上天、下海、入地，是人類探索自然的三大壯舉。
廣袤無垠的塔里木盆地，蒼茫的天際線與連綿的沙丘交織成一幅壯麗的畫卷。在這片看似沉寂的土地下，卻蘊藏著豐富的油氣資源。深地塔科1井的鉆探，正揭開塔里木盆地深部地層的神秘面紗......
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2月20日，小新從中國石油新聞發(fā)布會上獲悉，中國首口超萬米科探井——深地塔科1井日前在地下10910米勝利完鉆，這是我國繼“深空”“深海”之后，在“深地”領(lǐng)域取得又一重大進展。
作為亞洲第一、世界第二垂深井，深地塔科1井先后創(chuàng)造了全球尾管固井“最深”、全球電纜成像測井“最深”、全球陸上鉆井突破萬米“最快”、亞洲直井鉆探“最深”、亞洲陸上取芯“最深”等五大工程紀(jì)錄。戴好安全帽，小新帶大家向深地探秘。
向萬米深地“無人區(qū)”進軍
塔里木盆地油氣資源豐富，是全球唯一以深層、超深層油氣資源勘探開發(fā)為主體的大型盆地，勘探開發(fā)面臨世界級難題。
地面之下，深地塔科1號井的難題在于地下苛刻的工況環(huán)境對施工工藝、鉆探工具的極大挑戰(zhàn)。地面之上，常年干旱少雨、風(fēng)沙彌漫，夏季最高溫度達五十多攝氏度，冬季最低近零下三十?dāng)z氏度，對人的精神體能是極大考驗。
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據(jù)了解，全井在鉆探過程中，會遇到12套不同巖（物）性、不同壓力系統(tǒng)的巖層，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多變，深部地層可鉆性極差、井壁失穩(wěn)嚴(yán)重，加之井下最高溫度220攝氏度、最高壓力145兆帕，常規(guī)鉆井工具、材料、元器件難以適應(yīng)如此苛刻的工況環(huán)境，極易造成工具損壞或材料失效，極易發(fā)生井眼垮塌、卡鉆、惡性井漏等井下事故。
一深帶萬難。此前，我國還沒有萬米深地的鉆探先例，即便9000米以深領(lǐng)域都鮮有涉足。
2023年5月30日，新疆沙雅縣境內(nèi)的塔克拉瑪干沙漠腹地，巍峨鉆塔矗立。肩負(fù)著科學(xué)探索、預(yù)探發(fā)現(xiàn)和推動深地工程技術(shù)迭代升級三大使命的深地塔科1井，經(jīng)過8輪次反復(fù)研究論證，正式鳴笛開鉆。
深地塔科1井從地表到鉆抵萬米，用時279天；從萬米到最后近1公里，耗時300多天。萬米鉆探，步步驚心，每一米都是對未知的挑戰(zhàn)，每一寸都是向極限的突破。
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鉆探過程中，深地塔科1井克服超重載荷、井壁失穩(wěn)、工具失效、地層井漏等困難。尤其是萬米之下，鉆桿柔軟得像面條，常規(guī)鉆探工具、傳感器失效，地層硬度“爆表”，入井載荷高達665噸。
“死亡之海”打出“中國深度”
攻克萬米之難，絕非哪一家的“獨角戲”，而是涉及地質(zhì)、工程、鉆探等方方面面的系統(tǒng)性工程。
針對這些世界級難題和極限挑戰(zhàn)，中國石油聯(lián)合集團內(nèi)外企業(yè)、科研機構(gòu)以及高等院校共計數(shù)萬人開展集智攻關(guān)，形成了自主可控的萬米關(guān)鍵核心技術(shù)體系，助推我國深地鉆探系列關(guān)鍵裝備、工具、材料迭代升級。
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在順利完鉆的過程中，一系列科研地質(zhì)研究取得喜人成果。
中國石油科研人員根據(jù)巖芯、巖屑以及測錄井等地質(zhì)樣品和數(shù)據(jù)，繪制出亞洲首套萬米深層古地質(zhì)圖，為深地科學(xué)探索和油氣勘探提供一手實物資料，將有力支撐地球深部結(jié)構(gòu)與物質(zhì)組成、地球演化、氣候變遷等重大基礎(chǔ)科學(xué)問題研究。
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特別是在萬米深層取得珍貴巖心，獲得5.4億年前巖石標(biāo)本，珍貴程度堪比“月壤”，為深地科學(xué)探索和油氣勘探提供一手實物資料，將有力支撐地球深部結(jié)構(gòu)與物質(zhì)組成、地球演化、氣候變遷等重大基礎(chǔ)科學(xué)問題研究。
