Kola ultra-profond maintenant. Puits super profond sur la péninsule de Kola : histoire et secrets

Une tentative d'étude de la section géologique et de l'épaisseur des roches volcaniques qui émergent à la surface de la Terre a incité les centres de recherche et, comme eux, les organismes de recherche, à identifier l'origine de failles profondes. Le fait est que des échantillons de roches structurales précédemment extraits des entrailles de la Terre et de la Lune présentaient alors un intérêt égal pour l'étude. Et le choix de l'emplacement de l'embouchure s'est porté sur l'énorme cuvette existante en forme de bol, dont l'origine est associée à la présence d'une faille profonde dans la région de la péninsule de Kola.

On croyait que la Terre était une sorte de sandwich, composé d'une croûte, d'un manteau et d'un noyau. À cette époque, près de la surface, les roches sédimentaires étaient suffisamment explorées pour le développement des champs pétrolifères. L'exploration des métaux non ferreux s'est rarement accompagnée de forages sous la barre des 2000 mètres.

Le Kola SG (superdeep), en dessous d'une profondeur de 5000 mètres, était censé découvrir une section de couches de granit et de basalte. Cela ne s'est pas produit. Le trépan a percé des roches de granit dur jusqu'à 7000 mètres. De plus, le naufrage s'est déroulé le long de sols relativement mous, ce qui a provoqué l'effondrement des parois des barils et la formation de cavernes. Le sol dispersé a tellement coincé la tête de l'outil que lorsque le train de tiges a été soulevé, il s'est rompu, provoquant un accident. Le puits de Kola était censé confirmer ou infirmer ces enseignements établis de longue date. De plus, les scientifiques n'ont pas osé indiquer les intervalles où se situent les limites entre ces trois couches. Le puits de Kola était destiné à l'exploration et à l'étude des gisements de ressources minérales, à la détermination de la configuration et à la formation étape par étape des champs d'occurrence des réserves de matières premières. La base était, tout d'abord, la validité scientifique de la théorie des paramètres physiques, hydrogéologiques et autres des profondeurs de la Terre. Et seul le fonçage de puits très profonds pourrait fournir des informations fiables sur la structure géologique du sous-sol.

Parallèlement, la préparation à long terme du démarrage des opérations de forage prévoyait : la possibilité d'une augmentation de température avec approfondissement, une augmentation de la pression hydrostatique des formations, l'imprévisibilité du comportement des roches, leur stabilité due à la présence de pressions de roche et de formation.

D'un point de vue technique, toutes les difficultés et tous les obstacles possibles ont été pris en compte pouvant conduire à un ralentissement du processus d'approfondissement en raison de la perte de temps pour la descente et la montée du foret, une diminution de la vitesse de forage due à un changement dans la catégorie des roches, et une augmentation de la consommation d'énergie pour les moteurs de fond.
Le facteur le plus difficile a été considéré comme l'augmentation constante du poids du tubage et de la tige de forage à mesure qu'il s'enfonçait.

Les évolutions techniques dans le domaine sont couronnées de succès :
- augmenter la capacité de charge, la puissance et d'autres caractéristiques des équipements et équipements de forage ;
- résistance à la chaleur des outils de coupe de roche;
- automatisation du contrôle de toutes les étapes du processus de forage ;
- traitement des informations provenant de la zone de fond ;
- avertissements sur les situations d'urgence avec tige de forage ou tubage.

Le forage d'un puits très profond aurait dû révéler l'exactitude ou la fausseté d'une hypothèse scientifique sur la structure profonde de la planète.

Le but de cette construction très coûteuse incluait la recherche :
1. Structure profonde du gisement de nickel de Pechenga et de la base cristalline du bouclier baltique de la péninsule. Décryptage du contour du gisement polymétallique de Pechenga, couplé aux manifestations des corps minéralisés.
2. Etude de la nature et des forces provoquant la division des limites strates de la croûte continentale. Identification des zones de couches, des motifs et de la nature de la formation de haute température. Détermination de la composition physique et chimique de l'eau, des gaz formés dans les fissures, des pores des roches.
3. Obtention d'un matériel complet sur la composition matérielle des roches et d'informations sur les intervalles de séparation des "plaques" de granit et de basalte de la croûte. Étude approfondie des propriétés physiques et chimiques du cœur récupéré.
4. Développement de moyens techniques avancés et de nouvelles technologies pour le fonçage de trous ultra-profonds. Possibilité d'utiliser des méthodes de recherche géophysique dans la zone d'occurrences de minerai.
5. Développement et création des derniers équipements pour l'observation, les tests, la recherche, le suivi de l'avancement du processus de forage.

Pour la plupart, le puits de Kola était à des fins scientifiques. La tâche comprenait l'étude des roches les plus anciennes dont la planète est composée et la connaissance des secrets des processus qui s'y déroulent.

Justification géologique du forage sur la péninsule de Kola

L'exploration et la production de gisements de minerais utiles sont toujours prédéterminées par le forage de puits profonds. Et pourquoi sur la péninsule de Kola et précisément dans la région de Mourmansk, et certainement sur Pechenga. Une condition préalable à cela était le fait que cette région était considérée comme un véritable trésor de ressources minérales, avec les réserves les plus riches d'une grande variété de matières premières minérales (nickel, magnétite, apatite, mica, titane, cuivre).

Cependant, le calcul géologique, effectué à partir de la carotte du puits, a révélé l'absurdité de l'opinion scientifique mondiale. Sept kilomètres de profondeur se sont avérés être composés de roches volcaniques et sédimentaires (tuffs, grès, dolomies, brèches). Au-dessous de cet intervalle, on a supposé qu'il devait y avoir des roches séparant les structures de granit et de basalte. Mais, hélas, les basaltes ne sont jamais apparus.

Sur le plan géologique, le bouclier baltique de la péninsule, avec une couverture partielle des territoires de la Norvège, de la Suède, de la Finlande et de la Carélie, a subi une érosion et une évolution pendant des millions de siècles. Déchaînements naturels, processus destructeurs du volcanisme, phénomènes de magmatisme, modifications métamorphiques des roches, sédimentation sont les plus clairement gravés dans la chronique géologique de Pechenga. C'est la partie du bouclier du pli de la Baltique, où l'histoire géologique des gisements de strates et de minerai a pris forme pendant des milliards d'années.

