 |
“深地一号”跃进3-3井正式开钻施工。央视截屏 |
 |
金刚石钻头。 央视截屏 |
 |
高精度随钻测量仪器。 央视截屏 |
习近平总书记指出，我国科技实力正在从量的积累迈向质的飞跃、从点的突破迈向系统能力提升，在深海、深空、深地、深蓝等领域积极抢占科技制高点。当前，我国正在深地领域加强原创性、引领性科技攻关，强化自主装备制造研发，取得一系列新突破。
5月1日，位于塔里木盆地的中国石化“深地一号”跃进3-3井正式开钻施工，向设计深度9472米挺进。这一深度将刷新亚洲最深井纪录，为我国今后进军万米深地提供核心技术和装备储备。
中国科学院院士郝芳介绍：近年来全国包括全球新增油气的储量主要来源于深层，深地探测的重大突破也将带动相关产业，包括高端制造、先进材料和核心软件的发展，是落实习近平总书记向深地进军，把能源的饭碗牢牢地端在自己手上的战略行动。
地球深部为人类生存发展提供了绝大部分的资源和能源。2016年5月，习近平总书记在全国科技创新大会上指出，向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题。今年春节前夕，习近平总书记通过视频连线看望慰问基层干部群众，在同塔里木油田员工连线时强调，能源安全关系我国经济社会发展全局，是最重要的安全之一。
中国石油塔里木油田员工田美霞说：“总书记嘱托我们不断攀登油气勘探开发清洁高效利用技术高峰，我们正依托新建成的研发中心，围绕梳理出的314项难题集智攻关逐项破解，抢占超深油气科技创新制高点。”
向深地进军，保障国家能源安全。近年来，我国在深层油气资源勘探开发上取得了一系列突破。在塔里木盆地，埋深在6000米—10000米的石油和天然气资源分别占到其总量的83.2%和63.9%。
为了把深层油气开发出来，我国能源企业通过自主创新掌握了“超深层储层立体成像”等技术，让识别精度从过去的30米提高至现在的15米，相当于给距离地面近万米的地层进行“CT扫描”。解决了“看得见”的难题，如何把油气“打得出、打得快又打得准”，我国探索形成了世界先进的深地系列技术和装备。
就在5月2日，“深地一号”跃进3-3井附近的另外一口超深钻井也成功测试获得工业气流，顺北油气田又发现了新的油气带，这标志着我国在油气勘探开发领域实施的“深地工程”获得新突破。目前，在塔里木盆地，深度超过8000米的油气井已经有160口。
除了深层资源的勘探开发，我国深地科学探索也在不断推进。通过地质、地球物理和地球化学等多学科综合研究，我国科学家在中国大陆深部结构和演化等领域已取得系列创新成果，研究水平处于国际前列。
向最高处仰望，往最深处扎根。从超深层涌出的滚滚油气到获取地球深部的信息技术，我国在地球深部探索上正不断取得新突破。
【刷新纪录】
共穿越9个地层 挺进万米找石油
挺进地下一万米，找石油，探宝藏。5月1日开钻施工的“深地一号”跃进3-3井使用的钻机整体高度达到50米，相当于近20层楼房的高度。工作台距离地面12米，面积约200平方米，可摆放约1000根10米左右的钻杆，总重量超过560吨。
开钻施工后，将从新近系开始，陆续穿越古近系、白垩系、三叠系……最后到达奥陶系，总共要经过9个地层，最后来到9472米的油层深处。
由于不同地层的岩石硬度不同，钻头钻进的速度也不一样。像新近系，每天可以钻进八百米以上，但是到了奥陶系，最慢的时候钻头每天就只能钻进几米。在钻头向下钻进的过程中，有几个步骤非常重要。
第一，要及时把钻下来的岩石碎屑取出来。怎么取呢？ 通过一种钻井专用的液体，把这些岩石碎屑混合着一起带出来，这些钻井液经过净化处理后，再注入井内循环利用。
第二，要让钻头按照设定的方向前进，不能偏。为了达到这样的效果，工程人员会加装一种业内叫作旋转导向的工具，就像给钻头装上导航。
当这两步完成以后，钻头到达指定位置的时候，钻井工作就即将结束。
按照计划，“深地一号”跃进3-3井将在170天内钻探到地下9472米的位置，也就是油气“藏身”的空间，这个深度也将刷新亚洲最深井的纪录。
【深地利器】
万米钻机
开采深层油气，不仅要克服高温高压的影响，还要综合考虑各种地层的实际特点。目前，在“深地一号”中，承担钻井重任的是被称为“万米钻机”的钻机利器。它的能耐有多大？
建造在沙漠当中的超深井钻机，相当于近20层楼那么高，所以有着更大的载荷、更强的动力。和普通的钻机相比，它的载重能力可以由三四百吨提高至近六百吨，相当于同时吊起120头成年大象。
目前，钻机已经从柴油、天然气驱动转为电力驱动，实现绿色低碳的同时，降低了作业成本。钻机自动化装备程度也越来越高，钻台机械手、铁钻工等运用，大大减轻了钻井工人劳动强度，同时提升了安全生产水平。
