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中国现代钻探极简史

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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2021-3-27 09:37:06 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    本帖最后由 刘萝卜锅 于 2021-3-27 09:39 编辑

    品质源于技术 服务源于态度
    这是阿什卡微信公众号第858篇原创文章
    首发于2021年3月21日


    1

    整整500年前,1521年,是个意外频发的年份。

    在清江浦,史上最具娱乐精神的皇帝朱厚照本来想体验一下渔民生活,却意外地掉进水里,呛成肺炎。

    在四川,勤劳勇敢的人们本来想凿口盐井,却意外地凿出了石油。

    现在我们知道,油气藏的赋存,常常和盐丘有关,所以凿盐搞出油气,钻油气搞出盐,都不算很意外。

    其实早在秦代,四川临邛凿盐时,就意外地搞出过天然气,那时叫火井。



    01-四川临邛火井.jpg


    △ 火井遗址

    经过漫长的探索,偶尔凿出带有天然气的盐井,机智的挖盐人就会引天然气烧卤水,低碳环保,一石二鸟。

    其实,通过钻探,不仅可以找到盐、油气,还可以找到煤、铜、铁、锡、磷等各种矿藏,由于油气钻探更深,地下情况更复杂,所以我们主要聊油气钻探。

    1821年,四川人民有意识地钻出了天然气,这是来自三叠纪的馈赠。

    1840年起,清政府在第一次鸦片战争中节节败退,四川人民在天然气田开发中节节钻进,自流井气田年产量达到7200万立方米——中国近代史在炮火与地火的摇曳中开启。



    02-自流井气田.jpg


    △ 自流井气田

    竹木钻井套件的功能已被我们发挥到了极致。

    这是中国古代钻探的顶峰,也是当时世界钻探的顶峰。

    不同的是,我们在这个顶峰停下了脚步,而世界却在加速。

    2

    1904年,日本开始在台湾钻探油矿,五十年间钻井200多口。这是现代钻探在中国的最早应用。

    1907年,孙中山策动黄岗起义那年,光绪政府在陕北设立了延长石油厂,钻机、技师、工人全套日本原装,完成了中国用蒸汽动力、机械钻进的第一口油井,井深81米,日产油四五百斤。



    03-延长石油厂.jpg


    △ 延长石油厂

    这是中国企业首次应用现代钻探技术。

    1909年,新疆独山子曾用俄国机器,钻过一口20多米的油井。

    1914年,一战爆发,美孚公司与北洋政府合资,创办了“溥利石油公司”。使用全套美国钻机、技师,从1915年到1917年,在陕北兢兢业业砸了3年钱,钻成7口千米深井,但出油量少得可怜,巨亏,于是合资失败。

    后来,延长石油厂用美孚留下的设备拼凑混搭,钻出了一口有商业价值的油井。当然这是后话了。

    美孚的勘探人员总结失败经验,写论文称,所勘探的那些地儿,“没有一口井的产量可以认为具有工业价值。”对中国石油储量表示悲观。

    这就是传说中的“中国贫油论”。

    但是,另一名美国地质人员马栋臣(中文名)表示反对:中国那么大,你只看这一小块就悲观了?说不定别处有油呢。

    1934年,民国政府成立陕北油矿勘探处,派地质学家王竹泉、潘钟祥等人进陕勘察,凿出井深100米、日产1.6吨的101号油井,后来又凿出井深65米,日产3吨的201号油井。



    04-陕北油矿勘探.jpg


    △ 陕北油矿钻探

    这是中国地质学家油气藏勘探成功的首案。

    1935年,延长石油厂被中国工农红军接管。今天,百年延长石油已成为中国第四桶油,跻身《财富》世界500强。



    05-延长石油油井.jpg


    △ 延长油井

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    2023-2-1 09:26
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     楼主| 发表于 2021-3-27 09:52:45 | 显示全部楼层
    本帖最后由 刘萝卜锅 于 2021-3-27 10:05 编辑



