向深层超深层要资源，成为缓解国内油气资源接替压力的必然选择◆。油气勘探开发向深地挺进，本质是工程技术的系统性攻坚★。“十五五”时期必须坚定不移实施以科技创新为引领的“深地工程”▷=。

　　本文聚焦深层超深层油气资源在我国“十五五”时期保障国家能源安全中的战略地位▼▲◇，分析其勘探开发面临的复杂挑战，提出关键技术突破方向及创新路径。文章主张★，唯有实现资源、技术与产业的深度协同，才能将深层资源潜力切实转化为保障能源安全的现实产能，为经济高质量发展注入新动能。

　　“中国石化积极响应习“向地球深部进军■-○”号召，先后建成顺北油气田基地◆、济阳页岩油基地、川渝天然气基地三大☆○◇“深地工程□•△”□，充分证实我国超深层油气资源的巨大潜力。图为2025年9月19日，正在钻进的西北油 田顺北SHB4-18X井▽。李学仁/摄

　　十五五☆▷”时期，深层超深层油气勘探开发是保障我国能源安全◁、缓解资源接替压力▲、推动产业升级的战略举措。深层超深层油气凭借巨大资源潜力，将成为国内增储上产的关键接替领域▲●。然而，深地钻井面临极端地质环境☆▲、装备技术适应性不足、安全效率难以兼顾等系统性挑战◇▷。为此，要聚焦深地地质力学理论研究、超高温高压钻井技术与装备攻关、智能化绿色化钻探技术革新等方向，构建自主可控的技术体系，将深层资源潜力转化为现实产能◁•，为保障能源安全与高质量发展提供坚实支撑◁……。

　　自主供给是能源安全的基石○▽。国家统计局数据显示◇，我国2024年原油对外依存度达72.2%□■□，天然气对外依存度42.6%…，我国油气对外依存度长期处于高位，已成为能源安全体系中的关键风险点。当前，全球能源格局重构叠加地缘政治风险•◇，进一步加剧供应不确定性。俄乌冲突引发全球能源贸易震荡○，我国进口油气面临运输成本攀升、供应不稳等问题；部分国家还将能源作为地缘博弈工具，通过贸易限制、价格调控影响市场。

　　在此背景下★☆▷，提升国内油气自主供给能力成为保障能源安全的核心路径。深地领域作为油气资源开发的重要接替空间，其勘探开发规模的扩大，能够有效降低对外依存度▼，增强能源供应体系的抗风险能力。自然资源部《“十五五”自然资源标准化工作规划》明确提出“加快抢占深海、深地等领域标准化制高点■”，这标志着深地资源的战略价值已从潜在储备升级为保障国家能源安全、塑造产业竞争力的核心载体▽•★。

　　深层超深层是资源接替的核心领域。我国浅层常规油气开发已达成熟期，采收率逐年下降。而我国深层超深层油气资源潜力巨大，其中石油资源量占油气资源总量的34%□▲，天然气技术可采资源量占比更高达56●○•.1%，是陆上油气资源勘探开发中剩余资源量最丰富、发展潜力最大的领域。以塔里木、准噶尔盆地为核心的西部战略区，是全球罕见的超8000米以深天然气富集区，已探明多个万亿立方米级大气田☆，2024年产量突破300亿立方米，贡献了当年全国天然气增量的40%，是我国天然气增储上产的■“绝对主力”☆▷▼。四川盆地作为综合性天然气生产基地，深层页岩气资源潜力尤为突出，仅埋深4000～5000米的有利勘探面积即超过1▼.2万平方公里，资源量突破7万亿立方米▪◆，同时其海相深层常规天然气资源量巨大，具备多层系立体开发的优越条件。以渤海湾盆地为代表的东部断陷盆地，深部潜山及深层砂砾岩体资源潜力可观○-☆，是稳住东部原油产量基本盘、实现老油田资源接替的关键领域。这三大战略区资源总量雄厚，开发前景广阔，构成了保障国家能源安全的深层资源基石。

　　此外，在开发深地油气的同时，可同步推进地下空间二氧化碳封存•、地热能开发等项目，实现•…“一井多能▪◇”的综合开发模式◁□。例如，新疆某深层油田通过伴生二氧化碳回注地层技术，不仅降低了碳排放强度，还使原油采收率提升5至8个百分点，实现了资源开发与生态保护的协同发展▷•●。

　　深地勘探开发是产业升级的重要引擎●•。油气勘探开发向深地挺进，本质是工程技术的系统性攻坚。深地油气勘探开发面临极端地质环境挑战，超高温（地下温度超200摄氏度）、超高压（压力系数达2.0以上）条件对技术与装备提出了远超常规开发的要求□。目前我国在深地探索已获突破，在钻井液技术方面•○，成功研发出耐230摄氏度高温的高性能水基钻井液，打破国外技术垄断，建立了具有自身特色的超深特深层油气勘探开发工程技术与装备体系，支撑保障了超深特深层勘探突破和规模效益建产△▲，有效提高了钻井成功率…-…，截至2025年10月，中国石化已完成8000米以深超深井183口。但面对更深▷、更复杂的目标，仍需推动科研与技术工程化深度融合。从产业联动效应来看▽■，深地勘探开发对高端装备制造、新材料、人工智能等领域的拉动作用显著。例如◁，深地钻井所需的高强度钻杆推动特种钢材产业技术迭代，智能勘探所用的AI算法可应用于矿产资源勘探、地质灾害预警等场景★。据行业预测○，深地勘探开发相关产业将形成万亿级市场规模，成为◇“十五五”时期经济增长的新动力，助力我国在全球能源技术竞争中占据优势地位。