En particulier, les parties nord et est de la surface du bouclier ont été exposées à une corrosion séculaire. En conséquence, les glaciers, le vent, l'eau et d'autres catastrophes naturelles, pour ainsi dire, ont arraché (gratté) les couches supérieures des roches.

Le choix de l'emplacement du puits était basé sur l'érosion importante des couches supérieures et l'affleurement des anciennes formations archéennes de la Terre. Ces affleurements ont considérablement rapproché et facilité l'accès aux réserves souterraines de la nature.

Conception de forage très profond

Les structures très profondes ont une conception télescopique obligatoire. Dans notre cas, le diamètre initial de l'orifice était de 92 cm et le diamètre final était de 21,5.

La chaîne de guidage de conception ou le soi-disant conducteur d'un diamètre de 720 mm prévu pour le forage à une profondeur de 39 mètres courants. La première chaîne technique (tubage fixe), 324 mm de diamètre et 2000 mètres de long ; boîtier amovible 245 mm, surface métrique de 8770 mètres. Il était prévu d'effectuer d'autres forages avec un trou ouvert jusqu'à la marque de conception. Les roches cristallines ont permis de compter sur une stabilité à long terme de la partie non tubée des parois. La deuxième chaîne amovible, marquée d'étiquettes magnétiques, permettrait un carottage continu sur toute la longueur du puits de forage. Les marques radioactives sur le tube de fond ont été fixées pour enregistrer la température de l'environnement de forage.

Equipement technique d'un appareil de forage pour le forage d'un puits ultra-profond

Le forage a été réalisé à partir de zéro avec la plate-forme Uralmash-4E, c'est-à-dire un équipement en série utilisé pour le forage de puits de pétrole et de gaz profonds. Jusqu'à 2000 mètres, le forage a été conduit par des tiges de forage en acier, avec un turboforet à l'extrémité. Cette turbine de 46 mètres de long avec un bout à son extrémité était entraînée en rotation par de la boue, qui était pompée dans un tuyau à une pression de 40 atmosphères.

De plus, le naufrage a été réalisé à partir d'un intervalle de 7264 mètres avec l'installation domestique "Uralmash-15000", d'un point de vue innovant, une structure plus puissante, d'une capacité de charge de 400 tonnes. Le complexe était équipé de nombreux développements techniques, technologiques, électroniques et autres.

Le puits de Kola était équipé d'une structure high-tech et automatisée :
1. Exploration, avec une base puissante, sur laquelle est montée la tour sectionnelle elle-même, haute de 68 mètres. Destiné à la mise en œuvre :

opérations de fonçage, d'abaissement et de levage du projectile et autres actions auxiliaires ;
rétention du train de tiges principal et de l'ensemble du train de tiges, à la fois en poids et pendant le processus de forage ;
placement de sections (bouchons) de tiges de forage, y compris les tiges lestées (colliers de forage), système de palan.

Dans l'espace intérieur de la tour ont également été placés des moyens de joint venture (descente - montée), des outils. Il abritait également des équipements de sécurité et une éventuelle évacuation d'urgence du cavalier (assistant foreur).

2. Équipements électriques et technologiques, unités de puissance et de pompage.

3. Système de prévention de la circulation et des éruptions, équipement de cimentation.

4. Automatisation, contrôle, système de contrôle de processus.

5. Support électrique, moyens de mécanisation.

6. Un ensemble d'équipements de mesure, d'équipement de laboratoire et bien plus encore.

En 2008, le puits super profond de Kola a été complètement abandonné, tous les équipements de valeur ont été démontés et retirés (la plupart ont été remis à la ferraille).

Jusqu'en 2012, la tour principale de la plate-forme de forage était démantelée.

Désormais, seul le Centre scientifique de Kola de l'Académie des sciences de Russie travaille dans lequel ils étudient encore aujourd'hui la carotte extraite d'un puits très profond.

Le noyau lui-même a été retiré à la ville de Yaroslavl, où il est maintenant conservé.

Vidéo documentaire sur le puits super profond de Kola

Nouveaux records pour les puits ultra-profonds

Le puits très profond de Kola était considéré comme le puits le plus profond du monde jusqu'en 2008.

En 2008, le puits de pétrole Maersk Oil BD-04A, d'une longueur de 12 290 mètres, a été foré dans le bassin pétrolier d'Al-Shahin à un angle aigu par rapport à la surface de la terre.

En janvier 2011, ce record a également été battu, et son puits de pétrole a été foré dans le Northern Dome (Odoptu-more - un champ de gaz et de pétrole en Russie), ce puits a également été foré à un angle aigu par rapport à la surface de la terre, la longueur était de 12 345 mètres.

En juin 2013, le puits Z-42 du champ Chayvo a de nouveau battu le record de profondeur avec une longueur de 12.700 mètres.

Malgré le fait que le XXIe siècle soit dans la cour, la structure interne de notre planète a été très peu étudiée. Nous savons très bien ce qui se passe dans l'espace lointain, en même temps, le degré de pénétration dans les secrets de la Terre peut être comparé à une légère piqûre d'épingle dans la surface de l'écorce d'une pastèque.
Au milieu des années 1950, lorsque les foreurs ont appris à forer des puits à plus de 7 km de profondeur, l'humanité s'est attaquée à une tâche très ambitieuse - parcourir la croûte terrestre et voir ce qui s'y cache. Nos compatriotes, qui ont foré le puits super profond de Kola, se sont approchés le plus près de cet objectif.
La coquille solide de la Terre est étonnamment mince par rapport à sa taille - l'épaisseur de la croûte varie entre 20-65 km sur terre et 3-8 km sous l'océan, occupant moins de 1% du volume de la planète. Derrière elle se trouve une vaste couche - le manteau - qui représente la majeure partie de la Terre. Même en dessous, il y a un noyau dense, composé principalement de fer, ainsi que de nickel, de plomb, d'uranium et d'autres métaux. Entre la croûte et le manteau, on distingue une zone limite, du nom du scientifique yougoslave qui l'a découverte, la surface (limite) de Mohorovich, ou en abrégé - Moho. Dans cette zone, la vitesse de propagation des ondes sismiques augmente fortement. Il existe de nombreuses hypothèses pour expliquer ce phénomène, mais dans l'ensemble il reste irrésolu.

