第四届中国深层超深层油气勘探开发关键技术与装备交流会盘点

截至目前，中国石化胜利油田济阳页岩油国家级示范区累计产油突破200万吨。图为民丰区块丰页8号台施工现场。朱克民 摄

深层超高温高压环境对关键装备和工具的挑战

阅读提示：“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”。在全球能源格局深度调整、国内中浅层油气资源开发趋于饱和的背景下，我国油气勘探开发全面迈入“深地时代”，万米超深层、复杂深海地层、深层煤层气等，已成为保障国家能源安全、实现“稳油增气”的核心战略接替资源。

当前行业普遍界定：井深4500~6000米为深井，6000~9000米为超深井，9000米以上为特深井，万米科探井更是代表地球深部探索的技术制高点。目前，主要能源央企海陆协同布局深部资源勘探开发，中国石油深耕塔里木与川北陆上超深层，中国石化主攻川渝页岩气、顺北超深层碳酸盐岩、陆相页岩油，中国海油聚焦渤海、南海海上深水超深层油气。国家能源局近日发布《中国油气勘探开发发展报告（2026）》指出，我国正成为全球陆上超深层（>6000 米）油气勘探开发引领者。

近日，第四届中国深层超深层油气勘探开发关键技术与装备交流会在四川成都举办。大会由中国石油学会牵头，中国石化石油勘探开发研究院、深层油气全国重点实验室等单位联合主办，主题为“深化‘两深’油气技术创新，筑牢国家能源安全根基”。众多业界专家学者共同探讨我国深部油气资源勘探开发现状、技术创新成果、关键短板与中长期攻关方向。本版梳理刊发主要专家观点，敬请关注。

本报记者 薛 婧

资源禀赋倒逼，深部油气开发是必答题

我国陆上深层超深层油气资源量合计超670亿吨油当量，占全国油气总资源量的34%。其中，塔里木盆地8000~12000米地层蕴藏十亿吨级油气当量，川渝深层海相天然气具备万亿立方米级储量潜力

我国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋长期限制油气自给能力，原油、天然气进口规模庞大，外部供给波动带来显著能源安全隐患。但我国深层超深层油气资源丰厚，深部油气开发成为必答题。

在深部油气资源中，非常规油气形成多元互补格局，构成“南气北油、陆海并举”开发体系：深层页岩气集中于四川盆地寒武系筇竹寺组、二叠系薄层页岩，深层页岩油以胜利济阳和四川复兴区块为核心，深层煤层气主力阵地为鄂尔多斯大牛地区块，致密气规模化开发集中在川西须家河组；海域深层则在渤海、南海陆续发现渤中26-6变质岩油田、开平11-4深水深层油田、宝岛21-1超深水大气田等标志性整装油气田。

中国科学院院士邹才能指出，我国非常规油气2025年产量达1.2亿吨油当量，占全国油气总产量的28%，其中深层页岩气、深层煤层气、陆相深层页岩油是产量增速最快的三大板块；全国陆上深层煤层气技术可采资源量13.23万亿立方米，鄂尔多斯盆地便占55%以上，远期具备500亿立方米/年产能建设潜力。

2022年，中国石化率先启动国家级“深地工程”，布局顺北油气田、川渝天然气、济阳页岩油三大示范基地，为全国深部勘探开发打造标准化示范样板。中国石油同步推进万米深地科探预探工程，部署深地塔科1井（设计11100米）、深地川科1井（设计10520米）两大标志性万米井，颠覆传统深部无油气的地质认知。

塔里木盆地作为“深地工程”主战场，勘探开发持续取得新进展，在库车山前带部署的克深20井获高产气流，克深31、博孜13等8个气藏勘探评价实现千亿立方米级规模增储，富满油田油气年产量首次突破460万吨油当量，博孜—大北气田年产量突破100亿立方米，顺北油气田年产量达324万吨油当量。

四川盆地多层系页岩气向“深”探索取得突破，实现“走出涪陵、走出志留”战略构想。川南寒武系筇竹寺组实现千亿立方米级储量突破，2026年东峰页岩气田2356亿立方米探明储量通过评审；川东北二叠系红星页岩气田探明储量1650亿立方米，普光地区铁北1侧井垂深5311米大隆组测试日产气31万立方米，刷新当时国内页岩气水平井最深纪录。

