万米深地闯“禁区”

□四川日报全媒体记者 李欣忆 陈旻翔 赵丹 黄潇 陈俊伶

四川盆地天然气勘探开发钻井深度纪录这样刷新
1976年
在广安完钻国内第一口超过6000米的超深井
1977年
在绵阳完钻国内第一口超过7000米的超深井
“十二五”以来
西南油气田公司完钻8口8000米以上超深井
2口9000米以上特深井
2022年
在剑阁完钻首超9000米的特深井
2023年
蓬深6井以完钻井深9026米
刷新亚洲最深直井纪录
2025年
深地川科1井钻探井深突破10000米

　　10月15日，广元剑阁，全球地质条件最复杂、钻井难度最高的深地“超级工程”迎来重大突破——深地川科1井钻探井深突破1万米。深地川科1井迈向万米深地的过程，是一个不断突破“禁区”的艰难历程。未知地层、超难工程、勘探禁区……面对世界级挑战，深地川科1井如何闯“禁区”，实现万米突破？

闯地质“禁区”
钻穿23套地层
首次踏入四川盆地深部“无人区”
　　中国工程院院士孙金声曾这样类比超深层油气勘探：“在8000米深的超深层寻找油气，就好比站在珠穆朗玛峰顶，要看清雅鲁藏布江上的游船。”
　　对四川盆地来说，难度尤甚。四川盆地的天然气资源量及产量全国第一，但地质结构极其复杂。以深地川科1井为例，设计井深10520米，要穿越25套地层，极难钻地层的等级达到10级以上，为国内乃至世界罕见。
　　“深地川科1井所在的双鱼石区块，7000米深以下就是未知地层。”中国石油西南油气田公司地质勘探高级专家谢继容说，所谓未知地层，即过去没有认识过，不清楚下面的地质构造是什么，“就像开盲盒一样。”
　　中国石油东方物探公司西南物探院首席专家巫芙蓉，深度参与了深地川科1井的前期地质设计，她告诉记者，对于未知地层，一般方法是“用已知推导未知”，但在双鱼石区块，没有任何一口井打到过这么深，最近的可参照井在40公里以外，可参照性很弱，“可以说7000米深以下基本是‘盲打’。”
　　“地质学家就像钻井的眼睛，作用是指路。”中国石油西南油气田公司勘探事业部经理赵容容说。如何让“盲打”变“明打”？赵容容介绍，揭开未知地层的面纱，深地川科1井全面推进地质工程一体化，通过精细刻画地质特点，精准分析地层、岩性组合等，为未知地层的钻进指明方向。
　　作为中国石油西南油气田公司勘探开发研究院的一名博士后，王文之常年在野外踏勘。为了更接近未知地层的真相，他和团队跑遍了方圆100公里的野外露头、剖面，“从地面推导地下，再结合三维地震勘探进行地层分析。”王文之说。
　　为摸清深地地质结构、岩石物性等，深地川科1井钻至7000多米时，每间隔几米就会循环返出地下的岩屑。这些岩屑经过标号、晾晒、烘烤后制成标本，经现场科研人员精选后，成为判断深地地质结构、岩石物性的依据。
　　这也是地质预测准确与否的关键。“地下可能有裂缝、溶洞、暗河。地质预测准，可以想办法绕开；预测不准，打到就很容易漏或者喷。”深地川科1井井长陈力力告诉记者，截至目前，深地川科1井钻探突破万米大关，钻穿23套地层，深入5.4亿年前的震旦系地层，首次踏入四川盆地深部“无人区”，工程也实现了“零事故、零复杂”的预期目标，这说明进入未知地层之后，地质预测仍然保持了很高的准确性。

