“在超深层(ceng)寻找油气，好比站在珠穆(mu)朗玛峰顶，要看清雅鲁藏(cang)布江(jiang)上的游船”

“在超深层(ceng)寻找油气，好比站在珠穆(mu)朗玛峰顶，要看清雅鲁藏(cang)布江(jiang)上的游船。”油气行业常说这么一句话。

一深带(dai)万(wan)难。地球半(ban)径约为(wei)6371千米，人类(lei)目前入地最大深度为(wei)12.262千米。如果将地球比作(zuo)一个鸡蛋，那么目前的探测还只停留在鸡蛋壳层(ceng)面。

一难，在于地层(ceng)岩性变化复杂。

深地塔科1井钻穿12套不同岩性、不同压力系统的岩层(ceng)，地质构造复杂多变，极易发生(sheng)井眼垮塌、卡钻、恶性井漏等事故。“岩层(ceng)软硬(ying)交(jiao)错，刚钻透硬(ying)如金刚石的硅质岩，下一米就可能(neng)遇到(dao)柔似(si)橡皮糖的膏岩层(ceng)，钻头切削齿特别容易损伤。”中国石油塔里木油田公司执行董事、党工委(wei)书(shu)记王清华介(jie)绍。

每一次地层(ceng)岩性变化，都要更换与之相适应的钻头，调整(zheng)钻井液的各项(xiang)配比。靠近(jin)地表的中浅层(ceng)，一颗钻头日进尺最高能(neng)达600米；而在万(wan)米以深，钻头平均日进尺不超30米，就会磨损得近(jin)乎光滑。

二(er)难，在于井下超高温超高压。

随着地层(ceng)深度增加，温度、压力也随之增加。深地塔科1井的井下最高温度220摄氏度，最高压力145兆帕、相当于指甲盖大小的面积承受超过1.4吨(dun)的重量，常规钻井工具(ju)、材料难以适应如此苛(ke)刻的工况环境，极易损坏或失效。

三难，在于钻杆超重吨(dun)位(wei)超大扭矩。

深地塔科1井的地表井眼，直径超57厘米。井眼向下，1130多根钻杆首尾连接，自重超350吨(dun)。最细(xi)的钻杆仅有杯口粗细(xi)，在高温高压条件下，如面条般柔软，断裂风(feng)险高。不仅如此，万(wan)米之下的井壁如同蚁穴，空间极窄。超重吨(dun)位(wei)、超大扭矩的钻杆在地表转10圈，地下钻头可能(neng)转不了(le)1圈，如果钻杆的抗扭性或抗拉性不行，很容易出问题。

“9000米以深，没有任何邻井参数可以参考。每向下1米，都像是在无人区里凿出一条路。”深地塔科1井井长王春(chun)生(sheng)最难忘的，是钻头距(ju)离1万(wan)米只差23米时，钻杆在井中突然断裂，卡钻、憋堵等问题轮(lun)番而至，经(jing)过15天(tian)连续奋战，才最终解决。

深地塔科1井钻探，从地表到(dao)万(wan)米，用时279天(tian)；最后910米，却(que)耗(hao)时300多天(tian)。

创新引领(ling)，让(rang)万(wan)米地层(ceng)“看得见”“够得着”“采得出”

挺进万(wan)米深地，面临多项(xiang)世界级难题和极限挑战。为(wei)保障(zhang)深地塔科1井钻得成、钻得好，中国石油联合多家企业、科研机(ji)构以及高等院校共计数万(wan)人，集(ji)智攻关。

——借(jie)助三维物探技术，让(rang)万(wan)米地层(ceng)“看得见”。

地球物理(li)勘探，相当于给地球做“CT”，可以看清井位(wei)所在的地层(ceng)信息。深地塔科1井钻探过程中，东方(fang)物探依(yi)托三维物探技术，用地震波对万(wan)米地层(ceng)进行高清成像，实现钻前预警、钻中预测，为(wei)工具(ju)仪器准备、工艺技术优化提(ti)供支撑；中油测井则(ze)采用电、声、核(he)、磁等尖端手段，对钻过的所有地层(ceng)实现厘米级精准标定，擦亮探视超深地层(ceng)的“眼睛(jing)”。

“深地塔科1井成功完钻，验证了(le)我(wo)们对万(wan)米以深地质理(li)论(lun)认识(shi)的正确(que)性，地质预测和实钻结果基本吻合，深度误差不到(dao)1%。”塔里木油田勘探开(kai)发研究院风(feng)险勘探研究项(xiang)目经(jing)理(li)孙崇浩说。

——应用12000米钻机(ji)等国产设备，让(rang)万(wan)米地层(ceng)“够得着”。

钻机(ji)，钻井的“动力引擎”。深地塔科1井作(zuo)业过程中，下套管时最大吨(dun)位(wei)达665吨(dun)，常规钻机(ji)的提(ti)升能(neng)力无法满足钻探要求。中国石油自主研发了(le)全球陆上首台12000米自动化钻机(ji)，载重能(neng)力提(ti)升至最大900吨(dun)。

