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深地塔科1井

深地塔科1井

深地塔科1井，位于新疆阿克苏地区沙雅县境内的塔克拉玛干沙漠腹地，紧邻埋深达8000米的富满10亿吨级超深油气区，是中国首口万米科学探索井。井深设计1.11万米，设计钻完周期为457天，是中国石油在塔里木油田实施“深地工程”探测的重大工程。

2023年5月30日，深地塔科1井开钻；8月9日，开始下套管作业；8月15日，完成第二开次固井作业。该井在固井下套管作业期间，创下中国大尺寸套管下入最深、套管下入吨位最大等多项纪录。截至2024年2月16日上午9时，深地塔科1井钻井深度达到9940米，距离万米大关还剩60米。3月4日14点48分，深地塔科1井钻探深度突破一万米，成为世界第二、亚洲第一口垂直深度超万米井。

2025年2月20日，深地塔科1井在地下10910米胜利完钻，并成功从万米以下钻取了中国首份岩芯标本，首次在全球陆地万米深层钻探发现油气显示，填补了万米地质领域的认识空白，拓展了万米深层油气勘探的新领域。深地塔科1井顺利完钻，代表着中国深地“井工程”全链条基础理论和关键核心技术取得了跨越式提升，标志着中国在深地领域实现了重大突破。

项目背景

资源储量

世界新增油气储量60%来自深部地层，而中国83%深地油气仍有待探明开发。当前，中国深层超深层油气资源占全国油气资源总量的34%，主要集中在塔里木盆地、准噶尔汗国、四川省、柴达木盆地4个大型含油气盆地。深地塔科1井所在的塔里木盆地油气大多蕴藏在6000米以下， 8000米以下油气地质资源总量超过90亿吨油当量，占全国超深层资源量的50%以上。

探索历史

中国陆上超深层油气探索始于20世纪70年代中期，在四川盆地实施了中国最早的超深井女基井（6011米）和关基井（7175米）。2000年以来，随着钻井技术快速发展，钻井深度纪录不断被刷新。从1977年国内第一口井深超7000米超深井——关基井完钻，到成功钻成井深超8000米超深井，历时近40年；而从成功钻成井深超8000米超深井到如今的万米深井开钻，历时仅12年。截至目前塔里木油田累计钻成8000米以上深井95口、6000米以深井1600余口，占全国超深井数量的80%以上，在“油气禁区”催生出克拉-克深、博孜-大北两个万亿立方米大气区以及富满10亿吨级超深油区。

钻探目的

部署钻探深地塔科1井目的是开展万米级特深层地质、工程科学探索研究，以技术突破挑战深地钻井极限，深入探索地球内部结构和演化规律，进一步为地球科学研究提供重要的数据支持。

发展历程

2023年5月30日，深地塔科1井正式开钻，预计钻探深度11100米。开钻后，重达2000多吨的钻头、钻杆、套管等深入地下，穿透白垩系等10多个地层，成为探索地球深部的“望远镜”。7月27日，钻至5856米井深，进入二开中完施工。8月9日，开始下套管作业，工程技术人员历时70多个小时，将空重752吨、浮重625吨的大尺寸大吨位套管下入设计井深。8月14日，中国石油中国石油西部钻探工程有限公司圆满完成深地塔科1井二开双级固井任务，该井的固井施工创国内大尺寸套管最深（5856米）最重（625吨）固井施工纪录，各项施工参数均达到设计要求。 2023年8月15日，中国首口万米深井——深地塔科1井成功完成二开固井作业，正加紧换装井控装备，准备向地下更深地层挺进。该井在固井下套管作业期间，创下中国大尺寸套管下入最深、套管下入吨位最大等多项纪录。8月23日，中国石油发布消息，深地塔科1井钻井深度过半，8月27日，钻探深度已达到6000米。10月25日，钻井深度突破8000米，成为塔里木油田第134口钻井深度超8000米的超深井。

