深地塔科1井胜利完钻，我国在“深地”领域取得了又一重大进展。

 

　　敢上九天揽月，敢下五洋捉鳖。

　　“嫦娥”探月，迈出了人类太空探索史上的一大步;“蛟龙”下海，我国具备了将人员载至全球99%海洋深处进行作业的能力。

　　中国人在追梦的旅程中，不断拓展着探索天地宇宙奥秘的疆域。今天，我国继“深空”“深海”之后，在“深地”领域取得了又一重大进展。

　　2月20日，中国首口超万米科探井——中国石油深地塔科1井胜利完钻新闻发布会在京召开，宣布深地塔科1井在地下10910米完钻，首次发布万米以深发现油气显示，首次发布我国万米以下取得的岩心标本，首次发布以全球最快速度突破万米的系列技术创新成果。

　　为什么向万米深地进军?面对着怎样的挑战?挺进地球深部靠什么?万米钻探经历了怎样的历程?……新闻发布会上，有关深地塔科1井的秘密被一一公开。

　　起点：为了国家的需要

　　纵观历史，人类向地下探索的尝试，始于一个水坑、一口水井。近百万年的向下掘进，难度在增加，但探索的脚步从未停止。

　　1938年，美国钻成了世界第一口深井，井深4573米;1993年，前苏联SG-3井完钻，井深12262米;1994年，德国KTB井完钻，井深9101米……

　　挺进深地，我国虽起步较晚，但同样是“明知山有虎，偏向虎山行”。1966年，在大庆油田钻成第一口深井——4718.77米深的松基6井;1976年，在四川武胜钻成第一口超深井——6011米深的女基井;1977年，我国第一口井深超过7000米的超深井——关基井完钻……

　　时至今日，深地领域已成为各国争夺的科技制高点。在2016年全国科技创新大会上，习近平总书记强调，“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”。

　　向深地进军是地球科学发展的必然趋势，是实施国家能源和科技战略的必然要求，更是我国未来油气发展的必由之路。

　　我国石油工业承担着保障国家能源安全的重任，但面对的是“缺油少气”的先天资源禀赋，而且资源条件好的油气盆地在经历半个多世纪的开发后，大部分区域勘探程度已进入中高阶段。

　　例如，松辽盆地、渤海湾陆上、鄂尔多斯盆地的资源探明率分别达到70%、53%和50%。这意味着，我国在中浅层发现大型资源富集油气田的机会越来越渺茫。而我国深层、超深层油气资源达671亿吨油当量，占全国油气资源总量的34%。

　　“深层、超深层已成为我国油气资源增储上产的主阵地。向地球深部挺进是保障我国能源安全的重大战略任务，是端稳端牢能源饭碗的重大战略选择。”中国工程院院士孙金声指出。

　　作为国有重要骨干企业和国内最大油气生产供应企业，中国石油始终以“为国找油、为民族争气”为己任，稳固国内油气资源生产自给的压舱石。在更深、更古老层系寻找资源战略接替区，成为中国石油保障国家能源安全、当好能源保供“顶梁柱”的必然选择。

　　截至目前，中国石油国内探区超8000米以深领域剩余资源174亿吨油当量，在塔里木盆地库车山前、准噶尔盆地南缘、四川盆地川中古隆起北斜坡等深层区域已发现一个10亿吨级大油田和3个万亿立方米大气区。

　　其中，塔里木盆地是我国面积最大的含油气盆地，埋深在6000~10000米的石油和天然气资源分别占其总量的83.2%和63.9%。中国石油在塔里木盆地大力实施“深地工程”，累计成功钻探了140多口深度超8000米的深井。2024年，塔里木油田产自6000米以深的油气产量当量突破2000万吨，位居全国首位。

　　“塔里木盆地油气源头隐藏得很深。我们在富满油田发现了10亿吨级油气区，但还没有一口井钻到油气源头。它可能潜在地下1万米，可能更深。”塔里木油田勘探开发研究院总地质师杨宪彰介绍说。

　　深入贯彻落实习近平总书记关于“向地球深部进军”“能源的饭碗必须端在自己手里”、勇当“能源保供顶梁柱”等重要指示批示精神，加速完善超深油气地质理论和超深勘探开发技术，寻找油气的“龙头”，2021年9月，中国石油召开科技与信息化创新大会，部署了“万米超深层科学探索”重大科技工程。

