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2月20日，中国石油集团宣布，我国首口超万米科探井——深地塔科1井日前地下10910米成功完钻，首次发布万(wàn)米(mǐ)以(yǐ)下(xià)取(qǔ)得(de)的(de)岩(yán)芯(xīn)标(biāo)本(běn)，圆(yuán)满(mǎn)完(wán)成(chéng)科(kē)学(xué)探(tàn)索(suǒ)和(hé)发(fā)现(xiàn)油(yóu)气(qì)两(liǎng)大(dà)任(rèn)务(wu)。这(zhè)一(yī)壮(zhuàng)举(jǔ)不(bù)仅(jǐn)标(biāo)志(zhì)着(zhe)我(wǒ)国(guó)在(zài)“深(shēn)地”领域的技术跨越，更将人类对地球内部的认知推向了新纪元。

这是2月20日在新疆塔克拉玛干沙漠腹地拍摄的中国石油塔里木油田深地塔科1井（无人机照片）。

图片来源：新华社（新华社记者 胡虎虎 摄）

在这片被极端高温、高压与复杂地质结构笼罩的“地下禁区”，科学家们究竟在寻找什么？突破万米深渊需要攻克哪些技术难关？

01 为何要向地球深处“掘进”？

“向地球深部进军”是人类探索自然的永恒命题之一。目前，全球约80%的能源仍依赖化石燃料，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。

作为入地的重要手段之一，超深钻井被称为深入地球内部的“望远镜”。1974年，美国一家天然气公司在奥克拉荷马州钻成的伯沙罗杰斯钻井，深度达9583米，创造了当时的世界纪录。1970年，在靠近北极圈的科拉半岛上，苏联开启了雄心勃勃的深钻计划，科拉SG-3井在1989年达到最大井深——12262米，创造了新的世界纪录。但即使是这样，人类也仅向地心前进了不到0.2%。

我国深层、超深层油气资源占全国油气资源总量的34%，其中陆上主要集中在塔里木、准噶尔、四川、柴达木四个大型含油气盆地。深地塔科1井所在的塔里木盆地，是我国“深地油气勘探战略”的核心区域。2023年5月30日，位于我国新疆塔(tǎ)克(kè)拉(lā)玛(mǎ)干(gàn)沙(shā)漠(mò)腹(fù)地(de)的(de)深(shēn)地(de)塔(tǎ)科(kē)1井(jǐng)开(kāi)钻(zuān)。技(jì)术(shù)人(rén)员(yuán)凭(píng)借(jiè)精(jīng)湛(zhàn)的(de)专(zhuān)业(yè)能(néng)力(lì)和(hé)惊(jīng)人(rén)的(de)毅(yì)力(lì)朝(cháo)着(zhe)万(wàn)米(mǐ)深(shēn)度(dù)挺进，终于在2024年(nián)3月(yuè)4日(rì)突(tū)破10000米。2025年2月20日，深地塔科(kē)1井(jǐng)以(yǐ)10910米(mǐ)的垂直深度完钻，成为亚洲第一、世界第二的陆上垂直深井。

图片来源：新华社（新华社记者 胡虎虎 摄）

02 万米冲刺的“速度极限”

深地塔科1井的钻探速度震惊世界：从地表钻至10000米仅用270余天，创造了全球陆上钻井突破万米的最快纪录。但从10000米到完钻的10910米，这段仅占全程8%的“最后900米”却耗费了300多天。速度陡降的背后，是地球深部近乎“地狱级”的考验。