2024年2月1日，深地塔科1井开始钻探到油气盖层，表明万米深层已具备最基本的油气封盖条件。2月12日，塔科1井钻井深度到达9850米后，进行钻头的更换。2月13日，深地塔科1井钻探深度突破9900米，并采用新更换的金刚石钻头，已连续50次取出古老岩石标本。2月15日，深地塔科1井钻井深度到达9920米，开始向富含油气的地层钻进。同时井上加密了地下岩石分析化验的频次，根据岩石信息及时调整钻井参数，保障钻井在万米地层安全平稳钻进。2月16日上午9时，深地塔科1井钻井深度达到9940米，距离一万米大关还剩60米。深地塔科1井在突破9900米时，工作人员在这一深度取出了岩石样品，这也是中国首次在9900米深度获得岩石样品。3月，塔里木油田深地塔科1井钻探深度突破1万米，成为世界第二、亚洲第一口垂直深度超万米井。中国石油天然气集团有限公司表示，这标志着中国自主攻克了万米级特深井钻探技术瓶颈，深地油气钻探能力及配套技术跻[jī]身国际先进水平。

2025年2月20日，深地塔科1井在地下10910米胜利完钻。这代表着中国深地“井工程”全链条基础理论和关键核心技术取得了跨越式提升，标志着中国在深地领域实现了重大突破。此次深地塔科1井成功从万米以下钻取了中国首份岩芯标本；全球首次在陆地万米深层钻探发现油气显示，丰富完善了万米深层油气地质认识。这是中国继“深空”“深海”之后，在“深地”领域取得又一重大进展。

建设难点

深地塔科1井位于新疆阿克苏地区沙雅县境内，地处塔里木盆地中心的塔克拉玛干沙漠腹地，是中国石油在塔里木油田实施的重大“深地工程”。通常而言，业内将4500米到6000米的井深定位为深井，6000米到9000米的井为超深井，超过9000米的井为特深井。该井设计井深1.11万米，为特深井。特深井钻探是油气工程技术瓶颈最多、挑战最大的领域。深入万米未知领域，钻井难度呈指数级增长。深地塔科1井的钻探过程中，不仅要面对复杂多变的地质构造，还要跨越地下“万重山”，穿越多套不同岩性、不同压力系统的岩层。最极端时，井下的钻工具要面对170多兆帕压力的冲击，同时经受近220摄氏度的超高温考验。在这样恶劣的井下环境中，一般钻井设备仪器的电子元器件、橡胶件等，均会损坏或失效。

地层岩性变化复杂

深地塔科1井钻穿12套不同岩性、不同压力系统的岩层，地质构造复杂多变，极易发生井眼垮塌、卡钻、恶性井漏等事故。“岩层软硬交错，刚钻透硬如金刚石的硅质岩，下一米就可能遇到柔似橡皮糖的膏岩层，钻头切削齿特别容易损伤。”塔里木油田执行董事、党工委书记王清华介绍。每一次地层岩性变化，都要更换与之相适应的钻头，调整钻井液的各项配比。靠近地表的中浅层，一颗钻头日进尺最高能达600米；而在万米以深，钻头平均日进尺不超30米，就会磨损得近乎光滑。

井下超高温超高压

随着地层深度增加，温度、压力也随之增加。深地塔科1井的井下最高温度220摄氏度，最高压力145兆帕、相当于指甲盖大小的面积承受超过1.4吨的重量，常规钻井工具、材料难以适应如此苛刻的工况环境，极易损坏或失效。

钻杆超重吨位超大扭矩

深地塔科1井的地表井眼，直径超57厘米。井眼向下，1130多根钻杆首尾连接，自重超350吨。最细的钻杆仅有杯口粗细，在高温高压条件下，如面条般柔软，断裂风险高。不仅如此，万米之下的井壁如同蚁穴，空间极窄。超重吨位、超大扭矩的钻杆在地表转10圈，地下钻头可能转不了1圈，如果钻杆的抗扭性或抗拉性不行，很容易出问题。

