编者按：塔里木盆地和四川盆地是我国深层油气资源最丰富的两个盆地，8000米以深油气资源占全国的80%以上。对于勘探开发来说，这两个盆地也是难啃的硬骨头。不到两个月时间内，中国石油在塔里木盆地和四川盆地先后部署两口万米科探井——深地塔科1井和深地川科1井。为了确保这两口井打成打好打快，成功攀越“地下珠峰”，中国石油相关企业厉兵秣马——

(资料图)

深地塔科1井

【地理位置】

新疆阿克苏地区沙雅县

【设计井深】

11100米，五开钻进

【钻探目的地层】

主探寒武系吾松格尔组，兼探寒武系沙依里克组、震旦系奇格布拉克组

【目标任务】

立足科学探索与预探发现双重定位，致力于打造油气勘探超深层领域国之重器，

寻找万米超深层战略接替领域

深地川科1井

【地理位置】

四川广元市剑阁县姚家镇

【设计井深】

10520米，设计六开备二开

【钻探目的地层】

主探震旦系灯二段，兼探沧浪铺组、泥盆-石炭系、二叠系茅口组

【目标任务】

揭示万米深部地层岩石和流体物理化学特征，验证工程技术装备适应性，

探索川西北万米超深层灯影组含气性

技术利器硬核装备为国寻宝破地万米显神通

通讯员马彬婕江艳记者余果林

【两台钻机的异同】

同：主要参数设置和配套设备一致。

异：由于作业地域和气候环境的不同，配套设备在运输尺寸控制、选型及防护等方面，均有针对性地采用了不同设计。

“12000米特深井自动化钻机的成功研制，标志着宝石机械引领我国钻井装备技术发展的能力进一步增强，为我国万米深层油气资源勘探开发提供了装备保障。”宝石机械国家研究中心常务副总经理周天明表示。

近年来，宝石机械相继推出了“一键式”人机交互7000米自动化钻机、8000米静音型自动化钻机、9000米自动化钻机，为特深井自动化钻机研制积累了宝贵经验。但是，12000米钻机的井架、大钩、转盘等主要部件比这些钻机大了许多，使用的钻具更多、规格更大，加之在万米地下200摄氏度左右的高温能让金属钻具如面条般柔软，实现自动化的难度非常大，设计思路必须从零开始。要在短时间内完成满足不同工况的两种设计，这对于分别负责两台钻机研制的主设计师李亚辉和覃建来说，既是巨大的压力，又是巨大的动力。“这么大的项目交给我们，我们站在前人的肩膀上，理应接得住、干得好。”研发团队信心十足。

2022年，万米级自动化钻机研制项目启动后，研发团队第一时间与用户展开交流，多次到油田现场勘查钻机作业工况。超深、超高温、超高压是两口万米深井的基本特点，而所处不同的地理位置又要求两台钻机必须各有所长、适应工况。

围绕钻井深度可达12000米的总体目标，两台钻机采用了众多创新设计，攻克了一系列关键技术，取得并应用国家专利15项。据宝石机械国家研究中心总经理张志伟介绍，两台钻机在基础设计上强化了主要部件，如15米超高钻台刷新了国内纪录；配套的6000马力绞车、3000马力五缸钻井泵均为国内最大功率，使钻机的承载能力更强、作业效率更高；量身打造的万米级钻机管柱自动化装备，具备超高钻台管柱输送和万米大容量钻具的存储和排放功能，让司钻通过触摸屏操作就可以实现管柱从堆场到井口全流程自动化作业，并且具有辅助故障诊断功能；动力猫道、钻台机械手及二层台排管装置等自动化设备全面采用电驱动，控制更精准，运行更环保，低温适应性更强……钻机关键部件全面实现国产化，有效解决了核心部件“卡脖子”问题。

同时，针对深地塔科1井所在塔里木盆地的风沙环境，钻机重点要抗风沙。而针对深地川科1井所在四川盆地的地形地貌、气候特点，钻机要占地面积更小、便于运输、防止雨水侵蚀。可以说，两台钻机“师出同门”，都拥有破地万米的“盖世武功”，却又各怀绝招。

