最后910米,走了300多天:钻到地下一万米难在哪

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2025年1月,深地塔科1井在新疆塔里木盆地完钻,井深10910米。 它成为亚洲第一、世界第二垂深井,也创造了全球陆上钻井突破万米最快的纪录。中国新闻网

但井队的时间表里,有一组更别扭的数字:从地面到1万米,用了279天;从1万米到10910米,用了300多天。 最后910米,比前一万米还慢。央视网

为什么越深越慢?“高温高压”是最常见的答案。井下最高约220摄氏度、145兆帕,相当于指甲盖大的面积上压1.45吨。 这没错,但太粗。问题是:到了10公里深,几乎每一件带下去的东西都同时逼近极限,而人对井下的了解,还不足以算出哪一环会先坏。新华网

最容易想到的是钻头。在中浅层,一颗钻头一天最多能打600米;到了万米以深,钻头平均进尺30米,就会磨得近乎光滑。 换钻头只能把上千根钻杆一根根提上来,换好再一根根放回去。新华网

深地塔科1井的钻杆有1130多根,自重超过350吨,最细的只有拳头粗。为换一只钻头,得把这条10公里长的“手臂”收回来再伸出去。

地面钻机要把扭矩送到10公里外。钻杆是一串螺纹连接的钢管,越深越像一根面条:会扭、会弯、会振,遇到硬地层还会憋着劲。扭矩一路克服摩阻;扭得越狠,钻杆越容易断。钻头距万米只差23米时,钻杆断了,井队连续处理了15天。新华网

力传下去了,井壁还得撑住。钻井液太轻,地层流体可能涌进来;太重,又会把岩石压裂。这个“既不能塌、也不能漏”的窗口,在12套地层、多套压力体系里并不宽。央视网

塔里木盆地还以巨厚砾石层、多套盐层、高压盐水著称。 那里的砾石层可钻性极差,盐层在高温高压下会蠕变,往井眼里挤;钻井液一漏,循环就建立不起来。井壁一塌,轻则卡钻,重则填井。为了护住井眼,深地塔科1井下套管最大吨位达到665吨。中国新闻网

还有一层难,是看不见。钻井不是看见再打,更多是靠地震波、岩屑和测井曲线推断。8000米以深,地震波打到地下八九千米再返回地面,来回要走1.6万米以上;塔克拉玛干沙漠厚厚的沙层像棉花一样,把能量吸收大半。中国新闻网

井下仪器同样在极限上工作。常规测井仪器耐温约175摄氏度;这次用的国产装备把指标做到了230摄氏度,信号还要通过13公里长的电缆高保真传上来。央视网

井场上制成的岩屑标本有30多吨,最深的一份来自10900米,是5.4亿年前的烃源岩。央视网

这些还不是最麻烦的。最麻烦的是,很多东西坏了以后,你才知道它为什么坏。

2026年10月,第四届“深地油气”暨钻井基础理论学术会议在青岛召开。苏义脑院士在会上说,万米深井把钻井从常规工程问题推入了“理论盲区”:地层温度压力超出现有模型的标定范围,岩石力学性质发生本质转变,井筒流体特性、管柱力学行为都脱离了既有理论的解释范畴。人民网

中国石油集团工程技术研究院院长周丰说得更直接:“现场不少井下故障仅能做到事后应急处置,风险机理未能溯源解析,造成同类问题反复出现。”

最后910米慢下来,原因也在这里。设备已经够先进了;麻烦在于,井下到底发生了什么,地面常常只能猜:钻头磨到什么程度、井壁什么时候会塌,现有模型给不出足够准的答案。孙金声说,万米井要真正实现安全、高效、经济的常态化作业,根源在于基础科学认识的突破。

万米钻井走到今天,难题已经从“能不能钻到”变成了“能不能说清、控住、重复”。2025年完钻的深地塔科1井证明了前者;后者还在攻关。截至目前,中国已钻成4口超万米深井。 万米以下取出的岩芯有孔有洞有缝,还见到了油气显示;5.4亿年前的烃源岩被带上来,让“生烃死亡线”的传统认识出现了改变的可能。中国新闻网央视网

往地下走一万米,靠的已经不只是更硬的钻头。更难的是在高温、高压、高地应力下,把每个环节变成可预测、可控制、可重复的日常作业。最后910米走了300多天,说明这一步还没有完全走完。

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