准噶尔盆地南缘深层超深层实现重大勘探突破，已形成千亿立方米级天然气区，呼东1、天湾1、清北1等井获高产油气流，天山气田累计产气超10亿立方米。

鄂尔多斯盆地上古生界深层煤岩气勘探再获突破，米脂—神木、佳县、三交北、大吉、宜川、临兴等地区新增探明地质储量近5000亿立方米，2025年我国深层煤岩气产量快速增长至50亿立方米，其中我国最大深层煤岩气田大吉气田产量超30亿立方米。

我国海域成为全球海上勘探最活跃的地区。中国海油在南海、渤海、东海等海域部署五大勘探工程，探获渤海海域深层首个中生界火山岩气田渤中8-3南气田，发现南海首个深层大中型岩性油田陆丰13-8油田，我国首个深水高压气田“深海一号”年产量突破50亿立方米，实现海洋勘探由浅层向超深层战略转移。

技术体系迭代，深部开发必须跨越创新高峰

全球仅苏联、美国完成少量万米科学探井，且事故频发、商业化价值有限，而我国已形成万米井成套自主技术体系，从“打成单口万米井”迈入“批量化安全钻探”新阶段，成为超深层油气勘探开发领跑者

十余年来，油气行业依托国家重大专项、企业“十条龙”、科产融创项目持续攻关，构建适配我国复杂地质条件的深层超深层“地质理论+地球物理+钻完井+储层改造+井控安全”全链条技术体系，多项技术摆脱国外垄断，实现从跟跑、并跑向局部领跑跨越。

地质理论创新是“龙头”。业内从盆地演化、源储耦合、富集机理维度完善深层油气地质理论，破解深部资源评价难题，重塑深部油气成藏认知。中国石油油气和新能源分公司总地质师宋永团队厘清深层多套烃源岩晚期规模生烃机理，明确四川、塔里木盆地有效生烃深度可达万米，晚期裂解生气占总生气量60%以上。中国科学院院士邹才能团队建立非常规油气“连续型富集”理论，提出常规-非常规油气“亲缘共生、有序聚集”规律，划分页岩气、致密气、深层煤层气差异化赋存模式。中国工程院院士、中国石化首席科学家郭旭升团队厘清深层煤层气“二元富集”机理，突破“深层煤层气无法高产”传统误区。

深层地震波能量衰减快、成像模糊是油气勘探的首要痛点，行业针对性形成地球物理与测录成套技术方案，实现深部地层“精准透视”。万米级超长偏移距、千次高覆盖地震采集技术，构建多场信息融合、智能物探解释体系，提升深部储集体识别精度；测录装备耐温耐压指标大幅升级，国产仪器耐温突破230摄氏度、耐压207兆帕，可满足万米深井、高温高压、高含硫复杂工况测井作业。方位电阻率边界探测、声波远探测技术实现井外5~6米裂缝立体成像，为页岩油、深层碳酸盐岩储层刻画提供支撑，优质储层钻遇率由85%提升至93%以上。

中国工程院院士孙金声介绍，国内已打造万米深地钻探“十大技术利器”，彻底突破国外高端装备封锁。自动化钻机实现钻井全流程自动化，人工重体力劳动减少80%，两口万米科探井现场应用成效显著。井下核心工具与管材破解深部硬地层钻速慢难题，“经纬领航”国产旋转导向系统国产化率94.7%，耐温175摄氏度、耐压140兆帕，单井水平段最长突破3055米，储层钻遇率最高100%。超支化耐高温钻井液耐温提升至240摄氏度，长效稳定周期由3天延长至30天，配套240摄氏度耐温水泥浆、温压响应型堵漏材料，实现万米地层不起钻原位堵漏，创10388米全球最深缝洞体一次堵漏成功纪录，解决了深部漏塌同存世界级难题。

