大漠深處，順北塔克拉瑪干沙漠地底深處的石油終於見到了金色的陽光，但是它是如何穿越七千米的深度，又是克服了哪些艱難困苦呢？中國石化的順北油氣田或許可以給出答案。
文 | 王勇
秋分已過，塔克拉瑪干沙漠仍舊是那彷彿永恆的沙海，豐富的色彩沒有眷顧這裡，炙烤般的溫度已經逝去，流動的沙丘和佇立不倒的胡楊是中國石化順北區塊最為常見的風景。
塔里木盆地是我國最大的陸上含油盆地。順北油氣田位於盆地內塔克拉瑪干沙漠的北緣，是西北油田發現併成功建設中國首個億噸級碳酸鹽巖大油氣田——塔河油田之後，在塔里木盆地新區、新領域發現的新型油氣田。
順北油氣田面積達1.99萬平方公里，相當於1.2個北京市，儲層平均深度超過7500米，最深達8600米，是世界上最深的油氣藏之一，這裡也成為了中國石化新的上產陣地。記者乘車行駛在順北油氣田廣闊的沙漠裡，一望無際的黃沙浩瀚無際，不知埋藏著多少鮮為人知的礦藏與故事。
“順北油氣田的地質結構極其複雜，具有埋藏深、岩石強度大、易漏失易垮蹋、超深定向困難的特點，鑽井作業呈現‘深、漏、塌、慢、長’等多種難題，沒有成熟的經驗可以借鑑。”西北油田分公司工程技術研究院副院長翟科軍向記者介紹道。塔里木的氣候對於油氣開採來講不過是初步的考驗，地下的寶藏同樣不會輕易獲得。
超深井的背後
1978年，中國石化走進新疆，塔里木盆地成為老一輩石油人會戰的陣地。從實現海相碳酸鹽巖油藏突破的沙參二井到發現塔河油田的功勳井沙48井，再到曾經的亞洲第一深井塔深一井，雖然預期的目的層系不同，但井位所處的地質結構基本相同，鑽井技術也一脈相承。
四十年的發展，西北油田的鑽井工程技術自成系統，在塔河油田、碳酸鹽巖老井側鑽等方面適用性非常高，可謂為塔里木盆地的地質結構量身打造。然而，從2013年開始進駐開發的順北區塊，將這一範式徹底打破。
超深井鑽井技術如何突破，成為了西北油田勘探開發順北油氣田的最大難題。塔河油田平均鑽井深度為6000米，順北特深油氣田達到了7800米。後續鑽井實踐證明，順北的油藏埋深都在7500米以上，已完成的最深鑽井深度達到了8588米，這是世界上最深的油氣田之一。
西北油田分公司工程技術研究院鑽井所所長李雙貴告訴記者：“打井打到6000米時，常規技術還可以應用，但到了7000米甚至8000多米時，常規技術和認識就受到顛覆，這讓我們重新認識地層。”
其次，順北區塊的地質結構與塔河油田完全不同。據順北區塊負責人介紹，塔河油田為岩溶縫洞型油氣藏，順北特深油氣田為特深層斷溶體油氣藏。過路地層和儲層內幕均表現為更加複雜，尤其是二疊系、志留系等多套易漏易塌地層共存，二疊系火成岩厚度達到450米至680米。加上奧陶系地層高溫、高壓、高含硫，工程施工難度國內罕見。
順北1井是部署在順北的第1口預探井。儘管已為侵入體做了相關的井身結構設計，但在實鑽過程中，四開鑽進因志留系承壓能力低，侵入體坍塌應力大，難以兼顧，被迫採用了備用方案。經過461天的鑽井週期，順北1井順利完鑽，然而這一成績相比塔河油田60-70天的週期實在不容樂觀。
“順北油氣埋藏超深，鑽井成本較高，該區塊要實現規模效益開發，必須進行深度攻關研究，縮短鑽井週期，大幅度降低鑽井成本。”西北油田分公司副總工程師何偉國向記者表示。
對於油田企業來講，保證效益是生存必需的要素，特別是在油價不樂觀的情況下尤其重要，再有潛力的區塊也不能“賠錢賺吆喝”。
面對七八千米埋深的油氣藏，既要有“找得到”的本事，也要有“拿到手”的本事。為此，西北油田與多家國內石油工程研究機構、高校聯合開展專題研究，為順北油氣田勘探開發建設進行充分的工程技術儲備。