    6

    1957年底,兰州石油机械厂造出3200米石油钻机。

    60年代,太原厂仿造BY-40钻机。

    为了适应不同岩层,广大职工革新了数以百计的高效钻头。1963年,地质部出版《地质钻探钻头图谱》,收录了五类三十四种新型钻头。

    12-地质钻探图谱.jpg

    与此同时,总结钻进经验,写进操作规范,优质钢粒取代了铁砂。泥浆技术也取得进步,增加了石灰、石膏、氯化钙、食盐、水泥、磷酸盐、水玻璃、野生植物胶、木质素磺酸盐等配剂。

    1970年,河南、云南两个地质局开展了金刚石钻探试验。1971年,河南郑州探矿厂建成我国第一个天然金刚石钻头制造车间。1974年,我国人造金刚石钻头研制成功。到1979年,金刚石钻机已发展到556台。

    80年代,我国吸收美苏钻探技术,开始设计制造国产钻机。ZJ15-170型国产钻机,钻深可达5000米。

    7

    陆上钻探快速铺开的同时,海上钻探也在同步进行。

    从50年代末开始,地质部组建专业队伍,对渤海湾、北部湾、黄海、南海开展了物探和钻探。

    1974年,我国第一艘双体浮式钻井船“勘探一号”出海作业,船体长100米,宽38米,在七级风、五级浪条件下摇摆≤5°,工作水深30~67米,钻井能力3200米。



    13-勘探一号.jpg


    △ 勘探一号

    1977年,我国自主设计的ZH-10振动式海底取心钻机,在上海吴淞口下水实验,钻进9.4米,取心长度7.43米。

    同年,从国外引进自升式钻井平台“勘探二号”,最大工作水深91米,钻井能力4000~6000米。勘探二号在南海打的珠五井,获得高产优质工业油流,在东海打的龙井一井,发现了多层高压天然气和油砂。



    14-勘探二号.jpg


    △ 勘探二号

    1984年,我国第一座半潜式钻井平台“勘探三号”在上海船厂建成,投入东海油气钻探工作中,陆续发现“平湖”等高产油气井,并创造了当时我国海上钻深5000米的纪录,为东海油气田的开发作出了重大贡献。


    15-勘探三号.jpg

    △ 勘探三号

    8


    此后,我国钻探技术在学习中快速发展,在实践中不断创新。改革开放恰逢信息时代浪潮,我国钻井技术由机械化向信息化、智能化转变。

    2006年,我国研制出9000米钻机。2007年,我国研制出12000米钻机。



    16-12000米钻机.jpg


    △ 国产12000米钻机

    新型超深钻机突破了诸多难题:大型钻机井架整体起升、耐低温材料焊接、高承载提升、传动系统加工等等,达到国内外同类产品领先水平,出口到许多国家。我国由此成为全球第三个具有特深井石油钻机研制能力的国家。



    17-顺北鹰1井1.jpg


    △ 顺北鹰1井

    2019年2月19日,中国石化西北油田的顺北鹰1井完钻,井深8588米,创亚洲陆上钻井最深纪录,标志着我国已掌握世界先进的超深井钻井技术。

    油气勘探开发全流程:




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    2023-2-1 09:26
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    [LV.6]常住居民II

     楼主| 发表于 2021-3-27 09:48:20 | 显示全部楼层

    中国现代钻探极简史


    3



    1936年,四川油矿勘探处成立,购买德国旋转式钻机4部。



    1937年开钻,1938年钻达1400米,发现天然气。这是我国使用旋转式钻机完成的第一口天然气井。先是采用德国鱼尾钻头开孔,后改用美国牙轮钻头,加快了进尺。



    这期间,新疆委托苏联勘探石油,从1938年到1942年,钻成油井23口。最深油井达1453米,应用了现代化重油泥浆、井口装置。1943年,苏联撤回技术人员和设备,独山子油矿开发就此停顿。



    06-独山子苏联专家.jpg



    △ 苏联专家在独山子油矿



    1938年,酒泉盆地,我国地质学家孙健初,与严爽等一行工程技术人员,骑着骆驼,顶雪踏冰,通过观察天然冒出的油苗、沥青,欣喜地判定,老君庙地区具有油气开采价值。然而,没有钻机,怎么办?