L'objectif le plus important des projets de forage profond les plus sérieux lancés dans la seconde moitié du 20e siècle était précisément cette couche mystérieuse. Les chercheurs n'ont pas réussi à l'atteindre, cependant, les données sur la structure de la croûte terrestre obtenues lors du forage de puits très profonds se sont avérées si inattendues que la limite de Mokhorovich a semblé reculer dans l'arrière-plan. Il fallait d'abord expliquer les énigmes trouvées dans les couches supérieures.
Les Américains ont été les premiers à commencer à forer en profondeur la croûte terrestre à des fins scientifiques. Dans les années 1960, ils lancent le projet scientifique Mohole, qui envisage la création de sous-marins à l'aide de navires de forage spéciaux. Au cours des trente années suivantes, plus de 800 puits sont apparus dans les mers et les océans, dont beaucoup sont situés à des profondeurs de plus de 4 km. Le puits le plus long ne pouvait descendre que 800 m de profondeur dans les fonds marins, et pourtant les données obtenues étaient d'une importance colossale pour la géologie. En particulier, ils ont servi de solide confirmation de la soi-disant. théorie tectonique, selon laquelle les continents sont basés sur des plaques lithosphériques solides, flottant lentement, immergées dans le manteau liquide.

Bien sûr, l'URSS ne pouvait pas être à la traîne de son concurrent d'outre-mer, c'est pourquoi, au milieu des années 1960, nous avons également lancé de nombreux projets pour étudier la croûte terrestre. Les scientifiques soviétiques ont emprunté une voie légèrement différente, décidant de forer des puits non pas dans la mer, mais sur le sol. Le projet le plus célèbre et le plus réussi de ce genre est le Kola Superdeep Borehole - le "trou dans la terre" le plus profond jamais fait par l'homme. Le puits est situé à l'extrémité nord de la péninsule de Kola. Cet endroit n'a pas été choisi par hasard - pendant des centaines de millions d'années, l'érosion naturelle a détruit la surface du bouclier cristallin de Kola, arrachant les couches supérieures de la roche. En conséquence, d'anciennes couches archéennes sont apparues en surface, correspondant à des profondeurs de 5 à 10 km pour la section crustale moyenne de type continental. La profondeur de conception de 15 kilomètres du puits a permis aux scientifiques d'espérer atteindre la mystérieuse surface de Mohorovich.
Le forage du puits de Kola a commencé en 1970 et s'est terminé plus de 20 ans plus tard - en 1994. Au début, les foreurs travaillaient selon des méthodes assez traditionnelles : un train de tuyaux en alliage léger était descendu dans le puits, au bout duquel un tube cylindrique La perceuse à métaux avec des dents en diamant et des capteurs a été réparée. La colonne était entraînée en rotation par un moteur situé en surface. Au fur et à mesure que la profondeur du puits augmentait, de nouvelles sections ont été ajoutées aux tuyaux. Périodiquement, toute la colonne devait être remontée à la surface afin d'extraire la carotte de roche coupée et de remplacer la mèche émoussée. Malheureusement, cette technologie éprouvée devient inefficace lorsque la profondeur du puits dépasse une certaine marque : le frottement des tuyaux contre les parois du puits devient trop important pour que tout cet immense arbre puisse tourner. Pour surmonter cette difficulté, les ingénieurs ont développé un schéma dans lequel seule la tête de la plate-forme de forage tournait. À la fin de la chaîne, des turbines ont été renforcées, à travers lesquelles la boue de forage a été passée - un fluide spécial qui agit comme un lubrifiant et circule à travers les tuyaux. Ces turbines faisaient tourner la foreuse.

Les échantillons ramenés à la surface lors du forage ont révolutionné la géologie. Les idées existantes sur la structure de la croûte terrestre se sont avérées loin de la réalité. La première surprise a été l'absence de transition du granit au basalte, que les scientifiques s'attendaient à voir à une profondeur d'environ 6 km. Des études sismologiques indiquent que dans cette zone, la vitesse de propagation des ondes acoustiques change fortement, ce qui a été interprété comme le début du socle basaltique de la croûte terrestre. Cependant, même après la zone de transition, les granites et les gneiss ont continué à remonter à la surface. À partir de ce moment, il est devenu clair que le modèle dominant d'une croûte à deux couches était faux. Or, la présence d'une transition sismique s'explique par des changements dans les propriétés de la roche dans des conditions de pression et de température accrues.
Une découverte encore plus surprenante a été le fait que les roches situées à des profondeurs de plus de 9 km se sont révélées extrêmement poreuses. Auparavant, on pensait qu'au fur et à mesure que la profondeur et la pression augmentaient, elles devaient au contraire devenir de plus en plus denses. Les fissures miniatures ont été remplies d'une solution aqueuse, dont l'origine est restée longtemps complètement incertaine. Plus tard, une théorie a été avancée, selon laquelle l'eau découverte est formée d'atomes d'hydrogène et d'oxygène, qui sont "pressés" de la roche environnante sous l'influence de pressions colossales.
Autre surprise : la vie sur la planète Terre est apparue, il s'avère, 1,5 milliard d'années plus tôt que prévu. À une profondeur de 6,7 km, où l'on croyait qu'il n'y avait pas de matière organique, 14 espèces de micro-organismes fossilisés ont été trouvées. Ils ont été trouvés dans des gisements de carbone-azote très inhabituels (au lieu de calcaire ou de silice conventionnels) vieux de plus de 2,8 milliards d'années. A des profondeurs encore plus importantes, là où il n'y a plus de roches sédimentaires, le méthane est apparu en concentrations énormes. Cela a complètement et complètement détruit la théorie de l'origine biologique des hydrocarbures tels que le pétrole et le gaz.
Les scientifiques ont également été extrêmement surpris par la vitesse à laquelle la température augmentait à mesure que le puits s'approfondissait. A une altitude de 7 km, elle atteignait 120 °C, et à une profondeur de 12 km - déjà 230 °C, ce qui était un tiers supérieur à la valeur prévue : le gradient de température de la croûte était de près de 20 degrés pour 1 km, au lieu des 16 attendus. Il a également été constaté que la moitié du flux de chaleur est d'origine radiogénique. La température élevée a affecté négativement les performances du trépan, de sorte que le fluide de forage a été refroidi avant d'être pompé dans le puits. Cette mesure s'est avérée assez efficace, mais après avoir franchi la barre des 12 km, elle n'était plus en mesure d'assurer une évacuation suffisante de la chaleur. De plus, la roche comprimée et chauffée a acquis certaines propriétés d'un liquide, à la suite desquelles le puits a commencé à flotter lors de l'extraction suivante du train de tiges. De nouveaux progrès étaient impossibles sans de nouvelles solutions technologiques et des coûts décaissés importants, de sorte qu'en 1994, le forage a été suspendu. À ce moment-là, le puits avait réussi à s'approfondir jusqu'à 12262 m.

