編者按：塔里木盆地和四川盆地是我國深層油氣資源最豐富的兩個盆地，8000米以深油氣資源占全國的80%以上。對于勘探開發來說，這兩個盆地也是難啃的硬骨頭。不到兩個月時間內，中國石油在塔里木盆地和四川盆地先后部署兩口萬米科探井——深地塔科1井和深地川科1井。為了確保這兩口井打成打好打快，成功攀越“地下珠峰”，中國石油相關企業厲兵秣馬——

深地塔科1井

【地理位置】

(資料圖片)

新疆阿克蘇地區沙雅縣

【設計井深】

11100米，五開鉆進

【鉆探目的地層】

主探寒武系吾松格爾組，兼探寒武系沙依里克組、震旦系奇格布拉克組

【目標任務】

立足科學探索與預探發現雙重定位，致力于打造油氣勘探超深層領域國之重器，

尋找萬米超深層戰略接替領域

深地川科1井

【地理位置】

四川廣元市劍閣縣姚家鎮

【設計井深】

10520米，設計六開備二開

【鉆探目的地層】

主探震旦系燈二段，兼探滄浪鋪組、泥盆-石炭系、二疊系茅口組

【目標任務】

揭示萬米深部地層巖石和流體物理化學特征，驗證工程技術裝備適應性，

探索川西北萬米超深層燈影組含氣性

技術利器硬核裝備為國尋寶破地萬米顯神通

通訊員馬彬婕江艷記者余果林

【兩臺鉆機的異同】

同：主要參數設置和配套設備一致。

異：由于作業地域和氣候環境的不同，配套設備在運輸尺寸控制、選型及防護等方面，均有針對性地采用了不同設計。

“12000米特深井自動化鉆機的成功研制，標志著寶石機械引領我國鉆井裝備技術發展的能力進一步增強，為我國萬米深層油氣資源勘探開發提供了裝備保障。”寶石機械國家研究中心常務副總經理周天明表示。

近年來，寶石機械相繼推出了“一鍵式”人機交互7000米自動化鉆機、8000米靜音型自動化鉆機、9000米自動化鉆機，為特深井自動化鉆機研制積累了寶貴經驗。但是，12000米鉆機的井架、大鉤、轉盤等主要部件比這些鉆機大了許多，使用的鉆具更多、規格更大，加之在萬米地下200攝氏度左右的高溫能讓金屬鉆具如面條般柔軟，實現自動化的難度非常大，設計思路必須從零開始。要在短時間內完成滿足不同工況的兩種設計，這對于分別負責兩臺鉆機研制的主設計師李亞輝和覃建來說，既是巨大的壓力，又是巨大的動力。“這么大的項目交給我們，我們站在前人的肩膀上，理應接得住、干得好。”研發團隊信心十足。

2022年，萬米級自動化鉆機研制項目啟動后，研發團隊第一時間與用戶展開交流，多次到油田現場勘查鉆機作業工況。超深、超高溫、超高壓是兩口萬米深井的基本特點，而所處不同的地理位置又要求兩臺鉆機必須各有所長、適應工況。

圍繞鉆井深度可達12000米的總體目標，兩臺鉆機采用了眾多創新設計，攻克了一系列關鍵技術，取得并應用國家專利15項。據寶石機械國家研究中心總經理張志偉介紹，兩臺鉆機在基礎設計上強化了主要部件，如15米超高鉆臺刷新了國內紀錄；配套的6000馬力絞車、3000馬力五缸鉆井泵均為國內最大功率，使鉆機的承載能力更強、作業效率更高；量身打造的萬米級鉆機管柱自動化裝備，具備超高鉆臺管柱輸送和萬米大容量鉆具的存儲和排放功能，讓司鉆通過觸摸屏操作就可以實現管柱從堆場到井口全流程自動化作業，并且具有輔助故障診斷功能；動力貓道、鉆臺機械手及二層臺排管裝置等自動化設備全面采用電驅動，控制更精準，運行更環保，低溫適應性更強……鉆機關鍵部件全面實現國產化，有效解決了核心部件“卡脖子”問題。

同時，針對深地塔科1井所在塔里木盆地的風沙環境，鉆機重點要抗風沙。而針對深地川科1井所在四川盆地的地形地貌、氣候特點，鉆機要占地面積更小、便于運輸、防止雨水侵蝕。可以說，兩臺鉆機“師出同門”，都擁有破地萬米的“蓋世武功”，卻又各懷絕招。