为了更好地服务保障万米钻探，宝石机械及时总结分析深地塔科1井钻井过程中出现的问题，据此对第二台12000米自动化钻机进行优化。在现场组装调试时，宝石机械组织深地塔科1井现场服务人员到深地川科1井现场开展调试，提前改进深地塔科1井出现的问题。

“这两台钻机的性能指标已达到国际先进水平，实现关键装备参数强化、管柱作业全自动化、核心设备全电驱化、核心部件全国产化，有效提升了我国钻井装备行业的极限生存能力，进一步推动我国钻井装备领域实现高水平科技自立自强，为保障国家能源安全提供了强有力的装备支撑。”宝石机械副总经理、总工程师曹晓宇表示。

除了12000米特深井自动化钻机这一国之重器，万米深井的钻探实施，还催生了一批超深井国产技术利器：创新研发耐220摄氏度超高温工作液体系，为钻井液、固井等系列技术提供保障；首创形成175兆帕超高压井口，升级配套测试、测量工具；形成国内168毫米钻杆工具的自主加工能力；研发生产深部高温高压MWD系统及随钻测量仪器等多项特深井钻完井工程利器。据了解，深地川科1井使用的材料、装备的国产化率达90%以上。

人才建设打造一流钻探铁军攻坚“一深万难”

记者马宏旭通讯员黄茹霖

【人才建设支撑】

多维考察优选队伍揭榜挂帅引进人才

全程跟踪提升素质共建共促强化服务

深地塔科1井和深地川科1井均面临超深、超压、超高温、井眼尺寸大、负荷大等难题，并存在漏失、阻卡、井控等风险。为确保万米深井打成打好打快，西部钻探和川庆钻探集中优势资源力量，选优配强万米深井作业的干部员工，打造能征善战、作风优良的深地钻探铁军。

多维考察优选队伍。西部钻探和川庆钻探联合塔里木油田、西南油气田、中油技服，严格按照集团公司钻井企业和队伍资质审核标准，选优配强万米深井施工队伍。西部钻探优选在塔里木盆地承钻轮探1井等8000米以深井15井次、创10余项施工纪录的钻井队整建制接管万米钻机，从100余名竞聘人员中精选超深井施工经验达10年以上的管理干部。川庆钻探多维度考察，遴选具有红星1井、双鱼001-H6井等超深井作业经验的作业队伍，优配操作经验丰富的管理技术干部，配强技能过硬的司钻、副司钻等关键岗位人员。

揭榜挂帅引进人才。西部钻探和川庆钻探加强与科研院所、石油高校等单位的优势资源合作，通过揭榜挂帅吸引高端人才，进行联合攻关研究。西部钻探成立主要领导牵头挂帅的万米深井领导小组和多专业提速攻关团队，开展万米深井科技专项公开竞聘和揭榜挂帅，瞄准8项特深井技术卡点，专班推进6个方面20项课题研究，打造万米深地钻探一套制度流程、一批专家人才、一批科技成果、一套工艺工法、一流精品装备“五个一”标准体系，强化“一揽子”问题解决能力并提升“一体化”技术支持水平，用“探月工程”标准主动应对“一深万难”挑战。

川庆钻探组建由集团公司石油钻井技能大师和企业高级技术专家领衔的一线钻井提速团队，配置跨专业、多单位的具有博士、硕士学位的技术骨干，全力保障钻井提速提效。“万米钻探不能仅靠以往经验，更要靠多专业前沿技术系统支撑，实现科学钻井。”川庆钻探川西钻探公司副总经理、总工程师贺明敏介绍道，“近年来，我们陆续引进了5名博士。他们既掌握前沿理论，又积累了丰富的现场作业经验。这次把他们都集结到这口井来，就是为了充分发挥他们的学术和技术优势，将这口井在现场的技术应用打造成为我们科研和生产一体化的标杆。”

全程跟踪提升素质。西部钻探和川庆钻探挑选精兵强将，全程参与万米钻机研发设计，成立工作专班驻厂监造，开展装备技术培训，协同排查隐患问题，确保实现万米钻机质量零缺陷、安全零事故、工期零延误目标。西部钻探选派27名精兵强将，与制造厂商采取岗位一对一、装备一盯一专人负责机制，注重设备注意事项、复杂情况应对等重点内容培训，加快设备性能磨合，强化人员协作。川庆钻探22名关键岗位骨干全程驻厂参与理论、模拟和实操培训，充分掌握钻机主体运行原理、操作技巧和安装流程，销项581项改进意见。

