6000米深的地下，油氣井如何靠得住？我國這項技術成“定海神針”

我們都知道，我國廣袤的國土下蘊藏著豐富的油氣資源，但它們大多都“藏”得極深。

國際上，通常將埋深超過4500米的地層稱為深層，超過6000米的則被稱為超深層。

而我國呢？

我國油氣資源最豐富的兩大盆地里，塔里木盆地超深層油氣資源量占全國陸上總量的60%以上，僅富滿油區的油氣資源量就超過10億噸，但其藏埋深度卻普遍超過8000米。另一個四川盆地，油氣資源埋藏深度也達到4500-6000米；

也正因如此，跟波斯灣地區隨便挖一下都能出油不同，在我國，進行深層、超深層油氣勘探幾乎是家常便飯。

但是，要在數千米深的地下開采油氣資源絕非易事，不僅地質構造異常復雜，環境也極端惡劣，動輒就是超過180攝氏度的超高溫，地下壓力更是高達140兆帕，相當于每平方厘米承受1.4噸的重量；

數千米深的油氣井，打出來只是第一步，油管套管如何在這樣的極端環境里長期穩定運行，才是關鍵。稍有閃失，一旦出現套管破損、井筒失效，整口油氣井就可能報廢。

怎么辦？

我國研制的高性能膨脹管材，就成為了支撐超深層油氣開發的“定海神針”。

膨脹管材的作用有點像心血管支架，以小尺寸下入井筒深處，到達預定位置后，通過專用工具使其膨脹變大，與井壁或破損套管緊密貼合，從而完成鉆井護航、套管修復、井筒重構、裸眼封堵等多項關鍵任務，從而讓受損的井“起死回生”；

可以說，膨脹管材直接決定了油井在數千米的地下能不能“靠得住”，沒有可靠的膨脹管材，超深層油氣井的安全穩定運行就無從談起。

然而，要制造出符合要求的高性能膨脹管材，難度卻超乎想象！

入井前，膨脹管材必須具備高塑性、高韌性，才能順利變形；膨脹后，又必須擁有高強度、高韌性，這樣才能扛住強大的地層壓力，適應地下極端環境。傳統的馬氏體鋼強度夠，但韌性不足，奧氏體鋼韌性好，但強度又跟不上，要讓同一種材料同時具備這幾種看似矛盾的性能，就像要讓魚和熊掌兼得一樣困難；

這也導致，在過去很長一段時間，這項核心技術被國外公司壟斷，不僅相關材料價格高昂，供貨周期和技術服務也受制于人，成為制約我國超深層油氣勘探的“卡脖子”難題。

為了攻克這一技術壁壘，中國鋼研科技集團所屬鋼鐵研究總院有限公司自2012年起就啟動了大膨脹量膨脹管材的自主研發工作。研發團隊反復調試鋼材配方和熱處理工藝，經過無數次失敗和改進，終于在實驗室層面突破80Ksi鋼級膨脹管材的關鍵技術，掌握了完整的自主知識產權。

2020年，為推動技術走向產業化，鋼研總院牽頭組建了產學研用聯合攻關團隊，攜手內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司鋼管分公司、中國石油集團工程技術研究院有限公司，開展從材料研發、生產制造到現場應用的全鏈條系統攻堅。

最終，研發團隊成功攻克高性能膨脹管管材、大膨脹率高強度膨脹螺紋以及長壽命低摩阻復合變徑膨脹錐三大核心技術難題，膨脹管及全部配套工具的國產化率達到100%。

如今，我國已經成功開發出12種規格的80Ksi高性能膨脹管材，全面覆蓋了裸眼封堵、井筒重構等核心應用場景。

更關鍵的是，這些國產管材在實際應用中也表現出了優異的性能：

一方面，在塔里木盆地以及四川盆地的油氣田中，國產膨脹管材大量應用，有效解決了井筒修復、漏失治理等長期存在的行業難題；

比如今年2月中旬，在重慶涪陵的一口頁巖氣井中，39根國產高性能膨脹管材被送至井筒深處，成功修復了破損的套管，恢復了井筒的完整性和承壓能力；

在四川頁巖氣地區，國產膨脹管連續三年創造了膨脹管裸眼封堵作業的世界最佳年度成績，有效解決了深井復雜漏失難題。其支撐的膨脹管井筒重構技術，還創下了國內單井及單段重構長度的新紀錄。

另一方面，國產高性能膨脹管材還走出國門，贏得了國際市場的認可；

2025年11月，在阿聯酋阿布扎比的一口油氣井中，國產膨脹管材順利完成了一次長達193.5米的等井徑膨脹作業，創下了全球單次膨脹管材等井徑作業最長的世界紀錄；

這一成就，標志著我國在深井核心管材領域已經從過去的技術跟隨者轉變為全球領跑者。

截至目前，我國研制的高性能膨脹管材，已經應用到國內外超過20個油氣田，累計應用超過500井次，應用成本相比進口產品下降了30%至50%。

在全城探秘看來，高性能膨脹管材上的技術突破，不僅僅意味著我國的深層、超深層油氣勘探不再受制于人，更重要的是，正如全城探秘在文章開頭所說，我國油氣資源最豐富的區域，比如塔里木盆地、四川盆地等，油氣都“藏”得非常深，這也意味著，膨脹管材在我國有著非常廣闊的應用場景；

在塔里木盆地，我國已經鉆探了1600余口超6000米的超深井，占全國總量的80%以上，其中超8000米的深井達到188口。去年，我國首口超萬米科探井深地塔科1井在塔里木盆地鉆至地下10910米完鉆，不僅成為亞洲第一、世界第二垂直深度井，更在全球范圍內首次發現了地下萬米的油氣資源；

四川盆地也毫不遜色，深地川科1井也已鉆探至萬米深度，創造了全球最大尺寸井眼萬米深井紀錄。

諸多深井、超深井的鉆探，也使得我國油氣資源開采成績斐然；

今年前兩個月，塔里木油田超深層油氣當量突破300萬噸，而這座油田累計從6000米以下地層開采的油氣已經達到1.5億噸當量，相當于去年全國油氣產量的37%；

四川盆地資陽東峰頁巖氣田探明地質儲量超過2300億立方米，將頁巖氣勘探推向了埋深超4500米的超深層新領域。

考慮到深層、超深層油氣開采面臨的技術難題和極端環境，考慮到霍爾木茲海峽對全球能源供應的影響，國產高性能膨脹管材，無疑堪稱我國油氣資源開采的“定海神針”。