アジアで最も深い井戸の掘削に成功！ 石油の発見から石油の抽出までに使用されるブラックテクノロジーとは

地下9,432メートルに埋もれていた天然ガスが噴出し、燃え盛る炎は新たな歴史の瞬間を目撃した。 新疆のタリム盆地にある我が国の重要な石油・ガスプロジェクト「ディープ・アース・エンジニアリング」、シノペックの「神地第一」岳金3-3井が、177日間の掘削作業を経て無事に開坑された。
177日間の掘削作業の後、シノペックの「Shendi No.1」は井戸3-3に飛び込み、地下9,432メートルから高収量の石油とガスの流れを得ることに成功した。 この深さは、アジアで最も深い井戸の現在の記録も破りました。 計算によると、この油井の生産開始後の一日の生産量は原油200トン、天然ガス50,000立方メートルに達します。

シノペック・ノースウェスト油田の副ゼネラルマネジャー、曹志成氏：この油井の試験の成功は、タリム盆地が超深層の石油とガス資源に富んでいることをさらに証明した。 また、複雑な超深部の石油およびガス貯留層の探査、開発、エンジニアリング技術システムのセットを探索および形成し、地球深部工学は段階的に進歩してきました。

国家のエネルギー安全保障を確保するために、我が国は近年、深層石油・ガス資源の探査と開発において一連の画期的な進歩を遂げてきました。 現在までに、我が国では4,500メートル以下の深さで合計352の油田とガス田が発見されています。 現在、タリム盆地の探査開発は完全に超深層に進出しており、我が国最大の超深層石油・ガス生産基地が建設されています。
なぜ困難を克服する必要があるのか
石油とガスを探すために地下 10,000 メートル近くまで行きますか?
地下9,432メートルでの石油採掘の考え方とは？ 「9432メートル」は、石油・ガス探査の分野で陸上でアジアで最も深い井戸の深さである。 地上にある場合は、通常の徒歩で 2 時間以内に到達できます。 垂直に上向きにすると、標高は 9,432 メートルとなり、世界最高峰のエベレストよりも 600 メートル近く高くなります。 海底にある場合、その高さは 9,432 メートルで、基本的にほとんどの海域を貫通できます。 。 海底の最も深い部分であるマリアナ海溝の深さは約11,{9}}メートルです。 なぜ地下10,{11}}メートルの深さで石油を探す必要があるのでしょうか？ タリム盆地の深部から石油を採掘するのはどれほど難しいのでしょうか? 地球深部の石油やガス資源を発見するにはどうすればよいでしょうか? 超深層の石油やガスが見つかったら、どうやって抽出できるのでしょうか?
地球深部への進出は、我が国が解決しなければならない戦略的科学技術課題です。 私の国の石油とガス資源は主にタリム、オルドス、松寮、渤海湾、四川、ジュンガル、カイダムを含む7つの主要な盆地に分布しています。 しかし、中東の状況は異なります。 我が国の石油およびガス資源の 3 分の 1 以上が地下 4,500 メートルに分布していることが知られており、一部はさらに深いところにあります。 石油・ガス資源は石油換算で671億トンに達します。 深層および超深層は、我が国の主要な石油とガスの発見の主要な場所となっています。 現在、世界の新たな石油とガス埋蔵量の 60% は陸上の深部の地層から来ています。

シノペック北西油田副総支配人、曹志成氏：我が国の浅中層における石油・ガス探査は高度に成熟した段階に入っているが、深層資源は非常に豊富である。 タリム盆地は、我が国の陸上の石油とガスの埋蔵量と生産量を増加させる可能性が最も高い盆地の 1 つです。 深層および超深層の石油および天然ガス資源は、それぞれ全体の 83.2% と 63.9% を占めています。 深層石油およびガス資源の探査、開発、利用は、国家のエネルギー安全保障をより確実にし、エネルギー雇用を確保することができます。
タリム盆地の深さから
「石油を手に入れる」ことはどれほど難しいでしょうか？
5億年前のカンブリア紀には、タリム盆地は「タリム海」とも呼ばれていました。 何億年にもわたる変遷により、海洋に堆積した炭酸塩層が地下数千メートルに埋もれ、ゆっくりと石油や天然ガスが形成されてきました。 タリム盆地の地質条件は、世界の他の盆地とはまったく異なります。 それでは、タリム盆地の深部から石油を抽出することはどれほど難しいのでしょうか?
シノペック西北油田工程技術管理部マネージャーの劉祥華氏：タリム盆地で井戸を掘削する場合、掘削深さが一定の深さに達すると、1メートル下がるごとに難易度は指数関数的に増加します。 表層の施工とは異なり、深層部では困難が多々あります。 タリム盆地の深層石油探査開発では、掘削が地下9キロメートルに達すると、井戸の底の温度は約200度、地層の圧力は150MPa以上になります。 これは世界で最も難しい掘削方法です。 13 の指標のうち、タリム盆地の 7 指標が第 1 位にランクされました。

深さ9キロメートルの地下から石油とガスを抽出するには、約1,000本のドリルパイプを接続する必要があります。 これらのドリルパイプは調理済みの麺のようなもので、操作や制御が困難です。 同時に、約200度の高温に直面すると、一般的な機器や機器の電子部品やゴム部品が損傷し、故障します。 ドリルビットのナビゲーションシステムも故障し、目標位置に正確に到達することが困難になります。