為了更好地服務保障萬米鉆探，寶石機械及時總結分析深地塔科1井鉆井過程中出現的問題，據此對第二臺12000米自動化鉆機進行優化。在現場組裝調試時，寶石機械組織深地塔科1井現場服務人員到深地川科1井現場開展調試，提前改進深地塔科1井出現的問題。

“這兩臺鉆機的性能指標已達到國際先進水平，實現關鍵裝備參數強化、管柱作業全自動化、核心設備全電驅化、核心部件全國產化，有效提升了我國鉆井裝備行業的極限生存能力，進一步推動我國鉆井裝備領域實現高水平科技自立自強，為保障國家能源安全提供了強有力的裝備支撐。”寶石機械副總經理、總工程師曹曉宇表示。

除了12000米特深井自動化鉆機這一國之重器，萬米深井的鉆探實施，還催生了一批超深井國產技術利器：創新研發耐220攝氏度超高溫工作液體系，為鉆井液、固井等系列技術提供保障；首創形成175兆帕超高壓井口，升級配套測試、測量工具；形成國內168毫米鉆桿工具的自主加工能力；研發生產深部高溫高壓MWD系統及隨鉆測量儀器等多項特深井鉆完井工程利器。據了解，深地川科1井使用的材料、裝備的國產化率達90%以上。

人才建設打造一流鉆探鐵軍攻堅“一深萬難”

記者馬宏旭通訊員黃茹霖

【人才建設支撐】

多維考察優選隊伍揭榜掛帥引進人才

全程跟蹤提升素質共建共促強化服務

深地塔科1井和深地川科1井均面臨超深、超壓、超高溫、井眼尺寸大、負荷大等難題，并存在漏失、阻卡、井控等風險。為確保萬米深井打成打好打快，西部鉆探和川慶鉆探集中優勢資源力量，選優配強萬米深井作業的干部員工，打造能征善戰、作風優良的深地鉆探鐵軍。

多維考察優選隊伍。西部鉆探和川慶鉆探聯合塔里木油田、西南油氣田、中油技服，嚴格按照集團公司鉆井企業和隊伍資質審核標準，選優配強萬米深井施工隊伍。西部鉆探優選在塔里木盆地承鉆輪探1井等8000米以深井15井次、創10余項施工紀錄的鉆井隊整建制接管萬米鉆機，從100余名競聘人員中精選超深井施工經驗達10年以上的管理干部。川慶鉆探多維度考察，遴選具有紅星1井、雙魚001-H6井等超深井作業經驗的作業隊伍，優配操作經驗豐富的管理技術干部，配強技能過硬的司鉆、副司鉆等關鍵崗位人員。

揭榜掛帥引進人才。西部鉆探和川慶鉆探加強與科研院所、石油高校等單位的優勢資源合作，通過揭榜掛帥吸引高端人才，進行聯合攻關研究。西部鉆探成立主要領導牽頭掛帥的萬米深井領導小組和多專業提速攻關團隊，開展萬米深井科技專項公開競聘和揭榜掛帥，瞄準8項特深井技術卡點，專班推進6個方面20項課題研究，打造萬米深地鉆探一套制度流程、一批專家人才、一批科技成果、一套工藝工法、一流精品裝備“五個一”標準體系，強化“一攬子”問題解決能力并提升“一體化”技術支持水平，用“探月工程”標準主動應對“一深萬難”挑戰。

川慶鉆探組建由集團公司石油鉆井技能大師和企業高級技術專家領銜的一線鉆井提速團隊，配置跨專業、多單位的具有博士、碩士學位的技術骨干，全力保障鉆井提速提效。“萬米鉆探不能僅靠以往經驗，更要靠多專業前沿技術系統支撐，實現科學鉆井。”川慶鉆探川西鉆探公司副總經理、總工程師賀明敏介紹道，“近年來，我們陸續引進了5名博士。他們既掌握前沿理論，又積累了豐富的現場作業經驗。這次把他們都集結到這口井來，就是為了充分發揮他們的學術和技術優勢，將這口井在現場的技術應用打造成為我們科研和生產一體化的標桿。”

全程跟蹤提升素質。西部鉆探和川慶鉆探挑選精兵強將，全程參與萬米鉆機研發設計，成立工作專班駐廠監造，開展裝備技術培訓，協同排查隱患問題，確保實現萬米鉆機質量零缺陷、安全零事故、工期零延誤目標。西部鉆探選派27名精兵強將，與制造廠商采取崗位一對一、裝備一盯一專人負責機制，注重設備注意事項、復雜情況應對等重點內容培訓，加快設備性能磨合，強化人員協作。川慶鉆探22名關鍵崗位骨干全程駐廠參與理論、模擬和實操培訓，充分掌握鉆機主體運行原理、操作技巧和安裝流程，銷項581項改進意見。

