万米特深井钻机 挺进“地下珠峰”

目前，我国首口万米深地科探井钻探深度已经接近万米。 新华社发

工作人员在“深地塔科1井”钻井平台为钻头涂抹润滑油。 新华社发

按照石油开采行业的标准，4500—6000米的井深为深井，6000—9000米为超深井，超过9000米为特深井，井深越深，开发的难度就越大。不久前，新疆塔里木盆地一处钻井的深度已经接近万米，远超珠穆朗玛峰的高度。

据了解，深地塔科1井是我国第一口万米深地科探井，该井设计井深1.11万米，是中国石油在塔里木油田实施“深地工程”探测的重大工程，也是中国石油工业的一个里程碑。

该井位于新疆阿克苏地区沙雅县境内，紧邻埋深达8000米的富满10亿吨级超深油气区，设计钻完井周期457天，将创造全球万米深井钻探用时最快纪录。

地下11100米

油气照样开采

据介绍，部署钻探深地塔科1井目的是开展万米级特深层地质、工程科学探索研究，以技术突破挑战深地钻井极限，深入探索地球内部结构和演化规律，进一步为地球科学研究提供重要的数据支持，这也是全球石油工业领域的一项重大技术挑战。

中国石油塔里木油田首席技术专家王春生说：“进军万米深层，是几代石油人的梦想，我们将集合最强的队伍和最强的装备，加快实现钻探目标。”

2023年5月30日和7月20日，中国石油深地塔科1井、川科1井相继开钻，这两口万米科探深井所使用的都是宝石机械公司研制的全球首创12000米特深井自动化钻机。该钻机的成功研发，不仅丰富了我国自动化钻机产品系列，也为挑战深地极限、开发超深层油气资源提供了坚实的装备保障。

新疆塔里木盆地的深地塔科1号设计垂直井深为11100米，这个数字，是中国陆上勘探此前从未到达过的深度，我国自主研制的全国首台12000米自动化钻机正在这里作业。

塔里木盆地是我国最大的深地油气富集区，油气资源丰富、勘探潜力巨大。塔里木盆地油气大多蕴藏在6000米以深，占我国陆上超深层油气资源总量的60%以上，其超深层油气地质储量约占全球超深层油气地质储量的19%。但由于塔里木盆地油气藏普遍存在超深、高温、高压、高含硫“一超三高”等世界级难题，使得勘探开发难度“全球少有、国内独有”。

当前，塔里木油田正锚定全面建设我国最大超深油气田、率先建成中国式现代化世界一流大油气田战略目标，不断挑战深地极限，落实了克拉-克深、博孜-大北两个万亿立方米大气区和富满10亿吨级大油气区，成功钻探95口超8000米的“地下珠峰”，6000米以深的井多达1700余口，占全国超深井数量的80%以上。

穿透十多个地层

直达储油层

万顷流沙下的岩石已沉积亿万年之久，要想从岩石之间撬开一条油气通道，需要克服极高温、极高压和极高的地应力。

钻探过程中，累计重量达2000多吨的钻头、钻杆、套管等设备将深入地下，穿透包括白垩系在内的10多个地层，直达储油层。

钻头的动力来源于钻杆。尽管从外观上看，钻杆单根长度不过10米，直径也不过14厘米，但看似纤弱的空心钢管，一千多节，节节相连，就能深入地下万米，为钻头传输动力。

石油行业有句话叫“钻头不到，油气不冒”，钻头对于石油开采的重要性可见一斑。目前像“塔科一号”这样的超深钻井平台所使用的钻头，绝大部分已经实现国产化。

在万米井深的地下探寻宝藏，金刚石钻头就是敲开坚硬地层的“神器”。武汉一家企业拥有国内最大的金刚石钻头数字化生产线，他们研发的超高压复合片锋利如牙齿一般，既高强耐磨，又高韧抗冲。

2023年7月，企业科研团队研制出第一颗8万个大气压的复合片。

中国石化机械江钻公司技术中心副主任兼材料研究所所长徐磊介绍，8万个大气压就相当于8头10吨重的大象，站在一个指甲盖上产生的压强，这个压力等级是非常高的。

“深地工程”顺北3-3斜井

完钻井深已达9432米

中国经过70年研发制造，如今几乎99%的钻机硬件都可以实现国产化，国产集成软件也在4年前在宝鸡石油机械有限责任公司问世，这套软件能够兼容绝大多数国内与之配套的硬件，彻底解决了钻机集控系统受制于人的局面。

在国产钻机的助力下，“塔科一号”不断向着“地下珠峰”挺进。同样位于新疆塔里木盆地塔克拉玛干沙漠的中国石化“深地工程”——顺北油气田，目前已钻成深度超过8000米的油气井108口，2023年11月15日，“深地工程”顺北3-3斜井已经完钻井深达9432米，这也是国内陆上最深的商业开发油气田之一。

亮点

全球首台1.2万米特深井钻机

特深井钻探是油气工程技术瓶颈最多、挑战最大的领域。作为我国深地油气勘探开发的主战场，塔里木油田突出创新驱动，不断挑战“世界少有、我国独有”的超深、高温、高压、高含硫“一超三高”勘探开发技术难题，锻造“深地工程”核心技术。

2020年，中国石油成功钻探8882米深的轮探1井并获得油气战略发现，成为当时亚洲陆上第一深井；2023年3月，再次成功钻探9396米深的亚洲最深水平井果勒3C，拓展油气勘探深度迈向9000米级超深层，具备向万米特深层进军条件。

钻探万米深井将会面对无数未知的挑战，对钻井设备、工具、仪器、工作液等提出更高的要求。深地塔科1井使用的钻机是我国自主研制，全球首台12000米特深井自动化钻机。

全球首台12000米特深井自动化钻机，高82米，相当于24层楼房的高度，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，相当于同时吊起150头成年大象。配备了全套管柱自动化系统，双司钻集成控制系统，一键式起下钻操控系统，在减轻工人劳动强度的同时，大幅提升了安全标准。

中国石油宝石机械公司研究院院长张志伟介绍，首先从动力上，柴油机由以前的五台改成了七台，所以能够提供强大的动力，再一个就是钻井泵由2200马力配置成了3000马力，它能够提供强大的泥浆输出。

为保障万米级特深井“打成、打快、打好”，中国石油宝鸡石油机械公司牵头，联合中国石油技服、塔里木油田、西部钻探等多家企业攻关，相继攻克智能控制一体化平台集成技术、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。深地塔科1井还提供信息物联系统，实现设备状态及运行参数远程监测，以确保钻井实时监测、维保服务、数据管理、远程支持服务。

中国石油宝石机械公司执行董事忽宝民说，针对目前，钻井向着极地、深井、超深井发展的趋势，加大科技研发投入力度，这次万米钻机100%实现了自主知识产权。

整合：杨存海 来源：央视财经、光明日报、中国经营报