钻头，钻井的“铁齿铜牙”。不同岩性的地层(ceng)，需要适配不同的钻头选型、齿形排列(lie)分布及工具(ju)配套。项(xiang)目团队自主研制了(le)超硬(ying)复合片及高端钻头，全力保障(zhang)钻井提(ti)速。

钻井液，钻井的“循环血液”。它具(ju)有携带(dai)岩屑、平衡地层(ceng)压力、冷却(que)钻头等多项(xiang)功能(neng)，钻井过程中，如果抗温抗压能(neng)力不足，极易失效。科研团队经(jing)过上百次配方(fang)调整(zheng)和上千次体(ti)系试验，研发出抗220摄氏度水基钻井液，满足应对复杂工况的需求。

——研制高强度取岩芯成套工具(ju)，让(rang)万(wan)米岩芯“采得出”。

作(zuo)为(wei)地下岩石的剖面截取物，岩芯是人类(lei)了(le)解地球深部唯一的实物资料。中国石油天(tian)然气股份有限公司总(zong)地质师江(jiang)同文介(jie)绍，针(zhen)对相关地层(ceng)强度高、易破碎等难题，项(xiang)目团队首创耐(nai)240摄氏度高强度取岩芯工具(ju)、高效破岩取岩芯钻头，成功收获12.64米岩芯，珍贵程度堪比“月壤”。

“突破万(wan)米意味着我(wo)国油气工程技术发展进入一个崭新的阶段，代(dai)表我(wo)们初步构建了(le)万(wan)米深地钻完井技术高地与原(yuan)创技术策源地。”中国工程院院士(shi)孙金声说。

端牢能(neng)源饭碗，解开(kai)深地奥秘

挺进地球深部，每一米都是对未知(zhi)的挑战，每一寸都是向极限的突破，难度一点不比“蛟龙”下海、“嫦娥”探月小，这个万(wan)米非入不可吗？

这是端牢能(neng)源饭碗的坚实支撑。

数据显示，世界新增油气储量的60%来自深部地层(ceng)，我(wo)国深层(ceng)、超深层(ceng)油气资源达671亿吨(dun)油当量，占全国油气资源总(zong)量约34%。深地塔科1井所在的塔里木盆地，一口超深油气井日产油气当量最高1000余吨(dun)，相当于数十(shi)口甚至上百口浅层(ceng)气井的产量。

“向深地进军是我(wo)国未来油气发展的必由之路。”中国石油天(tian)然气股份有限公司副总(zong)裁何江(jiang)川介(jie)绍，中国石油在新疆和四川等地的6000米至9000米深度，已发现一个10亿吨(dun)级大油田和3个万(wan)亿立方(fang)米大气区。2017年至2024年，中国石油6000米以深超深井数量从100口增长到(dao)1860口，8000米以深特深井数量从0口增长到(dao)208口。

这是解开(kai)深地奥秘的关键钥(yao)匙。

10001米，灰白色的粉晶云岩；10780米，泥金色的云质灰岩；10906米，石墨色的泥岩……显微镜下，深地塔科1井钻探过程中，取出的岩石样(yang)品颜色形态各异(yi)。

中国石油科研人员根据岩芯、岩屑以及测录井等地质样(yang)品和数据，绘制出亚(ya)洲第一份万(wan)米地质剖面图(tu)，为(wei)深地科学探索和油气勘探提(ti)供一手实物资料，有力支撑了(le)地球深部结构与物质组成、地球演化、气候变迁等重大基础科学问题研究。

这是产业强链补链的实战练兵。

套管要抗挤压，宝钢股份自主研发的产品，钢级、密封性能(neng)等关键指标均比最高钢级套管高出超20%；常规钻机(ji)提(ti)升能(neng)力不足，中国石油宝石机(ji)械设计全球陆上首台12000米自动化钻机(ji)；钻头要硬(ying)核(he)，中国石化江(jiang)钻公司提(ti)供高强耐(nai)磨、高韧抗冲(chong)的复合片……合力攻坚，优势互补，形成创新合力。

“深地塔科1井钻探形成了(le)自主可控的万(wan)米关键核(he)心技术体(ti)系，助推我(wo)国深地钻探关键装备、工具(ju)、材料迭代(dai)升级。”王清华介(jie)绍。以国产钻头为(wei)例，价格比进口钻头下降近(jin)一半(ban)，钻井速度却(que)提(ti)高约50%，相关技术指标处于国际先进水平。

回望来路，20世纪70年代(dai)，我(wo)国第一口井深超过7000米的钻井完钻。从7000米到(dao)突破8000米，历经(jing)29年；从8000米到(dao)迈(mai)入9000米，历经(jing)15年；从9000米到(dao)冲(chong)破10000米大关，仅用3年。

10910米不是终点。中国人向深地探索的脚步迈(mai)得更快、更远。