中国科“迹” | 一枚深海钻头，叩开南海深蓝之门（上）

导语

图片来源：《信物百年：红色财经》

在中国海洋石油集团有限公司展馆的展柜中，静静躺着一枚来自南海千米深海的“钢铁利器”，它质量达800千克，为同型号功勋钻头，该型号钻头助力钻获我国首个深水自营大气田。

它没有钻井平台那样宏伟震撼的钢铁身躯，个头不算庞大，金属外表布满密密麻麻深浅不一的磨损痕迹。一道道划痕、磕碰的缺口，都是它曾经在海底岩层高速研磨、奋力掘进留下的印记。这是中国海洋石油集团的馆藏实物，是当年陪伴“海洋石油981”完成我国首次自主深水钻井的同型号钻头。

“深海一号”傲岸身姿

图片来源：《走向科技自立自强》

很多参观者走到这里，目光往往被旁边巨大的钻井平台照片吸引，匆匆掠过这枚不起眼的金属构件。可很少有人知道：再庞大的海上钻井平台，想要获取海底地下的油气资源，最终都要依靠最前端这一枚小小的钻头一寸一寸啃碎岩石。平台是漂浮在大海上的海上工厂，而钻头就是伸向深海地层最前沿的触角，没有可靠的钻头，再先进的装备，也钻不透南海的海底岩层。

这枚磨损斑驳的钻头，见证了中国海洋石油从浅水走向深水的关键跨越，也记录下一段我们打破国外技术封锁，一点点啃下深水油气勘探技术难关的奋斗往事。

“深海一号”瑰丽夜景

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南海海域开启我国自主深水钻井作业

“海洋石油981”深水钻井平台

图片来源：《信物百年：红色财经》

2012年5月9日，南海荔湾6-1海域，距离香港东南约320公里，第六代深水半潜式钻井平台“海洋石油981”稳稳矗立在1493.5米水深的海面之上。这座平台自重超过三万吨，甲板面积接近一个标准足球场，最大作业水深 3000 米，设计最大钻井深度可达 12000 米（荔湾 6-1-1 井实际完钻井深 2335 米，并未钻至万米，万米是平台装备的极限设计能力，不是该井实际钻进深度），是当时我国自主建造的最高水平深水钻井装备。海面上风浪不停翻涌，平台中控室里，上百名工作人员轮班值守，所有人的目光都紧紧盯着屏幕上跳动的各项数据。

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“海洋石油981”是什么？

它的全称是海洋石油981深水半潜式钻井平台，是我国第一座自主设计、自主建造的第六代深水半潜式钻井平台，主要用于南海深海油气勘探钻井作业。半潜式平台，就是下部浮体潜入水下，只露出立柱与甲板，受海浪晃动更小，适合深海钻井；和固定在海底的钻井平台不一样，它可以拖航/自航转移到不同海域作业。

上午9点38分，绞车缓缓启动，数千米长的钻柱带着崭新的深水钻头，从平台向下出发，穿过一千多米漆黑幽暗的海水，一点点向着海床靠近。在所有人的注视之下，钻头接触海底地层，正式切入岩层，我国第一口由中国企业完全独立实施的深水探井——荔湾6-1-1井，正式开钻。

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“南海荔湾6-1”如何理解？

荔湾 6-1，是南海珠江口盆地白云凹陷内的一个油气勘探区块名称，就是 2012 年海洋石油 981 的首钻作业地点，那口井完整编号叫荔湾 6-1-1井。借用广州荔湾区地名，中海油对南海东部珠江口盆地这一片深水区块的命名代号，同系列还有荔湾3-1气田等。“6-1”是区块内部的构造编号，代表该区块里第6号构造下的1号目标。完整井名荔湾6-1-1：最后的一个“1”代表这个构造上的第1口探井。

现场的每一位工作人员心里，都悬着一块大石头。在此之前，我国自营海上油气勘探作业，基本都局限在300米以内的浅海（对外合作项目除外）。国内没有自营深水钻井成熟经验，深海和近海完全是两个世界，看不见的海流、海底内波、海底低温，随时都可能制造意外。