闯工程“禁区”
全球钻井难度最高
7项工程指标位居世界第一
　　深地川科1井有7项工程指标难度为世界第一，这让其成为全球钻井难度最高的万米科探井。
　　“俗话说，一深万难。”中国石油西南油气田公司工程技术部副主任马勇说，钻到一定深度后，每向下钻探一米，难度都呈几何倍数增长。“井深达到1万米时，200摄氏度以上的高温让金属钻具像面条一样柔软，地层压力超过130兆帕，相当于指甲盖大小的区域承受着10多头大象的重量。”
　　在钻探过程中，通过地面钻机传输动力，带动一节一节连起来的钻杆旋转，推动钻头“啃”碎地下的岩石。当行进到地下八九千米时，会连接1000多根钻杆，消耗几十个钻头，单单放下又取回钻头一次，就要花费3天时间。
　　钻井工程一度陷入困境。打到7800多米、在最难钻的沧浪铺组地层，岩石坚硬到“用榔头一敲就火星四溅”。“8个小时才能打1米。”深地川科1井常务副井长贺明敏回忆，专门研制的金刚石钻头放下去，很难嵌入地层，就像在硬玻璃上打滑，50米就打烂了3只，“钻头被磨得惨不忍睹。”
　　当国外钻头厂商望而却步时，中国石油自研的个性化钻头成为攻坚克难的“撒手锏”。它们在地下万米的黑暗中，一寸寸“啃”通了前进的道路。中国石油工程技术研究院技术人员孙钰淇，在井上被称为“孙钻头”，他和团队一起连夜商讨改进钻头方案，将钻头“牙齿”改为三排200多颗。第一排是主切削齿，材质为金刚石，起到切削作用；第二排为孕镶齿，金刚石加入碳化物粉烧结而成，以磨削为主；第三排是辅助切削，主要目的是保护主切削齿，延长使用寿命。
　　“每一米进尺都闪耀着科技的光芒，每一项纪录都凝聚着创新的突破。”中国石油集团公司工程技术高级专家乐宏的这句话，已成为深地川科1井整个团队深入骨髓的信念。
　　全链条科技攻关全面展开。中国石油设立多项重大科技专项，形成覆盖全流程的10大技术系列——钻机攻关，成功研制15000米智能钻机；钻井液攻关，成功攻克抗220摄氏度超高温水基钻井液和油基钻井液；钻具攻关，成功研制随钻测量仪器等多项技术利器……这些科技成果均达到国际先进水平，初步形成深地工程钻完井技术图谱，显著提升我国油气勘探开发国际竞争力。

闯油气“禁区”
突破传统地质认识
在万米深层有重大油气发现
　　深地川科1井所在区域，传统观点认为，扬子西缘寒武系以混积为主、储层欠发育，震旦系沉积时水体深，不利于碳酸盐岩储层发育，万米超深层温度、压力高，影响了烃源岩有效性。
　　钻探证实，在寒武系龙王庙组发现优质白云岩储层，油气显示丰富。10月7日，深地川科1井从地下9500多米深处，取出宝贵的震旦系岩心，地球变迁、油气奥秘都藏在岩心里。技术人员连夜开展取心分析后，对其最真实的形态给出了答案——有孔、有洞、有缝隙，储层发育良好。这个“回答”证实了四川盆地在接近万米的深层仍具备优越的储集条件，为四川盆地拓展了新的规模增储阵地，揭示该区域广阔的勘探前景。
　　陈力力透露，在油气发现方面，深地川科1井有望在川西北地区震旦系-二叠系超深层发现多套天然气工业产层，开辟规模有效利用万米超深层天然气资源的新局面，迎来新的储量高峰增长期。
　　与普通油气井不同，深地川科1井属于科学探索井，除了寻找油气资源，它还肩负着探索地球演化、生命起源和气候变迁等重任。乐宏表示，在科学探索方面，深地川科1井有望解决关于扬子克拉通西北缘构造-沉积演化、万米超深层成烃、成储、成藏机理等科学问题，形成四川盆地万米超深层天然气成藏理论。
　　中国石油西南油气田公司执行董事、党委书记何骁表示，在取得1万米的重大突破之后，深地川科1井将继续向10520米的设计井深钻进，目前已做好充分准备，迎接关键的剩余520米的挑战。