「地下エベレスト」で石油を探せ！タリム油田はどのようにして8,000メートルの超深海油ガス田の開発に成功したのでしょうか？

2024年10月24日、中国石油化工集団西北油田支社科学技術管理部副部長兼副研究員の劉軍氏は、「科学者の精神を受け継ぎ、砂漠に生命の光の花を咲かせよう」をテーマにした科学普及中国星空フォーラムで「深砂漠における石油技術の力」と題する講演を行った。

近年、タリム盆地における継続的な探査開発の過程で、2種類の重要な石油・ガス貯留層が発見されました。1つは大規模なカルスト地形の影響を受けた断層洞窟石油・ガス貯留層であり、もう1つは大規模な横ずれ断層の影響を受けた断層洞窟石油・ガス貯留層です。これらの発見は、石油およびガス資源の開発のための豊富な埋蔵量をもたらします。

現在、タリム盆地で最も深い採掘可能な石油とガスの資源は、地下約7,000〜9,000メートルの深さに埋もれています。これらの石油とガスの資源は、リンゴの木のように、一連の長く不均一な大きさの断層帯に分布しています。このような石油・ガス貯蔵庫の探査と開発の難しさは、海抜ゼロメートル地点に立ってエベレスト山の地下の高さでリンゴを摘むようなものです。それは世界的な問題です。

地下8,000メートルの深さから石油を採掘するために、人々は長い間「はっきりと見えない、正確に判断できない、命中できない、うまく採掘できない」という問題に直面してきました。当社の科学技術革新チームは、独自の研究開発と産学研の共同の努力を通じて、一連の支援探査開発エンジニアリング技術シーケンスを形成してきました。これらの技術の多くは中国、さらには世界でもトップレベルにあり、砂漠の奥深くに技術的な奇跡を生み出しています。

以下に 2 つの主要なテクノロジーを挙げます。

1つ目は、広大な砂漠地帯における超深部地震探査技術です。それは、砂漠の中心部で地球の「CTスキャン」を行い、エベレスト山の石油と天然ガスの埋蔵量の地下地図を描くことです。まず、砂漠の中心部に大規模なデータ収集ネットワークを設計し、さまざまな地点に信号励起装置と受信装置を配置します。その後、励起信号は地層の深部まで伝播し、地下の地層、構造、断層、洞窟に関する情報を運ぶ信号が受信されます。最後に、地震波信号の分析、処理、解釈を通じて、謎の地下宝の地図が復元されます。

この過程で、超深度貯留層ステレオ画像化技術と亀裂空洞微細彫刻技術が開発され、地下8,000メートルの断層識別精度が30メートルから15メートルに向上しました。同時に、これらの技術は地下の地層の360度スキャンも実行できるため、8,000メートル以上の深さにある石油とガスの貯留層を「はっきりと見て、正確に記述し、正確に特定」することができ、「感じて打つ」から「見て打つ」への変革を実現します。

2つ目は、超深度・高速掘削技術です。それは石油とガスの高速道路を建設する、地球深部への鍵のようなものです。 3つの革新があります。 1つ目は掘削のための「ルート調整」です。 8,000メートルを超える宝探しの道には、火山岩、亀裂、高圧水層など多くの障害物があり、注意しないとこれまでの努力がすべて無駄になります。地質工学の統合された学際的な共同作業を通じて、地震プロファイルの動的補正技術が開発され、掘削経路上の障害物の空間位置を予測し、掘削ルートを事前に調整し、掘削リスクを最小限に抑え、利益を最大化できるようになりました。

2つ目は、ドリルロッドの「武器変更」です。当社は、超深層岩石の硬度と強度が高く、岩石破砕効率が低いという困難な問題に直面し、ローラードリルビットとダイヤモンドドリルビットの利点を組み合わせたハイブリッドドリルビットと、200℃の温度と200MPa以上の圧力に耐えられる国内初の高精度坑内測定機器セットを開発し、効率的な岩石破砕と迅速な掘削という目標を達成しました。

3つ目は、ドリルビットの「目」を取り付けることです。科学研究チームは、地下の「深く暗い」場所で石油とガスを正確に発見するために、超深部、高温、高効率の指向性技術を採用し、高精度の坑内測定制御システムを使用して、地下深部から地上に信号をリアルタイムで送信し、ドリルビットに目があるかのように、いつでも軌道を調整できるようにしました。掘削技術と設備におけるこれらの革新により、掘削サイクルを半分に短縮するという大きな進歩が達成されました。

井戸を掘った後は、ストローで牛乳を飲むのと同じように、石油を抽出します。地面と石油・ガス貯留層を接続するために、油井内に石油パイプを設置する必要があります。初期段階では、石油とガスの貯留層のエネルギーは十分であり、自噴が主な生産モードです。中期および後期段階では、石油およびガス貯留層のエネルギーが弱まり、生産を支援するために特別なポンプユニットが必要になります。昔ながらのオイルポンプは「叩頭機」とも呼ばれています。その形状は、昔の農村地域で使用されていた「水圧井戸」に少し似ています。強い圧力で地下から水を汲み上げることができます。同じ原理が石油ポンプにも当てはまりますが、吸引力がはるかに強く、地下数千メートルから石油を吸い上げることができる点が異なります。

下の写真の黄緑色のオイルのボトルはコンデンセートオイルです。順北油ガス田の凝縮油は主に地下8,000メートル以上の160℃のガス状であり、凝縮ガス層と呼ばれています。孫悟空のようにさまざまな形に変身することができ、とても魔法のようです。最初の変化は位相の変化です。地下から地表にかけて温度が下がり続けると、凝縮ガスの一部が徐々に液体に凝縮します。 2番目の変更は色の変更です。この凝縮油のボトルは、最初に抽出されたときは蛍光グリーンです。一定期間保存すると、微量元素が酸化されて徐々に淡黄色に変わり、梅年がオレンジジュースへと変化します。 3番目の変更は値の変更です。不純物が非常に少なく、最高品質の精製材料であり、経済的価値の高い多くの化学材料の製造にも使用できます。

中国の石油・石油化学産業の70年にわたる発展の歴史は、世界の石油産業の歴史より100年近く遅れているが、世界中の注目を集める多くの奇跡を生み出してきた。星空の最高点を見上げ、砂漠の最も深い部分に根を下ろします。砂漠の石油労働者は、世代から世代へと続く闘争とグループからグループへと続く忍耐力を通じて、「砂漠は荒涼としているが、生活は荒涼としていない」、「砂漠は荒涼としているが、野心は荒涼としていない、風と砂は大きいが、決意はもっと大きい」、「あえて先頭に立ち、革新を止めない」など、一連の独特な文化を形成し、ポプラの木のようにしっかりと立ち、国の西部開発とエネルギー建設に光と熱を捧げています。