Vladimiras Khomutko
Skaitymo laikas: 4 minutės
A A
Kur yra giliausias naftos gręžinys?
Žmogus jau seniai svajojo ne tik nuskristi į kosmosą, bet ir prasiskverbti gilyn gimtoji planeta. Ilgą laikąši svajonė liko neįgyvendinama, nes esamos technologijos neleido mums gerokai gilintis į žemės plutą.
XIII amžiuje kinų iškastų šulinių gylis siekė tuo metu fantastiškus 1200 metrų, o praėjusio amžiaus trisdešimtaisiais metais, atsiradus gręžimo platformoms, Europoje žmonės pradėjo gręžti trijų kilometrų. ilgos duobės. Tačiau visa tai, galima sakyti, tebuvo negilūs žemės paviršiaus įbrėžimai.
Idėja yra išgręžti viršų žemės kiautas V pasaulinis projektas susiformavo XX amžiaus 60-aisiais. Prieš tai visos prielaidos apie struktūrą žemės mantija buvo pagrįsti seisminio aktyvumo duomenimis ir kitais netiesioginiais veiksniais. Tačiau vienintelis būdas Norint pažvelgti į Žemės gelmes tiesiogine to žodžio prasme, beliko tik išgręžti gilius gręžinius.
Šimtai šiems tikslams išgręžtų gręžinių tiek sausumoje, tiek vandenyne pateikė daugybę duomenų, padedančių atsakyti į daugybę klausimų apie mūsų planetos sandarą. Tačiau dabar itin gilių darbų siekia ne tik moksliniai, bet ir grynai praktiniais tikslais. Toliau apžvelgsime giliausius kada nors pasaulyje išgręžtus gręžinius.
Šis 8553 metrų gylio gręžinys buvo išgręžtas 1977 metais vietovėje, kurioje yra Vienos naftos ir dujų provincija. Jame buvo rasta mažų naftos telkinių, ir kilo mintis pažvelgti giliau. 7544 metrų gylyje ekspertai aptiko neatkuriamų dujų atsargų, po kurių šulinys staiga sugriuvo. OMV kompanija nusprendė gręžti antrą, tačiau, nepaisant didelio gylio, kalnakasiams nepavyko rasti mineralų.
Austrijos šulinys Zistersdorf
Vokietijos Federacinė Respublika – Hauptbohrung
Organizuoti šią giluminę kasybą vokiečių specialistaiįkvėptas garsiosios Kolos per gilus šulinys. Tais laikais daugelis Europos ir pasaulio šalių pradėjo kurti savo giluminio gręžimo projektus. Tarp jų išsiskyrė Hauptborung projektas, kuris buvo įgyvendintas per ketverius metus – nuo 1990 iki 1994 metų Vokietijoje. Nepaisant gana mažo gylio (lyginant su žemiau aprašytais gręžiniais) – 9101 metras, šis projektas tapo plačiai žinomas visame pasaulyje dėl atviros prieigos prie gautų geologinių ir gręžimo duomenų.
Jungtinės Amerikos Valstijos – Badeno padalinys
Išgręžtas 9159 metrų gylio gręžinys Amerikos kompanija Vieniša žvaigždė Anadarko miestelio (JAV) apylinkėse. Plėtra prasidėjo 1970 m. ir tęsėsi 545 dienas. Jo statyba kainavo šešis milijonus dolerių, o medžiagų atžvilgiu buvo sunaudota 150 deimantų ir 1700 tonų cemento.
JAV – Bertha Rogers
Ši kasykla taip pat buvo sukurta Oklahomos valstijoje, Oklahomos Anadarko provincijos naftos ir dujų srityje. Darbai prasidėjo 1974 metais ir truko 502 dienas. Gręžimą taip pat atliko ta pati įmonė, kaip ir ankstesniame pavyzdyje. Įveikę 9583 metrus kalnakasiai aptiko išsilydžiusios sieros telkinį ir buvo priversti nutraukti darbą.
Šis šulinys Gineso rekordų knygoje vadinamas „giliausiu žmogaus padarytu įsibrovimu į Žemės plutą“. 1970 m. gegužę šalia ežero, plaukuku pavadinto Vilgiskoddeoaivinjärvi, pradėta statyti ši grandiozinė kasykla. Iš pradžių norėjome nueiti 15 kilometrų, bet dėl per aukštos temperatūros sustojome ties 12 262 metrų. Šiuo metu „Kola Superdeep“ vamzdynas yra apleistas.
Kataras – BD-04A
Išgręžtas naftos telkinyje Al-Shaheen geologiniams tyrinėjimams.
Bendras gylis siekė 12 289 metrus, o 12 kilometrų riba buvo įveikta vos per 36 dienas! Tai buvo prieš septynerius metus.
Rusijos Federacija – OP-11
Nuo 2003 m., įgyvendinant projektą Sachalin-1, prasidėjo visa serija itin gilių gręžimo darbų.
2011 metais „Exxon Neftegas“ išgręžė giliausią pasaulyje naftos gręžinį – 12 245 metrus ir vos per 60 dienų.