设备技术

面对众多技术瓶颈和超极限挑战，中国石油塔里木油田、西部钻探、宝石机械等多家单位开展联合攻关，攻克了超高钻台大载荷提升系统关键技术难题，自主研制了全球首台12000米特深井自动化钻机，创新研发了220摄氏度超高温钻井液、抗高温螺杆、测斜等工艺技术，万米取芯及电缆等资料录取装备实现突破，175兆帕特高压压裂车、压裂液装备完成生产研发并成功在现场试验，打造形成万米特深井、安全高效钻完井等一批关键核心技术。

开钻以来，塔里木油田集合地质、工程、装备等力量，组建了9支技术支撑组，为成功突破“深地极限”提供了有力保障，助力该井顶住了井下超高温、超高压、超重载荷等多重考验，在井斜、井径、测井等关键质量指标方面均达到100%的合格率，形成抗特高温水基钻井液、大吨位长裸眼下套管及固井配套技术等7类21项阶段成果，使用的材料、装备国产化率达90%。

12000米自动化钻机

施工地地质构造复杂多变，加之超高温、超高压、超重载荷作业、频繁起下钻等极度严苛和复杂的作业工况，常规钻机无法满足“深地”领域作业要求。

深地塔科1井使用的钻机，是中国自主研制、全球首台12000米特深井自动化钻机。这台钻机载重900多吨、高达24层楼，钻井深度可达12000米，大大降低了钻井工人的劳动强度。同时，首次加工制造国内168毫米钻杆，创新研发耐220摄氏度超高温工作液、五开井眼井身结构等技术，为钻探万米特深井提供技术和装备保障。这个自动化钻机系列指标不仅刷新了国内纪录，关键部件全面实现国产化，自动化程度高，而且在塔科1井钻探过程中创造了全球最快速度突破万米的纪录，带回了中国首份万米岩芯标本，首次在全球陆地万米深层发现油气显示，奠定了中国在万米深地工程技术领域的国际领先地位。

高韧性钻杆

直面世界级地质和工程技术难题，渤海能克团队为深地塔科1井量身定制了国内最高钢级、最大直径（外径168.3毫米）和最大壁厚（19.05毫米）的高强度高韧性钻杆。在研发过程中，团队先后攻克了摩擦焊接、焊缝热处理、加工精度等难题，万米深井专用钻杆抗拉能力高达940吨，可承受超高温、超高压，性能指标达国际最高水平。

钻井液

钻井作业用到的钻井液也实现了国产化，钻井液是钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体总称，承担着悬浮、压力控制、岩层稳定性、浮力、润滑和冷却等重要任务。

封隔式分级箍

首次使用国产自研直径365.12毫米封隔式分级，以及固井监测软件对固井施工排量、密度及施工连续性进行有效监测。在一级、二级固井中，经受住连续1300方流量的检验，全程计量精准，确保双级固井施工排量平稳，密度均匀，施工连续无中断，并实现技术数据的实时展现。

通讯网络

为建设稳定可靠的通讯网络，保障油田生产运行安全、稳定、高效，中国电信集团新疆巴州分公司在这里设计了无线和有线2条通讯传输链路，可以根据生产需求和自身特性，现场设备选择不同接入方式。同时，采用“三保障模式”，日常优先使用光缆通讯方式，但当单条光缆发生故障中断时，井场办公及员工通讯网络可无缝切换至其它通讯方式，现场通讯不受故障影响。

重要意义

2023年12月，中国首口万米深井“深地塔科1井”在塔里木油田顺利开钻，入选2023年度国内十大科技新闻。

中国石油股份公司副总裁何江川表示，超万米深井的钻探成功，是中国继“深空”“深海”之后，在“深地”领域取得又一重大进展。深地塔科1井攻克了超深、超高温、超高压等一系列世界级难题和极限挑战，圆满完成科学探索和发现油气两大任务，推动了工程技术迭代升级。这一壮举不仅标志着中国在“深地”领域的技术跨越，更将人类对地球内部的认知推向了新纪元。在万米深层，科研团队首次获取了完整万米岩芯序列，在寒武系地层10851米到10910米井段发现了优质古老烃源岩，为探索深地油气战略发现提供了依据，对于保障国家能源安全具有重大意义。