Le puits super profond de Kola est le forage le plus profond du monde (de 1979 à 2008) Il est situé dans la région de Mourmansk, à 10 kilomètres à l'ouest de la ville de Zapolyarny, sur le territoire du bouclier géologique de la Baltique. Sa profondeur est de 12 262 mètres. Contrairement à d'autres puits très profonds, qui ont été réalisés pour la production de pétrole ou l'exploration géologique, SG-3 a été foré exclusivement pour l'étude de la lithosphère à l'endroit où la frontière de Mohorovichitch. (abrégé en limite de Moho) - la limite inférieure de la croûte terrestre, sur laquelle se produit une augmentation brutale de la vitesse des ondes sismiques longitudinales.

Le puits très profond de Kola a été posé en l'honneur du 100e anniversaire de la naissance de Lénine, en 1970. Les strates de roches sédimentaires à cette époque étaient bien étudiées dans la production pétrolière. Il était plus intéressant de forer là où des roches volcaniques vieilles d'environ 3 milliards d'années (à titre de comparaison : l'âge de la Terre est estimé à 4,5 milliards d'années) remontent à la surface. Pour l'exploitation minière, ces roches sont rarement forées à une profondeur supérieure à 1 à 2 km. On supposait que déjà à une profondeur de 5 km, la couche de granite serait remplacée par une couche de basalte. Le 6 juin 1979, le puits a battu le record de 9583 mètres, auparavant propriété du puits Bertha-Rogers (un puits de pétrole en Oklahoma). Dans les meilleures années, 16 laboratoires de recherche travaillaient au puits super profond de Kola, ils étaient personnellement supervisés par le ministre de la Géologie de l'URSS.

Bien que l'on s'attende à ce qu'il y ait une limite prononcée entre les granites et les basaltes, seuls des granites ont été trouvés dans le noyau sur toute la profondeur. Cependant, en raison de la haute pression, les granites compactés ont considérablement modifié les propriétés physiques et acoustiques.En règle générale, le noyau surélevé s'est effondré à cause de la libération de gaz actif dans les déblais, car il ne pouvait pas résister à un changement brusque de pression. Il n'a été possible d'extraire une carotte solide qu'avec une montée très lente du foret, lorsque le "excès" de gaz, alors qu'il était encore sous pression à une pression élevée, a eu le temps de sortir de la roche. à de grandes profondeurs, contrairement aux attentes, a augmenté. Il y avait aussi de l'eau en profondeur, remplissant les fissures.

Il est intéressant de noter que lorsque le Congrès géologique international s'est tenu à Moscou en 1984, au cours duquel les premiers résultats de l'étude du puits ont été présentés, de nombreux scientifiques ont suggéré en plaisantant qu'il soit enterré immédiatement, car il détruit toutes les idées sur la structure de la croûte terrestre. . En effet, les bizarreries ont commencé dans les premiers stades de la pénétration. Ainsi, par exemple, les théoriciens, avant même le début du forage, ont promis que la température du bouclier baltique resterait relativement basse à une profondeur d'au moins 5 kilomètres, la température ambiante dépassait 70 degrés Celsius, de sept - plus de 120 degrés, et à une profondeur de 12, il faisait frire plus fort que 220 degrés - 100 degrés de plus que prévu. Les foreurs de Kola ont remis en question la théorie de la structure couche par couche de la croûte terrestre - au moins dans l'intervalle jusqu'à 12 262 mètres.

"Nous avons le trou le plus profond du monde - c'est ainsi que nous devrions l'utiliser!" - s'exclame amèrement David Guberman, le directeur permanent du Kola Superdeep Research and Production Center. Au cours des 30 premières années d'existence du très profond de Kola, des scientifiques soviétiques puis russes ont atteint une profondeur de 12 262 mètres. Mais depuis 1995, le forage s'est arrêté : il n'y avait personne pour financer le projet. Ce qui est alloué dans le cadre des programmes scientifiques de l'UNESCO ne suffit qu'à maintenir la station de forage en état de marche et à étudier des échantillons de roche préalablement extraits.

Guberman rappelle avec regret combien de découvertes scientifiques ont eu lieu sur le très profond de Kola. Littéralement, chaque mètre était une révélation. Le puits a montré que presque toutes nos connaissances antérieures sur la structure de la croûte terrestre sont fausses. Il s'est avéré que la Terre ne ressemble pas du tout à un gâteau en couches.

Autre surprise : la vie sur la planète Terre est apparue, il s'avère, 1,5 milliard d'années plus tôt que prévu. À des profondeurs où l'on croyait qu'il n'y avait pas de matière organique, 14 espèces de micro-organismes fossilisés ont été trouvées - l'âge des couches profondes dépassait 2,8 milliards d'années. A des profondeurs encore plus importantes, là où il n'y a plus de roches sédimentaires, le méthane est apparu en concentrations énormes. Cela a complètement et complètement détruit la théorie de l'origine biologique des hydrocarbures tels que le pétrole et le gaz.Il y avait aussi des sensations presque fantastiques. Lorsqu'à la fin des années 70, la station spatiale automatique soviétique a amené 124 grammes de sol lunaire sur Terre, les chercheurs du Kola Science Center ont découvert qu'il s'agissait de deux gouttes d'eau similaires à des échantillons prélevés à une profondeur de 3 kilomètres. Et une hypothèse surgit : la lune s'est détachée de la péninsule de Kola. Maintenant, ils cherchent exactement où. D'ailleurs, les Américains, qui ont apporté une demi-tonne de terre de la Lune, n'en ont rien fait de sensé. Placés dans des conteneurs scellés et laissés à la recherche des générations futures.

De manière assez inattendue pour tout le monde, les prédictions d'Alexei Tolstoï du roman "L'hyperboloïde de l'ingénieur Garin" ont été confirmées. À plus de 9,5 kilomètres de profondeur, ils ont découvert une véritable mine de minéraux de toutes sortes, en particulier de l'or. Une véritable couche d'olivine, brillamment prédite par l'écrivain. Il contient 78 grammes d'or par tonne. Soit dit en passant, la production industrielle est possible à une concentration de 34 grammes par tonne. Mais, ce qui est le plus surprenant, à des profondeurs encore plus grandes, où il n'y a plus de roches sédimentaires, le gaz naturel méthane a été trouvé dans des concentrations énormes. Cela a complètement et complètement détruit la théorie de l'origine biologique des hydrocarbures tels que le pétrole et le gaz.