高温、高压是超深井钻(zuān)探(tàn)中(zhōng)的(de)最(zuì)大(dà)难(nán)题(tí)。随(suí)深(shēn)度(dù)增(zēng)加(jiā)，地(de)温(wēn)每(měi)100米(mǐ)约(yuē)升(shēng)3℃，加(jiā)之(zhī)钻(zuān)机(jī)摩(mó)擦(cā)热(rè)，钻(zuān)头(tóu)和(hé)钻(zuān)杆(gān)易变形乃至断落。其次是高压的考验，钻至万米后，钻井设备要承受145兆帕(pà)的(de)超(chāo)高(gāo)压(yā)，相(xiāng)当(dāng)于(yú)在(zài)指(zhǐ)甲(jiǎ)盖(gài)大(dà)小(xiǎo)的(de)面(miàn)积(jī)上(shàng)施(shī)加(jiā)1.45吨(dūn)重(zhòng)量(liàng)。此(cǐ)外(wài)，钻(zuān)进过程还面临着地层硬度飙升、井壁失稳、方向(xiàng)倾(qīng)斜(xié)、取(qǔ)芯困难等一系列难题。有人形象地形(xíng)容万米之下的钻杆“软得像面条”，操作起来很难控制。因此，专家直言不讳地说：“表面上看是打一口井，实际上却是在考验一个国家的经济实力、基础工业实力和(hé)整(zhěng)个(gè)科(kē)技(jì)的发展水平。”

经过科研攻关，深(shēn)地(de)塔(tǎ)科(kē)1井(jǐng)不断突破“深度”极限(xiàn)，通(tōng)过(guò)了(le)万(wàn)米(mǐ)地(de)下(xià)极(jí)端恶劣工况环境的检验，为我国向地球深部进军提供了(le)坚(jiān)实(shí)的装备保(bǎo)障(zhàng)。

在(zài)万米深层，科研团队首次获取了完整万米(mǐ)岩(yán)芯(xīn)序(xù)列(liè)，在(zài)寒(hán)武(wǔ)系(xì)地(de)层10851米到10910米井段发(fā)现(xiàn)了(le)优质古老烃源(yuán)岩(yán)，为(wèi)探索深地油(yóu)气(qì)战(zhàn)略发现提供了依据(jù)，对(duì)于(yú)保(bǎo)障国家能源安全具有重大意义。

03 破解5亿年的“地质密码”

钻孔的最大优势是地层信息连续、完整。通过对深地进行取芯分析，可以揭(jiē)示(shì)大(dà)陆地壳的物(wù)质(zhì)组(zǔ)成与结构，探索地球深部流体系统、地热结构，并解决地球演化的(de)一(yī)系(xì)列(liè)重大基础科学问题，是地球科学发展不可缺少的重要基础。

据媒体报道，深地塔科1井被誉为深入地球内部的“望远镜”，它用了50多只钻头和1130多根首尾相连的钻杆，最终与5亿多年前的地层相遇。这该如(rú)何(hé)理(lǐ)解呢？

根据地层层序律，地层在正常沉积条件下会从下往上依次沉积，从而形成一系列地层。深地塔科1井从上到下依次穿透了12套地层，包括第四(sì)系(xì)、新(xīn)近(jìn)系、古近系、白垩系、侏罗系、三叠系、二叠系、石炭系、泥盆系、志留系、奥陶系以及5亿多年前的寒武系地层。在此过程中，科研人员不仅成功钻取了我国首份地下万米岩芯标本，而且绘制了亚洲第一份万米地质剖面图，在陆地万米深层首次发现油气显示，为深地资源勘探提供新方向。

04 聆听“地底的声音”

深地塔科1井的科研价值远不止于岩石样本的获取，科学家将9000米至14000米深度的反射地震波数据按照人耳能听到的频率做了匹配，于是，人们就能听到来自“地底的声音”。这些来自“地底的声音”究竟是什么呢？

地球内部的地质活动（例如岩石破裂、断层活动等）会产生地震波，当地震波在地下传播时，会因岩石性质、密度等不同而产生变化。科研人员通过分析这些地震波，可以推断地下结构及地质活动。然而，地震波的频率通常低于人耳能感知的范围（20Hz到20000Hz）。科研人员通过信号处理技术，调整频率范围，即可将地震波信号转换为声波，供人耳感知，近距离感受地球深部的“脉搏”。

深地探索是一场永无止境的远征。每一次向地心进发，不仅是科学技术的胜利，更体现着人类对未知永恒的好奇与敬畏。未来，期待“中国深度”不断书写新的记录。

作者：马志飞 地质高级工程师，中国地质学会会员，自然资源优秀科普图书奖获得者

审核：刘汉斌 高级工程师，地质博士

策划：阎冬、翟国庆

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