共建共促強化能力。西部鉆探120001鉆井隊黨支部與塔里木油田勘探事業部結對共建，簽訂黨建聯建協議，積極開展黨建工作經驗交流，深入研討工藝技術，推進專業人才雙向交流，促進甲乙方目標上協同一致、生產上無縫銜接、管理上互鑒提高、技術上共學共進。川慶鉆探120006鉆井隊充分發揮黨建引領“指揮棒”作用，增設3個“帶班負責人”崗位，配置14名黨員，實現“班班有黨員”，加大各項工作執行力度，提高萬米鉆機風險管控能力。

管理模式創新組織管理模式保障萬米鉆探

記者蘇華高屾

【管理模式特點】

采用新型日費制設立技術支撐組

加強遠程支持完善管理制度

“萬米鉆探是‘磨刀石’，不只是挑戰地下未知的困難，更是對自我的超越。”西南油氣田勘探事業部副經理丁偉感嘆道。深地塔科1井和深地川科1井都具有超深、超高溫、超高壓、高含硫復雜油氣藏的特性，對鉆井設備、工具、儀器、工作液等提出更高要求。“解決這些難題，絕非哪一家的‘獨角戲’，而是生產組織、管理模式上攜手共進的‘交響曲’。”塔里木油田勘探事業部總工程師張志表示。

為了保障兩口萬米深井的順利實施，塔里木油田和西南油氣田聚焦精細管理，細化管控細節，強化組織領導，通過多方聯動，實現全方位全過程精細管控。

新型日費制發揮甲乙方優勢。兩口井的實施團隊打破了傳統日費制的甲方主導生產模式，積極采用新型日費制管理模式，融合傳統日費制與總包制項目的管理優點，發揮各方管理及技術優勢。管理上，甲方負責單井日常各項事務的管理，對鉆完井提速、井筒質量、成本控制、工藝技術、安全環保等承擔主體責任；乙方在甲方指令下執行設計及合同工作量，對現場人員、設備承擔主體責任。

設立技術支撐組確保高效執行。塔里木油田依托中國石油超深層復雜油氣藏勘探開發技術研發中心，建立“現場領導帶班、專家盯防、全員應急”機制。針對深地塔科1井，由塔里木油田主導，西部鉆探、中油測井、中國石油勘探開發研究院等多家單位聯合成立隨鉆地質、鉆井提速、鉆井液、固井、鉆工具等共9個技術支撐組，按照鉆完井各階段、各環節對實施方案、工藝技術、設備材料、應急保障、分析總結等方面提供專業支撐，提高執行力及工作效率。

深地川科1井方面，西南油氣田和川慶鉆探聯合成立以兩家企業主要領導擔任組長和副組長的現場實施領導小組，并在組內設置地質工程一體化組、井控組、鉆井液組、測錄井組、固井組等11個支撐組，多層次全方位保障鉆井實施。

遠程支持為現場出謀劃策。塔里木油田采用主動會商+反向問診雙向溝通模式，常態化開展遠程會診，根據現場提出的技術需求召集“專科醫生”協同診斷，在線答疑解惑。同時，持續迭代、深化應用地質三維建模、鄰井地層對比、地層實時識別等方法，實現隨鉆巖性識別、輔助地質卡層等，為工程分析、方案優化提供精準支撐。另外，隨鉆工程分析的跟進，加快了實時KPI分析、摩阻扭矩分析、井眼清潔分析等功能建設及上線應用，實現低效作業智能識別、提速工具優選、鉆井參數優化，為萬米深井提速提效提供技術支撐。

西南油氣田著力升級EISC、DOC雙平臺建設，24小時值班，立足“跟蹤、評價、建議、協調實施”職能定位，實現“方案設計優化、提速措施優化、復雜預防處理、井控風險預警”四大功能，形成井工程管理全過程跟蹤，完善日常監管流程，提升現場實時監管效率，為深地川科1井安全高效快速鉆進保駕護航。

完善管理制度實現協同共管。針對這兩口萬米深井鉆探的特殊性，塔里木油田和西南油氣田有針對性地配套完善了鉆完井現場生產例會制度、匯報流程及議事制度、人員報備、工作紀律及保密等管理制度，在機制上更好地實現甲乙方的協同共管。

