文 | 石油Link 子竹

通讯员 | 白国强

头戴帽盔、身沾油污、吃苦耐劳，这可能是大多数人对石油人的朴素印象。但在身经百战之后，他们已今非昔比。

2019年，中国的石油产量预计为1.9亿吨，是70年前的1583倍；天然气的产量增长，相比1949年预计更将增加2万倍以上。

让油气产量增长成千上万倍的同时，石油人也创造出了种种人类奇迹。他们不仅能钻出深度可同珠峰比肩的井，还可在地下7000多米深的剧毒气田中“掘金”。

起初，他们是不畏艰苦的铁人；如今，他们则变成了刚强与智慧并存的模样。

（胡庆明 摄）

01 沙漠中的钻井狂魔

1959年，发现大庆油田的松基三井，最终井深为1461.76米。恐怕当时很难有人想到，在近70年后，中国国土上会频繁出现深度超8000米的油气井。

而此刻，在距离松基三井3000多公里外的新疆塔克拉玛干沙漠，这一幕正在上演。

2017年8月，中国石化西北油田分公司布于顺北油田的顺北评2H井完钻，其完钻井深达到8433米，创下当时的亚洲陆地钻井最深纪录。而在此之前，该记录由塔河油田的塔深1井保持了近11年。

在随后两年时间内，西北油田在顺北油田打出了数十口8000米以上深井，先后6次刷新亚洲陆地最深井记录。其中，顺北鹰1井完钻井深8588米，比肩珠峰高度。

顺北油田的8000米深井钻井现场（李学仁摄）

这些超深井的密集诞生，不仅打开了中国油气开发的新局面，也将全球油气工业的水平推向了新高度。

顺北油田地处塔克拉玛干沙漠腹地，于2016年发现，其资源量达到17亿吨油当量，是中国近年来发现最大的油气田之一。

该油气田储层平均深度为7300米，最深达8600米，是世界上最深的油气藏之一。

埋藏深，则导致油气藏呈现超高温高压特征。据了解，顺北油气田的地层温度接近180℃，地层压力一般80~90MPa，对钻井设备的性能提出了极苛刻的要求。

塔克拉玛干沙漠为中国最大沙漠，夏天地表温度可高达70℃，冬天环境温度可低至-20℃以下，平均三天一次风沙，恶劣的气候时刻都需要石油人咬牙克服。图为顺北1处理站。

而比起埋深大，顺北油气田开发更大的难度在于地层的复杂性。

同塔里木盆地已开发的其他油气田不同，顺北油气田处于地层断裂带上，过路地层和储层内幕均表现为更加复杂，尤其是二叠系、志留系等多套易漏易塌地层共存，岩石胶结不好，地层易破碎。

在这类地层中钻井，就类似把钻井管柱插入了乱石堆或流沙层，井壁易坍塌、钻井液易漏失，导致钻井作业难以推进。

从全球范围内来看，在陆地上深度如此之大、地层如此复杂的油气藏，都没有开发先例。在种种困难面前，即便是全球最领先的国际油服公司，面对顺北油田也纷纷望而却步。

在此情况之下，西北油田不得不选择自主攻关，集中骨干科研人员，开展大量的基础研究和专题攻关，为顺北油气田建设开发新技术。

作业人员正在为酸压施工做准备（李学仁 摄）

例如针对钻井过程中井壁易坍塌的问题，通过工作五十余年的老专家指点，工程技术研究人员重新认识了地层缺陷特征，针对塔河常规钻井液中缺乏亚微米到40微米粒径颗粒的情况，改造了常规泥浆性能，逐渐实现了让局部薄弱地层强健的目的。

针对地层岩性非均质性强的问题，工程人员又改变了传统PDC钻头破岩方式，创新出尖齿与圆齿相结合的破岩工艺，研发出“尖圆齿PDC钻头”，并首创采用“混合钻头+高效螺杆”钻井技术，使得机械钻速提高了一倍。

目前，顺北油气田平均钻井周期由起初的332.45天缩短至了149天。其中，顺北5号带单井降低复杂时间更是达到了300天左右，单井投资减少近1个亿。

据了解，中国目前超8000米深的井有近80%位于塔里木盆地，而塔里木盆地内的8000米深井近80%又位于顺北油田。

不疯魔不成佛，在沙漠中钻井狂魔的不懈努力下，顺北油气田的油气井不仅深度比肩珠峰，其钻井工程水平也堪称业界的“珠峰”。

正在将顺北油田石油运出沙漠的油罐车（李学仁摄）

02 变毒气为“福气”