　　“经过反复论证，我们认为塔里木盆地的轮南—古城超深层和四川盆地的川西北超深层油气资源潜力很大，分别部署实施了深地塔科1井和深地川科1井。”中国石油副总裁兼油气新能源公司执行董事、党委书记何江川说，“我们要通过实施万米深地科探工程，推动超深层工程技术装备迭代升级，实现高水平科技自立自强，打造油气资源勘探开发原创技术策源地，占领勘探理论技术至高点。”

　　前路：挑战前所未有

　　浩瀚九重天，高处不胜寒。

　　上天、下海、入地，是人类探索自然的三大壮举。

　　然而，上天难，入地更难。中国工程院院士李宁曾指出，入地难度堪比登月。纵观世界钻井史，人类花费300年时间仅向地心前进了0.19%。如果将地球比作一个鸡蛋，那么目前的探测还只停留在鸡蛋壳层面。

　　深地塔科1井承载着科学探索、发现油气两大使命，设计井深1.1万米。它究竟有多深?

　　地球上最高的山脉——珠穆朗玛峰，雪面高程8848.86米。现已知海洋最深处——马里亚纳海沟，最深处约1.1万米。虽然深地塔科1井的深度放到整个地球结构中，不过是地球直径的0.1%，但于人类而言，钻至地下万米，难于上青天。

　　迄今为止，人类探索地球最大垂直深度是前苏联SG-3井的深度——12262米。这口井前后钻探耗时23年，其中艰难程度不言而喻。纵使如今的技术水平已与前苏联时期不可同日而语，深地塔科1井依然面对着前所未有的挑战。

　　这种挑战首先来自地面。

　　塔里木盆地虽得天独厚，蕴藏着丰富的油气资源，但地表大部分被有“死亡之海”之称的塔克拉玛干沙漠覆盖。

　　深地塔科1井地处塔克拉玛干沙漠腹地，常年干旱少雨、风沙弥漫。夏季最高温度达五十多摄氏度，冬季最低近零下三十摄氏度。沙尘暴几乎天天来袭。石油工人们戴着安全帽与护目镜，仍是灰头灰脸，少不了吃沙土。自然环境恶劣，作业环境艰苦，对人的精神和体能是极大考验。

　　这种挑战更来自地下。

　　作为大型复合叠合盆地，叠加多期构造运动，塔里木盆地的油气藏经历多次运移调整，像一个摔碎的盘子又被踢了几脚，普遍存在超深、超高温、超高压等勘探开发难题。

　　“高温高压下，几千米深处的钻杆就像煮熟的面条一样柔软。地下超过200摄氏度的高温，一般设备和仪器内的电子元器件、橡胶件等就会损坏失效。”塔里木油田勘探事业部经理段永贤直言。

　　地面地下双重挑战叠加，塔里木盆地被世界公认为勘探“禁区”。曾经，老一辈石油人五上塔里木，几番铩羽而归。

　　“深地塔科1井的钻探地点选择在地质演化过程中生烃强度大、储集能力强的位置，难以完全规避缝洞、断裂发育带和压力系统复杂层段。”中国石油副总工程师，中油技服执行董事、党委书记杨立强指出。

　　深地塔科1井自上而下穿透12套地层，掘至地下万米深，要防斜打直，确保井眼轨迹始终瞄准“靶心”，精准入靶。这相当于站在10米之外穿针，犹如在茫茫夜色中，由珠穆朗玛峰的峰顶向山麓精准投篮。其间还面临着超深、超高温、超高压、超长裸眼段，高应力、高研磨、高盐，多套压力体系、多种复杂岩性等挑战，极易发生井眼垮塌、卡钻、恶性井漏等井下事故。

　　由于井特别深，形成了超重载荷，对装备工具提出了极限要求。常规钻井工具、材料、元器件难以适应如此苛刻的工况环境，极易造成工具损坏或材料失效。

　　例如，井筒自上而下首尾连接1130多根钻杆，自重超过350吨，导致钻头冲击损伤严重。最细的钻杆仅有杯口大小，在深地最高温度220摄氏度、最高压力145兆帕的环境下，10千米长的钻杆在井筒内极易发生断裂。再例如，作业过程中，下套管时最大吨位达665吨，相当于把130多辆约5吨重的小轿车同时压在钻井设备上，常规钻机的提升能力根本满足不了这种钻探要求。

　　未知更为可怕。“万米钻探最大一个特点就是未知性。有未知性就充满风险，就像进入无人区一样，你不知道下一步会遇到什么样的地质或工程风险。”中国工程院院士赵文智表示。

　　信心：经验+装备+队伍

　　难，是深地钻井的一大共识。

　　深地塔科1井能不能打得成、打得好?