Tai atsitiko lauke, vadinamame Odoptu.
Tačiau rekordai tuo nesibaigė.
O-14 yra gamybinis gręžinys, neturintis analogų pasaulyje. bendras ilgis kamienas – 13 500 metrų, taip pat ilgiausias horizontalus šulinys – 12 033 metrai.
Jį kūrė Rusijos bendrovė NK Rosneft, kuri yra projekto Sachalin-1 konsorciumo dalis. Šis šulinys buvo sukurtas lauke, vadinamame Chayvo. Jai gręžti buvo panaudota itin moderni Orlan gręžimo platforma.
Taip pat atkreipiame dėmesį į 2013 m. pagal tą patį projektą Z-43 pastatyto gręžinio, kurio vertė siekė 12 450 metrų, gylį palei šachtą. Tais pačiais metais šis rekordas buvo sumuštas Chayvinskoye lauke - Z-42 veleno ilgis siekė 12 700 metrų, o horizontalios atkarpos ilgis - 11 739 metrus.
2014 metais buvo baigtas kasinėti gręžinį Z-40 (jūroje esantis Chayvo laukas), kuris iki O-14 buvo ilgiausias gręžinys pasaulyje – 13 000 metrų, taip pat turėjo ilgiausią horizontalią atkarpą – 12 130 m.
Kitaip tariant, iki šiol 8 iš 10 ilgiausių pasaulyje gręžinių yra Sachalin-1 projekto laukuose.
Kola itin gilus šulinys
Laukas, vadinamas Chayvo, yra vienas iš trijų, kuriuos kuria konsorciumas Sachaline. Jis yra Sachalino salos pakrantės šiaurės rytuose. Jūros dugno gylis šioje srityje svyruoja nuo 14 iki 30 m. Laukas pradėtas eksploatuoti dar 2005 m.
Apskritai tarptautinis lentynų projektas Sachalin-1 vienija kelių didelių pasaulinių korporacijų interesus. Jį sudaro trys laukai, esantys jūrinėje šelfoje Odoptu, Chayvo ir Arkutun-Dagi. Ekspertų teigimu, bendros turimos angliavandenilių atsargos čia yra apie 236 mln. tonų naftos ir beveik 487 mlrd. kubinių metrų gamtines dujas. Chayvo laukas buvo pradėtas eksploatuoti (kaip minėjome aukščiau) 2005 m., Odoptu laukas 2010 m., o pačioje 2015 m. pradžioje pradėtas plėtoti Arkutun-Dagi laukas.
Per visą projekto gyvavimo laikotarpį pavyko pagaminti apie 70 mln. tonų naftos ir 16 mlrd. kubinių metrų gamtinių dujų. Šiuo metu projektas susidūrė su tam tikrais sunkumais, susijusiais su naftos kainų svyravimais, tačiau konsorciumo nariai patvirtino savo susidomėjimą tolesniu darbu.
Šiandien moksliniai žmonijos tyrimai pasiekė Saulės sistemos ribas: mes pasodinome erdvėlaivisį planetas, jų palydovus, asteroidus, kometas, siuntė misijas į Kuiperio juostą ir peržengė heliopauzės ribą. Teleskopų pagalba matome įvykius, kurie vyko prieš 13 milijardų metų – kai Visatai tebuvo keli šimtai milijonų metų. Atsižvelgiant į tai, įdomu įvertinti, kaip gerai pažįstame savo Žemę. Geriausias būdas išsiaiškinti jo vidinę sandarą – gręžti šulinį: kuo giliau, tuo geriau. Giliausias šulinys Žemėje yra Kola Superdeep Well arba SG-3. 1990 metais jo gylis siekė 12 kilometrų 262 metrus. Jei palyginsite šį skaičių su mūsų planetos spinduliu, paaiškės, kad tai tik 0,2 procento kelio iki Žemės centro. Tačiau net ir to pakako, kad pakeistų idėjas apie struktūrą žemės pluta.
Jei šulinį įsivaizduojate kaip šachtą, per kurią liftu galite nusileisti į pačias žemės gelmes ar bent porą kilometrų, tai visai ne taip. Gręžimo įrankio, kuriuo inžinieriai sukūrė šulinį, skersmuo buvo tik 21,4 centimetro. Viršutinė dviejų kilometrų šulinio atkarpa yra šiek tiek platesnė – ji buvo išplėsta iki 39,4 centimetro, tačiau žmogui vis tiek nėra galimybės ten patekti. Norint įsivaizduoti šulinio proporcijas, geriausia analogija būtų 57 metrų 1 milimetro skersmens siuvimo adata, viename gale šiek tiek storesnė.