中国石化石油工程西北项目部副主任刘磊介绍说：“老一代石油人打井普遍采用牙轮钻头，靠牙齿的冲击和剪切破碎地层，效率低、寿命短。针对超深井的工程难题，我们联合研发了金刚石钻头，直接将人造金刚石做的牙齿镶在钻头本体上，在高速旋转的过程中直接切削地层，效率提高了数倍。”
金刚石钻头还可以根据不同地层、不同岩石的需求，将钻头的齿型由单一的平面齿升级为奔驰齿、斧型齿等多种类型。在塔里木盆地，钻探一口9000多米深的井，工人们通常要根据地质变化选用不同类型的钻头，以实现钻井提速提效。
随着我国油气开发由深层向超深层迈进，石油工程技术装备水平不断快速提升，已经突破“万米”，具备生产12000米钻机的实力。通过钻机装备升级，井身结构、钻井液、固井等关键技术攻关，也得到了快速发展。目前，仅顺北油气田能钻探9000米以上的钻机数量就达到10台套，超过8000米的超深井达到了49口。
■ 什么是“深地一号”
“深地一号”是超深层油气开采项目，地处新疆塔克拉玛干沙漠腹地胜北油气田。
它的油气平均埋深超过7300米，是全球最深的陆地油气田之一。要开采这里的油气，犹如要开采压在珠穆朗玛峰山底的宝藏，难度非同小可。
行业内一般把埋深小于4500米的油气资源，称为浅层油气；埋深4500至6000米的，称为深层油气；超过6000米的，称为超深层油气。对埋深大于4500米的油气，特别是超深层油气，认识和开采都非常少。超深钻井面临的变化不只是深度增加这么简单，地层温度和压力会成倍增长。“深地一号”油气储层所处的环境，温度最高超过200℃，压力最高超过120兆帕。在这里钻井好比要钻穿一个巨大而滚烫的高压锅。这口锅的内压力超高，相当于一头大象压在一枚硬币上。
■ 亮点多多
当前人类科技最深可以抵达1.2万米左右，“深地一号”跃进3-3井预计将在170天内钻探到地下9472米的位置。这个大工程中，处处体现技术创新与科技亮点。
无坚不摧的金刚石钻头
钻头本体上金光灿灿的物体，就是我国最新一代自主创新的超深井高效金刚石钻头，它的人造金刚石牙齿在高速旋转中直接切削地层，齿型由单一平面齿升级为多种类型，可供工人们根据不同地质选用，提速提效成果明显。
“钻地龙”装上了“导航仪”
地下油层分布不一，近万米的钻杆在地下软如面条，怎样才能发现油层并准确穿行呢？ 工程人员通过旋转导向系统，也就是钻头上的“导航仪”，来实时控制地下钻头钻进的方向，一趟钻贯穿目标地层，从而提速降本，精准开发油气田资源。
高温高压下精准运行的“随身测量仪”
井深到9000米时，井底温度将达200℃，地层压力150兆帕以上，相当于15000米水深的压力。科研人员成功研发出国内首套抗温200℃、耐压200兆帕以上的高精度随钻测量仪器，实现井底数据实时传输至地面，技术人员通过数据分析实时监控和优化调整钻头在地下的行进轨迹，引导钻头向着油气层的方向前进，实现精准中靶，地质靶点的精准命中率达到100%。
为油气储藏区“做CT”
给油气储藏区“做CT”，可以大大提升开采精度。我国掌握的超深层储层立体成像技术，不仅打破国外技术垄断，更让识别精度从30米提高到15米。
此外，我们在复杂超深层井身结构设计、配套技术和标准规范等关键核心技术上的新突破，钻井周期从3年前的280天下降到最低97天，准确度由60%提高至90%，使我们的深井开采能力世界领先。
【新闻链接】
中国油气领域“深地工程”的诞生
面积56万平方千米的塔里木盆地是我国陆上最大的含油气盆地，也是全球唯一以超深层资源为主的含油气盆地，超深油气资源量在全国各大盆地中居于首位。而无数中国石油人，不畏艰险地扎根于此，夜以继日、孜孜不怠地探索，在这个巨大的盆地创造了一个个“第一”和“顶峰”。
新中国成立后，全国上下仅有几个小规模油田、48位勘探人员，年产不足12万吨，钻机不超过十台。当时甚至有外国专家断言，在中国开发石油是没有希望的。但中国的石油工作者们却没有就此罢休，他们在全国的版图上一块一块地勘探，直到探遍可能存在石油的每一个角落。
上世纪60年代，随着中国自己的钻井设备越打越深，一众家喻户晓的大油田相继被发现。第一口钻井达1461米的大庆油田、1755米的胜利油田，以及深度均超过2000米的大港油田和辽河油田。这些大油田的发现，让中国的石油产量与日俱增。此后，中原油田、江汉油田、江苏油田，以及众多海上油田的发现，让中国成为一个石油净出口的国家。
然而，随着经济发展，再加上老油田产能的逐渐衰退，中国石油的进口量也开始节节攀升，到1993年，中国的石油进口量开始超越出口量，并一直持续至今。去地下深处、更深处找油，已是大势所趋。
2021年，在塔克拉玛干沙漠的腹地，诞生了中国第一口深度超过9000米的特深钻井，拉开了中国“深地工程”的序幕。“深地工程”是我国地球深部探测领域的重大工程，它的任务就是把深深埋藏在沙漠下数千米的油气资源钻探出来。
时至今日，中国以不到世界2%的石油储量，生产了世界4.7%的石油，位列世界第6位。
本组稿件综合新华社、央视新闻联播等报道