　　能!

　　信心来自多年探索深层、超深层油气资源累积的经验。

　　作为我国深地油气勘探开发的主战场，塔里木油田多年来不断挑战超深、高温、高压、高含硫油气勘探开发技术难题，持续锻造“深地工程”核心技术。

　　2020年，塔里木油田成功钻探8882米深的轮探1井，成为当时的亚洲陆上第一深井。2023年3月，再次成功钻探9396米深的亚洲最深水平井果勒3C井。由此，油气勘探深度迈向了9000米级超深层，具备了向万米特深层进军的条件。

　　“通过多年超深层探索实践，我们配套形成了钻机装备、钻工具、钻井液、下套管固井、超深井取心等超深钻完井工艺技术体系，为我国万米井钻探积累了丰富的经验。”塔里木油田企业首席专家、深地塔科1井井长王春生说。

　　底气来自自主研发的一系列最强装备。

　　深地塔科1井的司钻房，是西部钻探120001钻井队司钻何建涛战斗了数百个日夜的地方。在这里，他曾稳稳地操作着手柄，将一根根钻杆送入地层。

　　何建涛操作的是宝石机械研发制造的全球首台12000米自动化钻机。它能够完成管柱全流程自动化处理，而且与普通钻机相比，载重提升能力由三四百吨提高到最大900吨，相当于能同时吊起150头6吨重的成年大象，可以有效解决万米钻井的高负荷难题。

　　“前期我们通过不断的优化，让这个设备达到了最好的状态，完全能够满足打到万米。”宝石机械钻机分公司副经理杜渊说。

　　为保障万米级特深井打成、打快、打好，中国石油攻关研发了智能控制一体化平台、钻井自主决策工控系统、超高重载井架底座等一批关键核心技术装备，为万米深地工程科学探索研究提供了装备和技术保障。

　　希望来自集结而成的超强队伍。

　　向万米进军绝非哪一家的独角戏。中国石油党组加强组织领导，充分发挥整体优势，集结地质、物探、钻完井等多专业多学科专家人才开展集智攻关。塔里木油田、中油技服、宝石机械、勘探开发研究院、工程材料研究院等单位共同组建了万米深井攻坚团队。

　　塔里木油田集合精锐力量组成9个技术保障小组，聚焦万米级特深井钻探关键高温、高压等技术瓶颈，重点开展钻完井工具、测、试、录及固井等全井筒技术难题论证。

　　“我们发挥全球最完整的油服产业链优势，旗下西部钻探、工程技术研究院、中油测井、川庆钻探、东方物探、海洋工程6家企业全程参与施工作业，以高质量支撑保障，助力成功突破万米钻探关键技术。”杨立强介绍说。

　　西部钻探集中力量办大事，广发英雄帖，集结具有9000米钻深能力的深井队，并且通过层层选拔，抽调各队的技能高手47名，组建成了120001深地钻探队。以超常规大手笔打造的深地钻探队伍，有力保障了深地塔科1井的安全生产。

　　东方物探由高级技术专家挂帅，抽调处理解释骨干人员形成技术攻关团队，充分发挥处理解释一体化攻关优势，在深地塔科1井钻进过程中依托三维物探技术，实现钻前预警、钻中预测，为工具仪器准备、工艺技术优化提供了强力支撑。

　　中油测井首席专家张炳军带领团队进行深地塔科1井的测井技术研发和现场支撑工作，先后攻克了超大容量滚筒、超长电缆通讯、超高耐温承压和大井眼环境校正等关键技术，研发形成了强动力拖撬系统、230摄氏度180兆帕系列测井仪器和数据精细处理技术，填补了万米深井国产测井装备的空白。

　　…… ……

　　来自几十家单位、数万名前后方的工作人员，承载着几代石油人的梦想，既感到无比激动和自豪，也深知使命光荣、重任在肩。“作为石油队伍的一员，现场就是战场。我们就是要奋战在一线，保质保量完成任务。”120001队平台经理林楠说。

　　正是带着这样的决心，在皑皑天山脚下，茫茫大漠之中，他们寒暑不辍、日夜兼程，有条件要上，没有条件创造条件也要上，凝聚起了钻头向万米深地挺进的强大合力。

　　功成：挺进深地无人区

　　“我宣布深地塔科1井开钻!”

