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米突破——鉆井技術(shù)的每一次進(jìn)階，都是人類對(duì)地球深部密碼的破譯。這場(chǎng)跨越千年的鉆井技術(shù)長(zhǎng)征，不僅丈量著地質(zhì)的深度，更書寫著人類文明的廣度。
本期我們一起來回顧人類在油氣資源開發(fā)過程中的重要一環(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(dǎo)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（又稱沖擊鉆井）是人類最早的鉆井技術(shù)，發(fā)源于四川自貢，最早可追溯至東漢時(shí)期。
木質(zhì)碓架通過杠桿原理，驅(qū)動(dòng)數(shù)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(tǒng)技術(shù)的巔峰之作便是1835年在四川自貢鑿成的燊海井。燊海井通過創(chuàng)新采用耐磨合金的鉆頭、牛力絞車優(yōu)化動(dòng)力傳輸和獨(dú)創(chuàng) “測(cè)井及糾斜” 工藝精準(zhǔn)控制井斜，從而成功穿透三疊紀(jì)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，可見燊海井遠(yuǎn)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(biāo)。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(duì)現(xiàn)代鉆井技術(shù)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。
旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)鉆機(jī)，徹底改寫了原有的鉆井方式，成為替代頓鉆的革命性技術(shù)。
旋轉(zhuǎn)鉆井的核心在于“旋轉(zhuǎn)破巖+循環(huán)排屑”的連續(xù)作業(yè)模式：頂部驅(qū)動(dòng)裝置（TDS）像“地下陀螺”般帶動(dòng)鉆柱360度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，搭配鉆頭和泥漿循環(huán)系統(tǒng)，在地層中每小時(shí)能“啃”下數(shù)十米，效率是頓鉆的數(shù)十倍。
泥漿循環(huán)系統(tǒng)給旋轉(zhuǎn)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(xiàng)技術(shù)突破9583米深度，首次將人類探索力延伸至近萬米地下，為深層油氣開發(fā)打開了大門。
按驅(qū)動(dòng)鉆頭的方式不同，旋轉(zhuǎn)鉆井可以分為井下動(dòng)力鉆具鉆井與地面驅(qū)動(dòng)鉆井。最常用的地面驅(qū)動(dòng)鉆井又分為傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)鉆井和頂部驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉆井（簡(jiǎn)稱：頂驅(qū)鉆井）。
轉(zhuǎn)盤鉆井通過地面轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)鉆柱和鉆頭旋轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，適用于5000米以下的中淺井。而頂驅(qū)鉆井的動(dòng)力裝置安裝在鉆井架頂部，直接驅(qū)動(dòng)鉆柱旋轉(zhuǎn)，省去轉(zhuǎn)盤，鉆柱無需整體旋轉(zhuǎn)，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(nèi)越來越多的企業(yè)開始在傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤鉆井鉆機(jī)基礎(chǔ)上升級(jí)為頂驅(qū)鉆井。今年9月，在新疆油田八區(qū)一口常規(guī)油氣井的鉆井作業(yè)中，貝肯能源在新疆油田工區(qū)內(nèi)，首次在車載鉆機(jī)上加裝頂驅(qū)以提升鉆井效率。
和旋轉(zhuǎn)鉆井相比，頂驅(qū)鉆井在減少工序節(jié)約周期的同時(shí)，提升預(yù)防和處理復(fù)雜的能力。在頂驅(qū)的加持下，貝肯能源在該井刷新了該區(qū)塊鉆井作業(yè)的新紀(jì)錄。
定向與水平鉆井：旋轉(zhuǎn)技術(shù)的“精準(zhǔn)導(dǎo)航升級(jí)”
當(dāng)旋轉(zhuǎn)鉆井突破萬米深度后，人類又面臨新挑戰(zhàn)：地下油氣藏常像散落的珍珠藏在非垂直地層，比如頁巖氣、致密氣等。
1932年美國亨延灘油田率先應(yīng)用的定向鉆井技術(shù)，成為了旋轉(zhuǎn)鉆井的“精準(zhǔn)化延伸”——而水平井則是定向井的特殊形態(tài)：當(dāng)井眼斜度達(dá)到接近甚至超過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(xiàn)“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(zhuǎn)向+實(shí)時(shí)定位”系統(tǒng)：井下動(dòng)力鉆具的“彎接頭”如同“地下轉(zhuǎn)向節(jié)”，可微調(diào)鉆進(jìn)角度；隨鉆測(cè)量?jī)x（MWD）像“地下GPS”，通過伽馬射線測(cè)巖性、電阻率判油氣，每秒將數(shù)據(jù)傳至地面，確保鉆頭按預(yù)設(shè)軌跡穿行。