Na diagrama
Tačiau šis vaizdavimas taip pat bus supaprastintas. Gręžimo metu gręžinyje įvyko keletas nelaimingų atsitikimų – dalis grąžto stygos atsidūrė po žeme, nesant galimybės jos ištraukti. Todėl šulinys kelis kartus buvo paleistas iš naujo, nuo septynių ir devynių kilometrų atstumo. Yra keturios didelės šakos ir apie keliolika mažų. Pagrindinės šakos turi skirtingą didžiausią gylį: dvi iš jų kerta 12 kilometrų ribą, dar dvi jos nepasiekia tik 200-400 metrų. Atkreipkite dėmesį, kad Marianos tranšėjos gylis yra vienu kilometru mažesnis - 10 994 metrai, palyginti su jūros lygiu.
SG-3 trajektorijų horizontalioji (kairėje) ir vertikalioji projekcijos
Yu.N. Jakovlevas ir kt. / Kolos biuletenis mokslo centras RAS, 2014 m
Be to, būtų klaida suvokti šulinį kaip svambalo liniją. Dėl to, skirtingų gylių uolienos pasižymi skirtingomis mechaninėmis savybėmis, grąžtas darbo metu nukrypo į mažiau tankius plotus. Todėl dideliu mastu Kola Superdeep profilis atrodo kaip šiek tiek išlenkta viela su keliomis šakomis.
Šiandien priartėjus prie šulinio, tik pamatysime viršutinė dalis- metalinis liukas, prisukamas prie žiočių dvylika masyvių varžtų. Užrašas ant jo padarytas su klaida, teisingas gylis – 12 262 metrai.
Kaip buvo išgręžtas itin gilus gręžinys?
Pirmiausia reikia pažymėti, kad SG-3 iš pradžių buvo sukurtas specialiai moksliniams tikslams. Tyrėjai gręžimui pasirinko vietą, kur į žemės paviršių iškilo senovės uolienos – iki trijų milijardų metų. Vienas iš argumentų tyrinėjimo metu buvo tas, kad naftos gavybos metu buvo gerai ištirtos jaunos nuosėdinės uolienos ir niekas niekada nebuvo giliai gręžęsis į senovinius sluoksnius. Be to, čia buvo didelių vario-nikelio telkinių, kurių tyrinėjimas būtų naudingas papildymas mokslinei šulinio misijai.
Gręžimas prasidėjo 1970 m. Pirmoji gręžinio dalis buvo išgręžta serijiniu Uralmash-4E įrenginiu – jis dažniausiai buvo naudojamas naftos gręžiniams gręžti. Instaliacijos modifikavimas leido pasiekti 7 kilometrų 263 metrų gylį. Prireikė ketverių metų. Tada įrenginys buvo pakeistas į „Uralmash-15000“, pavadintą pagal planuojamą gręžinio gylį – 15 kilometrų. Naujasis gręžimo įrenginys buvo sukurtas specialiai Kola superdeep: gręžiant tokiame dideliame gylyje reikėjo rimtai modifikuoti įrangą ir medžiagas. Pavyzdžiui, vien grąžto stygos svoris 15 kilometrų gylyje siekė 200 tonų. Pats įrenginys galėjo pakelti iki 400 tonų sveriančius krovinius.
Gręžimo styga susideda iš vamzdžių, sujungtų vienas su kitu. Jo pagalba inžinieriai gręžimo įrankį nuleidžia į šulinio dugną, taip pat užtikrina jo veikimą. Kolonos gale buvo sumontuoti specialūs 46 metrų turbogrąžtai, varomi vandens srautu iš paviršiaus. Jie leido pasukti uolienų smulkinimo įrankį atskirai nuo visos kolonos.
Antgaliai, kuriais grąžto styga įsmeigė į granitą, sukelia futuristines roboto dalis – kelis besisukančius dygliuotus diskus, sujungtus su turbina viršuje. Vieno tokio antgalio pakako vos keturioms darbo valandoms – tai maždaug atitinka 7–10 metrų praėjimą, po kurio reikia pakelti, išardyti ir vėl nuleisti visą grąžtą. Nuolatiniai nusileidimai o patys kopimai užtruko iki 8 valandų.
Netgi Kola Superdeep Pipe kolonėlės vamzdžiai turėjo būti naudojami neįprastais būdais. Gylyje temperatūra ir slėgis palaipsniui didėja, o, kaip sako inžinieriai, esant aukštesnei nei 150–160 laipsnių temperatūrai, serijinių vamzdžių plienas minkštėja ir mažiau atlaiko kelių tonų apkrovas - dėl to kyla pavojingų deformacijų ir deformacijų tikimybė. didėja kolonos lūžimas. Todėl kūrėjai pasirinko lengvesnius ir karščiui atsparius aliuminio lydiniai. Kiekvienas vamzdis buvo apie 33 metrų ilgio ir apie 20 centimetrų skersmens – šiek tiek siauresnis už patį šulinį.
Tačiau net specialiai sukurtos medžiagos neatlaikė gręžimo sąlygų. Po pirmosios septynių kilometrų atkarpos tolesnis gręžimas iki 12 000 metrų žymos užtruko beveik dešimt metų ir daugiau nei 50 kilometrų vamzdžių. Inžinieriai susidūrė su tuo, kad žemiau septynių kilometrų uolos tapo mažiau tankios ir suskilinėjusios – klampios grąžtui. Be to, pats šulinys iškreipė savo formą ir tapo elipsės formos. Dėl to kolona kelis kartus sulūžo, o negalėdami jos pakelti atgal, inžinieriai buvo priversti išbetonuoti gręžinio atšaką ir vėl išgręžti šachtą, praradę darbo metus.
