“在超深层寻找油(you)气，好比站在珠穆朗玛峰(feng)顶，要(yao)看清(qing)雅鲁(lu)藏布江上的游船”

“在超深层寻找油(you)气，好比站在珠穆朗玛峰(feng)顶，要(yao)看清(qing)雅鲁(lu)藏布江上的游船。”油(you)气行业常说这么一句(ju)话。

一深带万难。地球半径约为(wei)6371千米，人类目前入地最大深度(du)为(wei)12.262千米。如果将(jiang)地球比作一个鸡(ji)蛋，那么目前的探测还只停留在鸡(ji)蛋壳层面。

一难，在于地层岩(yan)性变化复(fu)杂。

深地塔科1井钻穿12套(tao)不(bu)同(tong)岩(yan)性、不(bu)同(tong)压力系统的岩(yan)层，地质构造复(fu)杂多变，极易发生(sheng)井眼垮塌、卡钻、恶(e)性井漏等事故。“岩(yan)层软硬交错，刚(gang)钻透硬如金刚(gang)石的硅(gui)质岩(yan)，下一米就可能遇到柔似(si)橡皮(pi)糖的膏(gao)岩(yan)层，钻头切削齿特别容易损伤。”中国石油(you)塔里木油(you)田公(gong)司执行董事、党工委书记(ji)王清(qing)华介绍。

每一次(ci)地层岩(yan)性变化，都要(yao)更换与之相适应的钻头，调整(zheng)钻井液的各项配比。靠近地表的中浅层，一颗钻头日进尺(chi)最高能达600米；而在万米以深，钻头平均日进尺(chi)不(bu)超30米，就会磨(mo)损得近乎光滑。

二难，在于井下超高温超高压。

随着地层深度(du)增加，温度(du)、压力也随之增加。深地塔科1井的井下最高温度(du)220摄氏度(du)，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(zhong)量，常规钻井工具、材料难以适应如此苛刻的工况环境，极易损坏或失效。

三难，在于钻杆超重(zhong)吨位超大扭矩。

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(shou)尾连接，自重(zhong)超350吨。最细的钻杆仅有杯口粗细，在高温高压条件下，如面条般柔软，断(duan)裂(lie)风险高。不(bu)仅如此，万米之下的井壁如同(tong)蚁穴，空间极窄。超重(zhong)吨位、超大扭矩的钻杆在地表转(zhuan)10圈，地下钻头可能转(zhuan)不(bu)了(le)1圈，如果钻杆的抗(kang)扭性或抗(kang)拉性不(bu)行，很容易出问题。

“9000米以深，没有任何邻井参数可以参考(kao)。每向下1米，都像是在无人区里凿出一条路。”深地塔科1井井长王春生(sheng)最难忘的，是钻头距离(li)1万米只差23米时，钻杆在井中突然断(duan)裂(lie)，卡钻、憋堵等问题轮番而至，经过15天(tian)连续奋战，才最终解决。

深地塔科1井钻探，从地表到万米，用(yong)时279天(tian)；最后910米，却耗时300多天(tian)。

创新引(yin)领，让万米地层“看得见”“够(gou)得着”“采(cai)得出”

挺(ting)进万米深地，面临多项世界级难题和极限挑战。为(wei)保障深地塔科1井钻得成、钻得好，中国石油(you)联合(he)多家企业、科研机构以及高等院校共计(ji)数万人，集智攻关。

——借(jie)助三维物探技术，让万米地层“看得见”。

地球物理勘探，相当于给(gei)地球做“CT”，可以看清(qing)井位所(suo)在的地层信息。深地塔科1井钻探过程(cheng)中，东方物探依(yi)托三维物探技术，用(yong)地震波对万米地层进行高清(qing)成像，实现钻前预警、钻中预测，为(wei)工具仪器准备、工艺技术优化提供支撑；中油(you)测井则采(cai)用(yong)电、声、核、磁等尖端手段，对钻过的所(suo)有地层实现厘米级精(jing)准标定(ding)，擦亮探视超深地层的“眼睛”。

“深地塔科1井成功完钻，验证了(le)我们对万米以深地质理论认(ren)识(shi)的正确性，地质预测和实钻结果基本吻合(he)，深度(du)误差不(bu)到1%。”塔里木油(you)田勘探开发研究院风险勘探研究项目经理孙崇浩说。

——应用(yong)12000米钻机等国产设备，让万米地层“够(gou)得着”。

钻机，钻井的“动力引(yin)擎”。深地塔科1井作业过程(cheng)中，下套(tao)管时最大吨位达665吨，常规钻机的提升能力无法满足钻探要(yao)求。中国石油(you)自主研发了(le)全球陆上首(shou)台12000米自动化钻机，载重(zhong)能力提升至最大900吨。

