深地塔科1井：塔里木盆地里的萬米挑戰(zhàn)

2025年2月20日，在新疆塔里木盆地，我國首口超萬米深科學(xué)探索井“深地塔科1井”在地下10910米處勝利完鉆，首次取得萬米以下的巖芯標(biāo)本，圓滿完成科學(xué)探索和發(fā)現(xiàn)油氣兩大任務(wù)。這一壯舉標(biāo)志著我國在“深地”領(lǐng)域的技術(shù)跨越。

向地球深部“掘進”

塔里木盆地是我國最大的含油氣盆地，盆地埋深超過6000米的石油和天然氣資源分別占全國的83.2%和63.9%?！跋虻厍蛏畈窟M軍”是人類探索自然的永恒命題，而作為入地的重要手段之一，超深鉆井被稱為深入地球內(nèi)部的“望遠(yuǎn)鏡”。不過，深地鉆探難度堪比探月工程，地下8000米就是油氣“死亡線”，超萬米更是難上加難。

2023年5月30日，深地塔科1井開鉆，在技術(shù)人員的努力下，它朝著萬米深度挺進，終于在2024年3月4日突破10000米。2025年2月20日，深地塔科1井以10910米的垂直深度完鉆，成為亞洲第一、世界第二的陸上垂直深井，標(biāo)志著我國向地球深部挺進的鉆探能力開啟“萬米時代”。

讓萬米地層“夠得著”

深地塔科1井位于新疆塔克拉瑪干沙漠腹地，設(shè)計井深超過10000米。這樣的“巨無霸”要想順利開鉆，當(dāng)然少不了“伙伴們”的幫助，有它們幫助，萬米地層也能“夠得著”。

鉆機——鉆井的“動力引擎”。深地塔科1井作業(yè)過程中，下套管時最大噸位達665噸，常規(guī)鉆機的提升能力無法滿足鉆探要求。我國自主研發(fā)了全球陸上首臺12000米自動化鉆機，高約82米。與常規(guī)鉆機相比，它的提升能力由300～400 噸提高到最大900噸。

鉆頭——鉆井的“鐵齒銅牙”。不同巖性的地層，需要適配不同的鉆頭和配套工具?？蒲袌F隊自主研制了超硬復(fù)合片及高端鉆頭，全力保障鉆井提速。

鉆井液——鉆井的“循環(huán)血液”。它具有攜帶巖屑、平衡地層壓力、冷卻鉆頭等多項功能，鉆井過程中，如果其抗溫能力不足，極易失效?？蒲袌F隊經(jīng)過上百次配方調(diào)整和上千次體系試驗，研發(fā)出抗220%水基鉆井液，滿足應(yīng)對復(fù)雜工況的要求。

萬米沖刺的“速度極限”

深地塔科1井的鉆探速度震驚世界：從地表鉆至地下10000米僅用270余天，創(chuàng)造了全球陸上鉆井突破萬米的最快紀(jì)錄。高溫、高壓是超深井鉆探的最大難題。隨著深度增加，地溫不斷升高，鉆頭和鉆桿極易變形乃至斷落。然后是高壓的考驗，鉆至萬米后，鉆井設(shè)備要承受145兆帕的超高壓，相當(dāng)于在成年人指甲蓋大小的面積上施加1.45噸重量。此外，鉆探過程中還面臨地層硬度飆升、井壁失穩(wěn)、方向傾斜、取芯困難等一系列難題。有人形象地形容萬米之下的鉆桿“軟得像面條”，很難控制。

要知道，在茫茫沙漠里鉆探地下萬米可不是一件容易的事情，每一步都充滿挑戰(zhàn)。在鉆探進入8000米深度后，地層異常堅硬，技術(shù)人員先后更換了15個鉆頭才艱難鉆進到萬米；在距離地下10000米還剩下23米時，長達8417米的鉆具掉落井下，技術(shù)人員經(jīng)過搶修，終于接通了斷裂的鉆桿。就這樣，經(jīng)過技術(shù)人員不懈努力，深地塔科1井終于成功突破地下10000米，創(chuàng)造了世界鉆探萬米深井用時最短的紀(jì)錄。

破解“地質(zhì)密碼”

深地塔科1井在萬米深處取得珍貴巖芯，獲得5.4億年前巖石標(biāo)本，其珍貴程度堪比月壤。

通過對深地進行取芯分析，可以揭示大陸地殼的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)，探索地球深部流體系統(tǒng)、地?zé)峤Y(jié)構(gòu)，并解決地球演化的一系列重大基礎(chǔ)科學(xué)問題。

科研人員不僅成功鉆取了我國首份地下萬米巖芯標(biāo)本，而且繪制了亞洲第一份萬米地質(zhì)剖面圖，為深地資源勘探提供了新方向。

聆聽“地底的聲音”

深地塔科1井的科研價值遠(yuǎn)不止于獲取巖芯標(biāo)本，科學(xué)家對地震波數(shù)據(jù)進行了技術(shù)處理，于是，人們就能聽到來自“地底的聲音”。這些來自“地底的聲音”究竟是什么呢？

地球內(nèi)部的地質(zhì)活動（如巖石破裂、斷層活動等）會產(chǎn)生地震波，當(dāng)?shù)卣鸩ㄔ诘叵聜鞑r，會因巖石性質(zhì)、密度等的不同而變化?？蒲腥藛T通過分析地震波，可以推斷地下結(jié)構(gòu)及地質(zhì)活動。然而，地震波的頻率通常低于人耳能感知的范圍?？蒲腥藛T通過信號處理技術(shù)，調(diào)整頻率范圍，將地震波信號轉(zhuǎn)換為聲波，讓人們聽到地球深部的“脈搏”。

深地探索是一場永無止境的遠(yuǎn)征。每一次向地心進發(fā)，不僅是科學(xué)技術(shù)的勝利，更體現(xiàn)了人類對未知世界的好奇與敬畏。未來，期待“中國深度”不斷創(chuàng)造新的紀(jì)錄。

（迎風(fēng)摘自《聰明泉》2025年第8期）