走近大国工程丨逐梦万米深地

发布时间：2025-05-21　点此：336次

逐梦万米深地

看望我国首口超万米科探井深地塔科1井

钻进中的深地塔科1井。受访单位供图

现场作业人员庆祝我国首口超万米科探井——深地塔科1井在地下10910米成功完钻。受访单位供图

深地塔科1井正在进行施作业业。受访单位供图

深地塔科1井鸟瞰图。受访单位供图

“当塔里木油田前方指挥部电子屏幕上的数字中止在‘10910.00’时，这意味着咱们又在深地范畴完成严重打破！”日前，深地塔科1井现场施行组组长、我国石油塔里木油田油气工艺研讨院副院长张志趣记者叙述深地塔科1井完钻的场景，仿若昨日。

2月20日，我国石油集团宣告，我国首口超万米科探井——深地塔科1井在地下10910米完钻。历经580多个日夜，我国石油人在被誉为“逝世之海”的塔克拉玛干沙漠内地，改写了“我国深度”，让深地塔科1井跻身亚洲榜首、国际第二笔直深度井，也意味着我国在“深地”范畴取得了又一里程碑式的效果。

万米钻探，解锁深地奥妙。与熟睡数亿年的陈旧地层“相遇”，要应对哪些应战？背面又有哪些不为人知的故事？记者日前采访了这一工程的参与者。

应对多重检测、钻探万米地层

知难而进创下多项工程纪录

苍茫沙海之中，深地塔科1井钻井井架巍然矗立；它的正下方，是一条由1130多根钻杆衔接而成的通道，通向地球深部。

跟着全球能源需求上升，深层油气资源勘探开发成为展开地球深部勘探的重要组成部分。“此前咱们现已证明了塔里木盆地8000米乃至9000米深度能产出工业油气，深地塔科1井担负探究万米深层油气地质特征的重担，可为我国在全球深地油气勘探范畴赢得更多话语权和主动权。”张志说。

保证国家能源安全，自当义无反顾，可张志在接到使命时仍是有些忐忑：“人类向万米深处迈出的每一步都是在改写极限，这项工程含义严重、难度颇高，怎么顺畅完成是个不小的应战。”

应战来自地球深部的多重检测——

“高压锅”般严苛的工况环境。跟着钻探深度的添加，每深化100米，地温约升高2摄氏度。相关数据显现，万米之下，深地塔科1井的井下最高温度超越220摄氏度，简直能让食用油欢腾，这样的高温超出了大多数钻具和入井材料的温压极限，或许导致井下传感器失效，然后引发一系列难以预料的危险；高压与高温相伴，最高压力可达145兆帕，相当于指甲盖巨细的面积接受超越1.4吨的分量，惯例钻井东西、材料难以习惯。

钻杆超重吨位超大扭矩。钻机通过自上而下首尾相连的钻杆衔接钻头，传输动力。别小看这些单根长度不超越10米、直径仅有杯口巨细的钻杆，它们合起来的自重超越350吨。

“在万米深处，井下钻具的长度和载荷都到达了史无前例的水平，超越10千米的钻杆在高温高压的井筒内部，变得像面条一般柔软，钻具在地表旋转10圈，而地下的钻头或许仅转1圈，其他9圈的能量损耗都来自钻具的蠕变。剧烈的井下轰动不只加重了钻具的磨损，还明显添加了其开裂的危险。”张志解释道。

这些已知的难关犹如挡在万米钻探征途上的“绊脚石”，钻探团队早已做好了心理准备。可让他们心中“打鼓”的，是万米之下不知道的地质状况。

塔里木盆地地质条件与国际其他盆地彻底不同，历经八期结构变形，岩层软硬交织，地质结构杂乱多样，“像一只盘子被摔碎之后又被踢了一脚”。杂乱多变的地质结构，极易产生井眼垮塌、卡钻、恶性井漏等事端。为此，钻探团队用了一年多时刻进行地质研讨，数次深化沙漠内地，运用多种技能对岩性逐层展开猜测剖析，并对周边现已钻过的地层进行厘米级精准标定，为钻探万米地层戴上一副“透视镜”。

超深、超高温、超高压、杂乱岩性……面临一系列国际级技能难题，钻探团队挑选知难而进，用270余天的极限速度，发明了全球陆上钻井打破万米的最快纪录。而就在整个钻探项目顺畅完钻之时，全球尾管固井“最深”、全球电缆成像测井“最深”以及亚洲直井钻探“最深”、亚洲陆上取芯“最深”等多项工程纪录也随之诞生。

万米钻机披甲上阵、国产钻头“混合接力”

自主立异技能饱尝极限工况检测

在得知深地塔科1井顺畅完钻的音讯后，钻机主规划师、宝石机械一级工程师李亚辉悬着的心总算放了下来：“这意味着钻机饱尝住了极限工况的检测。”

