在当今全球资源需求不断攀升的大背景下，深地深海矿产资源开发成为了保障资源供给、推动经济持续发展的关键领域。中国科学院院士、中国石油大学（北京）石油工程教育部重点实验室主任高德利，长期深耕石油与天然气工程领域，在第三届石油技术与装备院校长论坛暨第十七届国际石油天然气产业大会上，针对深地深海矿产资源开发，分享了极具前瞻性与深度的创新思考 。

高院士指出，深地深海矿产资源的高效开发，是支撑经济社会发展的重要战略基石。目前，深地矿产资源钻采已取得显著进展，在国内外备受关注。而海洋覆盖地球表面超71%，其矿产资源开发潜力巨大，尤其是深海深水区域，更是全球瞩目的焦点。

我国石油、天然气及锰、镍、钴等与能源紧密相关的矿产资源，供需矛盾突出，成为现代化建设进程中亟待解决的严峻挑战。开发深地深海领域丰富的矿产资源，成为满足我国现代化建设资源需求的必由之路，这也对相关工程技术与装备支撑能力提出了更高要求，亟待持续创新驱动与实践探索。

钻采工程作为 “入地、下海” 获取矿产资源的关键通道，涵盖钻井、完井、生产、测控及维护等多个复杂且成本高昂的工程环节，对整个资源开采至关重要。此前，《前瞻科技》出版的 “油气钻采科学技术专刊”，高德利院士作为客座主编参与组稿，大力宣传钻采工程的重要性。

深水钻采科技创新：机遇与挑战并存

石油和天然气的深水钻采（区别于深海）是全球热点领域，但因其高技术、高风险、高投入的特性，仍面临诸多挑战。如2010年墨西哥湾井喷漏油事件，损失超700亿美元。我国南海油气开发同样面临难题。

三十多年前，高院士曾陪同前辈前往南海，见证了南海油气的巨大发展，相关科技创新成果与团队紧密相关。深水钻采的一大特点是将井口置于海底，与中浅水作业截然不同，在超500米水深的深水海域，水下井口建设成本高昂，且人饱和潜水难以企及，整个钻井系统极为复杂，历经多年在前人基础上持续创新研究。

相关装备不断迭代发展，“五型六船” 的进步带动了多个行业协同发展，我国成功钻取多口超深水勘探井，“深海 1 号” 超深水气田开发项目更是荣获去年国家科技奖。不过，南海仍有大量矿产资源区块尚未触及，开发面临多重挑战，如三亚至南海九段线最南端距离超1700公里，海上后勤保障难以适配；还需与周边国家和地区进行协调谈判等。

高院士曾主持咨询项目，梳理了深水钻采技术与装备创新需求，从勘探开发到工程层面，分解为4个层级及50多项技术装备，并在《科技导报》发表，供业内参考研究。

深海采矿科技创新：探索行业融合新路径

在4000米至6000米的深海海底，蕴藏着丰富的多金属结核，包含锰、镍、钴、铜、铁等我国高度依赖的宝贵矿产资源，部分矿产对外依存度超 95%，高于石油。尽管深海多金属结核资源储量远超陆地，但目前商业化开采面临重重困难，相关基础研究正在积极推进。我国已在太平洋地区申请相关区块，急需构建配套技术与装备实现开采。

针对深海采矿，业内提出多种设想，其中行业交叉融合成为具有潜力的发展方向，例如将深海采矿与油气钻采方式相结合。去年，国家自然科学基金委启动由高院士负责的深海采矿重大基金项目，聚焦深海多金属结核高效采输系统中的重载装备安全行进、海底矿物高效收集与可靠输运、系统整体协调等关键问题，开展多学科交叉研究，借鉴深水钻采原理与经验，致力于构建新理论、新方法，创建总体设计与风险防控体系。

深地钻采科技创新：突破万米垂深后的新征程

今年，塔里木盆地深地塔科1井成功完成超万米钻探，意义重大。进入21世纪，我国愈发重视深地油气勘探开发，超7000米的超深钻井已有数百口，超9000米的特深井或深地钻采不断涌现。然而，当前井身结构难以满足深地钻探需求，传统上大下小的井身结构在深钻后井眼空间受限，膨胀管技术多年来推广遇阻。深地钻采急需安全、绿色、高效的创新，信息化与智能化技术至关重要。

全球钻采工程作业数据显示，人类钻探已达12262米垂深（科拉半岛），我国也突破万米垂深，南海东部超大位移井测深达9508米，水平位移 8689米，不断取得新突破。但向深地进军仍面临诸多技术难题，如高温高压问题，严重制约相关研究与实践。

在深地钻采中，“钻头不到，油气不冒”，新型PDC齿与高效PDC钻头作为超深井或深地钻采工程的关键技术装备，备受国内外关注，研发与实践持续取得进展。同时，钻柱振动问题作为复杂力学难题，受井眼约束，模态随钻深变化且易与井壁碰撞，理论上难以获得定量解，不仅需要持续深入研究，还需强化测量，因其对工程效率影响巨大。

高院士强调，深地深海矿产资源虽已备受关注，但挑战重重，必须坚持创新驱动研究与实践。当前矿产资源勘探开发在超深水、深地工程领域已取得一定成果，但后续工作任重道远。尤其要重视跨行业交叉融合发展，深地深海领域的复杂工程研究，只有通过多学科交叉才能实现突破。此外，要积极拥抱信息化、智能化乃至人工智能技术，尽管钻采工程行业应用难度较大，但开发 “入地、下海” 的钻采机器人仍是值得探索的方向。

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（编辑  刘晓琳）