    1939年,中共中央决定从延长石油调拨钻机,驰援老君庙。这两台钻机是延长油田建矿时留下的德制顿钻式、钻深200米左右的浅钻机。



    1939年3月,石油河边上,老君庙一号井钻到88米处时,抵达第一层油层。这口井从地质勘探、钻井、完井,全套技术人员都是中国人。



    07-老君庙一井.jpg



    △ 一号井



    玉门油田由此萌芽。到1949年,玉门油田打井47口,产油52万吨,占全国原油总产量的95%。玉门油田为抗日战争提供了坚强的能源支撑。



    1941年,钻出高产的八号井,发生剧烈井喷,无法控制,所以喷了1年多,最高峰时,每天要喷4000多吨,奔流成河,附近村民只好搬到山岗上避难。


    4



    钻探,是与不可预知的地下变化打交道,各种奇葩事故只有想不到,没有遇不到。



    在处理各种事故的战斗中,我国钻探技术日积月累,逐步提高。1946年后,水泥固井、高比重泥浆配制、井下打捞等技术已经慢慢掌握。



    从延长石油厂用机械化顿钻打井算起,截至1949年,全国共钻出168口油井,钻探总进尺71000米,开发了延长、独山子、玉门三处油田,最大井深1500米以内,900米进尺至少要半年时间。



    解放后,新政府接收各类钻机14台,其中旧政府从美国进口的金刚石钻机9台半(其中一台缺附件),日本钻机5台。



    1950年春,地质探矿专科学校开班,为新中国培养了第一批钻探技术人才,与此同时,各类短期钻探训练班也陆续开办。四月,李四光回国,九月成立中国地质工作计划指导委员会。



    08-李四光.jpg



    △ 李四光



    同年,将一家私营机械厂改建为地质机械厂,加工进口设备的零配件、钻探管材等,同时筹建张家口探矿机械厂。



    1951年,中国和苏联在新疆合办了中苏石油公司,迅速恢复了独山子油矿,钻探步子越迈越大。同年,苏联专家莫谢耶夫,携大批苏联钻探设备、器材到玉门,共建社会主义新油田。



    1952年,我国又陆续从苏联进口了大批KAM型手把钻机和3ИΦ型油压钻机,使用合金-铁砂钻进。



    这时钻探技术整体更加成熟,9个月可完成3200米进尺。1951~1957年这7年间,钻井进尺等于过去十一年总进尺的20倍,在老君庙周围,开发出石油沟、白杨河、鸭儿峡三个新油田。



    玉门油田是我国第一个石油工业基地,是建国初期石油技术和人才的苗圃:率先使用了涡轮钻井、放射性测井等多种新技术,向各地输送人才三十多万人。我国石油工人的代表、铁人王进喜,就来自玉门。


    5



    1954年,中苏石油公司的权益全部归中方所有。中苏石油勘探合作转向了克拉玛依。从1955年起,克拉玛依的探井陆续喷油,克拉玛依油田由此萌芽。



    09-苏联专家在克拉玛依.jpg



    △ 苏联专家在克拉玛依



    这个时期,我国聘请了苏联的机械、探矿工程、泥浆、钻探等各方面的专家,来华指导和培训,使我国钻探水平迅速提高。



    在钻进工艺方面,因地制宜,按岩性选用不同形状的硬合金片,镶制不同型式的钻头,提高了效率。大力推广一次投砂法、铁砂钢粒混合钻进法,并对钢砂钻头的材质、水口等方面不断改进,取得了显著效果。



    1953年,我国第一部《地质岩心钻探操作规程》颁发。



    1949~1958年间,全国石油钻探累计进尺500万米以上。仅1956年,就钻成了八口3000米的深井。



    在此期间,青海、柴达木、四川、大庆、扶余、辽河、华北等地,相继发现油气田。



    当然,也钻出了多处地热。五十年代,北京小汤山温泉打出了20多口井,水温50℃以上,主要用于温泉疗养。



    10-小汤山温泉.jpg



    △ 小汤山温泉


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