Non seulement des sensations scientifiques étaient également associées au puits de Kola, mais aussi de mystérieuses légendes, dont la plupart se sont avérées être romancées par les journalistes une fois vérifiées. Selon l'un d'eux, la principale source d'information (1989) était la société de télévision américaine Trinity Broadcasting Network, qui, à son tour, a repris l'histoire d'un article d'un journal finlandais. Apparemment, lors du forage d'un puits à une profondeur de 12 000 mètres, les microphones des scientifiques ont enregistré des cris et des gémissements.) Les journalistes, sans même penser qu'il n'est tout simplement pas possible de pousser un microphone à une telle profondeur (quel appareil d'enregistrement sonore peut fonctionner à des températures supérieures à deux cents degrés ?) a écrit sur le fait que les foreurs ont entendu "une voix de la pègre".

Après ces publications, le puits très profond de Kola a commencé à être appelé "la route de l'enfer", affirmant que chaque nouveau kilomètre foré portait malheur au pays. On disait que lorsque les foreurs parcouraient le treizième mille mètres, l'URSS s'effondrait. Eh bien, lorsque le puits a été foré à une profondeur de 14,5 km (ce qui en fait ne s'est pas produit), ils sont soudainement tombés sur des vides inhabituels. Intrigués par cette découverte inattendue, les foreurs y ont déployé un microphone capable de fonctionner à des températures extrêmement élevées et d'autres capteurs. La température à l'intérieur aurait atteint 1 100 ° C - il y avait la chaleur des chambres de feu, dans lesquelles, prétendument, on pouvait entendre des cris humains.

Cette légende erre toujours à travers les vastes étendues d'Internet, ayant survécu au coupable même de ces potins - le puits de Kola. Les travaux ont été interrompus en 1992 en raison d'un manque de financement. Jusqu'en 2008, il était dans un état de mise en veilleuse. Un an plus tard, la décision finale a été prise d'abandonner la poursuite des recherches et de démanteler l'ensemble du complexe de recherche, ainsi que le puits - pour "enterrer". L'abandon définitif du puits a eu lieu à l'été 2011.
Donc, comme vous pouvez le voir, cette fois, les scientifiques n'ont pas réussi à atteindre le manteau et à l'examiner. Cependant, cela ne signifie pas que le puits de Kola n'a rien donné à la science - au contraire, cela a bouleversé toutes leurs idées sur la structure de la croûte terrestre.

RÉSULTATS

Les tâches définies dans le projet de forage ultra-profond ont été achevées. Des équipements et une technologie spéciaux pour le forage ultra-profond, ainsi que pour l'étude des puits forés à de grandes profondeurs, ont été développés et créés. Nous avons reçu des informations, pourrait-on dire, "de première main" sur l'état physique, les propriétés et la composition des roches dans leur occurrence naturelle et à partir d'échantillons de carottes à une profondeur de 12 262 m. 8 kilomètres. Des minerais commerciaux de cuivre-nickel y ont été découverts - un nouvel horizon de minerai a été découvert. Et très pratique, car l'usine de nickel locale manque déjà de minerai.

Comme indiqué ci-dessus, les prévisions géologiques de la section du puits ne se sont pas réalisées. L'image, qui était attendue pendant les 5 premiers km, s'est étendue dans le puits sur 7 km, puis des rochers complètement inattendus sont apparus. Les basaltes prévus à une profondeur de 7 km n'ont pas été trouvés, même lorsqu'ils sont tombés à 12 km. On s'attendait à ce que la limite qui donne la plus grande réflexion pendant le sondage sismique soit le niveau où les granites passent dans la couche de basalte plus forte. En fait, il s'est avéré qu'il existe des roches fracturées moins fortes et moins denses - les gneiss archéens. Ce n'était en aucun cas supposé. Et il s'agit d'une information géologique et géophysique fondamentalement nouvelle qui vous permet d'interpréter les données de la recherche géophysique profonde d'une manière différente.

Les données sur le processus de formation du minerai dans les couches profondes de la croûte terrestre se sont également révélées inattendues, fondamentalement nouvelles. Ainsi, à des profondeurs de 9 à 12 km, des roches fracturées très poreuses saturées d'eaux souterraines très minéralisées ont été rencontrées. Ces eaux sont l'une des sources de formation du minerai. Auparavant, on pensait que cela n'était possible qu'à des profondeurs beaucoup plus faibles. C'est dans cet intervalle qu'une teneur en or accrue a été trouvée dans la carotte - jusqu'à 1 g pour 1 tonne de roche (une concentration considérée comme appropriée pour le développement industriel). Mais sera-t-il un jour rentable d'extraire de l'or à cette profondeur ?

Les idées sur le régime thermique de l'intérieur de la terre, sur la distribution profonde des températures dans les régions des boucliers basaltiques ont également changé. A une profondeur de plus de 6 km, un gradient de température de 20 pour 1 km a été obtenu au lieu des 16 pour 1 km attendus (comme dans la partie supérieure). Il a été révélé que la moitié du flux de chaleur est d'origine radiogénique.

Les entrailles de la terre recèlent autant de mystères que les vastes étendues de l'Univers. C'est exactement ce que pensent certains scientifiques, et ils ont en partie raison, car une personne ne sait toujours pas exactement ce qu'il y a sous nos pieds au plus profond de la terre. Pendant toute l'existence de la civilisation terrestre, nous avons pu pénétrer un peu plus profondément dans la planète. plus de 10 kilomètres. Ce record a été établi en 1990 et a duré jusqu'en 2008, après quoi il a été mis à jour plusieurs fois. En 2008, le puits de pétrole dévié Maersk Oil BD-04A, long de 12 290 mètres, a été foré (bassin pétrolier d'Al-Shahin au Qatar). En janvier 2011, un puits de pétrole incliné d'une profondeur de 12 345 mètres a été foré sur le champ Odoptu-more (projet Sakhalin-1). Le record de profondeur de forage est actuellement détenu par le puits Z-42 du champ Chayvinskoye, dont la profondeur est de 12.700 mètres.

