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我国从8080米地下取出5亿年前的烃源岩岩芯,技术难度有多大?这些岩心包含哪些重要信息?

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这是塔里木盆地西北缘首次在这个深度取出烃源岩,也是咱们国家继万米科探井之后,国内又一次在8000米以深成功获取烃源岩实物。

地下8080米取芯,到底难在什么地方?

很多人觉得钻井就是往地下钻个洞,把石头捞上来就行,可到了8000米这个量级,每往下一米都是在挑战物理极限。

首先是高温高压的双重碾压式极端环境考验。塔里木盆地虽然是业内知名的冷盆,整体地温梯度远低于东部多数盆地,深层环境相对更优越,但地下8000米的工况依旧极其严苛,地层温度依然接近200摄氏度,配套地层压力更是超过100兆帕,直观来说就是指甲盖大小的面积上,需要稳稳扛住1吨多重的巨大压力,对井下设备是持续的高强度损耗。

再就是超长钻杆带来的严苛力学极限考验。8000多米的钻杆首尾衔接组装成型,整体自重可达数百吨,井下最细的钻杆仅有成年人拳头粗细,整根长杆悬空穿梭在弯曲不规则的井眼内,状态如同紧绷的软面条,作业过程中但凡出现扭矩失衡、地层遇阻卡顿等细微状况,都有可能直接引发钻杆扭曲断裂。

浅层钻井作业难度极低,一枚全新钻头单日就能轻松钻进几百米,效率十分可观,但深入到8000米以深的坚硬古老地层后,钻井难度大幅飙升,单日稳定钻进十几米就已是优质作业水平。钻头在坚硬岩层中磨损速度极快,短时间内就会被打磨得近乎光滑、失去钻进能力,只能反复起下钻具频繁更换。

最考验整套钻井技术功底的其实是完整岩芯的精准留存。超深取芯绝不只是打捞零散碎石废渣,行业核心要求是拿到连续性强、形态完整、原生地质结构完全不受破坏的标准岩芯。寒武系岩石硬度高、脆性大,再加上8000米超深地层极易出现井漏、井壁垮塌等复杂井下问题,只要钻压、转速的把控出现丝毫偏差,取芯筒内的整块岩芯就会碎裂成渣,整场作业直接白费。

这口井搭载的是咱们完全自主研发的12000米超深钻机,高达82米的巨型钢铁钻塔,能够承受665吨的极限作业载荷,性能对标国际顶尖水准,彻底打破了万米级深井钻机长期依赖进口的行业瓶颈,实现了核心钻探装备的自主国产化。

这截5亿年的岩芯,到底能读出什么信息?

很多人会把烃源岩当成含油层,其实不对,它是油气的母亲——油气就是从这种富含有机质的岩石里生成、运移出去的。拿到实物岩芯,才算真正摸到了深层油气的根。



最核心的价值,是实现油气生成能力的定量评价。通过实验室检测,可以测出岩石里的总有机碳含量,也就是TOC值,这是判断生烃潜力的核心指标。玉尔吐斯组本身就是国内公认的优质海相烃源岩,部分区域TOC均值能达到5%以上,属于顶级生烃岩层。这次拿到8000米深处的实物,就能精准测算这个深度的烃源岩到底还能不能生烃、单位岩石能生成多少油气。

除此之外,还能读出油气的成熟度、烃源岩的实际厚度和横向分布范围。成熟度直接决定了地下储存的是石油还是天然气,厚度和分布范围则决定了整个区域的油气资源总规模。现场勘探人员的表述是,有了这些宝贵的岩石,就可以分析评价8000米之下油气的生成能力、厚度和成熟度。



在此之前,勘探人员对这套地层的判断大多来自地震物探数据,相当于隔着土层拍CT,精度再高也不如拿到实物做检测来得准确。往远了说,这截岩芯还藏着5亿年前寒武纪海洋的环境密码,岩石里的微量元素和同位素,能还原出当时的海洋氧化还原状态、热液活动规模,地质研究价值同样不可低估。

在我看来,盯着寒武系打不是盲目往深里钻,是冲着实实在在的资源潜力去的。

过去塔里木的超深层油气发现,主要集中在4亿多年前的奥陶系地层。再往更深的寒武系、震旦系走,到底有没有油气、有多少油气,一直是悬而未决的行业命题。



这里的关键在于塔里木是个冷盆。东部很多盆地打到6000米,井底温度就突破200摄氏度,烃源岩里的有机质早就熟透变质,失去了生烃能力。但塔里木盆地的地温梯度低,打到八九千米温度才刚到200摄氏度,深埋几亿年的烃源岩依然保持着生烃活性,这是国内独一份的深层资源优势。

2025年完钻的深地塔科1井,就在一万多米的深度钻遇了玉尔吐斯组烃源岩,还获得了油气发现,直接证明了万米深层依然有油气成藏的可能。这次震探1井在盆地西北缘8000多米处再次取到这套烃源岩,相当于把寒武系含油气的可靠范围从盆地中部拓展到了西北缘,能帮勘探人员圈出更多新的油气富集靶区。



之前塔里木盆地西北缘的寒武系地层,一直只有地表露头和物探剖面的推测,没有深层实物证据,这次取芯相当于直接拿到了地下的第一手资料,能修正之前的地质模型,大幅降低后续勘探的决策风险。

没人会特意盯着这些灰石头看,但每一米完整的岩芯背后,都是上千次材料试验、几百吨的重型装备和一群人在沙漠戈壁里的日夜坚守。

往地球深处多走一米,咱们的能源底气就多一分。

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