　　因此，深地油气勘探开发既是保障国家能源安全的战略举措□，也是缓解资源接替压力的现实路径，更是推动产业升级的重要机遇。“十五五”时期△○，通过持续深化深地勘探开发，将进一步夯实我国能源安全基础▲▪，为经济高质量发展与绿色转型提供有力支撑★●。

　　深井超深井钻完井工程是触及地球深部未知领域的极限作业，面临的挑战已超越常规工程范畴，演变为集地质不确定性★-△、极端物理化学环境与工程技术瓶颈于一体的系统性难题◁■。

　　极端复杂的工程地质环境与不确定性挑战-◇。深层超深层钻遇的地质体呈现多重复杂性耦合特征…，构成了难以预测的“地下迷宫-”。主要表现为▲=○：多压力系统并存且动态变化，导致窄密度窗口（如塔里木盆地仅0•△.01~0.02克/立方厘米），井涌与井漏风险交织。地层岩性与流体性质复杂，同一裸眼段可能钻遇高压盐水层、高含硫（H2S）气层、巨厚盐膏层及坚硬砾石层，对钻井液性能与井筒稳定性构成严峻考验。深部地应力场复杂且难以精准预测○▽，在高陡构造区（地层倾角可达87）极易导致井眼失稳与轨迹控制失效--▷。这些不确定性使得钻井设计从“确定性规划▽”转变为□-◁“高风险博弈”▪，任何地质模型的偏差都可能导致工程失利，甚至无法钻达地质目的层▷▪=。

　　极限工况下的工程技术装备适应性挑战。在超过6000米，尤其是8000米以深的领域▷，高温（190摄氏度，部分210摄氏度）、高压（130兆帕，部分150兆帕）的极端工况，使得现有技术、装备的性能面临“天花板★…△”=•。例如井身结构层次不足，难以有效封隔多套复杂压力层系和流体单元；井下工具与测量系统可靠性急剧下降，高温导致电子元器件失效、密封材料老化，高压加剧工具磨损与疲劳；钻井液与固井水泥浆体系性能极限，在高温高压下流变性失控、稳定性变差，丧失携岩与护壁功能；破岩与提速工具效率低下，面对巨厚砾石层△◇•、高含石英岩等坚硬地层，机械钻速极低，钻头磨损严重，导致钻井周期被大幅延长。

　　工程安全、效率与完整性保障的综合挑战☆◁。复杂地质与极限工况的叠加，使得钻井作业在安全▲、效率和质量控制上陷入多重矛盾。施工风险剧增■•◁，“溢漏同存”等复杂情况频发，安全密度窗口的精确控制成为世界级难题★；井筒完整性保障难度大，从钻井、完井到全生命周期生产，超深井的套管载荷•、水泥环密封性能在高温高压及酸性介质（H2S）环境下经受严峻考验；提速提效与安全优质之间的矛盾突出•=▲，在追求机械钻速的同时，难以兼顾井眼质量与地层保护，导致后续完井与试采作业困难▲☆；全周期技术方案不成熟，从超深小井眼作业◇☆=、高温高压固井到长期完整性监测■▽●，尚缺乏经过大规模验证的成套解决方案，制约了深层资源的规模化、效益化开发▼。

　　面对深层超深层钻井的诸多挑战，■“十五五◇■”时期必须坚定不移实施以科技创新为引领的▽△△“深地工程”，构建自主可控、智能绿色的新一代技术体系，将宏伟的战略蓝图转化为现实生产力。

　　一是深化深地地质力学与工程基础理论研究。向深层超深层进军…◇，首要挑战来自对极端环境下岩石力学行为认知的不足。当前的理论模型多基于中浅层经验，难以准确预测高温（200摄氏度）◁、高压（200兆帕）▲◁、高地应力及复杂地质力学环境下井壁的失稳机理与破岩效率。未来研究的核心是构建中国特色的复杂深地地质力学理论体系。

　　加大深层原位环境实验装置的自研力度与规模△☆，必须突破国外技术垄断-•，自主研制能够真实模拟深层温压应力化学多场耦合条件的超大尺度、超高参数岩石力学测试系统。大力发展高精度数值模拟与智能地质力学建模方法，基于实验数据和大数据驱动，研发耦合热流固化多物理场的地质力学模拟平台△●。该平台需能集成地震、测井、钻井等多源信息，实现从区域地应力场到井周微观损伤的跨尺度精准预测△◁▽。重点攻克复杂构造带地应力非均匀分布、深层缝洞型储层井壁坍塌压力动态演化，以及基于人工智能的岩性识别与力学参数随钻反演等前沿算法。深化深地地质特征的系统性科学认识▽◇=，理论研究不能脱离地质实际，需开展专项研究，厘清我国主要深地勘探靶区的岩石矿物组成□☆、地层压力系统▷◁、天然裂缝网络与地应力场的空间分布规律。特别要关注深层高温高压条件下，岩石脆塑性变化临界点•、钻井液化学作用诱发的井周强度劣化等关键科学问题。

