动,形成了独特的 “夹心饼干” 结构 —— 灰岩夹层与页岩薄互层交替出现。这种特殊地质构造曾被视为开发禁区,直到物探技术取得突破,实现毫米级地层识别,工程师们才惊觉 “夹层中的页岩碎片也能释放能量”,完成了地质认知的革命。

在铁北 1 侧 HF 井的施工过程中,两项核心技术发挥了关键作用。旋转导向系统如同给钻头装上了 “自动驾驶仪”,能在地下实时调整钻进方向,将水平段轨迹偏差精准控制在 0.5 米以内;中石化自主研发的纳米级钻井液,在高温高压环境下形成纳米级保护膜,使井壁稳定性提升 40%。凭借这些技术,该井水平段优质页岩钻遇率达到 100%,创下全球超深层页岩气开发精度的新纪录,实现了钻探精度的飞跃。

当钻头抵达目标层后,攻关团队采用自主研发的 175 兆帕超高压压裂装备,以相当于深海 8000 米水压的力度,在地下 5300 米处撕开纵横交错的 “人造气路”。这种 “超高压高排量穿层扩缝” 技术,使单井控制储量提升 3 倍,将气藏最深处的资源 “一网打尽”,带来了压裂工艺的颠覆。

02深地逻辑,探寻能源安全平衡点

中国页岩气向地球深部挺进,每一步都紧密契合国家能源战略的深层逻辑。数据显示,我国埋深 3500 米以浅的页岩气可采资源量为 5.5 万亿立方米,3500 - 4500 米深度的资源量达 8.8 万亿立方米,4500 米以深更是高达 12 万亿立方米。这意味着,每向下突破 1000 米,就相当于打开一个 “新大庆油田” 的储量空间。

然而,这种突破并非单纯的 “深度竞赛”。随着深度增加,开发成本和技术风险也急剧上升。3500 米井深单米成本约 2 万元,4500 米增至 3.5 万元,5300 米则突破 5 万元;每增加 1000 米深度,井壁坍塌概率上升 25%,钻井周期延长 40%。正如彭君所说:“深地开发需要找到经济性与安全性的平衡点。”

为此,中石化创新形成 “三精” 开发模式。通过人工智能算法,在复杂构造区精准筛选 “甜点” 靶区,使优质储层识别准确率提升至 92%;实时监测井下压力、温度等 300 余项参数,动态调整钻井参数,将事故率控制在 0.3% 以下;建立全生命周期成本模型,通过设备共享、工序优化等措施,使超深层单井综合成本降低 18% 。

03全球视野,东方智慧改写规则

放眼国际页岩气舞台,中国的深地突围正在改写全球能源规则。美国二叠纪盆地的页岩气开发深度普遍在 3000 米以浅,依靠大规模水平井 “工厂化” 作业实现效益开发;而中国在超深层领域的技术积累,形成了独特的 “东方模式”。

在技术路径上,北美模式以 “长水平段 + 大规模压裂” 为核心,追求单井产量最大化,例如得克萨斯州的 Eagle Ford 页岩气田,水平段长度普遍超过 2000 米,单井压裂段数达 60 段以上。中国模式则更注重 “精准穿层 + 立体改造”,铁北 1 侧 HF 井虽然水平段仅 1312 米,但通过穿层压裂技术,使有效改造体积提升至北美同类型井的 1.5 倍。

面对深层开发中的水资源挑战,中国积极探索创新环保理念。将页岩气开采产生的返排液用于电解制氢的废水制氢技术,实现了水资源循环利用;在鄂尔多斯盆地试验的二氧化碳干法压裂技术,减少用水量 90% 以上 。这些创新不仅破解了 “富气贫水” 地区的开发困局,更为全球页岩气可持续发展提供了新范式。

结语:深地,人类文明的新边疆

从铁人王进喜跳入泥浆池用身体搅拌水泥,到如今工程师在虚拟现实系统中操控地下 5300 米的钻头,中国石油人用 75 年时间完成从 “人肉盾牌” 到 “智能军团” 的蜕变。

深埋地下的页岩气,早已超越能源本身的物质属性,成为衡量一个国家工业实力与战略决心的标尺。

当我们在四川盆地的群山之间仰望星空,古希腊哲学家泰勒斯的名言仿佛有了新的注解:万物蕴于岩,终将照亮人类文明的未来。中国页岩气的深地探索,正朝着万米深地进军,地质 — 工程一体化、能源 — 生态协同、深地 — 深空联动等充满想象力的未来场景,正逐步从蓝图走向现实 。

来源:新能碳行者

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