　　2023年5月30日，随着中国石油集团党组成员张道伟一声响亮的开钻令下达，现场掌声雷动，鸣笛开钻……

　　千年前，诗人王维用诗句“大漠孤烟直，长河落日圆”定格了壮阔雄奇的大漠景象。千年后，探索进取的中国石油人问地万米，在茫茫黄沙中矗立起约20层楼高的钢铁塔架，定格下了另一幅壮丽的大漠奇景，记录下了从0到10910米的奋斗历程。

　　王春生是集深地塔科1井集现场技术总负责、生产组织总指挥于一身的灵魂人物。针对上部地层这条相对熟悉的路，他部署了用20%的时间速战速决;对于陌生的下部底层，则部署了80%的时间打持久战、啃硬骨头。

　　尽管上部地层的技术挑战不大，也打过不少8000多米深的井，王春生从深地塔科1井打第一米开始就定了很多堪称苛刻的标准。他深知，基础不牢，地动山摇。上部地层不仅要打得快，而且要打得好。

　　因为技术标准高、工作要求高、工作强度高，在深地塔科1井，所有人的身体和精神压力都非常大。于是，很多人一上井就瘦了，休假时又胖了，回到井上又瘦了。胖胖瘦瘦，来回循环。

　　在深地塔科1井式“三高”的推进下，钻井一路高歌猛进——开钻4日，进尺深度来到1000米，最高日进尺达567米;开钻58天，钻探深度过半;钻进209天，突破9000米。

　　然而，一深带万难。超过9000米的特深井钻探是油气工程技术瓶颈最多、挑战最大的领域。9000米之后，深地塔科1井的钻进速度大大慢了下来。

　　钻至9600米后，深地塔科1井正式进入“无人区”，在亚洲乃至世界都找不到经验可借鉴。由于现有技术无法精准预测地层压力、岩石力学变化特性，钻头前进变得举步维艰，更换的频率相比于之前高了很多。

　　超过180摄氏度的井底温度，突破了大部分钻具以及入井材料的温压极限，常规井下传感器开始失效。井下钻具的长度与载荷前所未有，超高吨位、超大扭矩的钻具在极小空间中高负荷运转，难度不亚于一辆卡车在两条钢丝上行进。

　　此后每钻进一米都是在摸着石头过河，井漏、溢流、易斜等风险如悬顶之剑。卡钻、憋堵、恶性井漏等复杂情况轮番而至。

　　2024年2月17日，在距离1万米只剩23米时，忽然二层平台上传来一声巨响，大钩如脱缰的野马朝反方向迅速弹起，顿时地动山摇，就像地震了一样。

　　经查，钻杆在井中发生了断裂，290多吨的下部钻具在狭窄的井眼中进行了长达8米的自由落体，垂直砸向了井底。纵观国内，没有出现过如此深度事故复杂的案例。在场所有人的心情都降至了冰点，因为稍有不慎，数万人近300天的努力可能就要付诸东流。

　　随后的时间里，现场团队先后打捞钻杆6次，均告失败。技术人员使用震击器反复震击管柱，快速憋压、泄压……经过连续15个昼夜的作业，先后60次震击解卡，现场团队终于成功处置了井下复杂情况。

　　2024年3月4日下午2点48分，深地塔科1井成功突破1万米大关，创造了世界最快钻达万米垂深钻井纪录。但更换钻头重返万米时，9626~9662米井段地层严重垮塌，从9230米侧钻后又发生了井漏，直至9月20日才重新抵达了1万米。

　　万米之后，深地塔科1井更是每一步都可能遭遇陷阱。每钻进10厘米，工程师就需要进行一次研判分析，综合分析返出的岩屑形状、岩屑量、元素成分，时时评估监测钻井状况。

　　一次次命悬一线，一次次力挽狂澜，钻至10910米后，深地塔科1井取出了沉睡超5.4亿年的寒武纪岩层样本，实现了科学探索和发现油气两项目标。

　　考虑到继续向下钻将面临更多的风险和难题，而科学探索所需的重要资料已经取得，中国石油在邀请行业内知名专家、院士进行反复论证，履行相关程序后，决定在10910米完钻。

　　由此，深地塔科1井的万米征途画上了胜利的句点。但是，“深地塔科1井只是我们万米深地探索的第一步，深地油气勘探和科学探索工作将长期进行下去。”何江川指出。

　　后续计划已经提上日程——

　　按照油气勘探开发的基本程序进行试油、压裂改造，力争获取工业油气流;充分应用深地塔科1井的钻探成果，深化超深层沉积储层、油气生成和运移、油气富集规律等方面的认识;继续攻关万米深层地震勘探、测井技术等关键技术，为下一步更深领域的钻探做好技术准备……

　　责任编辑：石杏茹