共建共促强化能力。西部钻探120001钻井队党支部与塔里木油田勘探事业部结对共建，签订党建联建协议，积极开展党建工作经验交流，深入研讨工艺技术，推进专业人才双向交流，促进甲乙方目标上协同一致、生产上无缝衔接、管理上互鉴提高、技术上共学共进。川庆钻探120006钻井队充分发挥党建引领“指挥棒”作用，增设3个“带班负责人”岗位，配置14名党员，实现“班班有党员”，加大各项工作执行力度，提高万米钻机风险管控能力。

管理模式创新组织管理模式保障万米钻探

记者苏华高屾

【管理模式特点】

采用新型日费制设立技术支撑组

加强远程支持完善管理制度

“万米钻探是‘磨刀石’，不只是挑战地下未知的困难，更是对自我的超越。”西南油气田勘探事业部副经理丁伟感叹道。深地塔科1井和深地川科1井都具有超深、超高温、超高压、高含硫复杂油气藏的特性，对钻井设备、工具、仪器、工作液等提出更高要求。“解决这些难题，绝非哪一家的‘独角戏’，而是生产组织、管理模式上携手共进的‘交响曲’。”塔里木油田勘探事业部总工程师张志表示。

为了保障两口万米深井的顺利实施，塔里木油田和西南油气田聚焦精细管理，细化管控细节，强化组织领导，通过多方联动，实现全方位全过程精细管控。

新型日费制发挥甲乙方优势。两口井的实施团队打破了传统日费制的甲方主导生产模式，积极采用新型日费制管理模式，融合传统日费制与总包制项目的管理优点，发挥各方管理及技术优势。管理上，甲方负责单井日常各项事务的管理，对钻完井提速、井筒质量、成本控制、工艺技术、安全环保等承担主体责任；乙方在甲方指令下执行设计及合同工作量，对现场人员、设备承担主体责任。

设立技术支撑组确保高效执行。塔里木油田依托中国石油超深层复杂油气藏勘探开发技术研发中心，建立“现场领导带班、专家盯防、全员应急”机制。针对深地塔科1井，由塔里木油田主导，西部钻探、中油测井、中国石油勘探开发研究院等多家单位联合成立随钻地质、钻井提速、钻井液、固井、钻工具等共9个技术支撑组，按照钻完井各阶段、各环节对实施方案、工艺技术、设备材料、应急保障、分析总结等方面提供专业支撑，提高执行力及工作效率。

深地川科1井方面，西南油气田和川庆钻探联合成立以两家企业主要领导担任组长和副组长的现场实施领导小组，并在组内设置地质工程一体化组、井控组、钻井液组、测录井组、固井组等11个支撑组，多层次全方位保障钻井实施。

远程支持为现场出谋划策。塔里木油田采用主动会商+反向问诊双向沟通模式，常态化开展远程会诊，根据现场提出的技术需求召集“专科医生”协同诊断，在线答疑解惑。同时，持续迭代、深化应用地质三维建模、邻井地层对比、地层实时识别等方法，实现随钻岩性识别、辅助地质卡层等，为工程分析、方案优化提供精准支撑。另外，随钻工程分析的跟进，加快了实时KPI分析、摩阻扭矩分析、井眼清洁分析等功能建设及上线应用，实现低效作业智能识别、提速工具优选、钻井参数优化，为万米深井提速提效提供技术支撑。

西南油气田着力升级EISC、DOC双平台建设，24小时值班，立足“跟踪、评价、建议、协调实施”职能定位，实现“方案设计优化、提速措施优化、复杂预防处理、井控风险预警”四大功能，形成井工程管理全过程跟踪，完善日常监管流程，提升现场实时监管效率，为深地川科1井安全高效快速钻进保驾护航。

完善管理制度实现协同共管。针对这两口万米深井钻探的特殊性，塔里木油田和西南油气田有针对性地配套完善了钻完井现场生产例会制度、汇报流程及议事制度、人员报备、工作纪律及保密等管理制度，在机制上更好地实现甲乙方的协同共管。