Vienas iš šių didelių avarijų privertė gręžėjus 1984 metais išbetonuoti gręžinio atšaką, kurios gylis siekė 12 066 metrus. Gręžimą vėl reikėjo pradėti nuo 7 kilometrų žymos. Prieš tai buvo padaryta pauzė dirbant su šuliniu – tuo metu SG-3 egzistavimas buvo išslaptintas, o Maskvoje vyko tarptautinis geologijos kongresas „Geoexpo“, kurio delegatai lankėsi vietoje.
Pasak nelaimės liudininkų, atnaujinus darbus kolona dar devynis metrus išgręžė šulinį. Po keturių valandų gręžimo darbininkai ruošėsi pakelti koloną atgal, bet tai „nepadėjo“. Gręžėjai nusprendė, kad vamzdis kažkur „prilipo“ prie šulinio sienelių, padidino keliamąją galią. Apkrova smarkiai sumažėjo. Palaipsniui ardydami koloną į 33 metrų žvakes, darbininkai pasiekė kitą ruožą, pasibaigusį nelygia apatine briauna: šulinyje liko turbininis grąžtas ir dar penki kilometrai vamzdžių jų pakelti nepavyko.
12 kilometrų ribą gręžėjams vėl pavyko pasiekti tik 1990 metais, tuo metu buvo pasiektas nardymo rekordas – 12 262 metrai. Tada įvyko nauja avarija, o nuo 1994 metų gręžinio darbai buvo sustabdyti.
Superdeep mokslinė misija
SG-3 seisminių bandymų nuotrauka
„Kola Superdeep“ SSRS geologijos ministerija, leidykla „Nedra“, 1984 m.
Šulinys buvo tiriamas naudojant daugybę geologinių ir geofizinių metodų, pradedant branduolių surinkimu (uolienų stulpeliu, atitinkančiu nurodytus gylius) iki radiacijos ir seismologinių matavimų. Pavyzdžiui, šerdis buvo paimta naudojant šerdies imtuvus su specialiais grąžtais – jie atrodo kaip vamzdžiai dantytais kraštais. Šių vamzdžių centre yra 6-7 centimetrų skylės, kur krenta uola.
Tačiau net ir su šiuo iš pažiūros paprastu (išskyrus poreikį pakelti šią šerdį iš daugelio kilometrų gylio) iškilo sunkumų. Dėl gręžimo skysčio, to paties, kuris paleido grąžtą, šerdis prisisotino skysčiu ir pakeitė jo savybes. Be to, sąlygos gelmėse ir žemės paviršiuje labai skiriasi – mėginiai įtrūko dėl slėgio pokyčių.
Skirtingame gylyje šerdies derlius labai skyrėsi. Jei penkių kilometrų atstumu nuo 100 metrų atkarpos buvo galima tikėtis 30 centimetrų šerdies, tai daugiau nei devynių kilometrų gylyje vietoj uolienų kolonos geologai gavo poveržlių rinkinį, pagamintą iš tankios uolienos.
Iš 8028 metrų gylio atgautų uolienų mikrofotografija
„Kola Superdeep“ SSRS geologijos ministerija, leidykla „Nedra“, 1984 m.
Iš gręžinio išgautos medžiagos tyrimai leido padaryti keletą svarbias išvadas. Pirma, žemės plutos struktūra negali būti supaprastinta iki kelių sluoksnių sudėties. Tai anksčiau rodė seismologiniai duomenys – geofizikai matė bangas, kurios tarsi atsispindėjo nuo lygios ribos. SG-3 tyrimai parodė, kad toks matomumas gali atsirasti ir tada, kai sudėtingas paskirstymas veislių
Ši prielaida paveikė gręžinio konstrukciją – mokslininkai tikėjosi, kad septynių kilometrų gylyje šachta pateks į bazalto uolienas, tačiau jos nesutapo net ties 12 kilometrų atžyma. Tačiau vietoj bazalto geologai atrado uolienas, kurios turėjo didelis skaičiusįtrūkimų ir mažo tankio, ko visai nesitikėjo iš daugelio kilometrų gylio. Be to, plyšiuose buvo pėdsakų požeminis vanduo– buvo net siūlymų, kad jie susidarė tiesioginės deguonies ir vandenilio reakcijos metu Žemės storyje.
Tarp mokslinių rezultatų aptikta ir taikomųjų – pavyzdžiui, sekliame gylyje geologai aptiko kasybai tinkamų vario-nikelio rūdų horizontą. O 9,5 kilometro gylyje buvo aptiktas geocheminės aukso anomalijos sluoksnis – uolienoje buvo mikrometro dydžio vietinio aukso grūdelių. Koncentracija siekė iki gramo tonoje uolienų. Tačiau mažai tikėtina, kad kasyba iš tokio gylio kada nors bus pelninga. Tačiau pats aukso sluoksnio egzistavimas ir savybės leido išsiaiškinti mineralų evoliucijos modelius - petrogenezę.
