從北宋卓筒井的竹筒提撈，到自貢燊海井的千米鉆進(jìn)；從得克薩斯州紡錘頂油田的黑色黃金噴涌，到塔克拉瑪干沙漠的萬(wàn)米突破——鉆井技術(shù)的每一次進(jìn)階，都是人類(lèi)對地球深部密碼的破譯。這場(chǎng)跨越千年的鉆井技術(shù)長(cháng)征，不僅丈量著(zhù)地質(zhì)的深度，更書(shū)寫(xiě)著(zhù)人類(lèi)文明的廣度。

本期我們一起來(lái)回顧人類(lèi)在油氣資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中的重要一環(huán)--鉆井工程的發(fā)展歷程。

燊海井老鹽場(chǎng)

一、經(jīng)典技術(shù)的原理解碼：從“叩擊”到“導航”的智慧演進(jìn)

頓鉆鉆井：原始而精妙的“地下叩擊”

頓鉆鉆井（又稱(chēng)沖擊鉆井）是人類(lèi)最早的鉆井技術(shù)，發(fā)源于四川自貢，最早可追溯至東漢時(shí)期。

木質(zhì)碓架通過(guò)杠桿原理，驅動(dòng)數百斤的鐵銼（也就是鉆頭）以每分鐘10-20次的頻率沖擊地層，配合竹筒提撈巖屑，以“一叩一撈”的循環(huán)模式，從井眼開(kāi)采石油、天然氣、鹽鹵等地下資源。

沖擊式頓鉆技術(shù)示意圖

而這一傳統技術(shù)的巔峰之作便是1835年在四川自貢鑿成的燊海井。燊海井通過(guò)創(chuàng )新采用耐磨合金的鉆頭、牛力絞車(chē)優(yōu)化動(dòng)力傳輸和獨創(chuàng ) “測井及糾斜” 工藝精準控制井斜，從而成功穿透三疊紀嘉陵江組地層，憑借1001.42米的井深成為“世界第一口人工超千米深井”，可同時(shí)單日獲得14噸鹽和8500立方米天然氣。

24年后，位于美國的德雷克井才僅有21.69 米，可見(jiàn)燊海井遠超同時(shí)代西方鉆井技術(shù)和深度，至今仍是行業(yè)追溯“鉆井文明”的重要坐標。因此，頓鉆技術(shù)被李約瑟譽(yù)為“中國古代第五大發(fā)明”，并載入《中國科學(xué)技術(shù)史》，對現代鉆井技術(shù)產(chǎn)生了深遠影響。

旋轉鉆井：工業(yè)革命的“地下旋風(fēng)”

1901年美國紡錘頂油田的旋轉鉆機，徹底改寫(xiě)了原有的鉆井方式，成為替代頓鉆的革命性技術(shù)。

旋轉鉆井的核心在于“旋轉破巖+循環(huán)排屑”的連續作業(yè)模式：頂部驅動(dòng)裝置（TDS）像“地下陀螺”般帶動(dòng)鉆柱360度穩定旋轉，搭配鉆頭和泥漿循環(huán)系統，在地層中每小時(shí)能“啃”下數十米，效率是頓鉆的數十倍。

泥漿循環(huán)系統給旋轉鉆井技術(shù)提供了高效率作業(yè)的關(guān)鍵支撐，密度1.15-2.4g/cm3的特制泥漿（被稱(chēng)為“鉆井的血液”）從鉆桿泵入，經(jīng)鉆頭水眼噴出高速射流，再通過(guò)鉆桿與井壁的空隙（環(huán)空）將巖屑帶回地面。

這一循環(huán)同時(shí)完成多個(gè)任務(wù)：既輔助破碎巖石、冷卻發(fā)燙的鉆頭，又像“快遞員”將巖屑帶回地面，同時(shí)，還能以液壓平衡地層壓力防井噴、在井壁形成泥餅加固巖層。

