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地下10910米的溫度高達220攝氏度,壓力也相當于1450個大氣壓,這個毫無爭議的地獄級環境就是中國深地塔科1井的鉆探現場。
為了抵達這個深度,科研人員花費639天,戰勝了斷裂的鉆具和崩塌的井壁,終于實現了這個亞洲奇跡。
不過很多人都不理解,當年美國蘇聯都放棄的深地鉆探項目,我國為什么偏要繼續挖下去呢?地下1萬多米的深度究竟藏著什么寶藏呢?
地下10910米!
地底世界的可怕超過了絕大多數人的想象,這里的溫度可以高到讓鋼鐵出汗,壓力可以大到讓最堅固的鉆頭屈膝。
既然環境如此惡劣,我們費盡周折向地里向打的深孔究竟發現了什么呢?
第一個重大發現肯定離不開油氣顯示,我國科研人員在10851米到10910米的深度區間找到了一些特殊巖層,這些巖層含有能生成油氣的成分。
這是全世界有史以來第一次在陸地上發現的萬米深層油氣顯示,這個意義對于油氣勘探來說是非同一般的,以前地知學家找油找氣一般都是在百米和千米的深度,在很多人的認知中,深層的地底油氣資源的。
從這個角度來看這次的發現就非常有價值了,不光可以填補資源空缺,也刷新了人類對地球深部油氣分布的認知,這么看上去,我們的地球母親還是很慷慨的,只不過她的慷慨藏得有點深。
再就是巖芯樣本的發現,雖然同巖石只有一字之差,但這個發現堪稱國寶級的存在。
這些從地下深處取出的巖石記錄了地球數億年來的地質變遷,科研人員可以從這些樣本中讀出幾億年前的地質歷史,從而更好的了解地球深部物質的組成與流動方式。
這些巖石樣本就是地球的一部歷史書,只不過他記錄的不是帝王將相,而是地球的內心世界,如果單從研究地球本源的角度來講,這些巖心的珍貴程度比月壤都不遑多讓。
現在我們的航天技術越來越發達,想要向月球發射探測器并不是什么難事,只不過更多的是要考慮成本而已。
但是地下深井現在可只有深地塔科1井這么獨一份,想要再獲取這些地下萬米巖芯可就不是短期內能實現的了,所以深地塔科1井的重要意義用一句話概括就是不僅找到了資源,還開啟了一扇研究地球歷史和未來的大門。
九九八十一難,這口井到底有多難打?
打井難,難于上青天,我們為了達成這個歷史成就真的下了大功夫,從地表到10000米深處就用了279天,最后的910米,科研人員卻整整打了300多天。
這可不是因為工人偷懶或者預算有限,隨著深度的增加,每個深度區間都藏滿了各種坑。
越往下走,地層變化越復雜,深地塔科1井從上到下一共穿越了12套不同的地層,每層的巖性都不一樣。
有的地層像脆皮蛋糕容易崩塌,有的地層全都是花崗巖臺面,堅硬無比,向下推進的過程中不知道要換多少個鉆頭。
越接近深層地層的巖性變化速度越快,鉆探難度也隨著幾何級上升,有時剛剛調整好鉆頭角度和力度,下一秒就直接碰上了新地層,又得重新適應,幾乎每向下鉆探一米都要換打法。
再就是高溫高壓問題,地下10910米的溫度高到接近220攝氏度,而壓力則大概是1450個大氣壓,地獄級別的環境對鉆頭的考驗實在是太大了,類似于一個指甲蓋大小的面積壓了一輛汽車。
向下鉆探不光是一個鉆頭的事兒,而是一套精密的設備,如果說鉆頭這些鐵疙瘩還能夠扛得住,但是其中的電子設備和密封材料經受的考驗可就太大了。
為了達成向下鉆探的目標,我國科學家自主研發了一整套能在極端條件下工作的設備,其中就有全球首臺12000米特深井自動化鉆機,為了給這個超級鉆機配套,我們還專門研發了特深層測井裝備。
井下鉆具的重量也成了一個大問題,隨著深度的加深,我們的鉆具的總重量自然也就跟著一點點累積,到達1萬米之后,整個鉆具的總重量已經達到了達到665噸。
金屬會產生疲勞的,如此高的重量讓鉆具非常容易因為疲勞斷裂,可是工程是出不到一絲差錯的,一次斷裂就可能讓整個鉆探工程前功盡棄。
可是施工這個事有時候就是不遂人愿,在鉆到9977米時鉆具斷裂掉落井中,工人們花了四天四夜才成功打撈出斷裂的鉆具,最后才得以繼續鉆探。
地下鉆探不是蓋大樓,只要有堅固的地基就好,井下鉆探的極端環境讓井壁容易崩塌,碎屑非常容易堵住井眼,只要出現意外情況,科研人員就必須耗費大量時間處理地下塌方,嚴重的拖慢了工程進度。
有時候鉆著鉆著地下突然出現大裂縫,泥漿在一瞬間全部漏光,整個鉆地過程其實就是一個不斷挖坑和填坑的過程,可我國為什么要鉆這么一口多災多難的井呢?