工作人员在进行施工作业

图片来源：《走向科技自立自强》

深海钻井风险极高，一旦井下出现钻头磨损、卡钻故障，就必须把数千米的钻柱全部从海底提上来，更换钻头之后再重新下放。仅仅一次完整的起下钻作业，就要耗费几十个小时。远海平台物资补给困难，海上作业每一天都要付出巨额成本。钻头一旦失效，不仅工期会失控，大量的资金、人力都会白白消耗掉。

钻压、转速、钻井液排量、钻头振动，每一组数字都关系整口井的成败。大家心里清楚，这枚钻头，不只是要钻穿海底的岩石，更是要钻破长期困住我国深海油气开发的技术壁垒。

首钻最终完钻井深2335米，整口井顺利完成，拿到了宝贵的地下地质资料，完整验证了我国整套深水钻井作业流程的可行性，标志着我国海洋石油工业正式迈出深水战略实质性一步。

深水油气开发曾经面临的现实困境

这份来之不易的成功背后，是过去数十年我们面对的现实困局：为什么我们一定要啃下深水钻井，一定要做出属于自己的深水钻头？

南海蕴藏着十分可观的油气资源，业内测算，我国海洋油气资源总量（远景地质资源量）三分之一集中在南海，其中七成埋藏在300米水深之下的深水区。很长一段时间，我们明明知道南海深海底下藏着大量能源，却没有能力自己去勘探。

上世纪90年代到二十一世纪初期，如果想要在南海深水区开展油气勘探，只能花钱租用国外的钻井平台，采购海外成套钻井技术。深水钻井整套解决方案，装备选型、钻头设计、钻井工艺，全部掌握在少数国外企业手中。租借国外平台不仅报价昂贵，核心技术细节完全对外封锁。我们只能出钱干活，却拿不到底层技术。

更大的难题摆在工程师面前：浅海的钻井设备，不能直接搬到深海使用。300米以内的浅海，钻柱的长度有限，海水水流带来的扰动相对可控。一旦进入上千米的深水，数千米长的钻柱悬垂在海水当中，持续被海流冲击，不停发生震荡。这种震动会顺着钻柱一直传递到海底最底端的钻头，不断冲击切削齿，加速钻头损耗。

国外的深水钻头，经过几十年持续迭代优化，专门适配深海复杂工况。国内早期的钻头，大多是为陆地钻井、近海浅层地层设计的。直接放到南海深水使用，很容易出现齿片崩裂、快速磨损，钻井效率大幅下降。

当时这个问题带来的麻烦十分现实。一口深水井，如果钻头频繁损坏，就要反复起钻更换钻头。远海物资补给困难，频繁更换钻头直接造成工期失控，成本成倍上涨。想要真正走进南海深水，只拥有一座深水钻井平台是不可行的。从隔水管、钻井控制系统，一直到最末端小小的钻头，整套关键装备，都要建立自己的方案。

钻头工作模拟图

图片来源：光厂

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隔水管，就是连接海上平台和海底井口的巨型管道，隔绝海水，输送钻井泥浆，是深水钻井必不可少的核心装备。

未完待续

一枚小小钻头，突破千米深海桎梏，见证了我国自主深水钻井从无到有的历史性跨越。这场破冰之旅，打破了海外技术的长期垄断，让南海深水油气勘探不再受制于人。但这只是中国海油深耕深蓝、攻坚核心技术的起点，国产深水钻头的迭代升级、整套深水装备体系的全面突围，还有更多攻坚克难的奋斗故事亟待揭晓。

图片来源

《走向科技自立自强》

组编：中国科学技术协会

出版时间：2023年 11月

出版单位：中国科学技术出版社

《信物百年：红色财经》

编著：中央广播电视总台财经节目中心

国务院国有资产监督管理委员会新闻中心

出版时间：2021年 10月

出版单位：中国科学技术出版社