日前，我國首口超萬米科探井——深地塔科1井在地下10910米勝利完鉆，成為亞洲第一、世界第二垂深井。該井在鉆進(jìn)過程中經(jīng)歷了哪些挑戰(zhàn)？它的成功完鉆意味著什么？
在中國工程院院士孫金聲看來，一深帶萬難。深地塔科1井鉆探面臨超高溫、超高壓、超高鹽、超高應(yīng)力的“四超”苛刻條件，給鉆柱、井下測試工具、儀器和工作液等帶來了極大挑戰(zhàn)。特別是9000米以后，井底溫度達(dá)到200攝氏度以上，同一裸眼井段高低壓地層交錯出現(xiàn)，防塌與堵漏難以兼顧，鉆具、井下測試工具、儀器、工作液等都達(dá)到了使用能力的極限，每前進(jìn)一米難度都極大，鉆井過程中隨時(shí)可能出現(xiàn)井眼坍塌、漏失、卡鉆、鉆具斷裂等重大鉆探事故。其難度猶如“一輛四輪大卡車，在兩根細(xì)鋼絲繩上行駛”。具體表現(xiàn)為五大挑戰(zhàn)：
一是萬米深井井眼尺寸大，井下鉆具超長超重、振動劇烈、易斷裂，而超深超大尺寸井眼超出原有鉆井理論、方法、模型的邊界條件，無法預(yù)測預(yù)警鉆柱的損傷斷裂。
二是井下工具、儀器的元器件、密封材料抗溫能力不足，易失效。
三是超深井特深井的井眼垮塌和井漏非常嚴(yán)重，坍塌地層和漏失地層交錯，導(dǎo)致事故頻發(fā)。
四是鉆頭抗沖擊、耐磨損能力不足，鉆速慢。
五是鉆遇超深特深“串珠狀”溶洞地層，鉆井液有進(jìn)無出，堵漏難度極大。國內(nèi)外之前鉆遇此類地層均直接完鉆。
針對萬米之難，中國石油組織開展了系列重大科技項(xiàng)目攻關(guān)，成功研發(fā)了全球首臺12000米特深井自動化鉆機(jī)和全球首套萬米特深層測井裝備，攻關(guān)形成了特深難鉆地層高效破巖、特深井鉆具安全管控、抗超高溫抗高鹽超支化聚合物鉆井液、惡性漏失溫壓響應(yīng)型堵漏技術(shù)、超重負(fù)荷復(fù)雜工況特深井固井、萬米特深地層取芯等六大關(guān)鍵技術(shù)，強(qiáng)力支撐深地塔科1井勝利完鉆，推動了我國深地鉆探系列關(guān)鍵裝備、工具、材料的突破和迭代升級。
孫金聲表示，該井勝利完鉆，代表著我國深地“井工程”全鏈條基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵核心技術(shù)取得了跨越式提升，全面邁入“萬米時(shí)代”，標(biāo)志著我國在深地領(lǐng)域取得了重大突破，是我國繼“深空”“深?！敝螅谏畹仡I(lǐng)域取得的又一重大進(jìn)展，走到了國際最前列。
一是在萬米以深地層發(fā)現(xiàn)油氣顯示，拓展了油氣勘探開發(fā)邊界，豐富完善了超深層油氣成藏理論，有望開辟塔里木盆地萬億立方米級天然氣儲量戰(zhàn)略接替區(qū)，提高我國油氣自給率，保障國家能源安全。
二是深地塔科1井獲取了珍貴的地球深部巖芯，將有力支撐地球深部結(jié)構(gòu)與物質(zhì)組成、地球演化和氣候變遷等重大基礎(chǔ)科學(xué)問題研究。
三是自主研制的技術(shù)裝備及積累的設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)，為我國下一步打更深、更難的井奠定了堅(jiān)實(shí)的工程基礎(chǔ)，并能夠?yàn)橛蜌夤I(yè)其他方向的科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新提供借鑒和參考。
孫金聲同時(shí)認(rèn)為，深海和極地的油氣勘探是我國未來能源戰(zhàn)略接替的重要方向，與陸上萬米深井鉆探有一定共通性，可以借鑒相關(guān)成果與經(jīng)驗(yàn)。
一是極端條件下工程技術(shù)裝備研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，包括相關(guān)的實(shí)驗(yàn)測試平臺建設(shè)。
二是深層資源采集和樣本分析能力、萬米深地地質(zhì)認(rèn)識等方面的成果。
三是超高溫超高壓條件下使用的一些工程技術(shù)裝備，通過優(yōu)化改造，可以直接在深海和極地的油氣勘探中拓展應(yīng)用。（上觀新聞）