為啥偏要挖美蘇都不敢碰的坑
向地心深處鉆探這種事兒人類不是第一次干了,在冷戰時期美國和蘇聯都曾有過相應的工程,只不過后來都因為各種各樣的原因給放棄了。
雖然他們沒能成功搞出研究成果,但是鉆探的難度我們其實是有所了解的,可是為什么我國還要迎難而上,偏向虎山行呢?
如果說人類現在對宇宙的理解已經達到大概5%左右的話,那我們對地心和海洋的理解可能還不到1%,所以我們向下鉆探首先是為了滿足人類對未知的好奇心,我們想知道地下世界到底有什么,只有充分了解了我們所在的地球,人類才能更好的向前發展。
當然單純滿足好奇心并不足以讓國家對此大動干戈,深地塔科1井的突破對于我國能源安全來說意義是非常重大的,雖說我國地大物博,但在能源這事兒上一直有點尷尬。
我國石油天然氣這類化石能源的儲量并不豐富,如果和中東土豪國比起來就是個窮小子。而且國內現有油氣資源很多都埋得不深,容易開采的油田大部分已處于開發的中后期。
埋在地下6000米以下的更深層油氣的開發難度又極大,一直是公認的硬骨頭,大有一種食之無味棄之可惜的雞肋之感。
塔里木盆地就是個典型的深層油氣富集區,這里的油氣資源大多深埋在地下6000米到9000米,想靠傳統技術開采這里的油氣比登天還難。
但不采還真不行,我國是世界第一資源進口大國,對于國外的石油和天然氣非常依賴,但是從國家層面上來講對油氣資源的依賴卻嚴重干擾國家的能源安全。
一旦國際局勢緊張或運輸通道受到影響,能源供應立馬出現危機,馬六甲海峽是我國從海上進口石油的重要通道,這是世界都知道的事實,所以這些年美國也拼了命的在馬六甲海峽進行布置,位置就是在關鍵時期可以掐住我們國家能源的脖子。
靠人不如靠己,與其在海外美國進行明爭暗斗,不如向地球深部進軍,找出更多我們自己的油氣資源。
深地塔科1井就是在這種戰略需求下立項的,科研人員通過鉆探萬米深井不僅能獲取油氣資源的具體數據,還能驗證我國在超深層鉆探方面的技術水平,這才是關系到國家能源安全的大事。
既然向地下探索這件事情這么重要,國和蘇聯當年為啥放棄了?
這跟當時的歷史背景是有關系的,當時的工程處于冷戰時期,兩國之間的比拼更多的是面子工程,雖然也有一定的科研成分在里面,但是占比真的不大。
蘇聯的科拉超深井是在美國莫霍計劃提出之后才上馬的,美國的莫霍計劃為的是鉆透地殼,到達地殼地幔的分界面莫霍面。
但是計劃搞了不到十年,錢花了不少收獲卻不大,最后被國會強行叫停,蘇聯的科拉超深井為的就是超越美國的深度,解鎖全球最深的井的成就,所以工程大概率是一個面子工程。
美蘇兩國當年搞這個競賽性質居多,實際的能源需求和科技支撐都沒跟上,放棄也是遲早的事。
我國就不一樣了,我們不是為了爭第一或者和誰較勁,而是為了實實在在的解決能源問題,再加上我們這次的探索距離上一次美蘇爭霸已經過去幾十年了,科學技術已經飛速進步,我國現在的裝備和技術能力已經比當年美蘇強太多了。
我國自主研發的12000米特深井自動化鉆機和特深層測井裝備就是美蘇當年沒有的黑科技,更不用說我們在抗高溫高壓的泥漿體系,鉆頭技術以及地下測量技術上的突破。
蘇聯當年遇到的那些問題如果讓現在我國的鉆井團隊去干根本就不是事兒,所以我們的成功是無數技術積累和戰略布局加持下的必然。
結語
深地塔科1井不僅是一項國家能源戰略的一部分,也是我國科研實力的體現。從最實際的能源需求到更大層面的科學探索,這口井承載了太多意義。
雖然前面還有很長的路要走,但我國這次的突破已經讓世界看到了什么是中國深度。
在鉆探地球這條路上,我們不光是挖了個坑,而是這不斷向未知進發去揭開地球深處的秘密。
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