我国万米深地钻探创世界纪录 塔里木盆地能源勘探取得重大突破

问题:油气资源开发正向更深层转移,万米以下是否存可规模开发的油气,长期以来缺少实证数据和工程能力支撑。随着我国油气勘探开发进入中后期,浅层易发现目标逐步减少,勘探主战场加速向“万米深地、千米深水、非常规资源”等领域延伸。过去一度认为“7000米以下油气前景有限”,但近年来在塔里木盆地8000米、9000米层段获得工业油气发现,再次提出“万米以下是否仍有可观资源”的科学与工程命题。深地塔科1井的任务,就是在极端条件下获取连续地质资料、验证关键技术、揭示深部油气成藏规律,为后续勘探部署提供依据。 原因:万米深钻难,难在自然环境与工程极限叠加。塔里木盆地位于沙漠腹地,风沙、温差等因素对设备运行和后勤保障提出更高要求;地下要穿越多套完整地层体系,岩性变化快、可预测性弱。井深增加后,高温高压、高应力与强研磨性等问题集中出现,钻头在硬脆地层中磨损加剧,钻进效率明显下降。尤其在特深层白云岩等高强度地层、以及夹杂燧石等硬质结核时,钻头切削更易崩损,工具稳定性下降,井下风险和事故处置难度随之上升。工程层面,超重超长钻具对材料强度、螺纹连接、井壁稳定和现场组织形成系统考验,任何薄弱环节都可能引发停工甚至事故。 影响:以万米深钻为牵引,我国深地勘探正从“能不能钻到”转向“能不能安全高效钻、能不能持续获取有效资料”。2023年5月30日开钻后,项目在向万米掘进过程中遭遇钻进效率下降、钻头磨损加剧等挑战,并在接近万米时发生近300吨重钻杆断裂等险情。团队通过方案比选和工艺优化,采用更换断裂钻杆、对扣打捞等措施,在7天内完成“落鱼”打捞,保障工程连续推进。2025年1月5日完钻,井深达到10910米,刷新全球陆上钻井突破万米“最快”等多项纪录。业内人士指出,这类成果不仅是单井突破,也反映了我国在超深层地质认识、复杂工况处置和高端装备体系化能力上的整体提升,将带动深层油气勘探、深地科学研究及有关高端制造产业链发展。 对策:以科技创新和系统工程方法提升超深井勘探的确定性与安全性。一是以自主装备与关键工具为支撑,针对硬脆、高研磨地层的破岩难题,加快高性能钻头等核心器件迭代,通过材料、结构与工艺优化延长寿命、提高机械钻速;二是强化自动化与数字化能力,依托万米级自动化钻机等装备提升作业效率和安全边界,降低高风险环节对个人经验的过度依赖;三是推广地质工程一体化设计与动态优化,在井身结构、压力体系、钻井液体系诸上协同设计,增强对复杂地层的适应性;四是健全超深井风险管理与应急处置机制,针对断钻、卡钻、井壁失稳等高发风险建立标准化预案,通过现场快速决策与跨专业协同缩短处置时间,减少非生产时间;五是加大基础研究投入,围绕深部温压场、岩石力学性质、流体赋存状态等关键科学问题开展联合攻关,为“找得到、采得出、稳得住”提供理论支撑。 前景:深地塔科1井完钻后将作为实验平台,开展井下工具仪器验证、流体实验、振动测定等研究,为后续超深层钻完井技术与测试评价手段提供真实工况的验证环境。面向“十五五”,深地勘探有望两条路径上形成突破:一上,通过更多万米级科学探井与勘探井的数据积累,逐步厘清万米深层油气成藏条件与资源潜力,提高靶区优选的科学性;另一方面,围绕极端温压、高研磨地层与长井段复杂工况,形成更成熟的成套技术与标准体系,推动超深井从“创新示范”走向“规模应用”。在全球能源格局演变与国内能源转型合力推进的背景下,提升深层油气供给能力仍是保障能源安全的重要抓手之一;同时,深地科学探索也将为地球系统认知和资源环境治理提供更扎实的数据基础。

向地球深处进发,是人类深化自然认知、拓展资源边界的重要路径。深地塔科1井成功完钻,不仅是一项工程突破,也说明了以数据验证未知、以技术挑战极限的科学精神。面对塔克拉玛干沙漠的复杂自然条件和地下万米的极端工况,钻探团队依靠扎实的技术与严密的组织,多次化险为夷、持续推进,形成了可复制的经验与能力积累。这些成果既为国家能源安全提供支撑,也为后续深地勘探树立了可借鉴的样本。面向未来,随着更多科学家和工程师投身深地探索,我国有望在更深层的地质认知与工程能力上取得新的突破,为可持续发展提供更坚实的科技支撑。