사우스캐롤라이나 주립대(SCMP) 중국 과학자들은 스마트 드릴링 기술 덕분에 중국 타림 분지의 지하 석유와 가스가 정확하게 감지되고 최적의 추출 지점으로 드릴링이 유도되어 생산량이 5배 증가했다고 밝혔습니다.
스마트 드릴링은 중국 북서부의 석유전 개발을 위한 새로운 기술을 지원하고 있습니다.
중국과학원(CAS)은 2023년 8월 초에 실시한 스마트 드릴링 기술을 적용한 생산 테스트에 대해 보고했습니다.
보고서는 "타림 분지 서부의 TP259-2H 유정은 매일 13.5톤의 석유와 42,000m3의 천연가스를 생산했는데, 이는 주변 유정의 생산량의 약 5배에 달한다"고 밝혔다.
이 지역의 지질 매장량에는 백악기 지층의 하부 슈산허층에서 나온 약 5억 1천만 입방미터의 천연가스와 16만 톤의 원유 응축액이 포함되어 있는 것으로 확인되었습니다.
중국 우물 이미지. 사진: CGTN
이 스마트 드릴링 기술은 이러한 특정 매장량에서 석유와 가스를 추출하는 데 있어 최초의 성공적인 획기적인 기술로, 중국의 심해 석유 및 가스 자원을 효율적이고 저렴하게 드릴링할 수 있는 새로운 기술의 신뢰성을 입증합니다.
중국석유화학공사(CAS)의 주르샹(Zhu Rixiang)과 디칭윈(Di Qingyun) 전문가가 이끄는 이 프로젝트는 중국 북서부 유전 탐사 및 개발 연구소와 중국의 석유 및 천연가스 탐사, 생산, 유통 회사인 시노펙 중위안 석유 엔지니어링(Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Ltd.)과 협력하여 수행되었습니다.
스마트 드릴링 기술의 뛰어난 점: "두뇌-눈-손-발"
타림 분지의 백악기 석유 및 가스층은 깊이가 4,000m가 넘으며 복잡하고 고르지 않은 분포를 보입니다. 층상 케이크 구조로 나뉘어 있는데, 암석층의 두께는 2~5m에 불과하지만 10m 이상의 깊이에서는 변동이 심합니다.
기존의 방향성 시추 기술은 이러한 자원을 활용하는 데 제한이 있었습니다.
중국 과학자 팀은 지능형 알고리즘을 사용하여 "암석 구조, 속성 및 구성"을 포함한 미터 수준의 해상도를 갖춘 3차원 지질 모델을 개발했습니다.
이 모델을 사용하면 굴착 목표를 설정하고, 수평 우물 경로를 설계하고, 가능한 지질 구조와 지하 석유 및 가스 '조우'를 예측할 수 있습니다.
3D 목표 위치 지정 기술에 기반하여 "두뇌" 역할을 하는 지능형 드릴링 시스템은 다양한 도구를 "눈"과 "팔다리"로 활용하여 드릴링 작업을 정확하게 완료합니다.
드릴에는 전자기파 기반 이미징 장치가 "눈" 역할을 합니다. 이 장치는 전자기파를 지층으로 발사하고 반사되는 신호를 수신하여 암석의 전기적 특성과 경계면을 탐사합니다 .
2023년 7월 채굴 작업 중 이 장비는 최대 4,538m 깊이에서 229시간 동안 연속 작동하여 모래와 같은 저항이 낮은 지층을 정확하게 식별하고 시스템에 중요한 의사 결정 정보를 제공했습니다.
중국전력 뉴스 중국 과학자에 따르면, 깊은 시추공을 굴착하는 데 있어 가장 큰 어려움은 복잡한 지질 구조와 10,000m 깊이에서의 극도로 높은 온도와 압력이라고 합니다.
1만 미터 이하에서는 섭씨 224도의 온도로 금속 드릴을 "국수처럼 부드러워질" 수 있습니다. 고압(138메가파스칼)은 "바다 속으로 1만 3,800미터 깊이까지 잠수하는" 것으로 묘사되는데, 이는 지구에서 가장 깊은 해구인 마리아나 해구(1만 994미터)의 엄청난 해수압을 훨씬 능가합니다.
중국과학원(CAS)의 스마트 시추 기술이 중국 북서부 신장 위구르 자치구의 생산 유정에 적용되어 괄목할 만한 진전을 이루었습니다. 사진: CMG
미리 구축된 지하 석유 및 가스층 구조 모델을 사용하는 3D 정밀 탐색 기술의 도입으로 드릴 비트가 최적의 추출 지점으로 안내될 수 있습니다.
유연한 회전 가이드 시스템과 지질 위치 시스템은 유연한 기계 구조를 사용하여 드릴 비트를 지정된 목표 지점으로 안내합니다.
중국과학원(CAS) 보고서는 "2017년에 시작된 이 프로젝트는 이제 자체 지적재산권을 갖춘 완전한 솔루션을 구축했습니다. 초신형 지원 시스템을 통해 지능형 심층 시추 목표를 달성했습니다."라고 밝혔습니다.
"이 스마트 드릴링 기술은 6년 이상 수백 명의 연구자들이 끈기 있게 노력한 결과입니다.
CAS는 "자체 개발한 많은 장치가 수백 번의 현장 테스트와 반복을 거쳐 기술을 완성했으며, 프로토타입에서 엔지니어링 모델로 발전했다"고 밝혔습니다.
이 기술은 중국이 2023년 5월과 7월에 아시아에서 가장 깊은 두 개의 시추공을 굴착하기에 딱 맞는 시기에 출시되었습니다.
신화통신 정보에 따르면, 2023년 5월 30일 중국석유천연가스공사는 중국에서 석유가 매우 풍부한 지역인 타림 분지에서 11,000m 이상 깊이의 시추공을 시추하기 시작했습니다.
완공되면 (400일 이상 소요될 예정) 아시아에서 가장 깊은 시추공이 될 것입니다. 이 시추공은 10개의 대륙층을 관통하여 지구 지각의 백악기 지층(1억 4천 5백만 년 전의 층상 암석층)에 도달하게 됩니다.
그로부터 두 달도 채 지나지 않은 7월 20일, 페트로차이나 사우스웨스트 석유(PetroChina Southwest Oil Company)는 중국 쓰촨성에서 10,520미터 깊이의 시추를 시작했습니다. 완공되면 이는 아시아에서 두 번째로 깊은 시추정이 됩니다. 쓰촨성은 중국 최대 셰일가스 매장지입니다.
원천: SCMP, CGTN
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