Sinopec Northwest Oilfield Petroleum Engineering Technology Research Institute 所長 Liu Lian 氏: 極端な革新と研究を通じて、私たちは一連の複雑な超深井戸構造設計とサポート技術を探索および形成し、一連の規格と仕様を確立し、私の目標を実現しました。この画期的な進歩により、掘削サイクルは 3 年前の 280 日から現在の最低の 97 日まで短縮され、目標精度は 60% から 90% 以上に向上しました。
地中深くに埋蔵されている石油・ガス資源
どうすれば「見られる」のか？
石油やガス資源が地下のどこに隠されているかをどうやって知ることができるのでしょうか? 地球物理探査は、石油とガスの探査と開発の最初のステップです。
物理探査は、地球の高解像度 CT スキャンを実行することです。 地下の石油とガスの貯留層の位置と形状を正確に検出するには、さまざまな地点で高精度で制御可能な人工地震波を生成するために、対象地域に大規模なネットワークを設計する必要があります。 地球物理探査技術がなければ、石油やガスを発見することは不可能であり、掘削の特定の目標もありません。

順北油ガス田はタクラマカン砂漠の後背地にあります。 地震波は出発から帰還までにキルト状の厚い砂の層を2回通過しなければならず、伝播距離は20,{2}}メートル以上になります。 収集されたデータは通常、乱雑です。 大量の実験とシミュレーションデータを経て、科学研究チームは微弱信号回復技術を革新し、超深部の地震信号を復元し、刻々と変化する地下世界を私たちの目の前で徐々に明らかにしました。

もう一つの問題は、超深部の石油で満たされた「部屋」で、複数の火山がマグマを噴出し、厚さ 500 ～ 700- メートルの火成岩を形成したことです。 地震波が火成岩を通過する際に干渉が起こり、受信機に戻った後に複雑な情報を形成します。 科学研究チームは地層と断層帯のデータモデルを確立し、乱雑な信号を排除し、超深層断層の識別精度を30メートルから15メートルに向上させ、地下の実際の画像を取得した。

シノペック北西油田探査開発研究所の主任地質学者、ハン・ジュン氏: 深さ9,000メートルで特定した断層距離はわずか15メートルですが、これは当社の科学研究者が優秀な科学研究チームを集めたためです。 「大軍団」科学技術研究モデルを通じて国内外に。 4 年近くにわたる骨の折れる探査の結果、私たちは深さ 10 メートルの超深層の比較的鮮明な画像を取得しました。これにより、石油とガスが貯蔵されている場所をより正確に見つけることができます。000-

地球物理探査に関して、シノペックは超深部地球物理探査のための一連の主要技術を開発しました。 それは私たちがより高度な地球を貫通する「望遠鏡」を持っているのと同じです。 この地中貫通型の「望遠鏡」は、かつては計り知れなかった「地下のエベレスト」をはっきりと見ることができるだけでなく、画像も非常に「高精細」です。

Sinopec Northwest 油田の副ゼネラルマネージャー、Cao Zicheng 氏: 順北油ガス田は 400 万トンの油ガス田を発見し、大きな進歩を遂げました。 「ディープアースNo.1」は、油ガス田における独自の「ディープアース」技術の源にもなりました。
石油探索から石油採掘まで
どのようなブラックテクノロジーが役立ちますか?
「シェンディ No. 1」は井戸 3-3 に飛び込みました。 石油探索から石油生産まで、どのようなブラックテクノロジーが使用されたのでしょうか? 専門家によれば、これは 2 つの主要なテクノロジーから切り離すことができません。 一つは千里眼や耳にあたる物理探査、もう一つは「指さしたところに当たる」貪欲な蛇のような高精度の掘削技術です。
まず、坑井軌道ロードマップを設計し、地球物理探査技術を使用して地層のデジタル平行空間を確立する必要があります。 科学研究チームは、掘削ツールの位置決めを通じて、ドリルビットがどこで掘削されても、この地層の「メタバース」内でそのドリルビットをマークします。これは、データマップ内のドリルビットのナビゲーションシステムに相当し、障害物を明確に確認できます。前に。 暗い地下世界では、ドリルビットがその位置からずれた場合、ドリルビットが石油とガスの貯留層まで掘削できるように軌道を再計画する「ナビゲーションシステム」が必要です。

Sinopec Northwest Oilfield Petroleum Engineering Technology Research Institute 所長の Liu Lian 氏: ドリルビットは掘削プロセス中に複数の地層を通過する必要があり、各地層の細孔の発達、石油とガスの濃縮状態、岩石の性質は大きく異なります。 私たちは技術を革新し、各編成に対応する技術と手法を採用します。 たとえば、ペルム系には小さな亀裂が多数あります。 高圧下では、ドリルビットを保護する掘削液が失われやすく、井戸の壁が崩壊します。 掘削液に竹の繊維を加えることにより、掘削壁に保護膜を素早く形成し、ペルム紀の地層を手なずけることができました。

科学研究者らは、高温石英、チタン合金、その他の航空宇宙用高温耐性材料を使用して、耐熱温度200度、耐圧力207MPaを備えた国内初の高精度穴あけ測定装置の開発に成功した。地下約10,{9}}メートルの深さで「ポイントアンドドリル」を達成します。 」、地質目標命中率は100%に達しました。

Sinopec Northwest油田エンジニアリングおよび技術管理部門マネージャー、Liu Xianghua氏: 革新的な研究を通じて、当社は世界をリードする一連の複雑な超深井戸構造設計、サポート技術および標準仕様を探索および形成し、主要なコア技術のブレークスルーを達成しました。私の国の石油とガスの開発のために。 穴あけ サイクルタイムは 3 年前の 280 日から 97 日に短縮され、精度は 60% から 90% に向上しました。