“在超深层寻找油气，好(hao)比(bi)站在珠穆朗玛峰顶，要看(kan)清雅鲁藏布江上的游船”

“在超深层寻找油气，好(hao)比(bi)站在珠穆朗玛峰顶，要看(kan)清雅鲁藏布江上的游船。”油气行业常说这(zhe)么一句话(hua)。

一深带万难。地球半径约为6371千米，人类目前入地最大深度为12.262千米。如果将地球比(bi)作(zuo)一个鸡蛋，那么目前的探(tan)测还只停留在鸡蛋壳层面。

一难，在于地层岩性变化复杂。

深地塔(ta)科1井钻穿12套不同岩性、不同压力系统(tong)的岩层，地质(zhi)构造复杂多变，极(ji)易发生(sheng)井眼垮塌(ta)、卡钻、恶性井漏等事(shi)故(gu)。“岩层软硬交错，刚钻透硬如金刚石的硅(gui)质(zhi)岩，下一米就可(ke)能遇到柔似橡皮糖的膏岩层，钻头切(qie)削齿特(te)别容易损伤。”中国石油塔(ta)里木油田公司执行董事(shi)、党工(gong)委书(shu)记(ji)王清华介绍。

每一次地层岩性变化，都(dou)要更换与(yu)之相适应(ying)的钻头，调整钻井液的各项配比(bi)。靠近地表的中浅层，一颗(ke)钻头日进尺最高能达600米；而在万米以(yi)深，钻头平均日进尺不超30米，就会磨损得近乎光滑。

二难，在于井下超高温超高压。

随着(zhe)地层深度增加，温度、压力也随之增加。深地塔(ta)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吨的重量，常规(gui)钻井工(gong)具、材料难以(yi)适应(ying)如此(ci)苛刻的工(gong)况(kuang)环境，极(ji)易损坏或失效(xiao)。

三难，在于钻杆(gan)超重吨位超大扭矩。

深地塔(ta)科1井的地表井眼，直径超57厘米。井眼向下，1130多根(gen)钻杆(gan)首尾连接，自重超350吨。最细(xi)的钻杆(gan)仅有杯(bei)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(ci)，万米之下的井壁如同蚁穴，空间极(ji)窄(zhai)。超重吨位、超大扭矩的钻杆(gan)在地表转10圈，地下钻头可(ke)能转不了(le)1圈，如果钻杆(gan)的抗扭性或抗拉性不行，很容易出问题。

“9000米以(yi)深，没有任何邻井参数可(ke)以(yi)参考。每向下1米，都(dou)像是在无(wu)人区里凿出一条路。”深地塔(ta)科1井井长王春生(sheng)最难忘的，是钻头距离1万米只差23米时，钻杆(gan)在井中突然(ran)断裂，卡钻、憋(bie)堵等问题轮(lun)番而至，经过15天(tian)连续(xu)奋(fen)战，才最终解决。

深地塔(ta)科1井钻探(tan)，从(cong)地表到万米，用时279天(tian)；最后910米，却耗时300多天(tian)。

创新引领，让万米地层“看(kan)得见”“够得着(zhe)”“采得出”

挺进万米深地，面临多项世界级难题和极(ji)限挑战。为保障深地塔(ta)科1井钻得成、钻得好(hao)，中国石油联合多家企业、科研机构以(yi)及高等院校(xiao)共计数万人，集智攻关。

——借助三维物探(tan)技术，让万米地层“看(kan)得见”。

地球物理勘探(tan)，相当于给(gei)地球做“CT”，可(ke)以(yi)看(kan)清井位所在的地层信息。深地塔(ta)科1井钻探(tan)过程中，东方物探(tan)依(yi)托三维物探(tan)技术，用地震波对(dui)万米地层进行高清成像，实现钻前预警、钻中预测，为工(gong)具仪器(qi)准(zhun)备、工(gong)艺技术优化提供支撑；中油测井则采用电、声、核(he)、磁(ci)等尖端手(shou)段，对(dui)钻过的所有地层实现厘米级精准(zhun)标定，擦(ca)亮探(tan)视超深地层的“眼睛”。

“深地塔(ta)科1井成功完钻，验证了(le)我们(men)对(dui)万米以(yi)深地质(zhi)理论认识的正(zheng)确(que)性，地质(zhi)预测和实钻结果基本吻合，深度误差不到1%。”塔(ta)里木油田勘探(tan)开发研究院风(feng)险勘探(tan)研究项目经理孙崇浩说。

——应(ying)用12000米钻机等国产设备，让万米地层“够得着(zhe)”。

钻机，钻井的“动(dong)力引擎”。深地塔(ta)科1井作(zuo)业过程中，下套管(guan)时最大吨位达665吨，常规(gui)钻机的提升能力无(wu)法满足钻探(tan)要求。中国石油自主(zhu)研发了(le)全球陆上首台12000米自动(dong)化钻机，载重能力提升至最大900吨。