1974年，美國伯沙羅杰斯鉆洞憑借這項技術(shù)突破9583米深度，首次將人類(lèi)探索力延伸至近萬(wàn)米地下，為深層油氣開(kāi)發(fā)打開(kāi)了大門(mén)。

按驅動(dòng)鉆頭的方式不同，旋轉鉆井可以分為井下動(dòng)力鉆具鉆井與地面驅動(dòng)鉆井。最常用的地面驅動(dòng)鉆井又分為傳統的轉盤(pán)旋轉鉆井和頂部驅動(dòng)旋轉鉆井（簡(jiǎn)稱(chēng)：頂驅鉆井）。

轉盤(pán)鉆井通過(guò)地面轉盤(pán)帶動(dòng)鉆柱和鉆頭旋轉，結構簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，適用于5000米以下的中淺井。而頂驅鉆井的動(dòng)力裝置安裝在鉆井架頂部，直接驅動(dòng)鉆柱旋轉，省去轉盤(pán)，鉆柱無(wú)需整體旋轉，減少摩阻，進(jìn)一步提高了鉆進(jìn)效率。

為進(jìn)一步提質(zhì)增效，行業(yè)內越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始在傳統的轉盤(pán)鉆井鉆機基礎上升級為頂驅鉆井。今年9月，在新疆油田八區一口常規油氣井的鉆井作業(yè)中，貝肯能源在新疆油田工區內，首次在車(chē)載鉆機上加裝頂驅以提升鉆井效率。

和旋轉鉆井相比，頂驅鉆井在減少工序節約周期的同時(shí)，提升預防和處理復雜的能力。在頂驅的加持下，貝肯能源在該井刷新了該區塊鉆井作業(yè)的新紀錄。

定向與水平鉆井：旋轉技術(shù)的“精準導航升級”

當旋轉鉆井突破萬(wàn)米深度后，人類(lèi)又面臨新挑戰：地下油氣藏常像散落的珍珠藏在非垂直地層，比如頁(yè)巖氣、致密氣等。

1932年美國亨延灘油田率先應用的定向鉆井技術(shù)，成為了旋轉鉆井的“精準化延伸”——而水平井則是定向井的特殊形態(tài)：當井眼斜度達到接近甚至超過(guò)90度，且在油氣層中形成水平延伸段時(shí)，便成為水平井，實(shí)現“地面一口井，地下走平路”的作業(yè)效果。

其核心是“動(dòng)態(tài)轉向+實(shí)時(shí)定位”系統：井下動(dòng)力鉆具的“彎接頭”如同“地下轉向節”，可微調鉆進(jìn)角度；隨鉆測量?jì)x（MWD）像“地下GPS”，通過(guò)伽馬射線(xiàn)測巖性、電阻率判油氣，每秒將數據傳至地面，確保鉆頭按預設軌跡穿行。

相比旋轉鉆井的垂直突進(jìn)，定向井的水平段能像“蚯蚓”般在油氣層中延伸數千米，使單井與儲層接觸面積擴大數十倍，采收率也得到大幅提升。這種“精準打擊”不僅減少地表占地，更讓分散的油氣藏得到高效開(kāi)發(fā)，成為當代油氣開(kāi)采的“標配技術(shù)”。

江漢油田涪陵頁(yè)巖氣田焦頁(yè)44-Z5HF井，

以5442米的水平段長(cháng)度刷新亞洲陸上水平段最長(cháng)紀錄

空氣與平衡壓力鉆井：旋轉技術(shù)的“環(huán)境適配方案”

