中国石油集团工程技术研究院固井研究所推动抗超高温材料完成迭代升级
向地球深部进军，是对一个国家科技实力、工程能力与战略意志的综合检验。
当钻头穿越地层、不断逼近人类工程极限，当“万米深钻”从构想走向现实，中国正在用一次次硬核突破，重塑人类对地球深部的认知边界。2025年，我国首口超万米科探井——深地塔科1井成功完钻，井深达到10910米，刷新多项世界工程纪录，标志着我国“深地工程”迈入全新阶段。
这不仅是一次向地下极限的进军，更是一场对高温、高压、超复杂工况的系统性技术突围。在这场被誉为“地下珠峰”的攻坚战中，井筒安全这一“生命线”工程，成为成败的关键支点。而为这口万米深井构筑起井下“铜墙铁壁”的，正是中国石油集团工程技术研究院有限公司固井研究所自主研发的抗温240℃固井水泥浆体系。
这项完全自主可控的核心技术，不仅成功经受住了万米地下极端环境的严苛考验，更一举打破了长期制约超深层钻完井工程的关键技术瓶颈，为我国挺进更深、更热、更复杂的地球深部空间，提供了坚实可靠的工程支撑，也标志着我国在超高温固井技术领域的技术能力已达到国际领先水平，实现了从“跟跑”到“领跑”的历史性跨越。
向深向难：直面超深层固井的“三座技术高峰”
随着我国能源勘探向地球深部迈进，深层、超深层油气已成为重要的战略接替领域。然而，每向地心迈进一米，工程技术挑战便呈指数级增长。在超过9000米的特深地层，固井施工首当其冲，面临“超深、超高温、超高压、超复杂”等极端工况，固井水泥浆犹如在“高压熔炉”中一般受到持续炙烤，由此带来了三大世界性难题：一是材料“失效”关。当地温超过200℃，常规聚合物便如临炼狱，分子链断裂、功能丧失，导致水泥浆性能失控。二是浆体“失稳”关。超高温环境下，水泥浆易发生沉降分层。三是强度“衰退”关。高温长期作用下，已形成的水泥石强度会大幅衰减，为油气井的长期效益开发埋下安全隐患。
这些难题如同横亘在超深层固井路上的“三座技术高峰”，制约着超深、特深井的安全高质量建井。围绕超深、特深井的固井技术攻关，成为我国实现能源科技自立自强的关键战场之一。
破壁攻坚：以分子设计重塑水泥浆“高温基因”
面对世界级难题，中国石油集团工程技术研究院固井研究所五年磨一剑，完成了抗超高温材料从“改良”到“再造”的突破。研究团队摒弃了传统的“修修补补”式优化路径，转而从分子设计的源头出发，通过系统化创新，成功研发出超高温缓凝剂、降失水剂等四大核心关键助剂，共同构筑了性能卓越的抗温240℃固井水泥浆体系。
“调得准”的超高温缓凝剂：创新引入长侧链两性离子结构，赋予产品卓越的耐温稳定性，在万米井下其误差可控制在30分钟以内，为复杂工况下的施工上了“安全保险”；“控得住”的超高温降失水剂：通过在分子结构中嵌入耐温吸附性基团，该助剂能在井壁形成致密的滤饼，确保了水泥浆与地层的优良胶结质量；“稳得好”的悬浮稳定剂：首创“三维网络悬浮提切”技术，有效抵御了超长井段、超大温差带来的水泥浆沉降风险；“扛得住”的强度衰退抑制剂：创造性加入复合型纳米材料，诱导水泥水化生成耐高温晶体相，经其改性的水泥石在240℃高温下长期养护180天后，强度仍能稳定在35兆帕以上，根治了高温下水泥石的“骨质疏松”症。这四项核心材料的突破，并非简单叠加，而是通过系统性的分子设计与性能匹配，使整个水泥浆体系的抗温能力实现了从200℃到240℃的跨越式提升，其抗温性、稳定性等六项关键性能指标均达到国际领先水平。
实战验证：从盆地捷报到“万米深钻”技术利器
真正的技术创新，必须经得起最严苛现场的检验。抗温240℃固井水泥浆体系自投入应用以来，足迹已遍布塔里木、四川、准噶尔等我国主要油气盆地。它在蓬深6井（9026米）固井中初露锋芒，为创造当时亚洲最深直井纪录奠定坚实基础。随后又在我国首口万米科探井——深地塔科1井迎来了“压轴大考”。面对地下万米的极限环境，这套体系交出了完美答卷，成功应对了超高温、超高压、复杂压力系统等世界级难题，一举创造了全球固井作业最深纪录（10910米），更保障了全井段固井质量优良。它的卓越表现，使其在“中国首口超万米科探井胜利完钻”新闻发布会上，被列为“万米深钻”十大“技术利器”之一。截至目前，该体系已在各类复杂超深井中成功应用100余井次，成为我国建设“深地工程”的可靠力量。
赋能未来：以科技自立护航国家能源安全
抗温240℃固井水泥浆体系的成功研发与规模化应用，具有深远意义。它首先铸就了超高温固井技术自主可控的基石，实现了从理论到产品100%的国产化全链条闭环。该体系作为主要创新成果，入选中国石油“十大科技进展”，并荣获中国石油天然气集团有限公司、中国石油和化学工业联合会等省部级专利金奖3项，获得国际发明专利授权6件、国家发明专利授权11件，构建了牢固的知识产权保护池。其次，它为国家油气战略提供了坚实的工程技术保障。该技术显著提升了超万米深井的建井能力与安全作业水平，为在更深、更复杂地层中开发油气资源提供了技术支撑，直接赋能我国深层、超深层油气资源的勘探开发进程。（作者：夏修建 翟显治）
转自：中国企业报
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