深井鉆探簡史——中國追趕世界的腳步

國際上一般把井深超過4500m的井定義為深井（Deep Well），井深超過6000m的井定義為超深井（Super Deep Well，超過9000m也被稱為特超深井Ultra Deep Well）。

世界深井鉆井技術的發展始于20世紀30年代末，美國于1938年鉆成世界上第一口4573m的深井，1949年鉆成6255m的超深井。目前，全球能鉆4500m以上深井的國家有80多個，其中能鉆6000m以上的超深井國家有30多個，中國也位列其中。

目前世界深井鉆進技術水平最高的國家是美國。據不完全統計，在美國，平均只需要90天時間就可以完成一口5000m左右的深井，只需110天就可以完成5500m左右的深井，140天完成6000m左右的深井，完成7000m左右的深井也只需7~10個月的時間。井下復雜情況所占時間約占5％~15％。1989至1993年間美國的深井成功率為42％~46％，其中超深井成功率為22％~23％。美國的深井平均單井成本要比世界其它地區的低40％~50％。

超深井鉆探的核心技術是超深井鉆機，當前國際上通用的超深井鉆機分為6000米、7000米、8000米、9000米、10000米和15000米多種規格。美國作為世界深井鉆進技術的領跑者，同樣也是是目前擁有先進精良的深井鉆機最多的國家，據2010年的估計，當時世界上目前鉆9000米以上的鉆機有90多臺，而美國就獨占80多臺，且其中鉆10000米以上的8臺，有1臺可鉆深22860米。

美國的深井鉆深與工期的關系?？梢钥闯鲭S著深度的增加，工期與相關成本是呈指數上升的。

從鉆井的目的性來說，這些深井與超深井又可以分為以石油天然氣開采/勘探為目的的油氣井和以科研為目的的科考鉆探井。

1958年，美國啟動了旨在探測地球地殼和地幔之間的交界面，即“莫霍不連續面”的“莫霍計劃”，美蘇兩國也隨即展開了進軍莫霍面的計劃。超深鉆探競爭也由此展開，1984年，前蘇聯的科拉超深鉆井SG-3鉆孔創造了12262m世界超深井的紀錄。2008年，卡塔爾的阿肖辛油井長度達到12289m，首次打破了科拉超深鉆井SG-3鉆孔的長度紀錄。庫頁島的Sakhalin-I工程的兩口油井，一口在2014年鉆出了13000m，另一口在2015年4月24日創下了13500m的新紀錄，然而它們均是以石油開采為目的斜井，以距離地表的垂直深度來看，科拉超深鉆井SG-3仍然獨占鰲頭，是人類迄今為止在地球上鉆出的最深的洞（Sakhalin-I兩口油井的垂直深度分別為12130m和12030m，已經十分接近了）。

中國和部分國家最深鉆井對比

世界各大洲最大鉆井深度

德國大陸深鉆計劃項目（KTB）,深度為9101m。

深度達12263m的科拉超深井

2012年，已經被封閉許久，掩埋在垃圾雜物中的科拉超深鉆井SG-3鉆孔?？胺Q人類史上最偉大工程之一的技術壯舉，如今人們還能看到的只剩下一個銹跡斑斑的封印。

中國深井超深井鉆井技術起步較晚，始于60年代末。1966年7月28日大慶油田完成一口4719米的深井，揭開了中國深井鉆井技術發展的序幕。中國深井超深井鉆井技術的發展大體分三個階段：

第一階段為1966年~1975年，繼大慶油田完成我國第一口深井之后，又陸陸續續在大港、勝利和江漢油田打成了4口超過5000米的深井，初步積累了鉆深井的經驗。

第二階段為1976年~1985年。1976年4月30日我國在四川地區完成了第一口6011米的超深井。從1976年到1985年，完成了100多口深井，10口超深井。

第三階段為1986年至今。80年代末期以來，我國的深井超深井進入大規模應用階段，1986至1997年我國共完成深井超深井688口，其中超深井34口。直到2007年完成了8408米塔深1井，為當時亞洲最深的鉆井（不包括俄羅斯的亞洲部分）。

中國超深井鉆探的數十年追趕歷程

四川武勝·龍女基準井，又稱7002，簡稱女基井，是中國第一口超深井，深度達到6011米。

江蘇省東?？h的原“亞洲第一井”

確切地說是原亞洲第一科學超深鉆探井，深度達到5000m，也是世界上除了美、俄、歐以外的第一口超過5000m深的科學鉆探井。2001年動工，2006年建成，直到被7018m的松科二號取代。

新的“亞洲第一井”——油氣鉆探退熱，科學鉆探方興

科拉超深井和其他一系列超深井的鉆探過程，屢遭挫折，進展緩慢，由此可見，人類基于已有的知識和推論，所構建出的地球內部的地殼、地幔等理論模型很可能并不怎么靠譜。為了更加深入了解我們的地球，無論是為了尋找深埋地下的資源，還是研究地球自身板塊運動和地質變遷的規律，目前唯一可能的探索方向，仍然是進一步向地殼更深處鉆探，采集更多的數據。都需要深井鉆探技術的進一步突破。

另一方面，隨著近年來的經濟增速放緩，油氣和大宗礦產品價格下跌，這直接導致了地質勘查投入的結構性調整。近幾年在采礦業和勘察業內部，“深部找礦”，“開拓第二找礦空間”的呼聲漸弱，“拒絕呆礦”的態度得到了越來越多的認同。所謂“呆礦”，即是指埋藏過深，不具有經濟開采價值的礦藏。如果沒有政府財政在基礎領域的牽引和投入，本身技術水平相對落后，技術儲備相對薄弱的中國鉆井產業將會面臨更大的困難，已有的技術團隊和經驗積累也會有瓦解流失的危險。（類似的情況已經在60年代和80~90年代發生過）

中國地質勘察投入結構比例變化

中國機械巖心鉆探工作量的變化

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中國地質勘察投入變化

油氣與非油氣地質勘察投入變化

中石油近年來深井超深井鉆井數量變化

在這一整體背景下，以社會資金為主的礦產勘查所占比例不斷縮小，以財政資金為主的基礎地質調查、水文地質、環境地質與災害地質、地質科技投入資金所占比例逐年上升。而中國的鉆探技術研究，也正在從主要服務于地質探礦，轉向于服務地質災害治理和地質災害監測技術。“松科二號”井真正的意義在于檢驗了中國自主研發的萬米鉆井技術，標志著中國成為世界上第三個擁有實施萬米大陸科學鉆探計劃專用裝備和相關技術的國家。接下來，“地殼一號”鉆機將向13000m乃至15000m的深度發起的挑戰，才是真正的考驗。

松科二號并不僅僅是一口破紀錄的科學鉆探超深井，更意味著在此前的三個階段之后，中國鉆探產業一個新的階段的到來。

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作者：harry