深地塔科1井胜利完钻，标志着我国在万米钻探技术领域达到了世界领先水平。

 

　　作为一项涉及地质学、力学、材料学等多个学科的系统性工程，超深钻井代表着一个国家钻井的最高水平，是综合国力的集中体现。全球已有30多个国家具备超深井钻探能力，欧美一直处于世界领先水平，钻探能力已突破12000米垂深。

　　作为中国石油深入贯彻落实习近平总书记“向地球深部进军”等重要指示批示精神的坚决行动，作为中国石油建设国家战略科技力量和世界能源与化工创新高地的标志性工程，深地塔科1井在世界陆上超深井名册里庄严地盖上了“中国印”，标志着我国在万米钻探技术领域达到了世界领先水平。

　　锻造技术利器

　　没有金刚钻，别揽瓷器活。

　　万米钻探，步步惊心。每一米都是对未知的挑战，每一寸都是向极限的突破。

　　烈火炼真金。以地层磨砺技术，“深地塔科1井的每一米钻进都伴随着科技攻关的支撑作用。”中国石油总地质师兼科技管理部总经理江同文深有感触地说。

　　钻机，钻井的动力引擎。

　　万米深地，地质构造复杂多变，超高温、超高压、超重载荷作业等严苛的作业工况对钻机提出了空前挑战。

　　2022年下半年，宝石机械接到了研制万米自动化钻机的任务。宝石机械立即行动，组建项目领导小组，统筹调配各方资源，突破系列技术难题，仅用4个多月时间，就实现了一台全新万米级自动化钻机的设计发运，较以往常规钻机生产提速20%。

　　事实上，早在2007年，宝石机械依托国家863计划，就成功研制出了我国首台具有自主知识产权的12000米特深井钻机，并在超深层油气勘探开发实践中成功使用，屡创佳绩。

　　充分借鉴前期万米级钻机研制的丰富经验，结合万米深井复杂环境的作业要求，融合国家科技攻坚任务创新成果“‘一键式’人机交互7000米自动化钻机”的先进技术，宝石机械打造出的这台新钻机buff叠满——

　　攻克了超高钻台大载荷提升系统关键技术，15米超高钻台刷新国内纪录，可满足超高压井控设备安装需求;配套6000马力绞车，可连续提升最大钩载900吨;3000马力高压大排量五缸钻井泵，排量和压力波动小;动力猫道、钻台机械手、二层台排管装置等自动化设备全面采用电驱动，控制更精准，运行更环保，低温适应性强;电动辅助绞车、电驱钻井液闸阀组，可实现司钻远程操控，操作更安全;钻机关键部件全面实现国产化替代，有效解决了核心部件“卡脖子”问题，取得了15项国家发明专利……

　　“深地塔科1井胜利完钻，意味着我们的12000米自动化钻机经受住了极限工况的考验。这是对宝石机械钻机卓越品质的最好验证，也是对宝石机械研发制造能力的充分肯定。”12000米自动化钻机主设计师、宝石机械国家研究中心一级工程师李亚辉的话语间充满了骄傲和成就感。

　　钻头，钻井的铁齿铜牙。钻头不到，油气不冒。

　　深地塔科1井钻穿12套不同岩性、不同压力系统的岩层。岩层软硬交错，刚钻透硬如金刚石的硅质岩，下一米就可能遇到柔似橡皮糖的膏岩层，钻头切削齿特别容易损伤。

　　项目团队针对不同岩层适配不同的钻头选型、齿形排列分布及工具配套，自主研制了超硬复合片及高端钻头，全力保障钻井提速。尤其在硅质岩层井段，创新应用兼备攻击性、抗冲击性、抗研磨性的新型混合布齿钻头，大大提高了破岩能力和工作效率。

　　钻井液，钻井的循环血液。它的性能和技术水平直接影响着钻井工程的效率、安全及成本。钻井过程中，如果钻井液抗温、抗压能力不足，极易失效。

　　针对万米深井超高温水基钻井液问题，中国工程院院士孙金声带领团队接下了国产钻井液挑战万米深层的重任。

　　科研团队深入研究钻井液抗超高温机理，历时6个多月自主研发，开展了8000余组实验，实时跟踪现场进展，成功构建了具有完全自主知识产权的抗温达220摄氏度的万米深地钻井液技术体系，攻克了钻井液抗高温能力不够、流变性参数变化大、各项性能指标难以兼顾等瓶颈，成功牵住了解决超深特深层油气安全高效钻井问题的“牛鼻子”。

　　高韧性高强度钻杆、承重1000吨的吊卡、抗240摄氏度高强度成套取心工具、抗高温高压测井仪器、全球首套热轧无缝钢管在线控制冷却装备系统和关键核心技术……深地塔科1井投用了近200项国内顶尖装备，形成了7大类21项成果、十大技术利器。