就在“钻井狂魔”屡创新深的同时，在距离顺北油田2500公里外的四川达州，油气行业的另一项极限挑战，也在近日传来了捷报。

2019年10月12日，中国首个高含硫气田——普光气田，迎来了投产的第10个年头。

普光气田位于四川省达州市，是我国目前发现的最大规模海相整装高含硫气田，也是国家重大工程——“川气东送”的主要气源，其产出的天然气，惠及了四川、湖北、江西、上海等地共计80多个城市、数千家企业和近2亿人。

该气田的成功开发，可谓当今油气工业的极限操作。

被青山绿水环绕的普光气田钻井现场

普光气田于2006年发现，目前探明地质储量高达4122亿方，且气藏丰度高，可为上亿人提供天然气供应。但普光气田的开发，在过去十几年中却经历了非凡的艰难过程。

普光气田天然气的埋深大都超过5000米，更大的拦路虎是，该气田的硫化氢含量高达15%，二氧化碳含量达8%，为全球所鲜有。

硫化氢为一种剧毒气体，当空气中的浓度达到1000ppm时，呼入可导致生物“闪电”式死亡。而普光气田中天然气的硫化氢浓度，达到了这一数字的150倍。

此外，硫化氢对一般的油气设备还有强烈腐蚀作用，易造成钻具快速磨损、危险气体泄漏等问题，这导致普光气田成为全球开采风险最高的油气田之一。

由普光气田出产天然气中硫化氢转制而成的硫磺，在仓库中如山堆积

在普光气田开采之初，国内外均没有现成的理论技术、配套装备、施工经验等可供借鉴。甚至直到川气东送开工前夕，还有专家认为，国内不具备开发大型酸性气田的条件。

为了开发普光大气田，来自河南的中原油田人远赴他乡，开启了长达十几年的征程；为了制服毒气，中国石化聚集了最顶尖的科研和工程力量，组织国内外相关科研院所、大专院校组成“产、学、研”三结合的团队攻坚技术难题。

最终，从2006年开工建设到2009年建成投产，普光气田仅用了3年时间，就建起了国内第一大高含硫气田和规模亚洲第一、世界第二的天然气净化厂。

通过自主创新深度净化技术，普光气田使高含硫天然气净化率达99.99%，总硫回收率达到99.9%以上，实现了“毒气”变“福气”。

普光气田天然气净化厂

普光气田已成为目前全国最大的硫磺产地，年产占全国的半壁江山，其累计硫磺产量已超过1600万吨。

特别的是，针对气田高含硫气体的风险，普光气田建立了格外严密的安全管控系统。

大到救援坦克等应急救援设备，小到报警仪等职工安全防护用具，普光气田在安全硬件的配备方面从不“吝啬”。据了解，该气田安全环保资金投入占到总投资的9.8%。

在实时监测方面，普光气田在各部位安装了硫化氢、可燃气体等监测设备共3300多个，使其成为了“世界上报警仪最密集的地方”。

截至目前，普光气田累积天然气产量突破了800亿立方米。该气田的成功开发，也让我国成为了世界上少数几个掌握特大型高含硫气田开发核心技术的国家之一。

来自伊拉克、土耳其、阿根廷等国家的能源公司，都已相继到普光气田参观考察，谋求同这群一流的“毒气猎手”合作。

03 让蜀道不再难

井越钻越深，硫越脱越净。随着技术的不断进步，当代的石油人，也将越来越多的“不能”变成了“能”。

2019年9月26日，位于普光气田以西的另一个高含硫气田——元坝气田，宣告天然气产量突破150亿立方米，立下了我国天然气开发史上的又一座里程碑。

“蜀道之难，难于上青天”，这是唐朝诗人李白对四川盆地东部边缘山势险峻的感慨。但李白只知地上难，却不知地下更难。

元坝气田地处四川东部的大巴山地区，正是李白诗句中的“蜀道难”之地。

该气田天然气探明储量已超过2300亿立方米，除了同普光气田一样含有大量硫化氢外，其还是全球已发现埋藏最深的生物礁气田，其埋深达7000米左右，地层温度高达160℃，压力达70Mpa。