智能化、电动化、低碳化是深部油气开发核心转型方向。中国工程院院士张来斌团队自主研发175兆帕超高压井控成套装备，构建多源信息融合溢流智能预警系统，预警提前8.3分钟、准确率94%；研制近钻头多普勒气侵监测、钻柱损伤在线监测、远程一键关井装备，配套井口自动抢接机器人、高压水力切割清障设备，形成“监测-预警-调控-应急”全链条智能井控体系，应对超深井“三高（高温、高压、高含硫）”井喷风险。此外，数字孪生、AI大数据、井下机器人逐步落地，成都理工大学研发液驱电控井下机器人完成515米水平井现场试验，智能钻头实时监测井下振动、钻压参数，实现地层智能识别。同时，行业推进油气与新能源融合，同步配套CCUS（二氧化碳捕集、利用与封存）、深部地热协同开发技术，打造低碳深部油气田，落实国家多能融合发展战略。

截至2025年底，塔里木、四川、准噶尔三大盆地累计完成8000米以上超深井381口。2025年，我国完成6000米以上超深探井43口，其中8000米以上超深井10口，成为全球超深层油气勘探开发领跑者。

攻关核心瓶颈，破解制约规模化低成本开发矛盾

向地球深部进军，是保障我国能源自主可控的必由之路，也是一场覆盖地质认知、工程装备、产业模式的系统性科技革命。但现阶段短板突出，深部资源效益开发仍有巨大提升空间

地质理论与评价体系仍存在认知盲区。一是海相超深层大型台缘带、断溶复合体储层预测难度大，深部成藏演化、流体运移规律尚未完全厘清，有利区精细评价缺少标准化参数；二是陆相页岩油非均质性极强，多场耦合下流动机理、提高采收率机理研究不足；三是深层页岩高温高压、高地应力条件下电阻率、含水饱和度等评价参数与中浅层差异显著，现有刻度体系失效；四是不同煤阶深层煤层气渗流规律差异大，未形成分类型富集评价与“甜点”预测技术；五是准噶尔、塔里木盆地8500米以深碎屑岩资源家底不清，上古生界海相盆地勘探理论与技术储备不足，中亚毗邻盆地类比研究滞后。

万米深部井底温度普遍突破220摄氏度、压力超175兆帕，面对极端工况，现有材料、元器件存在性能短板，服役可靠性不足。金属管材、钻头在高温酸性环境下疲劳断裂风险高，深部硬地层机械钻速低至0.14米/时；钻井液、水泥浆、压裂液耐温上限仅240摄氏度，面对13000米科探井300摄氏度高温工况，处理剂降解、性能失控问题突出；测井、随钻测控仪器芯片、密封橡胶耐温能力不足，常规仪器最大测深仅9500米，万米地层长期稳定监测难以实现，成为制约深部精细评价的核心卡点。

储层改造与效益开发矛盾突出。致密气80%以上储量分布于裂缝欠发育基质区，现有压裂技术仅能实现裂缝带规模动用，基质区缺少低成本提产工艺；陆相页岩油单井投资高、EUR（估算的最终可采储量）差异大，规模开发经济性不足；深层超深层页岩高地应力条件下裂缝难以充分延伸，改造体积受限；不同煤阶煤层气缺少差异化压裂工艺，中高阶煤储层改造压力高、改造成本居高不下；整体深部油气单井钻井、压裂综合成本偏高，降本增效技术体系尚未完全成型。

地球物理、智能装备体系有待持续迭代。深层地震信号衰减严重，高精度成像、复杂储集体识别技术仍需优化；井下长距离高速随钻数据传输、井下闭环自主控制技术存在短板，智能装备多为单机自动化，全井场、全生命周期协同智能管控平台尚未普及；15000米以上超深井配套装备、极端工况井下机器人、井下长效感知传感器仍处于试验阶段，规模化产业化应用滞后于钻探需求；高端工业软件、地质模拟算法自主化程度不足，依赖国外底层框架。

井壁失稳、工程安全风险难以根治。超深层硬脆性白云岩、薄层页岩井段漏垮同存，井眼椭圆化、掉块卡钻频发；多压力系统同存地层，防漏、防塌、防喷难以兼顾，常规堵漏材料适配性差；超深井超长管柱疲劳损伤、井筒密封完整性长效监测技术不完善，长期生产存在井控安全隐患，极端工况应急处置智能化水平仍需提升。