Candidat des Sciences Techniques A. OSADCHIY

Des centaines de milliers de puits ont été forés dans la croûte terrestre au cours des dernières décennies du siècle dernier. Et ce n'est pas surprenant, car la recherche et l'extraction de minéraux à notre époque sont inévitablement associées au forage en profondeur. Mais parmi tous ces puits, il y en a un et un seul sur la planète - le légendaire Kola Superdeep (SG), dont la profondeur reste encore inégalée - plus de douze kilomètres. De plus, le SG est l'un des rares à avoir été foré non pas à des fins de prospection ou d'exploitation minière, mais à des fins purement scientifiques : étudier les roches les plus anciennes de notre planète et connaître les secrets des processus qui s'y déroulent.

Les géologues V. Lanev (à gauche) et Yu. Smirnov examinent des carottes.

Forets. Exactement le même, mais exactement celui qui a été utilisé lors du forage à une profondeur de 12 km, est devenu une exposition au Congrès géologique international de 1984.

Sur ce crochet, un chapelet de tuyaux était descendu et relevé. Sur la gauche - dans un panier - il y a des tuyaux de 33 mètres - des "bougies" préparées pour la descente.

Kola super-profond bien.

Échantillons de carottes sélectionnés.

Un stockage de carottes unique, où les carottes de l'ensemble du puits de douze kilomètres sont disposées dans un ordre strict, numérotées, sur des étagères dans des boîtes.

De tels badges étaient fièrement portés par tous ceux qui travaillaient pour le SG.

Le forage n'est pas effectué sur le très profond de Kola aujourd'hui ; il a été arrêté en 1992. SG n'était pas le premier et pas le seul dans le programme d'étude de la structure profonde de la Terre. De puits étrangers, trois ont atteint une profondeur de 9,1 à 9,6 km. Il était prévu que l'un d'eux (en Allemagne) surpasserait le Kola. Cependant, le forage aux trois, ainsi qu'au SG, a été arrêté en raison d'accidents et ne peut être poursuivi pour des raisons techniques.

On voit que ce n'est pas pour rien que la tâche de forer des puits très profonds est comparée en complexité à un vol dans l'espace, avec une longue expédition spatiale vers une autre planète. Des échantillons de roches extraites de l'intérieur de la Terre ne sont pas moins intéressants que des échantillons de sol lunaire. Le sol livré par le rover lunaire soviétique a été examiné dans divers instituts, dont le Kola Science Center. Il s'est avéré que la composition du sol lunaire correspond presque entièrement aux roches extraites du forage de Kola à une profondeur d'environ 3 km.

SÉLECTION D'UN EMPLACEMENT ET PRÉVISION

Une expédition spéciale d'exploration (Kola GRE) a été mise en place pour forer le SG. Le site de forage, bien sûr, n'a pas non plus été choisi par hasard - le bouclier baltique dans la région de la péninsule de Kola. Ici, les roches ignées les plus anciennes, vieilles d'environ 3 milliards d'années, remontent à la surface (alors que la Terre n'a que 4,5 milliards d'années). Il était intéressant de forer dans les roches ignées les plus anciennes, car les roches sédimentaires jusqu'à une profondeur de 8 km ont déjà été assez bien étudiées dans la production pétrolière. Et dans l'extraction de minéraux, ils ne prennent généralement que 1 à 2 km dans les roches ignées. Le choix du site pour le SG a également été facilité par le fait que le creux de Pecheneg se trouve ici - une énorme structure en forme de bol, pour ainsi dire, enfoncée dans les roches anciennes. Son origine est associée à une faille profonde. Et c'est ici qu'il y a d'importants gisements de cuivre-nickel. Et les tâches fixées pour l'expédition géologique de Kola étaient d'identifier un certain nombre de caractéristiques des processus et phénomènes géologiques, y compris la formation du minerai, de déterminer la nature des limites séparant les couches de la croûte continentale, de collecter des données sur la composition matérielle et physique état des roches.

Avant le forage, une section de la croûte terrestre a été construite sur la base de données sismologiques. Il a servi de prévision pour l'apparition de ces couches de terre que le puits a traversées. On a supposé qu'il y avait une strate de granit à une profondeur de 5 km, après quoi des roches basaltiques plus fortes et plus anciennes étaient attendues.

Nous avons donc choisi le nord-ouest de la péninsule de Kola, à 10 km de la ville de Zapolyarny, non loin de notre frontière avec la Norvège, comme site de forage. Zapolyarny est une petite ville qui a grandi dans les années cinquante à côté d'une usine de nickel. Parmi la toundra vallonnée sur une butte soufflée par tous les vents et blizzards, il y a une "place", dont chaque côté est formé de sept bâtiments de cinq étages. A l'intérieur il y a deux rues, à leur intersection se trouve la place où se trouvent la Maison de la Culture et l'hôtel. A un kilomètre de la ville, derrière un ravin, on aperçoit les bâtiments et les hautes canalisations d'une usine de nickel ; derrière elle, le long du versant de la montagne, les amas de stériles de la carrière la plus proche s'assombrissent. Près de la ville, il y a une route menant à la ville de Nikel et à un petit lac, de l'autre côté duquel se trouve déjà la Norvège.

La terre de ces lieux garde en abondance les traces de la guerre passée. Lorsque vous allez en bus de Mourmansk à Zapolyarny, à environ la moitié du chemin, vous traversez la petite rivière Zapadnaya Litsa, sur sa rive il y a un obélisque commémoratif. C'est le seul endroit dans toute la Russie où le front pendant la guerre de 1941 à 1944 se tenait immobile, reposant sur la mer de Barents. Bien qu'il y ait eu des batailles féroces tout le temps et que les pertes des deux côtés étaient énormes. Les Allemands ont tenté en vain de gagner Mourmansk, le seul port libre de glace de notre nord. À l'hiver 1944, les troupes soviétiques réussissent à percer le front.

De Zapolyarny à Superglubokaya - 10 km. La route passe devant l'usine, puis longe le bord de la carrière et monte encore en haut de la colline. Un petit creux s'ouvre à partir de la passe, dans laquelle le forage est installé. Sa hauteur est d'environ vingt étages. Pour chaque équipe, des "travailleurs postés" venaient ici de Zapolyarny. Au total, environ 3 000 personnes ont travaillé sur l'expédition ; elles vivaient dans la ville dans deux maisons. Depuis la plate-forme de forage, le grondement de certains mécanismes se faisait entendre 24 heures sur 24. Le silence signifiait que pour une raison quelconque, il y avait eu une interruption du forage. En hiver, lors de la longue nuit polaire - et elle y dure du 23 novembre au 23 janvier - toute la plate-forme était éclairée par des lumières. Souvent, la lumière de l'aurore s'y ajoutait.