　　创新驱动的深度突破，“深地塔科1井钻探形成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。”塔里木油田执行董事、党工委书记王清华指出。

　　以国产钻头为例，价格比进口钻头下降了近一半，钻井速度却提高了约50%，相关技术指标处于国际先进水平。

　　创造工程纪录

　　深地塔科1井有着全球少有、国内仅有的世界级钻探难题。中国石油人抱着“能源报国”的坚定决心，以勇气与实力彰显担当，创下了多个生产纪录。

　　2023年5月，12000米自动化钻机抵达塔克拉玛干沙漠腹地时，正是风沙肆虐的时候。夹杂着砂砾的狂风，吹打在脸上生疼。西部钻探钻井队员们的红工衣被汗水浸湿了，晒干了又被浸湿，嘴唇被吹得皲裂……

　　尽管如此，他们争分夺秒赶工期，昼夜奋战保进度，仅用5天就完成全部设备的安装、调试，创造了塔里木油田历史上大型钻机长途运输最远、最快，设备调试安装时间最短等多项生产纪录。

　　2023年7月27日，深地塔科1井安全高效钻至5856米，进入二开中完施工。8月9日，工程进入了下一个阶段——下套管作业。

　　这次作业共下入套管538根，一根套管长10米、重1.3吨，直径分别为365.12毫米、374.65毫米，套管首尾相接重量达到660吨。在5800多米深、4000多米长的裸眼段，下入这么大尺寸、这么大吨位的套管，在塔里木油田乃至全国的钻探史上都属首次。

　　早在开钻前，塔里木油田就组织开展了长裸眼、大尺寸、大吨位下套管技术攻关，做了大量研究试验，创新形成了套管应力仿真校核等一批新工艺新技术。同时，联合钢厂研发140高钢级套管，增加套管强度，开展套管及接箍的实物拉伸实验，获得套管和接箍的屈服极限，确保套管在下入过程中不会发生变形。

　　下套管固井作业期间，塔里木油田联合工程技术研究院等单位的专家骨干集智攻关，优化通井钻具组合，保障井眼通畅清洁;提前对下套管设备和固井工具进行检查，模拟优化不同井段下放速度和灌浆措施，减少套管下入遇阻、漏失风险;创新采用国产封隔式分级箍、多凝多密度等固井工艺，科学优化固井参数和浆柱结构，确保上部地层封得住、固得好……

　　2023年8月12日13时，经过76个小时的紧张作业，套管顺利下入，而且未发生套管变形问题，创下了我国大尺寸套管下入最深、套管下入吨位最大等多项纪录。

　　此后，在三开中完下套中，技术人员顺利将直径273.05毫米的707根套管，在空重达710吨的高难度条件下，安全下入到7856米深的地层，刷新了我国陆上一次性下入套管最深、同尺寸套管最重纪录。与此同时，创下了大尺寸井眼国产仪器、测井最深纪录，测井成功率、资料合格率达到100%。

　　深地钻探难，提速更难。

　　为提高钻井时效，最大限度提高起下钻、换钻头、中完等作业效率，西部钻探120001钻井队平台经理林楠深入分析每个可能影响施工进度的环节，拿着秒表一连跟了好几个班，查出200个时效浪费点。他牵头成立攻关小组，优化钻井工艺，优选钻具组合，维护保养设备，最大限度减少了因设备故障而导致的停工时间。

　　坚持一段一策、一层一策，稳扎稳打，一路过关斩将，2024年3月4日，历时279天，深地塔科1井突破万米大关，创造了全球钻井最快速度突破万米纪录。

　　2024年11月7日2时，一阵急促的电话铃声打破了深地塔科1井营房的宁静。正在休息的工程技术研究院井筒强化团队经理郝惠军被惊醒。

　　电话那头，现场工程师的声音紧张而焦急：“钻进至万米以深，钻井液突然失返，井口见不到液面，发生了严重井漏……”大家一直担心的事情还是发生了。

　　这是国内首次在万米深层遭遇失返性恶性井漏。如果不能及时有效地处置险情，极有可能诱发井壁垮塌，导致钻具瞬间卡死，万米钻探成果很可能毁于一旦。

　　郝惠军第一时间与北京技术团队联系，利用防漏堵漏专家系统分析漏层位置、缝洞尺寸等关键数据，迅速制定了一套堵漏技术方案，最终堵漏成功。

　　通常情况下，钻井出现漏失，会向井底投入大量粉碎核桃壳或花生壳调制的堵漏剂，一般堵漏剂浓度20%~30%即可。而堵深地塔科1井在10289米位置漏失时，堵漏剂浓度最高调到67%;在10388米位置堵漏时，最高浓度调到82%。如此高浓度的“猛药”，不仅在塔里木油田，在中国油气钻探史上都极其罕见。

