新疆阿克蘇地區的沙雅縣，地處塔裏木盆地，亦處於(yu) 世界第二大流動性沙漠——塔克拉瑪幹沙漠的外緣。作為(wei) 古絲(si) 綢之路上的龜茲(zi) 國的一部分，這裏曾因燦爛的古西域文化而熠熠生輝。

新疆阿克蘇地區沙雅縣的胡楊林自然保護區（圖片來源：Wikipedia）

近日，中國石化集團在此設立的“深地工程”順北油氣田基地傳(chuan) 來好消息：“深地一號”躍進3-3XC井刷新兩(liang) 項紀錄：

第一項：以完鑽井深9432米的深度，刷新了亞(ya) 洲陸上最深井紀錄；

第二項：以在地層下水平延伸3400米的距離，刷新了超深層鑽井水平位移紀錄。

圖片來源：新華社

刷新兩(liang) 項紀錄的背後，蘊藏著我國一係列“地球深部探測”的硬核技術。

一、油氣之藏，一往“地深”

發展深海、深地、深空、深藍等領域的戰略高技術是我國重大的科技創新規劃的一部分。而對“地球深部探測”（即深地）戰略的一個(ge) 重要積極響應，就是對深層油氣資源的勘探。

有人問：勘探油氣資源，為(wei) 何要往“深”走？這與(yu) 當今“油氣之藏，一往地深”的趨勢有關(guan) 。自2016年以來的統計，我國深層、超深層蘊藏的油氣資源的油當量超過670億(yi) 噸，占我國油氣資源總量的比重超過了三分之一。

（油當量是按標準油的熱值計算各種能源量的換算指標，1千克油當量的熱值，按42.62兆焦計算）

如此這般，油氣能源緊張問題豈不大大緩解？想從(cong) 深層、超深層中獲得這些油氣資源可沒這麽(me) 簡單。

油氣形成過程圖解（圖片來源：圖蟲創意）

地層之深、超深的劃分，就世界範圍和我國具體(ti) 情況來說，標準是不同的。站在我國油氣勘探的實踐角度來說，全國礦產(chan) 儲(chu) 量委員會(hui) 於(yu) 2005年作如下界定：

深層：深埋3500米至4500米

超深層：4500米以下

又經過十餘(yu) 年的油氣勘探實踐及經驗的總結，我國學者結合我國東(dong) 西部地區溫度場之差異，對東(dong) 部地區、西部地區的深層、超深層分別作了界定：

東(dong) 部地區深層：深埋3500米至4500米

東(dong) 部地區超深層：4500米以下

西部地區深層：深埋4500米至6000米

西部地區超深層：6000米以下

二、深雖可測，油氣難得

在“深地一號”順北油氣田基地，油氣埋藏的平均深度已突破8000米大關(guan) ，屬於(yu) 典型的“特深層”油氣田。而此次“深地一號”躍進3-3XC井的完鑽井深更是超過9000米，其鑽井工程首先麵臨(lin) 著超深、特深層鑽井所麵臨(lin) 的共性難題：

地層的年代久遠，經曆過長期的演化，地層構造極為(wei) 複雜，多處於(yu) 高溫、高壓環境下，深部流體(ti) 富含酸性氣體(ti) ，如硫化氫、二氧化碳等。

此外，“深地一號”躍進3-3XC井“性格鮮明”，因此還遇到一些“個(ge) 性”難題：

該井位於(yu) 新疆沙雅縣塔裏木河上遊濕地自然保護區的生態紅線以外，其欲開采的油氣卻不在此處，而在距離其約3400米的保護區內(nei) 、深埋超過7200米的超深層地層中。

無人機拍攝的中國石化“深地一號”躍進3-3XC井（圖片來源：新華社）

因此，它有一個(ge) 地下數公裏的“水平位移”，在這種大位移井鑽過程中，受重力的影響，岩屑容易在井斜較大的井段或水平段堆積，從(cong) 而形成岩屑床，若任其持續堆積，會(hui) 給鑽井工程帶來很大阻礙。

三、攻克難題，實現突破

攻克難題1：智能大數據PK複雜地質環境

麵對超深層複雜、惡劣的地質條件，技術人員為(wei) “深地一號”躍進3-3XC井設置了可即時性預警風險的係統，充分利用大數據、遠程技術支持等手段為(wei) 工程保駕護航。