Un peu sur le personnel. L'expédition d'exploration Kola, créée pour le forage, a réuni une bonne équipe de travailleurs hautement qualifiés. D. Guberman était presque toujours le chef du GRE, un leader talentueux qui avait sélectionné l'équipe. L'ingénieur en chef I. Vasilchenko était en charge du forage. La plate-forme de forage était commandée par A. Batishchev, que tout le monde appelait simplement Lehoy. V. Lanei était en charge de la géologie et Yu. Kuznetsov était en charge de la géophysique. Le géologue Yu. Smirnov, celui qui possédait le "casier chéri", dont nous parlerons plus tard, a effectué un travail considérable sur le traitement du noyau et la création du stockage du noyau. Plus de 10 instituts de recherche ont participé à la recherche au SG. L'équipe avait également ses propres "kulibins" et "gauchers" (S. Tserikovsky s'était particulièrement distingué), qui ont inventé et fabriqué divers appareils, permettant parfois de se sortir des situations les plus difficiles, apparemment désespérées. Ils ont eux-mêmes créé bon nombre des mécanismes nécessaires ici dans des ateliers bien équipés.

HISTORIQUE DE FORAGE

Le forage de puits a commencé en 1970. Il a fallu 4 ans pour forer à une profondeur de 7263 m. Il était géré par une installation en série, qui est généralement utilisée dans la production de pétrole et de gaz. En raison des vents constants et du froid, toute la tour a dû être gainée jusqu'au sommet avec des boucliers en bois. Sinon, c'est tout simplement impossible pour quelqu'un qui doit se tenir debout tout en soulevant le tuyau.

Ensuite, il y a eu une pause d'un an associée à la construction d'une nouvelle tour et à l'installation d'une plate-forme de forage spécialement conçue - "Uralmash-15000". C'est avec son aide que tous les autres forages extra-profonds ont été effectués. La nouvelle usine dispose d'équipements automatisés plus puissants. Le forage à la turbine a été utilisé - c'est à ce moment-là que tout le train de tiges ne tourne pas, mais uniquement la tête de forage. Le fluide de forage a été alimenté à travers la colonne sous pression pour faire tourner une turbine à plusieurs étages au fond. Sa longueur totale est de 46 m. La turbine se termine par une tête de forage d'un diamètre de 214 mm (on l'appelle souvent un trépan), qui a une forme annulaire, de sorte qu'une colonne de roche non forée reste au milieu - une carotte d'un diamètre de 60 mm. Un tuyau traverse toutes les sections de la turbine - un récepteur de carottes, où des colonnes de roches extraites sont collectées. La roche concassée ainsi que le fluide de forage sont transportés à travers le puits jusqu'à la surface.

La masse de la colonne, immergée dans le trou de forage avec le fluide de forage, est d'environ 200 tonnes. Ceci malgré le fait que des tuyaux spécialement conçus en alliages légers aient été utilisés. Si la colonne est constituée de tuyaux en acier ordinaires, elle éclatera sous son propre poids.

Des difficultés, parfois tout à fait inattendues, surviennent dans le processus de forage à grande profondeur et lors du carottage.

La conduite en un seul trajet, déterminée par l'usure de la tête de forage, est généralement de 7 à 10 m. (Un trajet, ou cycle, est la descente d'un train de tiges avec une turbine et un outil de forage, le forage réel et la pleine levée du chaîne.) Le forage lui-même prend 4 heures. Et la descente et l'ascension d'une colonne de 12 kilomètres prend 18 heures. Lors du levage, le train est automatiquement démonté en tronçons (bouchons) de 33 m de long. En moyenne, 60 m ont été forés par mois. 50 km de tuyaux ont été utilisés pour forer les 5 derniers km du puits. C'est le degré de leur usure.

À une profondeur d'environ 7 km, le forage a recoupé des formations solides relativement homogènes et, par conséquent, le forage était plat, correspondant presque au diamètre de la tête de forage. Le travail avançait, pourrait-on dire, calmement. Cependant, à une profondeur de 7 km, des roches fracturées moins fortes, intercalées avec de petits intercalaires très durs de roches - gneiss, amphibolites, sont apparues. Le forage est devenu difficile. Le canon a pris une forme ovale et de nombreuses cavités sont apparues. Les accidents sont devenus plus fréquents.

La figure montre la prévision initiale de la section géologique et celle basée sur les données de forage. Il est intéressant de noter (colonne B) que l'inclinaison des formations le long du puits est d'environ 50 degrés. Ainsi, il est clair que les roches traversées par le forage remontent à la surface. C'est ici que l'on peut rappeler le « casier chéri » déjà mentionné du géologue Yu. Smirnov. Là, d'un côté, il avait des échantillons obtenus du forage, et de l'autre, des échantillons prélevés en surface à distance du site de forage, d'où sortait la couche correspondante. La coïncidence des races est presque complète.

L'année 1983 est marquée par un record jusqu'ici inégalé : la profondeur de forage dépasse les 12 km. Les travaux ont été suspendus.

Le Congrès géologique international approchait, qui, selon le plan, se tenait à Moscou. L'exposition Geoexpo s'y préparait. Il a été décidé non seulement de lire les rapports sur les résultats obtenus au SG, mais aussi de montrer aux participants du congrès les travaux dans la nature et les échantillons de roche obtenus. La monographie "Kola Superdeep" a été publiée pour le congrès.

Au salon Geoexpo, il y avait un grand stand dédié au travail du SG et au plus important - atteindre une profondeur record. Il y avait des graphiques impressionnants décrivant les techniques et technologies de forage, des échantillons de roche extraits, des photographies de l'équipement et de l'équipe au travail. Mais la plus grande attention des participants et des invités du congrès a été attirée par un détail peu conventionnel pour l'exposition : la tête de forage la plus courante et déjà légèrement rouillée avec des dents en carbure usées. L'étiquette précise que c'est elle qui a été utilisée lors du forage à plus de 12 km de profondeur. Cette tête de forage a étonné même les experts. Probablement, tout le monde s'attendait à son insu à voir une sorte de miracle de la technologie, peut-être avec des équipements diamantés... Et ils ne savaient toujours pas qu'un gros tas d'exactement les mêmes têtes de forage déjà rouillées était assemblé sur le SG à côté de la plate-forme de forage : après tout, ils devaient être remplacés par des neufs environ tous les 7 à 8 m de forage.