Atskirai turėtume kalbėti apie temperatūros gradientų ir spinduliuotės tyrimus. Tokiems eksperimentams naudojami gręžiniai, nuleidžiami ant vielinių lynų. Didelė problema buvo užtikrinti jų sinchronizavimą su antžemine įranga, taip pat užtikrinti veikimą dideliame gylyje. Pavyzdžiui, sunkumų kilo dėl to, kad 12 kilometrų ilgio kabeliai išsitempė apie 20 metrų, o tai galėjo labai sumažinti duomenų tikslumą. Norėdami to išvengti, geofizikai turėjo sukurti naujus atstumų žymėjimo metodus.
Dauguma komercinių prietaisų nebuvo skirti veikti atšiauriomis žemesnio lygio šulinio sąlygomis. Todėl tyrimams dideliame gylyje mokslininkai naudojo įrangą, sukurtą specialiai Kola Superdeep.
Svarbiausias geoterminių tyrimų rezultatas – daug didesni nei tikėtasi temperatūros gradientai. Prie paviršiaus temperatūros kilimo tempas siekė 11 laipsnių per kilometrą, iki dviejų kilometrų gylio – 14 laipsnių per kilometrą. Intervale nuo 2,2 iki 7,5 kilometro temperatūra pakilo iki 24 laipsnių vienam kilometrui, nors esamus modelius numatė pusantro karto mažesnę vertę. Dėl to jau penkių kilometrų gylyje prietaisai užfiksavo 70 laipsnių Celsijaus temperatūrą, o už 12 kilometrų ši vertė siekė 220 laipsnių Celsijaus.
Kolos supergilus šulinys pasirodė nepanašus į kitus gręžinius – pavyzdžiui, analizuodami Ukrainos kristalinio skydo uolienų ir Siera Nevados batolitų šilumos išsiskyrimą, geologai parodė, kad šilumos išsiskyrimas mažėjant gyliui. SG-3, priešingai, jis augo. Be to, matavimai parodė, kad pagrindinis šilumos šaltinis, suteikiantis 45–55 procentus šilumos srauto, yra radioaktyvių elementų skilimas.
Nepaisant to, kad šulinio gylis atrodo kolosalus, Baltijos skyde jis nesiekia net trečdalio žemės plutos storio. Geologai skaičiuoja, kad žemės plutos pagrindas šioje srityje yra maždaug 40 kilometrų po žeme. Todėl net jei SG-3 pasiektų suplanuotą 15 kilometrų atstumą, mes vis tiek nebūtume pasiekę mantijos.
Tai yra ambicinga užduotis, kurią amerikiečių mokslininkai išsikėlė kurdami Moholo projektą. Geologai planavo pasiekti Mohorovičičiaus ribą – požeminę zoną, kurioje staigus pasikeitimas sklidimo greitis garso bangos. Manoma, kad ji siejama su riba tarp plutos ir mantijos. Verta paminėti, kad gręžiniai gręžinio vieta pasirinko vandenyno dugną netoli Gvadalupės salos – atstumas iki sienos tebuvo keli kilometrai. Tačiau paties vandenyno gylis čia siekė 3,5 kilometro, o tai labai apsunkino gręžimo darbus. Pirmieji bandymai septintajame dešimtmetyje leido geologams gręžti gręžinius tik iki 183 metrų.
Neseniai tapo žinoma apie planus atgaivinti giluminio vandenyno gręžimo projektą, pasitelkus mokslinį gręžimo laivą JOIDES Resolution. Geologai pasirinko tašką ties Indijos vandenynas, netoli Afrikos. Mohorovičių ribos gylis ten yra tik apie 2,5 kilometro. 2015 metų gruodį – 2016 metų sausį geologams pavyko išgręžti 789 metrų gylio gręžinį – penktą pagal dydį povandeninį gręžinį pasaulyje. Tačiau ši vertė yra tik pusė to, ko reikėjo pirmame etape. Tačiau komanda planuoja grįžti ir užbaigti tai, ką pradėjo.
***
0,2 procento kelio į Žemės centrą nėra tokia įspūdinga reikšmė, palyginti su masteliu kosminės kelionės. Tačiau reikia atsižvelgti į tai, kad Saulės sistemos riba neeina palei Neptūno orbitą (ar net Kuiperio juostą). Saulės gravitacija viršija žvaigždžių gravitaciją iki dviejų šviesmečių atstumu nuo žvaigždės. Taigi atidžiai viską paskaičiavus paaiškės, kad „Voyager 2“ nuskrido tik dešimtąją procento kelio į mūsų sistemos pakraščius.
