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随着我国经济快速发展以及人民生活水平日益提高,油气使用量加大,我国油气开采自给率出现不足。
据统计,2023年,我国石油消费量为7.56亿吨,其中自产原油2.09亿吨,天然气消费量为3949亿立方米,自产天然气2324亿立方米。
从目前油气勘探来看,我国资源条件较好的盆地比如松辽盆地、渤海湾陆上、鄂尔多斯盆地,资源开采分别达到70%、53%、50%。同时,老油田也面临着油气品质和产量下降、开采难度加大等一系列难题。
然而,地表6000米以下甚至万米深的地下,专家评估资源量高达671亿吨,当量占全国油气总资源的34%。
对常规油气田来说,4500米到6000米我们称为深层,大于6000米叫超深层。深层、超深层蕴藏着非常丰富的油气资源。已经成为油气勘探开发主战场,也是端牢能源饭碗,保障国家能源安全的重要举措。
钻探行业有句话:“一深万难。”钻井到达一定深度极限后,每向下钻探一米,难度都呈几何倍数增长。
地球内部有着极其复杂的环境。随着深度的增加,地层内部温度不断上升,平均深入100米就上升2.5摄氏度至3摄氏度,深度到达7千米时,地下温度已接近200摄氏度。
除了高温之外,在地下7千米的岩层中还隐藏着1000个大气压,就好比人的拇指上承受着一头大象的重量,攻克万米地层需要特殊的“尖刀”和“利器”。
以2月20日完钻的超万米深井“深地塔科1井”为例,在钻进过程中,井下工具最高要承受145多兆帕压力冲击,以及近220摄氏度超高温和超高硬复杂地质结构。
中国石化石化机械针对万米超深井钻探所面临的极高温、极高压和超高硬度岩石等技术挑战,研制出了超高硬复合片金刚石复合片,可承受8万个大气压的压强,相当于“8头10吨大象站在指甲盖上产生的压力”,其锋利度和韧性显著提升,能高效切削超硬岩层。
优化金刚石钻头刀翼设计,通过增加受力均匀性,减少崩齿风险,适应软硬交错地层保障钻进平稳性。研制耐高温高压性能材料,优化创新产品结构,在井深超过8000米后,钻头可在超过207摄氏度的极端环境下,连续工作超70个小时。
目前,人类钻的最深的是苏联的科拉超深井,它的深度是12262米,相比地壳5公里至70公里的厚度,就像是在地壳上扎了一针。如果说把地球比喻成一个鸡蛋,它可能就在钻进蛋壳那个位置上。
大家知道地球是椭圆的,分为地壳、地幔、地核三层。地壳,厚度大概是5公里到70多公里,如果到最薄的大洋中脊去打的话,可能已经钻穿了地壳,但是没有人到那个地方打过井,因为那是个火山口,温度太高,远超现有材料耐热极限。
要想打穿地幔,大概要到2900公里,到地心,大概是6371公里,这个可能还需要N多代人的努力,“挖穿地球”也不是不可能。