钻头，钻井的“铁齿铜牙(ya)”。不同岩性的地层，需要适配不同的钻头选型、齿形排(pai)列分布及工(gong)具配套。项目团队自主(zhu)研制了(le)超硬复合片及高端钻头，全力保障钻井提速。

钻井液，钻井的“循环血液”。它具有携带岩屑(xie)、平衡地层压力、冷却钻头等多项功能，钻井过程中，如果抗温抗压能力不足，极(ji)易失效(xiao)。科研团队经过上百次配方调整和上千次体系试验，研发出抗220摄氏度水基钻井液，满足应(ying)对(dui)复杂工(gong)况(kuang)的需求。

——研制高强度取岩芯成套工(gong)具，让万米岩芯“采得出”。

作(zuo)为地下岩石的剖面截取物，岩芯是人类了(le)解地球深部唯一的实物资料。中国石油天(tian)然(ran)气股份有限公司总地质(zhi)师江同文介绍，针对(dui)相关地层强度高、易破碎等难题，项目团队首创耐240摄氏度高强度取岩芯工(gong)具、高效(xiao)破岩取岩芯钻头，成功收获12.64米岩芯，珍贵程度堪比(bi)“月壤”。

“突破万米意味着(zhe)我国油气工(gong)程技术发展进入一个崭新的阶段，代表我们(men)初步构建了(le)万米深地钻完井技术高地与(yu)原(yuan)创技术策源地。”中国工(gong)程院院士孙金声说。

端牢能源饭碗，解开深地奥秘

挺进地球深部，每一米都(dou)是对(dui)未知的挑战，每一寸都(dou)是向极(ji)限的突破，难度一点不比(bi)“蛟(jiao)龙”下海、“嫦娥”探(tan)月小，这(zhe)个万米非入不可(ke)吗？

这(zhe)是端牢能源饭碗的坚实支撑。

数据显(xian)示，世界新增油气储量的60%来自深部地层，我国深层、超深层油气资源达671亿吨油当量，占(zhan)全国油气资源总量约34%。深地塔(ta)科1井所在的塔(ta)里木盆地，一口超深油气井日产油气当量最高1000余吨，相当于数十口甚(shen)至上百口浅层气井的产量。

“向深地进军是我国未来油气发展的必由之路。”中国石油天(tian)然(ran)气股份有限公司副总裁何江川介绍，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10亿吨级大油田和3个万亿立方米大气区。2017年至2024年，中国石油6000米以(yi)深超深井数量从(cong)100口增长到1860口，8000米以(yi)深特(te)深井数量从(cong)0口增长到208口。

这(zhe)是解开深地奥秘的关键钥匙。

10001米，灰(hui)白色的粉晶云岩；10780米，泥金色的云质(zhi)灰(hui)岩；10906米，石墨色的泥岩……显(xian)微镜下，深地塔(ta)科1井钻探(tan)过程中，取出的岩石样(yang)品颜色形态各异。

中国石油科研人员根(gen)据岩芯、岩屑(xie)以(yi)及测录井等地质(zhi)样(yang)品和数据，绘制出亚洲第一份万米地质(zhi)剖面图，为深地科学探(tan)索和油气勘探(tan)提供一手(shou)实物资料，有力支撑了(le)地球深部结构与(yu)物质(zhi)组成、地球演(yan)化、气候变迁等重大基础科学问题研究。

这(zhe)是产业强链补链的实战练兵。

套管(guan)要抗挤压，宝钢股份自主(zhu)研发的产品，钢级、密封(feng)性能等关键指标均比(bi)最高钢级套管(guan)高出超20%；常规(gui)钻机提升能力不足，中国石油宝石机械设计全球陆上首台12000米自动(dong)化钻机；钻头要硬核(he)，中国石化江钻公司提供高强耐磨、高韧抗冲的复合片……合力攻坚，优势互补，形成创新合力。

“深地塔(ta)科1井钻探(tan)形成了(le)自主(zhu)可(ke)控的万米关键核(he)心技术体系，助推我国深地钻探(tan)关键装备、工(gong)具、材料迭代升级。”王清华介绍。以(yi)国产钻头为例(li)，价格比(bi)进口钻头下降近一半，钻井速度却提高约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，我国第一口井深超过7000米的钻井完钻。从(cong)7000米到突破8000米，历(li)经29年；从(cong)8000米到迈入9000米，历(li)经15年；从(cong)9000米到冲破10000米大关，仅用3年。

10910米不是终点。中国人向深地探(tan)索的脚步迈得更快、更远。