深地塔科1井最后910米,为什么花了307天

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11-08 23:35

2024年3月4日14时48分,塔克拉玛干沙漠腹地,深地塔科1井的深度数字越过10000米。从2023年5月30日开钻算起,钻到万米用了279天。 井场一片欢呼。但接下来,井深从10000米走到10910米,用了307天。这口井直到2025年1月5日才完钻。 对外宣布是在2月20日。央视网人民日报

把速度摊开看:前5500米用了50多天,5500米到10000米用了220多天,最后910米用了300多天。 平均下来,前10公里每天约36米,最后910米每天不到3米。这口井的设计钻完井周期是457天。 实际从开钻到完钻,用了586天;仅最后910米,就占去307天。新华网人民网

钻头打30米就磨平

中浅层,一颗钻头一天最多能打600米;到了万米以深,棱角分明的钻头平均打30米就磨得近乎光滑,最慢的时候一天只进几十米。 深地塔科1井自上而下要钻穿12套地层,岩性软硬交错,刚钻透硬如金刚石的硅质岩,下一米就可能遇到柔似橡皮糖的膏岩层,钻头切削齿特别容易损伤。 钻到9600米,就进入了没有邻井经验可借鉴的“无人区”。新华网光明网央视网

这口井最后用了50多只钻头、1130多根首尾相连的钻杆。新华网

换一次钻头,要把10公里钻杆全部提上来

钻杆在井筒里首尾相连,自重超过350吨。最细的钻杆只有杯口粗,在高温高压下软得像面条。换钻头不是把钻头拧下来那么简单:得把10公里长的钻杆一根根提上来,换好,再一根根放回去。万米取芯,光下一趟钻就要5天。 50多只钻头,意味着至少几十次起钻、下钻。这些往返不产生一米进尺,却要吃掉大量日历时间。中国新闻网

温度也在跟人作对。井底最高220摄氏度,压力145兆帕,相当于指甲盖大小的面积上压着1.45吨。 常规钻井工具、传感器在井下容易失效,钻井液也要重新配方;科研团队调了上百次配方、做了上千次试验,才做出抗220摄氏度的水基钻井液。更麻烦的是扭矩:地表转10圈,井下的钻头可能转不了1圈。 钻杆一旦断,近300吨的钻具就会砸进井里。新华网光明网

那一次断钻具,离万米只差23米

2024年2月17日,钻头距离10000米只差23米,钻具突然断裂,重达290吨的下部钻具垂直砸下,楔进了9977米的地层深处。 团队先后提出十几套方案,打捞“落鱼”用了7天。 从断钻具到恢复正常,前后用了15天。 这不是最后910米里发生的事,但它把余量有多小讲清楚了:在万米附近,一次断裂就足以让半个月的进度归零。央视网人民日报新华网

万米之后,任何一次井壁失稳、卡钻或恶性井漏,处理起来都是10公里级的往返。

最后一段,主要不是“钻”,是“取”

这口井的任务不只是打穿,还要把万米以下的岩石取上来。最终,它取出了12.64米岩芯。 这口井还在10870米地层取到合格测井资料。 它创下全球尾管固井最深、全球电缆成像测井最深等五项工程纪录。光明网人民网新华网

取芯要停钻、割岩、提钻;测井要起钻、下仪器;固井要下套管、注水泥。每一个动作,都要在10公里深的井里完成。最后10米,超高温钻头在207摄氏度环境下累计工作了70多个小时。 按这个速度粗算,900多米要转大半年;当然,最后10米是最极端的一段,不能简单外推,但它至少说明,纯破岩本身已经慢到什么程度。人民网

所以,307天不是“钻得慢”三个字能概括的。前10公里,比的是钻机的能力;最后910米,比的是整套系统在极限下还能不能停下来、换得上、取得出。科研人员还根据岩芯、岩屑和测录井资料,绘制出亚洲第一份万米地质剖面图。 10910米是纪录;那307天,是纪录的背面,也是这口井真正带回地面的东西:一整套在万米之下仍然能完成的动作,以及一套可以被反复研究的岩芯、曲线与剖面。央视网

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