　　逢山开路、遇水架桥，在一次次突破中胜利完钻，深地塔科1井把全球陆上钻井突破万米最快、全球尾管固井最深、全球电缆成像测井最深、亚洲直井钻探最深、亚洲陆上取心最深五大工程纪录写进了世界钻探工程史。

　　检验专业实力

　　深地工程是一套庞大的技术体系，涵盖物探、钻井、固井、测录井等多个专业方向。

　　深地塔科1井探秘万米地宫，既是光荣和梦想之旅，又是对各专业实力的深度检验和能力的极大提升。

　　物探，相当于给地球做CT，由它可以看清井位所在的地层信息。

　　历经几十年探索，我国物探先后发展了稀疏三维观测、子线接收等技术，实现了3000~5000米以浅油气藏看得见、摸得着。但是，面对更深、更复杂油气藏时，这些技术往往暴露出观测信息不全、采集效率不高、识别精度不够等缺陷。

　　依托国家重大科技专项，东方物探15年磨一剑，自主研发全新一代陆上地震勘探技术，从理念方法、高端装备、工业软件等方面开展全方位创新研究，形成了“陆上宽频宽方位高密度地震勘探关键技术与装备”(简称“两宽一高”)，引领我国油气勘探步入了高清时代。

　　在深地塔科1井，东方物探积极发挥物探先导作用，依托“两宽一高”技术，用地震波对万米地层进行高清晰成像，为圈闭落实及油气预测提供了可靠的基础数据，配合塔里木油田完成了钻探位置的优选。

　　钻探过程中，东方物探开展靠前服务支持，通过地震—地层速度分析、井间地震层位对比等技术手段，及时分析深度误差和层位变化，配合钻井方案优化，指明靶心，将万米误差率控制在了1.5‰。

　　钻井，是碎石破岩的尖兵。

　　作为承担深地塔科1井钻探任务的主体单位，西部钻探将万米科探井作为1号工程，集聚最优资源，实施“管理+科技”双轮驱动，深化工程地质一体化，组织生产技术专家制定细化技术方案，运用抗高温钻井液技术、“异型齿PDC钻头+垂直钻井系统+大扭矩螺杆”防斜打快技术，逐步攻克深部岩石强度高、储层破碎易塌、超高压开关井等重点难题，创造了世界钻井的中国速度。

　　钻杆，是连接地面和井下的能量纽带。

　　带动深地塔科1井钻头向地层深处钻进的1060多根钻杆，全部是渤海装备“渤海能克”万米深井专用钻杆。

　　“坚硬的金属钻杆，在深地就像一根超长面条，难以控制。”渤海装备钻井装备公司科技质量中心副主任王显林说，恶劣环境对钻杆的强度、韧性和抗疲劳性提出了近乎苛刻的要求。

　　“渤海能克”团队为深地塔科1井量身定制了国内最高钢级、最大直径(外径168.3毫米)和最大壁厚(19.05毫米)的高强度高韧性钻杆。在研发过程中，团队先后攻克了摩擦焊接、焊缝热处理、加工精度等难题。万米深井专用钻杆抗拉能力高达940吨，可承受超高温、超高压，性能指标达国际最高水平。

　　工程技术研究院研制的水基泥浆，适应性强、稳定性好、密度随调，创造了129天不换浆依然保障井筒清洁运行的大突破;川庆钻探自研取心工具，成功获取万米特深层全尺寸连续岩心实物，意义堪比“月球取壤”;中油测井采用电、声、核、磁等尖端手段，将钻过的所有地层实现厘米级精准标定，刷新世界陆上最深直井测井纪录……

　　在保障万米级特深井“打成、打快、打好”的同一个目标下，各专业不仅纷纷亮出压箱底的绝活，而且采取了多兵种联合作战，用超常规举措破冰破局。

　　举个例子。西部钻探全程参与了宝石机械12000米自动化钻机的研发设计，提出装备改进意见建议750余条，编制完成了74篇钻机装备操作规程。同时，成立工作专班驻厂监造，加快推进钻机的制造进度。开钻之初，西部钻探与宝石机械联手，5天就在戈壁荒漠完成12000米自动化钻机的安装调试，创造了多项生产之最。

　　科研与生产深度融合，边研发边试验边应用;利用信息化手段，实现各专业数据共享、快速响应，用一张“云端”大网将前后方紧密相连，促进科研、管理、工程、后勤的高效协作……各专业拧成一股绳，劲往一处使，跨越了一道道难关，最终实现了深地塔科1井“攻必取、战必胜”的目标，以“中国深度”刷新了专业高度。

　　探索深地奥秘

　　地下1万米，究竟有什么?