钻探是油气开发工程的中心环节，钻机工艺的凹凸直接决议了油气开发水平。李亚辉口中的这台钻机是位巨大的“大力士”——由我国石油自主研发的全球陆上首台12000米主动化钻机：整机直立高达72米，相当于23层楼高，钻井深度可达地下12公里，并配套万米管柱主动化设备和精准算法操控系统，让万米地层“够得着”；钻机进步才能达900吨，可轻松吊起2列动车组。

能顺畅完成万米钻探，很大程度上得益于这位“大力士”。它既有深化地下万米的“气魄”，又有扎根大漠的“定力”，还有高效长时刻安全作业的“耐力”。殊不知，在钻机研发阶段，这些“技能”需求曾是摆在科研团队面前的一道道技能难题。

“咱们需求考虑结构载荷、沙漠风沙侵扰；要优化设备安置和作业动线，保证机器运作高效流通又互不搅扰。此外，还要运用操控算法，核算机械运动轨道，保证设备在运动状态下的操控精度到达毫米级……”李亚辉说，通过4个多月的研发调试，这台“文武双全”的钻机总算顺畅交给，不只相关目标改写国内纪录，还完成了要害部件的全面国产化。

作为钻机的探路“前锋”，钻头要应对各种杂乱地层。面临“软硬交织”的岩石地况，想仅凭一种钻头一通究竟根本行不通。所以，科研团队在全面详尽剖析磨损钻头和岩屑类型后，自主研发了超硬复合片及高端钻头，“吃软又吃硬”。一起，依据不同地层岩性特色，调配牙轮钻头、非平面齿PDC（聚晶金刚石复合片）钻头、异形齿混合钻头，进一步进步钻井功率。“这些国产钻头的价格比进口钻头下降近一半，钻井速度却进步约50%，相关技能目标处于国际先进水平。”深地塔科1井井长王春生说。

记者了解到，为保证钻探进程始终保持笔直作业轨道，科研团队还研发了一整套抗高温高压的随钻测井仪器，让钻头在地下跋涉的实时动态“看得见”；总结了防斜打直的机理和技能手段，完成误差位移的快速主动调整。

“在此之前，国内从未打过万米垂井，但这是保证能源安全有必要要做的事。”王春生说，要害技能向来是要不来、买不来的，为了答好这道“必答题”，我国石油联合相关科研机构和院校，向国际级地质和工程技能建议应战，研发了全球陆上首台12000米主动化钻机、地质工程一体化规划技能等，形成了自主可控的万米要害中心技能系统，助推我国深地钻探要害配备、东西、材料迭代晋级。

敞开地质“盲盒”、解锁深地暗码

履行油气发现和科学探究两层担务

树木以年轮记载岁月，珊瑚用成长纹测量时刻，地球的变迁则藏在岩芯里。

岩芯是科研人员依据地质勘探或地质工程的需求，运用钻探东西从地下获取的一段段圆柱形的岩石样品。记者了解到，科研团队自主研发高强度取岩芯东西和高效破岩取岩芯钻头，在钻探进程中成功收成亚洲首份万米以深岩芯。别小看这段12.64米的岩芯，它协助钻探团队顺畅完成了油气发现和科学探究两层担务。

传统石油地质学理论以为，8000米以深的高温高压，油气早已被蒸干。但当岩芯样本“出面”后，其最实在的形状给出了答案——万米之下的岩石有孔、有洞、有缝隙，且存在油气显现。这个“答复”打破了传统油气成藏理论对储层深度的认知限制，证明了塔里木盆地万米深层仍具有油气资源潜力。

深地塔科1井犹如一把翻开地球深部的钥匙，既丰厚完善了超深层油气成藏理论，使万米深层成为我国油气勘探开发的又一潜在范畴，也为我国的地质研讨供给了有力支撑。

为摸清深地地质结构、岩石物性等，深地塔科1井钻至7000多米时，每距离1米抓取10公斤岩屑。这些岩屑通过标号、暴晒、烘烤后制成标本，经现场科研人员精选后，将被磨成0.03毫米厚的薄片，作为判别深地地质结构、岩石物性的依据。“到顺畅完钻，井场上制成的岩屑标本有30余吨。接下来，科研人员将展开为期两年的岩芯、岩屑剖析研讨，并依据岩芯、岩屑等地质样品和数据，制作亚洲榜首份万米地质剖面图，为深地科学探究和油气勘探供给什物材料，将有力支撑地球深部结构与物质组成、地球演化、气候变迁等严重基础科学问题研讨。”我国石油塔里木油田勘探开发研讨院基础研讨部课题司理杨果说。

万米钻探无止境，10910米不是结尾，而是人类前进地球内部万米年代的起点。当时，塔里木油田正安排测验、压裂改造等一系列完井和科学探究作业。未来，我国石油将持续加速超深层油气勘探开发进程，用好深地塔科1井的钻探效果，深化万米深层基础研讨和地质研讨，持续推动万米深层地震勘探、测井技能等要害技能攻关，不断拓宽深层油气资源开发新鸿沟。（本报记者陈瑶）

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