相比旋轉(zhuǎn)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(shù)千米，使單井與儲(chǔ)層接觸面積擴(kuò)大數(shù)十倍，采收率也得到大幅提升。這種“精準(zhǔn)打擊”不僅減少地表占地，更讓分散的油氣藏得到高效開發(fā)，成為當(dāng)代油氣開采的“標(biāo)配技術(shù)”。
江漢油田涪陵頁巖氣田焦頁44-Z5HF井，
以5442米的水平段長(zhǎng)度刷新亞洲陸上水平段最長(zhǎng)紀(jì)錄
空氣與平衡壓力鉆井：旋轉(zhuǎn)技術(shù)的“環(huán)境適配方案”
作為旋轉(zhuǎn)鉆井的“細(xì)分優(yōu)化分支”，兩類技術(shù)針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)實(shí)現(xiàn)“因地制宜”。
空氣鉆井在干旱地區(qū)或漏失地層展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)——它以壓縮空氣替代傳統(tǒng)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“無水作業(yè)”模式就很適用，不僅規(guī)避了泥漿在砂巖層的大量漏失，還因氣流持續(xù)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(wěn)定的泡沫柱，既增強(qiáng)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(guī)鉆井技術(shù)提速2倍以上
平衡壓力鉆井則像“地下壓力調(diào)節(jié)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?dú)?“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(shì)與貝肯的“創(chuàng)新實(shí)踐”
當(dāng)前，鉆井技術(shù)正經(jīng)歷從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”到“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”、從“單點(diǎn)突破”到“系統(tǒng)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(shì)，而貝肯能源也始終以“深耕領(lǐng)域、持續(xù)創(chuàng)新”為錨，緊跟行業(yè)進(jìn)階步伐。
今年初，我國首口超萬米科探井“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(jì)錄——其采用的12000米自動(dòng)化鉆機(jī)，標(biāo)志著我國深地鉆井技術(shù)躋身全球前列。
我國首口超萬米科探井——深地塔科1井
同時(shí)，我國的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)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(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，以6018米完鉆井深、158℃井溫、單趟進(jìn)尺2038米刷新紀(jì)錄，標(biāo)志我國自主旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)跨入超深井領(lǐng)域。目前“璇璣”累計(jì)作業(yè)2751井次、總進(jìn)尺突破260萬米，一次入井成功率95%。
“璇璣”系統(tǒng)整體架構(gòu)
在“雙碳”目標(biāo)下，低污染、低能耗的綠色鉆井技術(shù)也已成為行業(yè)共識(shí)。貝肯能源也一直致力于綠色化和低碳化的油氣開發(fā)服務(wù)。近年來，公司在生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)通過創(chuàng)新采用以天然氣發(fā)電等代替?zhèn)鹘y(tǒng)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(duì)環(huán)境更友好，甚至還可以通過井口氣處理后直接供氣發(fā)電的方式，實(shí)現(xiàn)井口氣的就地消納。
結(jié)語：
從燊海井的竹纜鐵銼到深地塔科1井的智能鉆機(jī)，從定向鉆井的“地下導(dǎo)航” 到貝肯能源不斷刷新的區(qū)塊紀(jì)錄——鉆井技術(shù)的每一次突破，都是“深耕領(lǐng)域、持續(xù)創(chuàng)新”行業(yè)價(jià)值的具象化。
當(dāng)我們的鉆頭叩擊萬米地層時(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(zhǎng)征中，貝肯能源將始終以技術(shù)為炬，向著更高效率、更高精度、更加清潔的方向，持續(xù)叩擊地球深部的無限可能。