钻头，钻井的“铁齿铜牙”。不(bu)同(tong)岩(yan)性的地层，需(xu)要(yao)适配不(bu)同(tong)的钻头选型、齿形排列分布及工具配套(tao)。项目团队(dui)自主研制了(le)超硬复(fu)合(he)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(yan)屑、平衡地层压力、冷却钻头等多项功能，钻井过程(cheng)中，如果抗(kang)温抗(kang)压能力不(bu)足，极易失效。科研团队(dui)经过上百次(ci)配方调整(zheng)和上千次(ci)体系试验，研发出抗(kang)220摄氏度(du)水基钻井液，满足应对复(fu)杂工况的需(xu)求。

——研制高强度(du)取岩(yan)芯成套(tao)工具，让万米岩(yan)芯“采(cai)得出”。

作为(wei)地下岩(yan)石的剖面截取物，岩(yan)芯是人类了(le)解地球深部(bu)唯一的实物资料。中国石油(you)天(tian)然气股份有限公(gong)司总地质师江同(tong)文介绍，针(zhen)对相关地层强度(du)高、易破碎等难题，项目团队(dui)首(shou)创耐240摄氏度(du)高强度(du)取岩(yan)芯工具、高效破岩(yan)取岩(yan)芯钻头，成功收获12.64米岩(yan)芯，珍贵程(cheng)度(du)堪比“月壤”。

“突破万米意(yi)味着我国油(you)气工程(cheng)技术发展进入一个崭(zhan)新的阶段，代表我们初步构建了(le)万米深地钻完井技术高地与原创技术策源地。”中国工程(cheng)院院士孙金声说。

端牢能源饭碗，解开深地奥秘

挺(ting)进地球深部(bu)，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(du)一点不(bu)比“蛟龙”下海、“嫦娥”探月小，这个万米非入不(bu)可吗？

这是端牢能源饭碗的坚实支撑。

数据显示，世界新增油(you)气储量的60%来自深部(bu)地层，我国深层、超深层油(you)气资源达671亿(yi)吨油(you)当量，占全国油(you)气资源总量约34%。深地塔科1井所(suo)在的塔里木盆地，一口超深油(you)气井日产油(you)气当量最高1000余(yu)吨，相当于数十口甚至上百口浅层气井的产量。

“向深地进军是我国未来油(you)气发展的必由之路。”中国石油(you)天(tian)然气股份有限公(gong)司副总裁(cai)何江川介绍，中国石油(you)在新疆和四川等地的6000米至9000米深度(du)，已(yi)发现一个10亿(yi)吨级大油(you)田和3个万亿(yi)立方米大气区。2017年至2024年，中国石油(you)6000米以深超深井数量从100口增长到1860口，8000米以深特深井数量从0口增长到208口。

这是解开深地奥秘的关键钥匙。

10001米，灰白色(se)的粉晶云岩(yan)；10780米，泥(ni)金色(se)的云质灰岩(yan)；10906米，石墨色(se)的泥(ni)岩(yan)……显微镜下，深地塔科1井钻探过程(cheng)中，取出的岩(yan)石样品颜色(se)形态各异。

中国石油(you)科研人员根据岩(yan)芯、岩(yan)屑以及测录井等地质样品和数据，绘制出亚洲第一份万米地质剖面图，为(wei)深地科学探索和油(you)气勘探提供一手实物资料，有力支撑了(le)地球深部(bu)结构与物质组成、地球演化、气候变迁等重(zhong)大基础科学问题研究。

这是产业强链补链的实战练兵(bing)。

套(tao)管要(yao)抗(kang)挤压，宝钢股份自主研发的产品，钢级、密(mi)封性能等关键指标均比最高钢级套(tao)管高出超20%；常规钻机提升能力不(bu)足，中国石油(you)宝石机械设计(ji)全球陆上首(shou)台12000米自动化钻机；钻头要(yao)硬核，中国石化江钻公(gong)司提供高强耐磨(mo)、高韧抗(kang)冲的复(fu)合(he)片……合(he)力攻坚，优势互补，形成创新合(he)力。

“深地塔科1井钻探形成了(le)自主可控的万米关键核心技术体系，助推我国深地钻探关键装备、工具、材料迭代升级。”王清(qing)华介绍。以国产钻头为(wei)例，价格比进口钻头下降近一半，钻井速度(du)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7000米到突破8000米，历经29年；从8000米到迈(mai)入9000米，历经15年；从9000米到冲破10000米大关，仅用(yong)3年。

10910米不(bu)是终点。中国人向深地探索的脚步迈(mai)得更快、更远。

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