近年來，在油氣工程技術發展中，智能鑽井大數據技術的應用勢不可擋。智能化大數據無縫滲透至鑽井全過程。如：

井下測量係統實時檢測井下工具，並實時將檢測數據“提交”分析係統以分析數據，以便為(wei) 下個(ge) 階段設計最佳方案；

隨鑽測量係統可“搜集”目標地層所涉及的地質參數，再通過數據分析後，及時“反饋”準確的地質信息。

今年8月，工作人員正在躍進3-3XC油氣井操作由我國自主研發的超深井自動化鑽機進行鑽井作業(ye) （圖片來源：新華社）

這在油氣工程人的眼裏是意義(yi) 重大的技術變革——不必隻靠經驗鑽井了，科學鑽井的時代已然來臨(lin) 。

具體(ti) 到“深地一號”躍進3-3XC井來說，設置了精度極高的隨鑽測控係統，7000多米下的信號，可即時送達地麵，這就如同“畫鑽點睛”——讓鑽頭生出雙眼，依據具體(ti) 情況即時調整“行程”，從(cong) 而讓水平井實現短距離自由、短周期自由。

難題2：超深大位移技術PK“超深”+“大位移”

對大位移井的定義(yi) 有不同標準，其中一種源自於(yu) 英國BP公司和美國ARCO公司的定義(yi) 是：定向井或水平井的水平位移（Horizontal Displacement，簡稱HD）超過3000米，即可被認定為(wei) 大位移井（Extended Reach Well，簡稱ERW）

鑽井水平位移示意圖（來源：Wikipedia）

“深地一號”躍進3-3XC井，有一個(ge) 3400米的水平位移，又是在遠超6000米的地層中開采油氣，故而“超深+大位移”成為(wei) 一個(ge) 棘手的難題。為(wei) 解決(jue) 這個(ge) 難題，技術人員運用超深大位移技術，先直下、後橫伸，在地層之下大手筆地水平延伸3000多米，獲取了油氣資源。

四、外破紀錄，內(nei) 取油氣

破紀錄固然值得歡慶，但更值得高興(xing) 的是，“深地一號”躍進3-3XC井實實在在地獲得了高產(chan) 油氣流。據統計，可得到200噸日產(chan) 原油、5萬(wan) 立方米天然氣。此外，還另部署了兩(liang) 眼超深大位移井，與(yu) 躍進3-3XC井配合，累產(chan) 的原油可達5.8萬(wan) 噸，新增的可采儲(chu) 量更是超過30萬(wan) 噸。

工作人員正在展示現場產(chan) 出的原油（圖片來源：新華社）

“深地一號”躍進3-3XC井的鑽探工程已然證明，我國在深地技術、深層油氣資源勘探工程上躋身國際前列，這為(wei) 保障我國能源安全打下了技術、工程方麵的堅實基礎。

參考文獻：

[1] 楊飛,周靜.智能鑽井大數據技術的發展研究[J].石化技術,2017,24(09):

[2] 馮(feng) 飛.水平井鑽井技術進展研究[J].西部探礦工程,2023,35(07):

[3] 何登發,賈承造,趙文智等.中國超深層油氣勘探研究進展與(yu) 關(guan) 鍵問題[J].石油勘探與(yu) 開發,

[4] 關(guan) 曉東(dong) ,郭磊.深層—超深層油氣成藏研究新進展及展望[J].石油實驗地質,2023,45(02):

[5] 繆翔,秦天寶,石磊等.大位移井岩屑運移影響因素分析[J].中國石油和化工標準與(yu) 質量,2021,41(18):

[6] 張亢,蘆鑫,張家麗(li) 等.特深層鑽完井技術標準體(ti) 係探討[J].石油工業(ye) 技術監督,2023,39(10):

作者：翟國慶 中國科普作家協會(hui) 會(hui) 員

審核：朱傳(chuan) 慶 中國石油大學（北京）地球科學學院教授

出品：科普中國

監製：中國科學技術出版社有限公司、中科數創（北京）數字傳(chuan) 媒有限公司

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