向“新”向“深”向“智”而行

面向“十五五”，行业将聚焦七大核心攻关方向，推动深层超深层油气由战略接替资源转变为稳产增产主体力量，为构建新型能源体系、建设能源强国提供坚实深部资源保障，为全球深层油气高效开发贡献完整中国理论、中国技术与中国方案

深化深部油气成藏基础理论研究。持续攻关海相碳酸盐岩超深层成烃、成储、成藏完整机理，建立台缘带、断-相-溶复合体储层预测与区带优选技术；完善陆相页岩油多场耦合流动机理、深层页岩差异化富集机理，建立高温高压页岩储层低电阻、地应力预测新参数体系；分层系、分盆地厘清不同煤阶煤层气富集与渗流规律，构建鄂尔多斯、四川盆地深层煤层气分类评价标准；系统开展北疆及中亚上古生界海相盆地类比研究，摸清准噶尔、塔里木盆地万米以深碎屑岩资源潜力，拓展深部战略接替新区带。

分层系突破非常规资源效益开发关键技术。完善致密气基质区储层形成机理与预测技术，研发基质储层高效体积改造工艺，推动鄂尔多斯、准噶尔盆地致密气规模增储；聚焦页岩油富集规律、提高采收率两大核心，研发立体均衡可控压裂、渗吸驱油、二氧化碳协同压裂技术，降低单井开发成本，支撑济阳、复兴等示范区稳产；攻关深层页岩气高温高压储层缝网改造技术，形成川南、川东差异化开发工艺，打造万亿立方米深层页岩气储量基地；分层建立深层煤层气工程技术路线，高阶煤储层攻关大排量有效压裂，低阶煤储层探索小规模改造、无压裂高效开发模式，释放鄂尔多斯盆地煤层气产能潜力。

攻坚深部地球物理与测录井核心技术。围绕深层地震能量衰减、成像精度低痛点，研发大吨位宽频可控震源、超长偏移距三维地震采集技术，突破多场信息融合高精度成像、智能物探解释算法；迭代超高温高压测录装备，攻关260~300摄氏度长效工作仪器、万米高强度测井电缆，完善深部流体、裂缝定量评价技术，实现地下深部地层“看得清、判得准”。

迭代万米级钻完井、储层改造极端工况装备材料。研发260~300摄氏度耐高温钻井液、水泥浆、压裂液处理剂，高强度轻质耐蚀合金钻杆、长效密封非金属元器件等高端材料；升级15000米智能自动化钻机，研发自适应井下工具、超大排量超高压压裂车组核心装备，突破连续波、光纤双向随钻高速传输技术，推进井下机器人、智能钻头产业化；深化岩石力学、管柱力学基础研究，优化多压力系统井身结构，研发恶性漏垮同存地层长效堵漏、硬脆性地层井壁稳定防控成套工艺，破解万米深井安全成井难题。

构建全流程智能开发技术体系。以AI、数字孪生为核心，打造覆盖地质设计、钻井施工、储层改造、生产管理全生命周期自主可控工业软件矩阵；推进井工厂集群化智能管控，搭建远程智能压裂云平台、井下闭环自主调控系统；实现“探、测、钻、压、采”全流程数据互通、智能决策，推动深部油气开发由经验驱动向数据驱动转型；同步发展电动化、无人化钻采装备，持续降低人工成本与碳排放。

完善超深井智能井控与应急保障体系。升级200兆帕以上特高压井控装备，完善井筒密封完整性、钻柱损伤在线长效监测技术；研发全自动远程关井、六自由度阀门操控机器人、带火高压水力切割装备；构建多源数据融合井喷风险预警模型，实现溢漏、气侵微信号提前识别，形成极端工况快速、精准、无人化应急处置能力，筑牢深部钻井安全屏障。

推动深部油气多能融合与低碳转型。统筹深层油气勘探与地热、风光、CCUS协同开发，建立深部地层多资源立体勘探评价技术；研发二氧化碳压裂、驱油与封存一体化协同技术，实现增油、减碳双向收益；打造油气田分布式风光自消纳供电系统，构建“油气+地热+新能源”多能互补新型能源生产基地，兼顾能源保供与绿色低碳转型双重目标。