　　只有建立对地质环境深刻理解基础上的力学理论▲，才能为井身结构优化、钻井液性能设计、钻头选型与参数优化提供坚实支撑，最终实现从“被动应对复杂”到“主动设计安全”的根本转变，支撑超深层油气资源的安全■▷◁、高效、经济开发□…。

　　二是攻关超高温高压钻井关键技术与井下装备。基础理论的突破必须落地为可靠的关键技术与装备。向地球深部进军，每一次下钻都面临着高温◇◇=、高压、高应力及复杂地质体的极限挑战。因此★●-，构建一套自主可控、性能可靠□▽、技术领先的超深层钻井技术体系，是支撑“十五五”深部攻坚战略、破解“卡脖子”难题的核心工程。

　　其一是超高温井筒工作液技术的革命性突破▲•◆。工作液是钻井的◆△◇“血液□▷”，其在极端环境下的性能直接决定作业成败。针对超过230摄氏度、压力200兆帕的井下工况，必须突破传统材料的性能极限。须攻克耐超高温抗盐钙污染的高性能水基/合成基钻井液配方，确保其在长期高温下流变稳定。攻关重点在于研发超高温抗盐钙的合成基/高性能水基钻井液体系、抗超高温高性能堵漏与封堵材料。这背后依赖的是超高温聚合物、纳米复合材料等前沿新材料的创新，需要联合材料科学、化学工程等领域进行协同攻关•■-。

　　其二是高温高压井下工具与测量系统的自主化与可靠性提升。旋转导向系统（RSS）☆△△、随钻测量系统（LWD/MWD）、高性能钻头•△△、耐压完井封隔器等是钻探深地的关键。当前，适用于200摄氏度以上环境的耐高温随钻测量芯片、高可靠性井下大功率电机、长寿命轴承等核心电子元器件和精密机械部件仍大量依赖进口。必须集中力量发展高温储能与发电技术、研发新型耐磨抗腐合金材料，打造全链条自主可控的超高温高压井下工具，确保深地钻井作业的自主权与成本可控性•▷…，真正将技术优势转化为产能优势和经济效益，培育驱动行业高质量发展的新质生产力。

　　三是引领智能化与绿色化的钻探技术革命-☆。面对深部攻坚，传统的钻探模式已难以应对极端工况与降本增效的双重挑战-○◁。以智能化与绿色化为双核心的技术革命，正驱动钻井作业向更安全○、更高效★、更可持续的下一代范式转型★□●。

　　智能化革命的核心，在于构建一个“感知决控”一体化的自主系统。其基础是通过物联网技术，将地面装备□、井下工具▽……、循环系统等全要素实时互联★，实现海量工程数据的高速采集与汇聚。以此为基础，融合地质◆●★、地震、钻井历史等多源信息◆▷，构建涵盖“地面井下=-”“地质工程★”的动态数字孪生体○☆○。这个虚拟镜像能超前模拟井下工况，实现钻井过程的透明化与前瞻性预演。依托行业大模型的迭代与人工智能算法，该系统能够实现智能地质建模与井眼轨迹的自主实时优化▪，并建立复杂工况的智能预警与决策闭环，推动作业从“经验驱动▲”迈向“数据与模型驱动=●□”的新阶段。配套的自动化钻机与机器人系统，则从硬件层面为实现少人化、无人化的“智能钻井新范式”奠定基础▲◁。

　　绿色化革命则贯穿钻探作业的全生命周期•▪★，旨在实现清洁生产与资源循环。其首要路径是源头替代，即研发推广全生物降解、低毒性的高性能环保型钻井液体系，从根本上降低作业的环境足迹。更为关键的是过程控制与末端治理，必须大力发展钻井岩屑与压裂返排液的随钻处理与资源化利用技术，通过高效分离、无害化处理及产物的高价值转化，最终目标是实现现场废弃物的近零排放。同时□▪，作业过程的低碳化势在必行，全面推广电驱钻机，并结合智能化系统实现能耗的动态优化，是降低碳排放的直接举措。

　　智能与绿色的深度融合，正将深层钻探从传统的•◁“经验驱动…●☆、风险叠加”模式，重塑为△■▽“数据驱动、风险可控、环境友好”的智慧作业新范式☆☆◆。通过将实时环境数据与工程参数智能耦合，系统能同步优化钻井效率与资源循环。例如，数字孪生根据井下工况动态调整钻井液配方，在保障井壁稳定的同时最小化化学剂消耗与废弃物产生□▷▽；智能控制系统则匹配钻机负荷与地层可钻性○，实现“钻进能耗”动态平衡◁。这一变革不仅提升了超深井作业的安全与效率▽，更构建了资源开发与环境保护相协调的工程新形态△，为深地工程的可持续、效益化开发提供了核心驱动力。