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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，首次发布万米以下取得的岩芯标本，圆满完成科学探索和发现油气两大任务。这一壮举不仅标志着我国在“深地”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(mù)油(yóu)田(tián)深(shēn)地(de)塔(tǎ)科(kē)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(mǐ)，创(chuàng)造(zào)了(le)当(dāng)时(shí)的(de)世(shì)界(jiè)纪(jì)录(lù)。1970年(nián)，在(zài)靠(kào)近(jìn)北(běi)极(jí)圈(quān)的(de)科(kē)拉(lā)半(bàn)岛(dǎo)上(shàng)，苏(sū)联(lián)开(kāi)启(qǐ)了(le)雄(xióng)心(xīn)勃(bó)勃(bó)的(de)深(shēn)钻(zuān)计(jì)划(huà)，科(kē)拉(lā)SG-3井(jǐng)在(zài)1989年(nián)达(dá)到(dào)最(zuì)大(dà)井(jǐng)深(shēn)——12262米(mǐ)，创(chuàng)造(zào)了(le)新(xīn)的(de)世(shì)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(qì)盆(pén)地(de)。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，位于我国新疆塔克拉玛干沙漠腹地的深地塔科1井开钻。技术人员凭借精湛的专业能力和惊人的毅力朝着万米深度挺进，终于在2024年3月4日突破10000米。2025年2月20日，深地塔科1井以10910米的垂直深度完钻，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、高压是超深井钻探中的最大难题。随深度增加，地温每100米约升3℃，加之钻机摩擦热，钻头和钻杆易变形乃至断落。其次是高压的考验，钻至万米后，钻井设备要承受145兆帕的超高压，相当于在指甲盖大小的面积上施加1.45吨重量。此外，钻进过程还面临着地层硬度飙升、井壁失稳、方向倾斜、取芯困难等一系列难题。有人形象地形容万米之下的钻杆“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、基础工业实力和整个科技的发展水平。”

经过科研攻关，深地塔科1井不断突破“深度”极限，通过了万米地下极端恶劣工况环境的检验，为我国向(xiàng)地(de)球(qiú)深(shēn)部(bù)进(jìn)军(jūn)提(tí)供(gōng)了(le)坚(jiān)实(shí)的(de)装(zhuāng)备(bèi)保(bǎo)障(zhàng)。

在(zài)万(wàn)米(mǐ)深(shēn)层(céng)，科(kē)研(yán)团(tuán)队(duì)首(shǒu)次(cì)获(huò)取(qǔ)了(le)完(wán)整(zhěng)万(wàn)米(mǐ)岩(yán)芯(xīn)序(xù)列(liè)，在(zài)寒(hán)武(wǔ)系(xì)地(de)层(céng)10851米(mǐ)到(dào)10910米(mǐ)井(jǐng)段发(fā)现(xiàn)了(le)优(yōu)质(zhì)古(gǔ)老(lǎo)烃(tīng)源(yuán)岩(yán)，为(wèi)探(tàn)索(suǒ)深(shēn)地(de)油(yóu)气(qì)战(zhàn)略(è)发(fā)现(xiàn)提(tí)供(gōng)了(le)依(yī)据(jù)，对(duì)于(yú)保(bǎo)障(zhàng)国(guó)家(jiā)能(néng)源(yuán)安(ān)全具(jù)有(yǒu)重(zhòng)大(dà)意(yì)义(yì)。

03 破(pò)解(jiě)5亿(yì)年(nián)的(de)“地(de)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，可以揭示大陆地壳的物质组成与结构，探索地球深部流体系统、地热结构，并解决地球演化的一系列重大基础科学问题，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。这该如何理解呢？

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，包括第四系、新近系、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(chuán)播(bō)时(shí)，会(huì)因(yīn)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(de)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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