此外，塔里木油田还在油田范围内公开招聘驻井监督，以“创造一组指标、培养一批人才、固化一套技术”的理念，全面强化井场钻井管理。针对钻探公司日常作业、钻头及提速工具服务效果，在合同约定上，设立井筒质量、提速、故障复杂控制专项激励与考核，更好地提升管理效率，共享提质增效成果。

科普链接

地下1万米意味着什么？

地球的内部结构为一同心状圈层构造，由地心至地表依次分化为地核、地幔和地壳。地壳是固体外壳，是地球表面的一小部分。地壳的厚度是不均匀的，平均厚度约为17千米，其中大陆部分的平均厚度约为33千米。以此来计算，地下1万米的深度还不足地壳大陆部分平均厚度的1/3；按照地球平均半径6371千米来计算，地下1万米仅仅是其中的0.1%。但即便是向地下探索这0.1%，对于人类来说也是巨大的挑战。

在全球范围内，万米钻探的发展情况如何？

我国是在陆上沉积盆地实施万米科探的首个国家。全球万米深层钻探始于20世纪70年代。目前，全球陆上完钻垂深超过万米的深井仅有1口，为苏联在科拉半岛钻探的SG-3井。

我国陆上超深层油气探索始于20世纪70年代中期，在四川盆地实施了我国最早的超深井女基井（井深6011米）和关基井（井深7175米）。截至目前，四川盆地累计完钻8000米以深超深井12口，9000米以深特深井2口，即蓬深6井和双鱼001-H6井。这两口井均由西南油气田完成。其中，蓬深6井完钻井深达9026米，最高压力达157兆帕，最高温度达197摄氏度，为目前亚洲最深直井。

在塔里木盆地，截至6月底，塔里木油田累计完钻8000米以深超深井约103口，包括9000米以深特深井1口，即果勒3C井。该井完钻井深达9396米，为亚洲最深水平井。

为什么说“一深带万难”？

据中国工程院院士孙金声介绍，绝对的深度会带来很多难点和挑战：贯穿层系增多，温压条件更加苛刻，地层岩性愈发复杂，工程难度呈指数级增长。这主要体现在两大方面。

一是关键工程技术面临挑战。例如，超深层探测信号弱且不清晰，超高温高压和复杂地层多压力系统等导致井身结构层次不足、完井尺寸小、超深超长井段井下动力传递困难，以及多因素交织给井壁稳定带来巨大挑战等一系列技术难题。

二是配套技术与装备能力面临考验。从钻井、测井、完井试油到采油采气等产业链方面，都存在井下工具、仪器和材料在高温高压条件下抗腐蚀能力不足、易疲劳失效甚至无法满足生产要求等难题。

对于万米钻探而言，在超深地层每前进一步的难度都是非常大的。超越9000米如同跨越珠穆朗玛峰，难度呈几何级数增长，随时都可能面临“遭遇战”。就如同探索未知的高峰，每往上攀登1米，面临的困难和挑战都是极其艰难的。

实施深地塔科1井和深地川科1井钻探的主要区别是什么？

一是勘探重点不同。深地塔科1井探索下寒武统吾松格尔组台缘滩、中寒武统沙依里克组礁后滩和震旦系奇格布拉克组丘滩体含油气性，开展万米深地地质、工程科学探索研究，突破轮南-古城奥陶系-寒武系台缘带，寻找万米超深层油气战略接替领域。深地川科1井重点探索扬子克拉通西北缘灯影组储层发育情况及含气性，获取万米超深层油气地质资料，推动基础地质、油气成藏理论研究。

二是工程难点不同。深地川科1井勘探目的地层为震旦系，均有邻井钻遇对应地层，虽然探明情况较为详细，但漏失、浅层气侵、地层流体污染等风险极高，并且岩石可钻性差，全井机速较低，尤其是大井眼机速低、工期长等问题突出。而深地塔科1井勘探目的层为寒武系，区域邻井未有勘探至此层位，面临的地质风险极高，溢流、井漏、油气压力未知等工程风险剧增，存在大井眼盐层污染蠕变，二叠系机速低、漏失阻卡风险高，志留系盐水层污染等风险，给钻探实施带来考验。

（王源整理）