新闻里说“取出岩芯”,说得轻巧,好像去地里拔了根萝卜。
我干深井的朋友告诉我,越往地下走,取芯比把井打穿还要命。
10月1日,塔克拉玛干沙漠北缘的塔里木油田震探1井,从地下8080米拽出连续6米的灰色岩芯,寒武系玉尔吐斯组,这套石头在地下睡了整整五亿年。
央视财经的报道里,这口井即将完钻,设计井深8450米,使命是给塔里木西北缘的深层油气探路。
震探1井钻塔。图源:央视财经《天下财经》
八千米什么概念呢。
珠峰标高8848米,这口井往地下打的深度,快把一座珠峰倒着插进去了。
几千根钻杆一根根接下去,光管柱就是几百吨的钢铁长龙。
公开报道里,塔里木那口万米科探井钻到万米时,地温超过200℃,地层压力超过130兆帕,八千米的量级,同样是在高温高压里讨生活。
岩层也不省心,砾石层、盐层、高压盐水层层层设卡,稍不留神就是卡钻、垮塌。
第一口8000米以深井当年打了700多天,如今最快59.9天就能钻到8000米。
更有意思的是速度。
我国从7000米打到8000米,用了29年;从8000米到9000米,用了15年;从9000米冲到万米,只用了3年。
深度越大脚步反而越快,地层可没客气,是装备和工艺追上来了。
而取芯是比钻进更精细的活儿。
钻进把它磨穿就行,取芯得在井底把一段岩石完整切下来、兜住,再顺着几公里长的管柱原样提到地面,不能碎、不能散、不能丢。
井底温度一高,工具材料先软三分;压力一折腾,岩芯容易在半路散架。
深地塔科1井去年在万米之下取过12.64米岩芯,创了亚洲陆上取芯最深的纪录,这回在8080米取出连续6米,靠的是同一套卡到毫米级的功夫。
这回盯上的玉尔吐斯组,本身还不是好伺候的主。
这套早寒武世地层,硅质岩夹黑色泥页岩,再叠一层白云岩,硅质岩又硬又脆、研磨性极强,泥页岩碰上钻井液还容易垮。
硬、脆、塌三样占全了,等于让医生给一身脆骨的病人做手术。
6米连续完整的岩芯提上来,装备和工艺是真顶住了。
顺带说说装备。
这口井用的是我国自主研发的12000米自动化钻机,也是全球陆上头一台,82米钻塔、665吨极限载荷、900吨提升系统,配套钻头的核心材料是在1500℃、8万个大气压下造出来的。
十年前万米级装备还得看人脸色,如今钻机、钻头、井口装备全套自己造,卡脖子的那几样,总算攥回自己手里。
震探1井钻台。图源:央视财经《天下财经》
再说这6米石头贵在哪。
烃源岩是生成油气的母岩,化验这块岩芯,能拿到有机碳含量、成熟度这些硬指标,八千米之下还有没有生油气的能力、油气层有多厚、熟到什么程度,全靠它说话,相当于给八千米以下的地层做一次全面体检。
玉尔吐斯组在地表露头里是公认的优质海相烃源岩,有机碳含量高得吓人,可深埋八千米之后还剩多少潜力,过去只能靠地震资料猜,这回是拿到实物了。
码进岩芯箱的岩芯。图源:央视财经《天下财经》
它还是五亿年前的地球日记。
这套岩石记录的是早寒武世的海,缺氧到次氧化的受限海湾潟湖,古生产力高、海水交换不畅,还伴着海底热液活动。
岩石里的微量元素、稀土配分、同位素,能把当年的海水是硫化还是氧化、海平面怎么进退,一点一点拼出来。
教科书给你的是结论,岩芯给你的是原始证据。
再往深一层,它连着寒武纪大爆发。
玉尔吐斯组在露头里就出过小壳动物化石、疑源类这些五亿年前的生命痕迹,那是动物头一回大规模给自己造硬壳的年代。
那场大爆发把地球从一片寂寞变成热闹的动物园,今天绝大多数动物门类的老祖宗都是那时登场的。
深层岩芯里要是还锁着同类微体化石或生物标志物,等于给生命演化史补了一段原位样本,这种东西花钱都买不来。
塔里木西北缘这套深层烃源岩到底发育不发育、有多厚,过去一直缺实物说话,这截岩芯直接把空白补上了。
塔里木的超深层油气资源量占全国陆上六成以上,全国8000米以深的井一半以上在这里,270多口,超深油气年产量超过2000万吨。
往八千米、一万米要油气,是真在干的活。
我一个搞材料的,看这种新闻格外来劲。钻头、钻机、钻井液,背后全是材料、力学和控制的硬功夫,隔着一层皮,又处处相通。
五亿年的石头被人从八公里底下请上来,躺进实验室那一天,它比在场的所有人都见多识广。
以上。
我是夏夏回来了。一名高校老师,深耕教育十数载。热切关注所有和学校教育有关的话题。如果您有和我一样或不一样的想法,欢迎和我交流。
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