Todėl neturėtume nusiminti, kaip menkai pažįstame savo planetos „vidų“. Geologai turi savo teleskopus – seisminius tyrimus – ir savo ambicingus planus užkariauti podirvį. O jei astronomams jau pavyko prisiliesti prie kietos dalies dangaus kūnai V saulės sistema, tada geologams įdomiausi dalykai dar laukia.
Vladimiras Koroliovas
410-660 kilometrų gylyje po Žemės paviršiumi yra Archeano laikotarpio vandenynas. Tokie atradimai nebūtų buvę įmanomi be Sovietų Sąjungoje sukurtų ir naudojamų itin gilių gręžimo metodų. Vienas iš tų laikų artefaktų yra Kolos supergilus gręžinys (SG-3), kuris net 24 metus po gręžimo nutraukimo išlieka giliausias pasaulyje. Kodėl jis buvo išgręžtas ir kokius atradimus padėjo padaryti, rašoma Lenta.ru.
Pionieriai itin gilus gręžimas Kalbėjo amerikiečiai. Tiesa, vandenyno platybėse: bandomajame projekte jie panaudojo būtent šiems tikslams sukurtą laivą Glomar Challenger. Tuo tarpu Sovietų Sąjunga aktyviai kūrė atitinkamą teorinį pagrindą.
1970 metų gegužės mėnesį šiaurėje Murmansko sritis 10 kilometrų nuo Zapolyarny miesto buvo pradėtas gręžti Kolos supergilus gręžinys. Kaip ir tikėtasi, tai sutapo su Lenino gimimo šimtmečiu. Skirtingai nuo kitų itin gilių gręžinių, SG-3 buvo gręžiamas išskirtinai mokslo tikslais ir netgi surengė specialią geologinių tyrinėjimų ekspediciją.
Pasirinkta gręžimo vieta buvo unikali: būtent ant Baltijos skydo Kolos pusiasalio teritorijoje iškyla senovinės uolos. Daugelio jų amžius siekia tris milijardus metų (pačiai mūsų planetai 4,5 milijardo metų). Be to, čia yra Pečengos-Imandros-Varzugos plyšinis lovys – dubenį primenanti konstrukcija, įspausta į senovines uolas, kurios kilmė paaiškinama. gili kaltė.
Mokslininkams prireikė ketverių metų, kad išgręžtų gręžinį iki 7263 metrų gylio. Kol kas nieko neįprasto nepadaryta: buvo naudojama ta pati instaliacija, kaip ir naftos ir dujų gavybai. Tada šulinys ištisus metus stovėjo nenaudojamas: įrenginys buvo modifikuotas turbininiam gręžimui. Po atnaujinimo per mėnesį buvo galima išgręžti maždaug 60 metrų.
Septynių kilometrų gylis atnešė staigmenų: kietų ir ne itin tankių uolienų kaitaliojimąsi. Dažnėjo avarijos, gręžinyje atsirado daug ertmių. Gręžimas tęsėsi iki 1983 m., kai SG-3 gylis siekė 12 kilometrų. Po to mokslininkai susirinko į didelę konferenciją ir kalbėjo apie savo sėkmę.
Tačiau dėl neatsargaus elgesio su grąžtu kasykloje liko penkių kilometrų ilgio atkarpa. Jie bandė ją gauti kelis mėnesius, bet nesėkmingai. Gręžimą nuspręsta vėl pradėti iš septynių kilometrų gylio. Dėl operacijos sudėtingumo buvo išgręžta ne tik pagrindinė bagažinė, bet ir keturi papildomi. Atstatyti prarastus metrus prireikė šešerių metų: 1990 metais šulinys pasiekė 12 262 metrų gylį ir tapo giliausiu pasaulyje.
Po dvejų metų gręžimas buvo sustabdytas, gręžinys vėliau buvo apipiltas ir iš tikrųjų apleistas.
Nepaisant to, Kolos supergiluminiame šulinyje buvo padaryta daug atradimų. Inžinieriai sukūrė visą itin gilaus gręžimo sistemą. Sunkumas slypi ne tik gylyje, bet ir viduje aukšta temperatūra(iki 200 laipsnių Celsijaus) dėl grąžtų intensyvumo.
Mokslininkai ne tik persikėlė gilyn į Žemę, bet ir iškėlė uolienų mėginius bei branduolius analizei. Beje, jie ir mokėsi mėnulio dirvožemis ir išsiaiškino, kad jo sudėtis beveik visiškai atitinka uolienas, išgautas iš Kolos šulinio maždaug iš trijų kilometrų gylio.
Daugiau nei devynių kilometrų gylyje jie aptiko mineralų, įskaitant auksą, telkinius: olivino sluoksnyje jų yra net 78 gramai tonoje. Ir tai nėra taip mažai – manoma, kad aukso gavyba yra įmanoma esant 34 gramams už toną. Maloni staigmena mokslininkams, kaip ir šalia esančiai gamyklai, buvo atrastas naujas vario-nikelio rūdos rūdos horizontas.
