Do what you think is right
3月5日,深地塔科1井已经钻至10006米,来到中国钻井史上前所未有的深度极限。
在“摸不着,看不见”的万米之下,科研人员要如何精准识别岩层的信息呢?
答案就藏在位于万米深层的岩屑里。地下岩屑是沟通地面与万米地下的载体,可以为整个钻探过程提供丰富的地质信息和工程信息。这也将是我国首次获取万米深层的岩石资料,其珍贵程度不亚于“月壤”。
而岩屑要从深层回到地面,相当于要走10公里的路,四舍五入相当于跑了四分之一个全马了。
岩屑在这一路上有哪些奇遇?
科研人员又是如何揭秘其蕴藏的信息?
在钻进过程中,钻头依靠锋利的金刚石“牙齿”旋转切削,整块岩石被切割成毫米大小的颗粒,散落在井筒当中。井筒内不断循环着钻井液,依靠自身的粘弹性将井底的岩屑颗粒返排至地面。
岩屑在井筒中的行程将近花费200分钟,相当于我们平时休闲散步的速度。
钻井液循环系统的振动筛正在滤筛钻井液中的大颗粒物质
工作人员用筛网得到一定范围大小的岩屑
井场百格盒中的岩屑
井底160℃的钻井液从地层循环至地面,泛起阵阵白烟。通过钻井液循环系统中的振动筛可以将大颗粒物质与液体进行分离,清洗、晾晒之后便可得到井中的固体物质。这些固体物质往往还包括井壁的掉块以及坍塌物,而新鲜岩屑往往个体碎小、棱角明显,工作人员通过筛网进行简易的筛分后,根据不同的深度放置在百格盒不同的格子中。
在深地塔科1井,为了取全取准万米井的地质资料,工作人员每米都要及时准确地捞取地下岩石样品,特别是进入9800米以后,更是每50厘米捞取一次岩石样品,通过地质分析为工程决策提供有力依据。
深地塔科1井的岩屑薄片
王孝明正在显微镜下观察薄片标本
显微镜下的岩屑
在地质学界,素有一片岩石看穿一座山的说法。
在岩屑充分晾干后,工作人员会将岩屑制成薄片,通过显微镜观察,便可以判定岩屑的矿物组成和结构特征,解读万米深层演化的地质信息以及油气生成运移的蛛丝马迹。
在制备薄片的过程中,首先需要选出1~2毫米的岩屑,借助研磨机,在载玻片上“手搓”出0.03毫米的透光薄片,对于人的眼力、手力和耐力是一个极大考验。如果达不到这个标准,就无法通过光学特征的差异来识别出不同的矿物种类,从而对地质情况造成误判。
要如何确保把岩样磨到0.03毫米?
塔里木油田实验检测研究院地质实验中心的王孝明每天要打磨十几片岩屑薄片,据他介绍,首先要把岩屑打磨到微微透光,大概是头发丝的厚度,这个过程需要靠手感一点点感知厚度变化,最后结合显微镜一点点抛光矫正,直到达到标准厚度。
截至目前,王孝明和同事们已经磨制出500多片岩屑薄片,获取的地层信息也为下一步钻井工具的选择提供了重要参考。在以前,要实现上述的分析测试,必须得将岩屑运回后方的实验室,仅车程以及各项入库程序就得花费2到3天。而在这里,仅仅需要6个小时,就可以快速解开岩屑的奥秘。
移动式岩心核磁共振测井仪器
岩石也能做核磁?
在深地塔科1井井场的东南角,停放着一辆红白相间的货车,这是由中国石油自主研发的车载岩石物理实验室,里面搭载着移动式岩心核磁共振测井仪器。
晾晒好的岩屑可以在这里同步进行高精度的一维与二维核磁测量与资料快速处理解释,可以在几分钟内快速获取地层孔隙度、含油气饱和度、渗透率等岩石物性参数。这也是中国石油首次在塔里木盆地开展现场岩屑核磁分析。
“在深地塔科1井钻至9800米以后,出来一个样我们分析一个样。通过岩石物性参数的变化,可以为现场钻进风险预警以及钻进参数调整提供及时反馈。”勘探开发研究院测井技术研究所的金明介绍。
工作人员对岩屑进行装袋打包
万米岩屑的旅程远没有结束。
在经过现场一系列的分析测试后,工作人员将岩屑装袋打包,运送回塔里木油田岩心库,作为珍贵的地质资料永久留存,也将记录下中国石油人探索深地的脚步。
[来源:中国石油报]
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