“在超深层寻找油气(qi)，好比站在珠穆朗玛峰顶，要看清雅鲁藏布江上的游(you)船”

“在超深层寻找油气(qi)，好比站在珠穆朗玛峰顶，要看清雅鲁藏布江上的游(you)船。”油气(qi)行业常说这么一句话。

一深带万难。地球半径约为6371千米，人(ren)类目前入地最大深度为12.262千米。如果(guo)将地球比作一个鸡蛋，那(na)么目前的探测还只停留在鸡蛋壳层面。

一难，在于地层岩性(xing)变化复杂。

深地塔科(ke)1井钻穿12套不(bu)同岩性(xing)、不(bu)同压力系统的岩层，地质(zhi)构造复杂多变，极易发生井眼(yan)垮塌、卡钻、恶性(xing)井漏等事故。“岩层软(ruan)硬交错，刚钻透硬如金刚石的硅(gui)质(zhi)岩，下一米就(jiu)可能(neng)遇到柔似橡皮糖的膏岩层，钻头切削齿特别(bie)容易损伤。”中国石油塔里木(mu)油田公司执行董事、党(dang)工委书记王清华介绍。

每一次地层岩性(xing)变化，都要更换与之相(xiang)适应的钻头，调整钻井液的各项配比。靠近地表的中浅层，一颗钻头日进尺(chi)最高(gao)能(neng)达(da)600米；而在万米以深，钻头平均日进尺(chi)不(bu)超30米，就(jiu)会磨损得近乎光(guang)滑。

二难，在于井下超高(gao)温超高(gao)压。

随(sui)着地层深度增加，温度、压力也随(sui)之增加。深地塔科(ke)1井的井下最高(gao)温度220摄氏度，最高(gao)压力145兆帕、相(xiang)当于指(zhi)甲盖大小的面积承受超过1.4吨(dun)的重量，常规(gui)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(gan)超重吨(dun)位超大扭矩。

深地塔科(ke)1井的地表井眼(yan)，直(zhi)径超57厘米。井眼(yan)向下，1130多根钻杆(gan)首尾连接，自重超350吨(dun)。最细的钻杆(gan)仅有(you)杯口(kou)粗细，在高(gao)温高(gao)压条件下，如面条般柔软(ruan)，断裂风险高(gao)。不(bu)仅如此，万米之下的井壁如同蚁穴，空(kong)间极窄。超重吨(dun)位、超大扭矩的钻杆(gan)在地表转10圈，地下钻头可能(neng)转不(bu)了1圈，如果(guo)钻杆(gan)的抗扭性(xing)或抗拉性(xing)不(bu)行，很容易出问题。

“9000米以深，没有(you)任何邻井参数可以参考。每向下1米，都像是在无人(ren)区里凿出一条路。”深地塔科(ke)1井井长王春生最难忘的，是钻头距离1万米只差(cha)23米时，钻杆(gan)在井中突然断裂，卡钻、憋堵等问题轮(lun)番而至(zhi)，经过15天连续奋战，才最终(zhong)解决(jue)。

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

创新引领(ling)，让万米地层“看得见”“够得着”“采得出”

挺进万米深地，面临多项世(shi)界级难题和极限挑战。为保障深地塔科(ke)1井钻得成(cheng)、钻得好，中国石油联合多家(jia)企业、科(ke)研机(ji)构以及(ji)高(gao)等院校共计(ji)数万人(ren)，集智攻关。

——借助三维物探技术，让万米地层“看得见”。

地球物理勘(kan)探，相(xiang)当于给(gei)地球做“CT”，可以看清井位所在的地层信息。深地塔科(ke)1井钻探过程中，东(dong)方物探依托三维物探技术，用地震波(bo)对万米地层进行高(gao)清成(cheng)像，实现钻前预(yu)警、钻中预(yu)测，为工具仪器准备、工艺技术优化提供支撑(cheng)；中油测井则采用电、声、核、磁等尖端手段，对钻过的所有(you)地层实现厘米级精准标定，擦亮探视(shi)超深地层的“眼(yan)睛”。

“深地塔科(ke)1井成(cheng)功完(wan)钻，验证了我们对万米以深地质(zhi)理论(lun)认识的正确(que)性(xing)，地质(zhi)预(yu)测和实钻结果(guo)基本吻合，深度误差(cha)不(bu)到1%。”塔里木(mu)油田勘(kan)探开(kai)发研究院风险勘(kan)探研究项目经理孙崇浩说。

——应用12000米钻机(ji)等国产(chan)设(she)备，让万米地层“够得着”。

钻机(ji)，钻井的“动力引擎”。深地塔科(ke)1井作业过程中，下套管时最大吨(dun)位达(da)665吨(dun)，常规(gui)钻机(ji)的提升能(neng)力无法(fa)满足钻探要求。中国石油自主研发了全球陆上首台12000米自动化钻机(ji)，载重能(neng)力提升至(zhi)最大900吨(dun)。