Be kita ko, mokslininkai sužinojo, kad granitai nevirsta į itin stiprų bazalto sluoksnį: iš tikrųjų už jo buvo archeaniniai gneisai, kurie tradiciškai priskiriami skilusių uolienų grupei. Tai sukėlė savotišką geologijos ir geofizikos mokslo revoliuciją ir visiškai pakeitė tradicines idėjas apie Žemės vidų.
Dar viena maloni staigmena – 9–12 kilometrų gylyje aptiktos labai porėtos skilusios uolienos, prisotintos labai mineralizuotų vandenų. Pasak mokslininkų, jie yra atsakingi už rūdų susidarymą, tačiau anksčiau buvo manoma, kad tai vyksta tik daug mažesniame gylyje.
Be kita ko, paaiškėjo, kad podirvio temperatūra buvo kiek aukštesnė nei tikėtasi: šešių kilometrų gylyje gautas 20 laipsnių Celsijaus temperatūros gradientas kilometre, o ne 16 lauktų. Nustatyta radiogeninė šilumos srauto kilmė, kuri taip pat nesutiko su ankstesnėmis hipotezėmis.
Giliuose, daugiau nei 2,8 milijardo metų senumo sluoksniuose, mokslininkai aptiko 14 rūšių suakmenėjusių mikroorganizmų. Tai leido perkelti gyvybės atsiradimo planetoje laiką prieš pusantro milijardo metų. Tyrėjai taip pat išsiaiškino, kad gylyje nėra nuosėdinių uolienų ir yra metano, amžinai palaidojančio angliavandenilių biologinės kilmės teoriją.
XX amžiaus antroje pusėje pasaulis susirgo itin giliu gręžimu. Virta JAV nauja programa tiria vandenyno dugną (Deep Sea Drilling Project). Specialiai šiam projektui pastatytas laivas Glomar Challenger kelerius metus praleido įvairių vandenynų ir jūrų vandenyse, jų dugne išgręždamas beveik 800 šulinių, maksimalus gylis 760 m Iki devintojo dešimtmečio vidurio gręžimo jūroje rezultatai patvirtino plokščių tektonikos teoriją. Geologija kaip mokslas gimė iš naujo. Tuo tarpu Rusija nuėjo savo keliu. Susidomėjimas šia problema, kurį pažadino JAV sėkmė, paskatino programą „Žemės vidaus tyrimas ir itin gilus gręžimas“, bet ne vandenyne, o žemyne. Nepaisant šimtmečių senumo istorijos, gręžimas žemyne atrodė visiškai naujas dalykas. Juk kalbėjome apie anksčiau nepasiekiamas gelmes – daugiau nei 7 kilometrus. 1962 metais Nikita Chruščiovas patvirtino šią programą, nors jis daugiau vadovavosi politiniais, o ne moksliniais motyvais. Jis nenorėjo atsilikti nuo JAV.
Gręžimo technologijos institute naujai sukurtai laboratorijai vadovavo garsus naftininkas, technikos mokslų daktaras Nikolajus Timofejevas. Jam buvo pavesta pagrįsti galimybę itin giliai gręžti kristalines uolienas – granitus ir gneisus. Tyrimai truko 4 metus, o 1966 metais ekspertai paskelbė nuosprendį – gręžti galima ir nebūtinai su technika rytoj, pakanka jau esančios įrangos. Pagrindinė problema- šiluma gylyje. Remiantis skaičiavimais, jam prasiskverbiant į žemės plutą sudarančias uolienas, temperatūra turėtų pakilti 1 laipsniu kas 33 metrus. Tai reiškia, kad 10 km gylyje turėtume tikėtis apie 300°C, o 15 km – beveik 500°C. Gręžimo įrankiai ir instrumentai tokio karščio neatlaikys. Reikėjo ieškoti vietos, kur gelmėse ne taip karšta...
Buvo rasta tokia vieta – senovinis kristalinis Kolos pusiasalio skydas. Žemės fizikos institute parengtoje ataskaitoje teigiama: per milijardus gyvavimo metų Kolos skydas atvėso, temperatūra 15 km gylyje neviršija 150 °C. O geofizikai paruošė apytikslę Kolos pusiasalio podirvio atkarpą. Anot jų, pirmieji 7 kilometrai yra viršutinės žemės plutos dalies granito sluoksniai, vėliau prasideda bazalto sluoksnis. Tuo metu buvo visuotinai priimta dviejų sluoksnių žemės plutos struktūros idėja. Tačiau, kaip vėliau paaiškėjo, ir fizikai, ir geofizikai klydo. Gręžimo vieta buvo pasirinkta šiauriniame Kolos pusiasalio gale prie Vilgiskoddeoaivinjärvi ežero. Suomiškai tai reiškia „Po Vilko kalnu“, nors toje vietoje nėra nei kalnų, nei vilkų. Šulinys, kurio projektinis gylis buvo 15 kilometrų, pradėtas gręžti 1970 metų gegužę.
Bet
Čia galite klausytis pragariškų garsų iš šulinio.
Filmas: Kola Superdeep: Paskutiniai fejerverkai
Naftos kompanija (OC) Rosneft, priklausanti projekto Sachalin-1 konsorciumui, sėkmingai baigė ilgiausią pasaulyje gręžinį Chayvo telkinyje, pranešė bendrovės Informacijos politikos skyrius.
