科技日报记者 马爱平 通讯员 吉菁菁
“今年，我国将在塔里木盆地和四川盆地实施两口万米科探井的特深井钻探。”3月25日，北京市科协主办、北京科学中心承办的首都科学讲堂走进中国石油集团工程技术研究院，中国工程院院士、油气钻井工程专家孙金声在《“地下珠峰”如何开采出“油气宝藏”》讲座中，透露了我国今年将“攀登”超万米“地下珠峰”的新动向。
党的二十大报告明确指出：“加大油气资源勘探开发和增储上产力度，确保能源安全。”
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深层油气资源勘探开发是开展地球深部探测的重要组成部分。我国深层、超深层油气资源达671亿吨油当量，占全国油气资源总量的34%。深层、超深层已成为我国油气重大发现的主阵地，加快深层油气勘探开发也成为保障国家能源安全的必然选择，而钻井技术则是油气资源勘探开发必不可少的关键环节和手段。
其中，万米深井钻完井工程代表了当今世界钻井技术的最高水平，是我国深部油气探索、地质科学与装备发展的必然选择。它被中国工程院列为“超级工程”，面临诸多世界级难题，也被比喻为“地下珠峰”。
一直以来，中石油着力打造深地油气工程原创技术策源地，推动我国深地钻探工程走向世界顶尖水平。2023年3月，我国位于塔里木盆地的果勒3C井钻至9396米，成功刷新了亚洲最深水平井纪录，让我国在“向地球深部进军”的伟大征程中迈出了坚实一步。
在本期讲座中，孙金声从“地质勘探、钻完井工程、储层改造、采油采气”等角度，为公众详细揭秘了我国超深层油气钻探工程技术的突破。
油气钻完井技术国家工程研究中心的实验室内部。丁林/摄
孙金声透露，今年将实施钻探的塔里木、四川盆地超深井对标了全球13项工程难度指标，其中高温高压、高含硫、砾石厚度、盐层厚度与套数、盐水压力系数等7项难度指标位居世界第一。
第一是温度高，高达220～260℃。钻井所用的化学材料、井下工具、密封材料与电子元器件非常容易失效。
第二是压力高，压力高达150～200兆帕，远超过海洋最深处马里亚纳海沟的海水压力，仪器仪表受高压容易损毁，而且高密度的钻井液、水泥浆无法顺畅地流动。
第三是窗口窄，同一个地层、裸眼井段和井筒里，有着不同的高低压层。钻井就如同“号着地层的脉搏来钻井”，能够安全工作的压力窗口非常窄，好比大卡车在沿着两根钢丝绳行驶。在钻井过程中，液流、井涌、井喷、井塌交替出现，安全风险非常大。
第四是地层硬，堪比磨刀石，可钻井性达到10级以上，一小时进尺可能不到30厘米，极端情况下可能不到10厘米。
“为了顺利完成万米深地钻井工程，围绕‘打成井、打快井、打好井’这个角度出发，我们凝练出十大技术挑战、五大卡点技术、两大科学问题。中石油组织产学研科技力量，开展跨学科跨专业跨单位联合攻关，加强极端工况理论方法和耐特高温高压材料研究，加快工程技术装备突破，助力万米深层油气资源的探索与开发。”孙金声表示。
“攀登”万米深的“地下珠峰”到底有多难？面向国家重大需求，在广阔的国土上开采宝贵的石油天然气资源总共分几步？塔里木、四川盆地超深井钻探面临哪些世界难题？
孙金声在本期首都科学讲堂详细解答了上述问题，还回答了线上观众关于为什么要向地球深部进军、为什么说“上天难，入地更难”、地球上的油气资源永远都用不完吗、“双碳”目标下我国油气行业面临哪些机遇和挑战等互动问题，使公众对我国油气产业的高质量发展之路有了进一步认识。
在主持人的带领下，观众们还在线上“云游览”了油气钻完井技术国家工程研究中心的五个实验室，见识到了油气开采钻探中的诸多科研“利器”。
孙金声院士（图右）和首都科学讲堂主持人（图左）在拍摄现场。丁林/摄
首都科学讲堂由北京市科协主办、北京科学中心承办、北京科技报社协办。讲座在科普中国、北京科协视频号、北京时间、腾讯新闻、北京科技报、一直播、搜狐新闻、蔻享学术、石油工业出版社等平台播出后，共计58.1万人次点击收看。
2023年，首都科学讲堂将继续采取定点演讲和流动演讲相结合方式，以北京科学中心为主阵地，广泛协同高校、科研院所、学协会、科技企业、科普场馆等开展活动，以科普高质量发展更好地服务全民科学素质提升，服务国际科技创新中心建设。
（北京市科协供图）
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