钻头，钻井的“铁齿铜牙”。不(bu)同岩性(xing)的地层，需要适配不(bu)同的钻头选型、齿形(xing)排(pai)列分布及(ji)工具配套。项目团队自主研制了超硬复合片及(ji)高(gao)端钻头，全力保障钻井提速。

钻井液，钻井的“循环血液”。它具有(you)携带岩屑、平衡地层压力、冷却钻头等多项功能(neng)，钻井过程中，如果(guo)抗温抗压能(neng)力不(bu)足，极易失效。科(ke)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，满足应对复杂工况的需求。

——研制高(gao)强(qiang)度取岩芯成(cheng)套工具，让万米岩芯“采得出”。

作为地下岩石的剖面截取物，岩芯是人(ren)类了解地球深部(bu)唯一的实物资料。中国石油天然气(qi)股份有(you)限公司总地质(zhi)师江同文介绍，针(zhen)对相(xiang)关地层强(qiang)度高(gao)、易破碎等难题，项目团队首创耐240摄氏度高(gao)强(qiang)度取岩芯工具、高(gao)效破岩取岩芯钻头，成(cheng)功收获12.64米岩芯，珍贵程度堪比“月壤”。

“突破万米意味着我国油气(qi)工程技术发展(zhan)进入一个崭新的阶(jie)段，代表我们初步构建了万米深地钻完(wan)井技术高(gao)地与原(yuan)创技术策源(yuan)地。”中国工程院院士孙金声说。

端牢能(neng)源(yuan)饭(fan)碗，解开(kai)深地奥秘

挺进地球深部(bu)，每一米都是对未知的挑战，每一寸都是向极限的突破，难度一点不(bu)比“蛟龙(long)”下海、“嫦娥”探月小，这个万米非入不(bu)可吗？

这是端牢能(neng)源(yuan)饭(fan)碗的坚实支撑(cheng)。

数据显(xian)示，世(shi)界新增油气(qi)储量的60%来自深部(bu)地层，我国深层、超深层油气(qi)资源(yuan)达(da)671亿(yi)吨(dun)油当量，占全国油气(qi)资源(yuan)总量约34%。深地塔科(ke)1井所在的塔里木(mu)盆地，一口(kou)超深油气(qi)井日产(chan)油气(qi)当量最高(gao)1000余吨(dun)，相(xiang)当于数十口(kou)甚至(zhi)上百口(kou)浅层气(qi)井的产(chan)量。

“向深地进军是我国未来油气(qi)发展(zhan)的必由(you)之路。”中国石油天然气(qi)股份有(you)限公司副总裁何江川介绍，中国石油在新疆和四(si)川等地的6000米至(zhi)9000米深度，已发现一个10亿(yi)吨(dun)级大油田和3个万亿(yi)立方米大气(qi)区。2017年至(zhi)2024年，中国石油6000米以深超深井数量从100口(kou)增长到1860口(kou)，8000米以深特深井数量从0口(kou)增长到208口(kou)。

这是解开(kai)深地奥秘的关键钥匙。

10001米，灰白色的粉晶云岩；10780米，泥金色的云质(zhi)灰岩；10906米，石墨(mo)色的泥岩……显(xian)微镜下，深地塔科(ke)1井钻探过程中，取出的岩石样品(pin)颜色形(xing)态各异。

中国石油科(ke)研人(ren)员根据岩芯、岩屑以及(ji)测录井等地质(zhi)样品(pin)和数据，绘制出亚(ya)洲第一份万米地质(zhi)剖面图，为深地科(ke)学探索和油气(qi)勘(kan)探提供一手实物资料，有(you)力支撑(cheng)了地球深部(bu)结构与物质(zhi)组成(cheng)、地球演化、气(qi)候变迁等重大基础科(ke)学问题研究。

这是产(chan)业强(qiang)链补链的实战练兵。

套管要抗挤压，宝钢股份自主研发的产(chan)品(pin)，钢级、密封性(xing)能(neng)等关键指(zhi)标均比最高(gao)钢级套管高(gao)出超20%；常规(gui)钻机(ji)提升能(neng)力不(bu)足，中国石油宝石机(ji)械设(she)计(ji)全球陆上首台12000米自动化钻机(ji)；钻头要硬核，中国石化江钻公司提供高(gao)强(qiang)耐磨、高(gao)韧抗冲(chong)的复合片……合力攻坚，优势互补，形(xing)成(cheng)创新合力。

“深地塔科(ke)1井钻探形(xing)成(cheng)了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。”王清华介绍。以国产(chan)钻头为例，价格比进口(kou)钻头下降近一半，钻井速度却提高(gao)约50%，相(xiang)关技术指(zhi)标处于国际先进水平。

回望来路，20世(shi)纪70年代，我国第一口(kou)井深超过7000米的钻井完(wan)钻。从7000米到突破8000米，历经29年；从8000米到迈入9000米，历经15年；从9000米到冲(chong)破10000米大关，仅用3年。

10910米不(bu)是终(zhong)点。中国人(ren)向深地探索的脚步迈得更快、更远。