此外，塔里木油田還在油田范圍內公開招聘駐井監督，以“創造一組指標、培養一批人才、固化一套技術”的理念，全面強化井場鉆井管理。針對鉆探公司日常作業、鉆頭及提速工具服務效果，在合同約定上，設立井筒質量、提速、故障復雜控制專項激勵與考核，更好地提升管理效率，共享提質增效成果。

科普鏈接

地下1萬米意味著什么？

地球的內部結構為一同心狀圈層構造，由地心至地表依次分化為地核、地幔和地殼。地殼是固體外殼，是地球表面的一小部分。地殼的厚度是不均勻的，平均厚度約為17千米，其中大陸部分的平均厚度約為33千米。以此來計算，地下1萬米的深度還不足地殼大陸部分平均厚度的1/3；按照地球平均半徑6371千米來計算，地下1萬米僅僅是其中的0.1%。但即便是向地下探索這0.1%，對于人類來說也是巨大的挑戰。

在全球范圍內，萬米鉆探的發展情況如何？

我國是在陸上沉積盆地實施萬米科探的首個國家。全球萬米深層鉆探始于20世紀70年代。目前，全球陸上完鉆垂深超過萬米的深井僅有1口，為蘇聯在科拉半島鉆探的SG-3井。

我國陸上超深層油氣探索始于20世紀70年代中期，在四川盆地實施了我國最早的超深井女基井（井深6011米）和關基井（井深7175米）。截至目前，四川盆地累計完鉆8000米以深超深井12口，9000米以深特深井2口，即蓬深6井和雙魚001-H6井。這兩口井均由西南油氣田完成。其中，蓬深6井完鉆井深達9026米，最高壓力達157兆帕，最高溫度達197攝氏度，為目前亞洲最深直井。

在塔里木盆地，截至6月底，塔里木油田累計完鉆8000米以深超深井約103口，包括9000米以深特深井1口，即果勒3C井。該井完鉆井深達9396米，為亞洲最深水平井。

為什么說“一深帶萬難”？

據中國工程院院士孫金聲介紹，絕對的深度會帶來很多難點和挑戰：貫穿層系增多，溫壓條件更加苛刻，地層巖性愈發復雜，工程難度呈指數級增長。這主要體現在兩大方面。

一是關鍵工程技術面臨挑戰。例如，超深層探測信號弱且不清晰，超高溫高壓和復雜地層多壓力系統等導致井身結構層次不足、完井尺寸小、超深超長井段井下動力傳遞困難，以及多因素交織給井壁穩定帶來巨大挑戰等一系列技術難題。

二是配套技術與裝備能力面臨考驗。從鉆井、測井、完井試油到采油采氣等產業鏈方面，都存在井下工具、儀器和材料在高溫高壓條件下抗腐蝕能力不足、易疲勞失效甚至無法滿足生產要求等難題。

對于萬米鉆探而言，在超深地層每前進一步的難度都是非常大的。超越9000米如同跨越珠穆朗瑪峰，難度呈幾何級數增長，隨時都可能面臨“遭遇戰”。就如同探索未知的高峰，每往上攀登1米，面臨的困難和挑戰都是極其艱難的。

實施深地塔科1井和深地川科1井鉆探的主要區別是什么？

一是勘探重點不同。深地塔科1井探索下寒武統吾松格爾組臺緣灘、中寒武統沙依里克組礁后灘和震旦系奇格布拉克組丘灘體含油氣性，開展萬米深地地質、工程科學探索研究，突破輪南-古城奧陶系-寒武系臺緣帶，尋找萬米超深層油氣戰略接替領域。深地川科1井重點探索揚子克拉通西北緣燈影組儲層發育情況及含氣性，獲取萬米超深層油氣地質資料，推動基礎地質、油氣成藏理論研究。

二是工程難點不同。深地川科1井勘探目的地層為震旦系，均有鄰井鉆遇對應地層，雖然探明情況較為詳細，但漏失、淺層氣侵、地層流體污染等風險極高，并且巖石可鉆性差，全井機速較低，尤其是大井眼機速低、工期長等問題突出。而深地塔科1井勘探目的層為寒武系，區域鄰井未有勘探至此層位，面臨的地質風險極高，溢流、井漏、油氣壓力未知等工程風險劇增，存在大井眼鹽層污染蠕變，二疊系機速低、漏失阻卡風險高，志留系鹽水層污染等風險，給鉆探實施帶來考驗。

（王源整理）

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