中国能源勘探逆袭：陆相页岩油破局，万米深井创奇迹！
中国能源勘探逆袭：陆相页岩油破局，万米深井创奇迹！
3月3日，中国石化正式宣布，在渤海湾与苏北大地的千米地层下，新兴、溱潼两大亿吨级页岩油田成功发现，1.8亿吨页岩油资源冲破了“陆相断陷盆地”的重重封印。几乎与此同时，我国首口超万米科探井——深地塔科1井在新疆塔克拉玛干沙漠腹地胜利完钻，以10910米的深度成为亚洲第一、世界第二垂深井，创下多项工程纪录。
这些重大成果不仅彰显了中国在能源勘探领域的强大实力，更标志着中国在全球能源舞台上正扮演着越来越重要的角色。
陆相页岩油：打破西方断言的东方奇迹
在能源行业，“海相生油易，陆相找油难”是被广泛认知的定律。北美地区的页岩油大多赋存在海相沉积盆地，而中国的陆相盆地由于数千万年复杂的地质运动，形成了深度达3000米的复杂地质结构，宛如被上帝打碎的镜子。这里不仅存在高温高压的极端环境，页岩层系也极为脆弱。西方专家曾一度断言，中国陆相页岩油不具备商业开发价值。
然而，中国地质团队凭借着坚定的信念和不懈的努力，在古近系断陷湖盆的深水相地层中，成功找到了厚度超百米、延展数百平方公里的页岩油藏。自然资源部专家形象地比喻，这就如同在摔碎的瓷瓶裂缝里寻找珍珠。中国自主创建的评价体系，让原本看似毫无头绪的地质结构“开口说话”，为页岩油的勘探提供了关键依据。
当钻头深入溱潼油田4500米地层时，面临着高达180℃的温度和超过80兆帕的压力，这相当于8000米深海的压力。地层结构复杂，如同千层酥一般，稍有不慎就可能导致井壁坍塌。为应对这一世界级难题，中国石化的创新团队研发出了纳米级压裂液。这种特殊的压裂液能够在页岩层中形成比头发丝细千倍的通道，如同在页岩层中修建了“高速公路”，让页岩油能够顺利流出。
更值得一提的是，这些页岩油藏形成于3600万年前，成熟度仅为北美页岩油的1/3，但却创造了单井日产百吨的“东方奇迹”。中国石化创新的“缝网压裂+立体开发”技术，有效打破了陆相页岩油“见光死”的魔咒，让沉睡地下的“黑金”源源不断地转化为现实的能源。
新兴、溱潼两大亿吨级页岩油田的发现，以及1.8亿吨的探明储量，不仅为中国的能源储备增添了重要力量，可供300万辆汽车行驶30年，更意味着中国在陆相页岩油的勘探与开发领域取得了重大突破。在苏北盆地，勘探团队已锁定多个接替区块，胜利油田也正朝着国家级页岩油示范区的方向快速发展，预计“十五五”末将形成200万吨的年产能，这相当于新建2个大庆外围油田。
能源战略专家指出，中国陆相页岩油资源量高达300亿吨，此次突破为开启这座超级宝库找到了关键的“金钥匙”。随着东濮、泌阳等新战场的陆续开辟，中国有望在2030年前建成全球首个陆相页岩油开发体系。
万米深井装备：锻造入地的大国重器
深地塔科1井的成功完钻，离不开一系列先进装备的支撑。在塔里木盆地，超深、超高温、超高压、超高应力以及复杂压力等世界级技术难题，对钻探装备提出了近乎苛刻的“极限要求”。
宝石机械自主研制的全球陆上首台12000米特深井自动化钻机，是深地塔科1井钻探的核心装备之一。这台相当于24层楼高的“巨无霸”，在万米钻探作业中面临着巨大挑战。管柱最大重量超过660吨，对钻机的提升能力带来了前所未有的考验。项目组通过攻克超高钻台大载荷提升等难点，将钻机的载重提升能力从普通钻机的三四百吨提高到最大900吨，足以轻松吊起2列动车组，为钻井作业提供了强大的动力支持。
在解决了钻机“提重物”的难题后，为钻机打造“大脑”——实现自动化控制成为关键。项目组创新研发了万米级钻机管柱自动化装备，采用触控式操作实现了一体化管控。在井口区域几平方米的范围内，对原本上百个动作进行了优化整合，将重达四五吨的单个设备变成了能够协同作业的“机器人”，并使运动状态下的控制精度达到毫米级。这一自动化作业系统减少了人工重体力劳动量达80%以上，大大提高了作业效率和安全性。
渤海装备钻井装备公司旗下的渤海能克钻杆有限公司研发的V150高强度高韧性钻杆，在深地塔科1井的钻探中发挥了关键作用，被誉为万米深井的“钢铁脊梁”。在万米地层中，钻杆需要承受近200℃的高温和130兆帕的高压，同时还要承受几百吨的拉力，这对钻杆的强度、韧性及抗疲劳性提出了极高的要求。
面对挑战，渤海能克成立专项攻关团队，历时数月，突破了29毫米超厚壁摩擦焊接、焊缝低温冲击韧性提升等世界级技术难题。通过人工演算打破设备预设参数、优化焊缝热处理工艺，成功研制出V150钢级6-5/8英寸万米深井专用钻杆。该钻杆最大抗拉能力达942吨，抗扭性能提升33%，耐腐蚀性与抗疲劳性均达到国际最高标准，有效解决了钻杆在超深环境下的形变难题。