Gamybos šulinys O-14 turi didžiausią pasaulyje gręžinio gylį – 13 500 metrų, o horizontalią gręžinio atkarpą – 12 033 metrų ilgio. Jis buvo gręžiamas link tolimiausio pietrytinio lauko galo nuo Orlano gręžimo platformos.
„Šis šulinys yra tęsinys sėkmingas įgyvendinimas mūsų išskirtinis projektas. Reiškiu dėkingumą mūsų partneriams – „ExxonMobil“, kurio gręžimo technologijų dėka šis pasiekimas tapo įmanomas“, – sakė „Rosneft“ vadovas Igoris Sechinas.
Nuo 2003 metų įgyvendinant projektą Sachalin-1, jau buvo pasiekti keli pasaulio rekordai tolimojo gręžinio gręžimo srityje. Pavyzdžiui, 2011 m. sausį Odoptu-Sea telkinyje buvo išgręžtas naftos gręžinys. aštrus kampas iki žemės paviršiaus, kurio ilgis siekė 12 345 metrus, tapo ilgiausiu šuliniu pasaulyje.
2013 metų balandį buvo išgręžtas gręžinys Z-43, kurio gylis siekė 12 450 metrų, o tų pačių metų birželį Chayvinskoye lauke vėl buvo sumuštas pasaulio rekordas: gręžinio Z-42 gylis buvo 12 700 metrų, plius horizontali atkarpa 11 739 metrų aukštyje.
2014 m. balandžio mėn. Sachalin-1 projekto komanda baigė gręžti gręžinį Z-40 Chayvo šelfų lauke, kuris, prieš pasirodant O-14 gręžiniui, buvo didžiausias pasaulyje gręžinio gylis – 13 000 metrų, o horizontalios pjūvio gylis – 2,5 tūkst. 12 130 metrų.
Šiandien, atsižvelgdamas į naują rekordinio gylio gręžinį, konsorciumas Sachalin-1 išgręžė 9 iš 10 ilgiausių pasaulyje gręžinių.
Sėkminga paraiška pažangios gręžimo technologijos leidžia sumažinti papildomų jūrinių konstrukcijų, vamzdynų ir kitų lauko infrastruktūros elementų statybos išlaidas.
Be to, sumažinus gręžimo ir gamybos vietų plotą, Rosneft naudojamos pažangios gręžimo technologijos padeda apsaugoti aplinką.
Kolos supergilus šulinys, pasodintas 100-osioms Lenino gimimo metinėms 1970 m., išlieka giliausias vertikalus gręžinys pasaulyje, išgręžtas sausumoje. Jo gylis yra 12 262 metrai.
Chayvo laukas yra vienas iš trijų Sachalin-1 projekto laukų. Įsikūręs į šiaurės rytus nuo Sachalino pakrantės. Jūros gylis svyruoja nuo 14 iki 30 m Orlan platformos su gręžimo ir apgyvendinimo moduliais įrengimo vietoje, jūros gylis yra 15 m, atstumas iki kranto yra 5 km (prie ribos) ir 15 km (toli ribos); . Laukas pradėtas eksploatuoti 2005 m.
Orlan platformos montavimas buvo baigtas 2005 m. liepos mėn., o gręžimo darbai pradėti 2005 m. gruodį. Platformoje yra minimalios galimybės gaminiams paruošti, nes visi pagaminti produktai tiekiami į Chayvo sausumos perdirbimo kompleksą. Plieninė-betoninė konstrukcija, ant kurios yra gręžimo ir apgyvendinimo moduliai, naudojama pietvakarinėms ir pietrytinėms Chayvo lauko dalims plėtoti. Plieninis-betoninis Orlano pagrindas lengvai atlaiko ledo ir milžiniškų kauburių puolimą, pasiekiantį šešių aukštų pastato aukštį.
Sachalin-1 yra pirmasis didelio masto atviroje jūroje vykdomas projektas Rusijos Federacija pagal Gamybos pasidalijimo susitarimą (PSA), sudarytą 1996 m. Projekto dalyvių akcijos: NK Rosneft - 20%, ExxonMobil - 30%, SODECO - 30%, ONGC Videsh Ltd - 20%.
Projektas Sachalin-1 apima trijų atviroje jūroje esančių laukų plėtrą: Chayvo, Odoptu ir Arkutun-Dagi, esančius Sachalino salos šiaurės rytiniame šelfe. Bendros atgaunamos atsargos pagal projektą yra 236 mln. tonų naftos ir 487 mlrd. kubinių metrų dujų. Pirmasis Chaivo laukas buvo pradėtas eksploatuoti 2005 m., Odoptu laukas 2010 m., o Arkutun-Dagi laukas 2015 m. sausį. Nuo projekto pradžios buvo pagaminta 70 milijonų tonų naftos, pagaminta ir parduota 16 milijardų kubinių metrų dujų.
