證券時報網(wǎng)
王小偉
2025-04-28 13:40
證券時報記者 曾劍
2月下旬，中國石油集團宣布，我國首口超萬米科探井——深地塔科1井在地下10910米勝利完鉆，成為亞洲第一、世界第二垂直深度井。這是我國首口超萬米深井，是深地科學研究和超深層油氣勘探領域的又一座里程碑。
這項突破凝聚了成千上萬科技、工程人員的心血。一系列科技攻關，為這項工程突破保駕護航。來自A股上市公司青松建化(600425)的固井水泥便是其中之一。
據(jù)悉，青松建化提供的1982.27噸特種油井水泥，以220℃超高溫耐受性、145兆帕抗壓強度等指標，保障了地下萬米井筒的完整性與開采安全。
地下萬米的科技攻堅
常言道“上天容易入地難”。隨著科技的發(fā)展，人類實現(xiàn)了對外太空的深度探索，火星、金星等行星的上空早早就出現(xiàn)了人類探測器的身影。相較之下，人類對于母星地球的地質(zhì)探索卻遠遠不夠。截至目前，人類最深的鉆井紀錄不到1.3萬米。
要完成萬米鉆探任務，需要先進的設備、材料和技術支持。
復雜的地層巖性變化是萬米鉆探的第一關。據(jù)公開資料，深地塔科1井自上而下要穿透12套地層，特別是越接近目標井深的地層，巖性變化越快。行至萬米，井下鉆具的長度與載荷都前所未有，井下最重達665噸的鉆井工具，相當于鉆機要吊起超100頭成年非洲象的重量。
中國工程院院士孫金聲曾表示，深地塔科1井鉆探面臨超高溫、超高壓、超高鹽、超高應力的“四超”苛刻條件，給鉆柱、井下測試工具、儀器和工作液等帶來了極大挑戰(zhàn)。特別是9000米以后，井底溫度達到200攝氏度以上，同一裸眼井段高低壓地層交錯出現(xiàn)，防塌與堵漏難以兼顧，鉆具、井下測試工具、儀器、工作液等都達到了使用能力的極限。每前進一米難度都極大，鉆井過程中隨時可能出現(xiàn)井眼坍塌、漏失、卡鉆、鉆具斷裂等重大鉆探事故。其難度猶如“一輛四輪大卡車，在兩根細鋼絲繩上行駛”。
針對萬米之難，全球首臺1.2萬米特深井自動化鉆機和全球首套萬米特深層測井裝備的成功研發(fā)，攻關形成了特深難鉆地層高效破巖、特深井鉆具安全管控、抗超高溫抗高鹽超支化聚合物鉆井液、惡性漏失溫壓響應型堵漏技術、超重負荷復雜工況特深井固井、萬米特深地層取芯等諸多關鍵技術，支撐了深地塔科1井勝利完鉆，并推動了我國深地鉆探系列關鍵裝備、工具、材料的突破和迭代升級。
鉆井過程中，井斜、井徑、固井等關鍵質(zhì)量指標均100%合格，同時創(chuàng)下我國大尺寸套管下入最深和噸位最大、大尺寸井眼國產(chǎn)儀器測井最深等多項紀錄。
“這在我國鉆探工程史上具有里程碑的意義?！睂O金聲認為。
“智造”萬米固井水泥
上述指標中，固井關系到井筒的質(zhì)量、壽命和油氣采收率。
地層深度每增加100米，溫度上升3℃、壓力增加1.0—2.0兆帕。深地塔科1井井下最高溫度220攝氏度，最高壓力145兆帕。固井過程中下灌的油井水泥，必須在0度—200多度這個超高落差的溫度區(qū)間中滿足穩(wěn)定的壓強、溫度、流動性、黏性以及水泥漿凝固時間，硬化后的韌性、硬度等一系列復雜嚴苛的條件，對油井水泥的質(zhì)量和性能有極高的要求。
固井質(zhì)量指標100%合格背后，是相關企業(yè)對固井材料的持續(xù)攻堅。
公開資料顯示，深地塔科1井固井使用的是青松建化的油井水泥。從1988年開始，為了支援西部大開發(fā)，青松建化與塔里木油田共同開發(fā)油井水泥，并于1989年開始試生產(chǎn)；1990年，公司成功實現(xiàn)了從技術到工藝的“兵團制造”。