幾年間，他們掌握了侵入岩井壁穩定的主控因素，並制定優化低密度鑽井液的技術措施。優選聚合物凝膠、竹纖維等堵漏材料，形成隨鑽封堵防漏配方。改變傳統PDC鑽頭破巖方式，創新尖齒與圓齒相結合的破巖工藝，研發出“尖圓齒PDC鑽頭”，並首創採用“混合鑽頭+高效螺桿”鑽井技術。
新技術的綜合應用有力推動了順北油氣田建設提速。順北的鑽井週期由三年打兩口井縮短至一年打兩口井，含火成岩等侵入體的井鑽井週期由順北1井的461天降至173天，無侵入體井的鑽井週期縮短至162天。
通過持續技術創新，形成了順北超深井優快鑽井技術系列，有力推動了鑽井提速提效。目前，這些技術在順北應用後，機械鑽速由4.01米/小時提高至7.84米/小時，提高率95.5%，鑽井週期由332.45天縮短至149天，縮短率55.2%。
新技術應用也多次刷新多項亞洲、國內工程紀錄。2018年9月完鑽的順北蓬1井，以8456米的取芯深度創下當時亞洲陸上鑽井井深、錄井、電成像測井、常規測井、完井、取芯的最深紀錄，並在四開固井創下177.8毫米尾管下入8350米亞洲最深紀錄。
順北5-5H井創120.65毫米井眼亞洲最深8520米水平井鑽井記錄，順北鷹1井創149.2毫米井眼亞洲最深8588米水平井鑽井記錄，相當於珠穆朗瑪峰的高度。
順北油氣田還成功創造8項國內套管下深最深紀錄，其中包括國內最深定向井順北鷹1井創造的國內244.5毫米套管下入最深（7614.62米）、最重（580.8噸）記錄。這一系列成績的背後，正是西北石油人憑藉不斷的實踐與科技創新，一步步克服塔里木盆地給他們的難題的過程。這同樣標誌著中國石化西北油田已掌握世界先進的超深井鑽井技術，為我國探索超深層油氣提供了重要的技術儲備。
百萬噸產能的速度
順北油氣田的發現，是西北油田發展史上繼沙參二井突破和塔河油田開發之後的第三個里程碑。早在2016年，中國石化便宣佈在塔里木盆地順北油田勘探取得重大突破。
按照勘探開發規劃，2019年建成百萬噸產能陣地，生產原油86萬噸、天然氣3.45億方，到2025年順北油氣田原油產量快速提升至210萬噸以上、天然氣突破18億方，並保持上升勢頭。
在能源安全問題愈發得到重視，上游勘探開發力度越發重要的當下，順北區塊的潛力正在被逐步開發。
為了加快順北油氣田開發，西北油田在原順北油氣管理部的基礎上，於今年4月份成立了新型體制的採油四廠。目前，該廠以52名員工總數和3個虛擬管理中心、3個油藏經營管理區、6個專業化支撐團隊為架構的高效管理模式已組建完成，快速進入了百萬噸油氣田的運行管理中。
2019年是順北區塊推進100萬噸產能建設攻堅之年。年初，西北油田在此部署新井23口，目前完鑽15口，新增產能30萬噸。7月23日，順北三區首口探井順北53X井獲高產工業油氣流，進一步證實北塔里木盆地古生界碳酸鹽巖整體含油，為建成100萬噸產能打牢資源陣地。8月9日，新井順北1-19H井酸化後獲高產油氣流，日產原油100餘噸、天然氣7.8萬立方米，產能進一步提升。
10月13日，西北油田順北區塊生產原油2165噸、天然氣85萬立方米，油氣當量達3000噸以上，順北區塊年油氣產能達100萬噸規模。
自2016年開發以來，各項配套建設齊頭並進，效益開發穩步推進，2018年修建的順北油田主幹道打通了沙漠原油外運的“黃金大道”，目前每天有60多輛罐車晝夜不停進行原油拉運，擴建的順北1處理站年處理能力仍在進一步升級，確保了躍進區塊硬穩定、順北區塊穩上產。
記者從採油四廠負責人瞭解到，預計2019年底將會建成通往最近站點的運輸管道，屆時原油的對外運輸能力將會逐漸匹配提升的產能。
“全力推進順北特深油氣田‘一字號’工程建設，在2019年建成百萬噸產能陣地後，2021年目標建成200萬噸產能陣地。”何偉國對順北區塊的潛力和開發持樂觀的態度，同時也期待西北石油人打造更好更快的“順北速度”。
閱讀更多 能源雜誌 的文章