　　中国“奋斗者”号载人潜水器抵达万米深海，带回了深渊宏生物、岩石和水体样品;前苏联SG-3井在万米地层中发现了高达4克/吨的黄金。

　　深地川科1井在万米深地发现了什么?

　　2月20日下午，深地塔科1井胜利完钻新闻发布会刚结束，记者们就争相上前，拍摄一块比砖头小些的灰色岩石。

　　“别摸!”新闻发布会上对这块灰色岩石做过介绍的王清华提醒，这块岩心来自地下超万米深处，是5.4亿年前的岩石标本，其珍贵程度堪比月壤。

　　通过自主研制的高强度取心成套工具，深地塔科1井钻探过程中取出了12.64米岩心。这是人类首次在万米以下获取的最为完整的岩石样本。

　　在万米深地获取岩心，就如同在地球深部做一次微创切片，难度极大。因为取心工具深入万余米井下时，井底温度高达220摄氏度，压力突破1450个大气压，且在万米深层极高的应力下，地层岩石容易破碎，取出这些连续的圆柱形石头犹如虎口拔牙。

　　显微镜下，这些岩石标本颜色形态各异。10001米，是灰白色的粉晶云岩;10780米，是泥金色的云质灰岩;10906米，是石墨色的泥岩……

　　这一张张深地“色卡”，蕴藏着地球深部数亿年的地质历史，是研究地球演化的直接证据。“其中蕴含着丰富的地质信息，对于揭示万米以深物质组成、地质结构有极高的科学探索价值，对推动地球深部油气勘探具有不可替代的作用。”中国工程院院士孙金声表示。

　　岩心之外，深地塔科1井钻探取得的岩屑资料、测录井资料以及流体、温度、压力等资料，皆是未来能源探索和科学研究宝贵的一手资料，意义重大。

　　万米深层具有高温、高压和超临界流体活跃的特点，其温—压场、流体场和地质力学环境明显不同于盆地浅部。万米超深领域的生烃机理、规模有效储层形成与保持机制以及油气成藏与富集规律等尚属于认知盲区。通过它们，为探索万米深层油气地质特征打开了一扇重要窗口。

　　——刷新了油气储层保存的深度。

　　在万米深地收获的岩心中，有些石头上布满了裂纹。这些裂纹就是油气储存的空间。“这是有沥青的，但是这个黑色的沥青到现在已经变成干的沥青。它的出现，至少说明这个岩石里面曾经充填过油气。油气进去过，就是在万米深层有发现油气的可能，往下还有油气。”塔里木油田地质研究员王平介绍说。通过测定分析发现万米以下的白云岩和灰岩仍然发育有效储层，将有效拓展万米深层油气勘探领域。

　　——改变了超深烃源岩生成机理和油气成藏理论认识。

　　传统石油地质学理论认为，8000米以深是石油的“死亡线”，因为岩石被上覆地层压得非常紧实，油气储集空间非常有限。在深地塔科1井钻探过程中，通过随钻录井技术就发现了活跃的油气显示，首次证实了陆上万米垂直深度存在油气。在万米深层发现可燃烃类，有可能改变生烃死亡线的传统科学认识。

　　——深化了对塔里木盆地演化和油气分布等方面的整体认识。

　　技术人员根据深地塔科1井的测录井数据和岩心、岩屑等地质样品，绘制出了亚洲第一份万米深地地质剖面图。通过这口井的钻探成果，可以更加深入地了解塔里木盆地深层油气资源的分布规律和开发潜力，为制定更加科学的油气开发计划提供重要依据。

　　作为一名长期从事石油地质工作的科研人员，自深地塔科1井开钻之日起，中国科学院院士郝芳就始终对这口井保持着密切的关注。

　　他认为深地塔科1井为万米深层的科学研究提供了优质平台。通过开展岩相学、岩石物性、力学特性、地球化学等综合分析，将在重建盆地古地理格局、重大变革期板块演化过程、油气成因，以及生烃潜力、万米深层成储机制、油气成藏机理等基础地质理论方面实现重要进展，将有力支撑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，进一步回答万米深层领域重大科学和实践问题。

　　虽然目前对深地塔科1井地质资料分析和很多研究工作才刚刚展开，相关理论研究还需要不断总结和凝练，但我们可以相信，深地塔科1井将为塔里木盆地油气勘探带来更大活力。万米深层的油气显示、珍贵数据和宝贵钻探经验，必将彪炳在中国石油工业的丰碑上，为实现我国深地科技自立自强，助力能源的饭碗端在自己手里，做出重要贡献。

　　责任编辑：石杏茹