2004年1月，青松建化的G級HSR和H級HSR油井水泥通過了美國石油協(xié)會專家現(xiàn)場審核，取得了新疆維吾爾自治區(qū)第一張水泥企業(yè)API認證證書。截至目前，公司開發(fā)出了G級HSR油井水泥，低堿無收縮C級、H級、D級HSR油井水泥等多種油井水泥。其中，G級HSR油井水泥強度達20兆帕，可滿足4000米至1.1萬米全井段需求。
從技術上看，青松建化G級HSR油井水泥產(chǎn)品配方已在多年前臻于成熟，但由于油井水泥需與外加劑結合共同在萬米深處發(fā)揮作用，產(chǎn)品出廠質(zhì)量的穩(wěn)定性至關重要。
“為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，公司采用最新的新型干法水泥生產(chǎn)技術，通過API質(zhì)量管理體系嚴把水泥出廠質(zhì)量，最終成功完成該井應用?！鼻嗨山ɑ矫嫱嘎?，通過嚴格的質(zhì)量檢測與外加劑協(xié)同配方，確保了220℃高溫、145兆帕高壓下的固井穩(wěn)定性，獲中石油“關鍵支撐材料”認證。
近年來，青松建化累計投入超2億元，構建了“八大系統(tǒng)兩平臺”智能化體系，涵蓋智能礦山、窯磨專家系統(tǒng)、智能物流等核心模塊。在生產(chǎn)端構建了“智慧礦山—智能物流—精準配料—在線監(jiān)測”全鏈條管控體系。通過智能礦山系統(tǒng)實現(xiàn)原料開采無人化，利用在線分析技術確保原料均化，結合窯磨專家系統(tǒng)優(yōu)化煅燒工藝，最終形成“熟料—成品”閉環(huán)質(zhì)量控制。使產(chǎn)品穩(wěn)定性得到更好地提升，為萬米油井水泥量產(chǎn)奠定基礎。
創(chuàng)新帶來業(yè)績增量
當前，房地產(chǎn)行業(yè)持續(xù)調(diào)整，固定資產(chǎn)投資和建設項目開工放緩，水泥和水泥制品的需求總量下滑。特種水泥的突破，給青松建化帶來了新的機遇。
一方面，憑借地緣優(yōu)勢，公司積極探索中亞地區(qū)等海外重要的油氣開采市場；另一方面，憑借相應的技術儲備，公司將目光瞄準頁巖氣、致密油等開發(fā)領域，延伸產(chǎn)業(yè)鏈條。
受益于國際油價高位徘徊，帶動上游勘探開發(fā)意愿增強，行業(yè)整體處于景氣周期，對油井水泥需求形成利好。貝哲斯油井水泥市場研究報告指出，全球油井水泥市場規(guī)模在不斷擴大，2023年全球油井水泥市場規(guī)模達到39.49億元，預計到2029年將達到42.88億元。
中國作為重要的油井水泥市場，其規(guī)模也在穩(wěn)步增長。2023年中國油井水泥市場規(guī)模達到14.65億元，顯示出強勁的市場需求。
有觀點認為，油井水泥市場具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的市場潛力。企業(yè)需要密切關注市場動態(tài)和技術發(fā)展趨勢，不斷提高自身競爭力和市場影響力。
青松建化方面表示，公司將深化產(chǎn)學研合作，通過聯(lián)合實驗室加速超深井水泥配方與外加劑協(xié)同技術轉(zhuǎn)化，并借力共建“一帶一路”倡議拓展中亞油氣勘探市場，將技術優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為頁巖氣、致密油等新場景訂單增量。