在保供期间，渤海能克相继突破了万米深井专用钻杆在焊接、热处理、加工精度、探伤检测等方面的难题，实现了焊接同心度偏差≤1.2毫米、热处理温度波动≤0.1℃，缺陷检出率达99.99%，累计交付深地塔科1井12个批次11449根、11.09万米专用钻杆，为重点科探开发工程建设提供了高效保障。
此外，超硬复合片及高端钻头、超重载高压尾管悬挂器、北石公司12000米顶驱等一系列先进装备，也在深地塔科1井的钻探中发挥了重要作用。中国石油各企业通过不断创新和技术攻关，催生了一批具有国际领先水平的“大国重器”，成功登顶一个个深地科技的“制高点”。
探测与取芯技术：洞察深地奥秘的关键
在深地塔科1井的钻探过程中，要想准确洞察万米深地的奥秘，测井资料采集和取芯技术至关重要。
中油测井为深地塔科1井配备了超1.3万米的超长电缆，用于完成测井资料采集工作。然而，随着电缆长度的增加，一系列难题接踵而至。电缆自重增加，普通电缆的承载力无法满足要求；电缆加长导致电信号衰减，影响数据传输的准确性；井下温度超过200摄氏度，电子元器件面临着高温考验，难以正常工作。
为解决这些问题，中油测井成立了万米超深井高温高压仪器研制专班，经过不懈努力，研制出了国产CPLog系列230摄氏度/180兆帕万米通讯遥传、阵列声波、电成像等13种测井仪器。这些仪器将工器具载荷由180千牛提高到300千牛，使地面动力与采集系统具备了万米深井作业能力，成功擦亮了洞察油气藏的“火眼金睛”，能够在万米深的井筒内采用电、声、核、磁等尖端手段，对钻过的所有地层进行厘米级精准标定，为寻找油气资源提供了关键数据支持。
取芯工作同样面临着巨大挑战。在万米深层取得一块5.4亿年前的岩石标本，取芯工程师需要操作着在井下抖动如面条的钻具，从极易破碎又如砂纸般坚硬的地层中，将岩石成功取至地面。为了实现这一目标，川庆钻探创新研发了高强度取芯成套工具。取芯外筒螺纹抗拉、抗扭强度比常规取芯工具提高了1.5倍以上，有效保障了取芯过程的安全。
同时，开展钻头结构优化和水力学分析，精心挑选每一粒金刚石，保证了钻头的攻击性、耐磨性和寿命。此外，建立了取芯工具钻柱动力学模型，每一次取芯方案都历经5轮以上研讨，严格把控取芯施工工艺。最终，成功从万米深处获取了珍贵程度堪比“月壤”的岩芯资料，为深入研究地球深部结构和油气资源提供了重要实物依据。
超高温超高压测井仪器、高强度取芯成套工具等装备的创新突破，助力深地塔科1井钻探创造了全球电缆成像测井最深、亚洲陆上取芯最深等多项工程纪录，为中国在世界范围内率先开拓“万米深地油气资源”新领域奠定了坚实基础。
科技创新驱动：能源探索的持续动力
深地塔科1井的成功完钻，是中国石油多年来坚持科技创新的成果体现。超重载高压尾管悬挂器研发人员、川庆钻探井下作业公司一级工程师刘运楼表示，团队数十年一茬接一茬地攻关，积累了丰富的经验和成果，为中国石油打万米深井奠定了坚实的基础。
东方物探运用超深层地震勘探技术，对万米地层进行高清晰“成像”，精准落实了万米深层油气的有利钻探目标。在随钻过程中，应用VSP技术，为钻头装上了“导航仪”，全程动态监测和指导钻井轨迹，使设计深度和实钻深度误差率仅为0.15%。这背后是东方物探历时十余年攻关“两宽一高”技术，实现了我国地震勘探从技术“跟跑”“并跑”到部分“领跑”的“硬核”跨越。
中国石油部署了“万米超深层科学探索”重大科技工程，集智攻关研究，形成了自主可控的万米关键核心技术体系，推动了我国深地钻探系列关键装备、工具、材料的迭代升级。中国工程院院士孙金声指出，万米深井的钻探成功不仅是油气工程技术上的壮举，更是钻采产业链转型升级的里程碑。
近年来，中国石油着力发挥科技战略先导地位和根本支撑作用，建设“五位一体”国家战略科技力量，不断深化科技体制机制改革，激活科技人才发展的“一池春水”，自主创新能力实现了从跟跑为主向部分并跑、局部领先、整体提升的深刻转变，为保障国家能源安全提供了强大的科技动能。
10910米并不是深地征途的终点，中国石油将持续挑战“禁区”，加强万米深地科学研究，加快建设原创技术策源地，培育未来产业，为中国石油事业迈向高水平科技自立自强不断努力，在全球能源勘探领域继续书写辉煌篇章。在能源勘探的道路上，中国正以坚定的步伐，向着更深、更广阔的地下世界迈进，为国家的能源安全和可持续发展贡献着自己的力量。