與此同時，鉆探萬米深井的價值還在于勘探油氣的發(fā)掘，具有保障能源安全的本質(zhì)意義。
深地塔科1井在萬米深層發(fā)現(xiàn)天然氣顯示，先后在寒武系地層10851米到10910米井段鉆揭優(yōu)質(zhì)烴源巖，實現(xiàn)全球陸上萬米以下油氣發(fā)現(xiàn)零的突破，填補了萬米地質(zhì)理論認(rèn)識空白，為探索深地油氣戰(zhàn)略發(fā)現(xiàn)（突破）提供了依據(jù)。
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中國工程院院士孫金聲評價：“深地塔科1井順利完鉆，代表著我國深地‘井工程’全鏈條基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵核心技術(shù)取得了跨越式提升，標(biāo)志著我國在深地領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大突破，已經(jīng)走到了國際最前列。”
自主創(chuàng)新鑄就鉆探利器
2016年，習(xí)近平總書記在全國科技創(chuàng)新大會上提出，“向地球深部進軍是我們必須解決的戰(zhàn)略科技問題”。黨的二十大報告提出，“加大油氣資源勘探開發(fā)和增儲上產(chǎn)力度，確保能源安全”。
深地塔科1井的順利完鉆，完成了科學(xué)探索和發(fā)現(xiàn)油氣兩大任務(wù)，推進了工程技術(shù)迭代升級，每一米鉆進都伴隨著中央企業(yè)有效發(fā)揮科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)控制、安全支撐的作用。
中國石油自主研制了萬米深鉆十大“技術(shù)利器”。值得一提的是，自主研制的全球陸上首臺“12000米自動化鉆機”，是萬米深鉆的“動力引擎”，提升能力達900噸，可輕松吊起2列動車組，自動化作業(yè)減少人工重體力勞動達到80%以上。
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超深井地層巖性復(fù)雜、研磨性高、可鉆性差。同時，井底溫度大于200攝氏度的超高溫條件，要求鉆井液具備耐高溫、高密度、耐高鹽且長時間性能穩(wěn)定的特性。
中國石油突破的特深難鉆地層高效破巖技術(shù)、抗220℃高溫聚合物水基鉆井液體系，解決了極限溫度下鉆不了、打不動等技術(shù)難題。
深地塔科所取得的12.64米巖心，得益于特深井取芯工具、特高溫高壓測井儀器等技術(shù)的突破，實現(xiàn)深地資料取得全、測得準(zhǔn)。
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“萬米深井的成功鉆探，標(biāo)志著我國特深井關(guān)鍵核心裝備和技術(shù)，通過了萬米極端惡劣工況環(huán)境的檢驗，不僅豐富了我國鉆井工程領(lǐng)域的工程技術(shù)系列，更為挑戰(zhàn)深地極限、開發(fā)超深層油氣資源提供了堅實的裝備保障。”塔里木油田首席專家、深地塔科1井井長王春生表示。
更為重要的是，世界主要國家在深地鉆探領(lǐng)域起步早、技術(shù)相對成熟。深地領(lǐng)域已成為各國爭奪科技制高點和尋找油氣資源的競技場。
“能源的飯碗必須端在自己手里”，習(xí)近平總書記的講話擲地有聲，旗幟鮮明。
近年來，我國加大了超深層油氣領(lǐng)域的勘探開發(fā)力度，中國石油在新疆和四川等地區(qū)的6000~9000米深度已發(fā)現(xiàn)了一個10億噸級大油田和3個萬億方大氣區(qū)。超8000米以深領(lǐng)域已成為我國重要的油氣接替領(lǐng)域。
截至目前，中國石油累計在塔里木盆地打成8000米以深井191口，占全國的50%以上，全力保障國家能源安全。面向未來，中國石油將堅定不移培育深地新質(zhì)生產(chǎn)力，加速突破深地油氣勘探開發(fā)的技術(shù)瓶頸。
文末彩蛋來襲！
深地塔科1井在鉆進過程中
獲得的巖石樣本被打磨成
0.03毫米的巖石薄片，
訴說著大約5.4億年前的地球故事。
將來自地球深部的巖石薄片
放進中國傳統(tǒng)色這一萬花筒，
會呈現(xiàn)出何種繽紛？
和小新一同欣賞～
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責(zé)任編輯丨苑洪濤
執(zhí)行主編丨劉海草 張灝然
來源 | 中國石油