同普光气田那样的整装气田不同，元坝气田由大量分散的礁滩体组成。要实现效益开发，就必须通过精准的定向钻井，将一个个小礁滩像糖葫芦一样串起来，这大大增加了钻井难度。

并且这些礁滩体的气体组分各不相同，产出的酸气中二氧化碳含量高达50%~58%，这都使得传统脱硫工艺并不适用。

此外，大巴山沟壑纵横，是滑坡、崩塌等地质灾害中高发区域，元坝气田周边还有近10万人口分布，这也对气田地面建设和安全管理提出了挑战。

为了让这条天然气蜀道不再难，中国石化西南石油局作为元坝气田开发的作业者，同样选择了自主创新这条路。

元坝净化厂是具有我国自主知识产权的高含硫天然气净化厂，图为其硫磺生产线（袁鹏 摄）

首先，元坝气田开发应用了适应元坝岛礁型气藏、气质条件多变特点的国产化UDS-2新型复配脱硫溶剂。

据了解，因为这项技术突破，元坝气田天然气净化厂减少了一套高压有机硫水解装置的投入（单套2000万元左右）、节省了每年近600万元的药剂成本，并打破了国外对天然气脱硫溶剂的技术垄断，成功超越。

同时，元坝气田天然气净化厂还创新了溶剂串级吸收及再生、TEG法脱水、克劳斯非常规分流法硫磺回收等工艺方案，并实现了高效微旋流分离器和尾气焚烧炉燃烧器等关键设备国产化。

最终，在元坝气田天然气净化厂形成了我国首套有自主知识产权的高含硫天然气净化包。据了解，元坝气田净化厂系列关键技术和设备的开发与应用，总体工程设备国产化率达85%。

值得注意的是，元坝气田天然气净化厂工程占地达51.1公顷，在难于上青天的蜀道中修建这般浩大工程，也创下了油气工程建设界的奇迹。

此外，元坝气田工程还包括深山中125千米的酸气管道铺设、9处山体隧道打通、30座主要技术井站建设等。

2014年5月，西南石油局为开发元坝气田建设的中国石化第一桥——元坝大坑河大桥（潘积尚 摄）

为了确保元坝这座深山里的气田安全生产，西南石油局广泛应用计算机、通信、网络和传感等技术，对油气井、工艺流程、生产环境等生产全过程进行实时采集、监测、控制和报警，成为国内智能化程度最高的油气田之一。

目前，元坝气田年产净化天然气能力34亿立方米，按每户家庭日用气0.5立方米算，34亿立方米可满足近2000万户家庭1年的用气。

因为这群石油人的智慧和创新，对天然气而言，蜀道已不再难于上青天。

元坝气田净化厂实现了工厂信息化、现场可视化、管理智能化，是一座现代化工厂。图为元坝净化厂中心控制室。（袁鹏摄）

04 用刚强与智慧加“油”争“气”

在过去两年中，中国取得了一系列令世界瞩目的科技成就。

全球最长的跨海大桥港珠澳大桥通车、北斗卫星导航系统开始提供全球服务、国产航母成功试航、嫦娥四号探测器在月球背面着陆、全球规模最大的单体机场航站楼在大兴机场建成……

而这些奇迹工程的落成，也彰显出了中国油气工业飞跃式的科技进步。汽车、轮船和飞机使用的燃料，几乎都来自石油；嫦娥四号探测器用的航天润滑油，是石油制品；城市燃气、冬日取暖，也都需要大力依赖天然气能源。

事实上，中国如今已是全球第二大石油消费国、第三大天然气消费国，并且仍然呈现出消费量逐年增长的趋势。正是因为有了油气科技的飞速进步，油气供应的大量增加，各个领域的工业科技才有了强劲发展动力。

根据计划，2019-2025年，顺北油气田累计探明石油储量将达到3.08亿吨，天然气储量600亿方，届时的原油年产量也将提升至210万吨以上、天然气突破18亿方。

普光气田的“第二个八年稳产”规划也已启动，自2017年开始紧锣密鼓地部署了一大批探井和开发井，为延长气田稳产期奠定了基础。

西南石油局则已明确，将以元坝、川西等气田为基础，从2020~2030年，建成年产两百亿立方米大气田，成功打造一流油公司。

当你下一次看到城市车水马龙、灯火通明之时，请勿忘，这繁华也源自塔克拉玛干沙漠中的汗水，还有大巴山深入的智慧。