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为什么困难重重也要进行特深科学钻探

发布时间:2018年09月10日
来源:钻井人生(2018-09-08)

特深科学钻探是当今世界各大国竞相开展的大型科学探索活动,是体现国家整体科学技术实力的代表性工程,也是上天、下海、入地、登极四大人类科学梦想中难度最大,迄今进展最慢的科学工程。

这是一项耗资巨大、时间漫长、风险极高的工程。在技术上特深钻探工程面临着必须克服的三大关键问题:高温、高压、高地应力,目前还没有成熟的技术来攻克这道难关。

世界主要国家和我国特深钻探的发展历程

20世纪末开始,美、俄、德等国竞相开展了深部科学钻探活动。美国在俄克拉荷马州于1974年创造了当时世界最深井的记录——罗杰斯1井,井深9854米;前苏联最深的一口井达到了12262米,成为当今世界最深的钻孔,并已成为世界第一个深部实验室;德国在海西缝合带的结晶地块中,先后施工了一个4000.1米深和一个9101米深的钻孔;英国、法国、意大利、日本、瑞典、墨西哥等国也都开展过陆壳深部科学钻探。

前苏联超深孔

我国科学家从20世纪70年代开始,就在呼吁开展中国大陆深部科学钻探。进入21世纪后,国家终于批准这项工作。2000-2007年,中国大陆科学钻探工程(CCSD),在江苏省东海县实施了中国第一口科学钻探,深度达到5158米。该工程建成了亚洲第一个深部地质作用长期观测实验基地。2008-2015年,实施了汶川地震科学钻探工程。2008年原国土资源部启动了深部探测技术与实验研究(Sino Probe),历时5年,到2012年的时候,便完成了国际上规模最大、多学科联合的地球深部探测计划。这期间还施工了西藏罗布莎、金川、腾冲、庐枞、铜陵、南岭等科学钻探工程。此外,松辽盆地科学钻、青海湖环境科学钻以及铀矿科学钻等重大工程。

2006年《国务院关于加强地质工作的决定》中明确提出:实施地壳探测工程,提高地球认知、资源勘查和灾害预警水平。国务院《十三五国家科技创新规划》中,拟启动一批面向2030国家重大科技项目,其中地球深部探测作为深地的主题即将展开。有专项计划拟安排施工一口13000米的世界最深的特深钻孔,以及数口万米左右的超神钻孔。

中国大陆科学钻探工程ccsd—1井

为什么要花费巨资开展万米以上的特深科学钻探呢?

首先,这是地球科学研究的需要 人类对地球认知少之又,尽管近年来通过大洋和陆科学钻探以及地质球物理的研究获得了很多新论、认识,但是还有太未解之谜。探测地球深部结构、物质组成和行为的科学与技术,已经发达国家优先部署的国战略。在技术上正从探测转向观和监,对地静态结构球内部运动变化态过程的实时观测和监方向发展。而最能抗干扰点在地下深处,要埋设长观仪器,建立深地测网,就必须打造通往地球深部的道。

其次,可以带动深部能源、资勘查中国工程院曾做过研究,我矿产勘查深度若能从平均500m增加的2000m,金属资源量可以翻一番。塔里木油田为例,勘查深度到了8000多米, 确实还有十分可观的油气资源。地热是一种清洁绿色能我国优良质禀赋如果能利用好3000-10000米深的地热资源,可以大量替代化石能解决气污染问题。

第三, 研发一套成熟、快速廉价的超深钻探体系,为更多部提供技术支持。只要完成第一口特深钻施工,我们就能获得十分宝贵的经验开发出整套装备与技术体系,在今后更多的超深、特钻施工中发挥出作用经过逐步完善就会形成一套熟技术体系,使今后的特深钻施工取样更多、速度快成本低从而也就能在关键地址上打出越来深的钻孔,取得更丰富资料。

总而言之,可将大陆科学钻探计划的目归结为更好地了解壳内部构动力学和演变而进行的关于地壳深处物理状态化以及过程基本研究。

参考文献:王达、张伟、贾军等,特深科学钻探的关键问题

 

[责任编辑:dc]

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