作為旋轉鉆井的“細分優(yōu)化分支”，兩類(lèi)技術(shù)針對復雜地質(zhì)實(shí)現“因地制宜”。

空氣鉆井在干旱地區或漏失地層展現出獨特優(yōu)勢——它以壓縮空氣替代傳統泥漿，形成的“空中傳送帶”裹挾巖屑高效返至地面。

在新疆克拉瑪依的戈壁油田，這種“無(wú)水作業(yè)”模式就很適用，不僅規避了泥漿在砂巖層的大量漏失，還因氣流持續冷卻鉆頭，可以使單井鉆井周期大幅縮短。

遇到中等漏失地層時(shí)，混入泡沫劑的空氣能形成穩定的泡沫柱，既增強攜屑能力，又減少地層損害，讓脆弱的油氣層保持原始產(chǎn)能。

塔里木油田博孜1-2井采用空氣鉆井技術(shù)

鉆至井深5068米，較常規鉆井技術(shù)提速2倍以上

平衡壓力鉆井則像“地下壓力調節器”，鉆遇高壓氣層時(shí)，向泥漿加入重晶石 “增重”，以更高液柱壓力防井噴；鉆入低壓漏失層時(shí)，注入氮氣 “減重”，降低地層壓迫，成為深海、超深井安全作業(yè)的關(guān)鍵。

二、深地、智能、綠色：行業(yè)新趨勢與貝肯的“創(chuàng )新實(shí)踐”

當前，鉆井技術(shù)正經(jīng)歷從“經(jīng)驗驅動(dòng)”到“數據驅動(dòng)”、從“單點(diǎn)突破”到“系統融合”的深刻變革，形成了以更深、更智能、更綠色的核心發(fā)展趨勢，而貝肯能源也始終以“深耕領(lǐng)域、持續創(chuàng )新”為錨，緊跟行業(yè)進(jìn)階步伐。

今年初，我國首口超萬(wàn)米科探井“深地塔科1井”在10910米順利完鉆，創(chuàng )亞洲第一、世界第二的陸上垂深紀錄——其采用的12000米自動(dòng)化鉆機，標志著(zhù)我國深地鉆井技術(shù)躋身全球前列。

我國首口超萬(wàn)米科探井——深地塔科1井

同時(shí)，我國的旋轉導向鉆井技術(shù)同樣取得了突破性進(jìn)展。2025年7月，中國自主研發(fā)的“璇璣”旋轉導向鉆井系統，以6018米完鉆井深、158℃井溫、單趟進(jìn)尺2038米刷新紀錄，標志我國自主旋轉導向技術(shù)跨入超深井領(lǐng)域。目前“璇璣”累計作業(yè)2751井次、總進(jìn)尺突破260萬(wàn)米，一次入井成功率95%。

“璇璣”系統整體架構

在“雙碳”目標下，低污染、低能耗的綠色鉆井技術(shù)也已成為行業(yè)共識。貝肯能源也一直致力于綠色化和低碳化的油氣開(kāi)發(fā)服務(wù)。近年來(lái)，公司在生產(chǎn)作業(yè)現場(chǎng)通過(guò)創(chuàng )新采用以天然氣發(fā)電等代替傳統柴油發(fā)電的方式，為鉆井、壓裂等施工作業(yè)提供動(dòng)力支撐。

與柴油發(fā)電相比，天然氣發(fā)電在碳排放、顆粒物、氮氧化物、硫氧化物等方面更低，對環(huán)境更友好，甚至還可以通過(guò)井口氣處理后直接供氣發(fā)電的方式，實(shí)現井口氣的就地消納。

結語(yǔ)：

從燊海井的竹纜鐵銼到深地塔科1井的智能鉆機，從定向鉆井的“地下導航” 到貝肯能源不斷刷新的區塊紀錄——鉆井技術(shù)的每一次突破，都是“深耕領(lǐng)域、持續創(chuàng )新”行業(yè)價(jià)值的具象化。

當我們的鉆頭叩擊萬(wàn)米地層時(shí)，這不僅是金屬與巖石的碰撞，也是貝肯能源與行業(yè)同頻共振的決心：在深地探索的長(cháng)征中，貝肯能源將始終以技術(shù)為炬，向著(zhù)更高效率、更高精度、更加清潔的方向，持續叩擊地球深部的無(wú)限可能。