De nombreux délégués au congrès voulaient voir de leurs propres yeux l'installation de forage unique sur la péninsule de Kola et s'assurer qu'une profondeur de forage record avait réellement été atteinte dans l'Union. Ce départ a eu lieu. Là, une réunion de la section du congrès s'est tenue sur place. Les délégués ont vu la plate-forme, avec eux soulevant la corde du puits, en déconnectant les sections de 33 mètres. Des photos et des articles sur le SG ont été publiés dans les journaux et les magazines de presque tous les pays du monde. Un timbre-poste a été émis et une annulation spéciale d'enveloppes a été organisée. Je ne citerai pas les noms des lauréats des différents prix et ceux décernés pour leur travail...

Mais les vacances étant finies, il fallait continuer le forage. Et cela a commencé avec le plus gros accident du premier vol le 27 septembre 1984 - la "date noire" de l'histoire du SG. Un puits ne pardonne pas lorsqu'il est laissé sans surveillance pendant longtemps. Pendant le temps où le forage n'a pas été effectué, des changements dans ses murs, ceux qui n'étaient pas fixés par un tuyau d'acier cimenté, se sont inévitablement produits.

Au début, tout s'est passé avec désinvolture. Les foreurs effectuaient leurs opérations habituelles : un à un ils descendaient les tronçons du train de tiges, jusqu'au dernier, supérieur, ils connectaient un tuyau d'alimentation en fluide de forage, et mettaient en marche les pompes. Le forage a commencé. Les instruments du pupitre de commande devant l'opérateur indiquaient le mode de fonctionnement normal (le nombre de tours de la tête de forage, sa pression sur la roche, le débit de fluide pour la rotation de la turbine, etc.).

Après avoir foré une autre section de 9 mètres à une profondeur de plus de 12 km, ce qui a pris 4 heures, nous avons atteint une profondeur de 12,066 km. Préparé pour la montée de la colonne. Nous l'avons essayé. Ne va pas. À de telles profondeurs, le « collage » a été observé plus d'une fois. C'est à ce moment qu'une partie de la colonne semble coller aux murs (peut-être que quelque chose s'est effondré d'en haut et s'est un peu coincé). Pour déplacer la colonne de sa place, il faut un effort supérieur à son poids (environ 200 tonnes). Alors ils l'ont fait cette fois, mais la colonne n'a pas bougé. L'effort s'ajoutait un peu, et l'aiguille de l'appareil ralentissait fortement les lectures. La colonne s'est grandement améliorée, une telle perte de poids au cours du déroulement normal de l'opération ne pouvait l'être. Nous avons commencé à soulever : une à une, les tronçons ont été dévissés les uns après les autres. Lors de la dernière montée, un morceau de tuyau raccourci avec un bord inférieur inégal pendait au crochet. Cela signifiait que non seulement le turboforet était resté dans le puits, mais aussi 5 km de tiges de forage ...

Nous avons essayé de les obtenir pendant sept mois. Après tout, ils ont perdu non seulement 5 km de canalisations, mais le résultat de cinq années de travail.

Ensuite, toutes les tentatives pour restituer ce qui avait été perdu ont été arrêtées et ils ont recommencé à forer à une profondeur de 7 km. Il faut dire que c'est après le septième kilomètre que les conditions géologiques ici sont particulièrement difficiles pour le travail. La technologie de forage de chaque étape est testée par essais et erreurs. Et partir d'une profondeur d'environ 10 km est encore plus difficile. Le forage, l'équipement et l'instrumentation fonctionnent à leurs conditions maximales.

Par conséquent, les accidents ici doivent attendre une minute. Ils s'y préparent. Ils réfléchissent à l'avance aux méthodes et moyens de leur élimination. Un accident complexe typique est la rupture d'un ensemble de forage avec une partie du train de tiges. La principale méthode de son élimination consiste à créer un rebord juste au-dessus de la partie perdue et à partir de cet endroit, percez un nouveau trou de dérivation. Au total, 12 de ces forages de dérivation ont été forés dans le puits. Quatre d'entre eux mesurent de 2 200 à 5 000 mètres de long. Le principal coût de ces accidents est les années de main-d'œuvre perdue.

Seulement dans la vie de tous les jours, un puits est un "trou" vertical de la surface de la terre jusqu'au fond. En réalité, c'est loin d'être le cas. Surtout si le puits est très profond et traverse des formations inclinées de différentes densités. Ensuite, il semble se tortiller, car la perceuse dévie constamment en direction de roches moins durables. Après chaque mesure, montrant que l'inclinaison du puits dépasse celle admissible, il faut essayer de le « remettre en place ». Pour ce faire, avec l'outil de forage, des "dérivateurs" spéciaux sont abaissés, ce qui aide à réduire l'angle d'inclinaison du puits pendant le forage. Les accidents avec perte d'outils de forage et de pièces de tuyauterie ne sont pas rares. Après cela, le nouveau tronc doit être fait, comme nous l'avons déjà dit, en s'écartant. Imaginez donc à quoi ressemble un puits dans le sol : quelque chose comme les racines d'une plante géante ramifiée en profondeur.

C'est la raison de la durée particulière de la dernière phase de forage.

Après le plus grand accident - la "date noire" de 1984 - ils ont de nouveau atteint une profondeur de 12 km seulement 6 ans plus tard. En 1990, le maximum a été atteint - 12 262 km. Après plusieurs autres accidents, nous nous sommes assurés de ne pas pouvoir pénétrer plus profondément. Toutes les possibilités de la technologie moderne ont été épuisées. Il semblait que la Terre ne voulait plus révéler ses secrets. Le forage a été arrêté en 1992.

RECHERCHER. OBJECTIFS ET MÉTHODES

L'un des objectifs de forage très importants était d'obtenir une carotte des échantillons de roche sur toute la longueur du trou de forage. Et cette tâche a été accomplie. Le noyau le plus long du monde a été délimité comme une règle par des mètres et disposé dans l'ordre approprié dans des boîtes. Ci-dessus se trouvent le numéro de boîte et les numéros d'échantillon. Il y a près de 900 boîtes de ce type en stock.

Maintenant, il ne reste plus qu'à étudier le noyau, qui est vraiment irremplaçable pour déterminer la structure de la roche, sa composition, ses propriétés, son âge.

Mais un échantillon de roche remonté à la surface a des propriétés différentes de celles du massif. Ici, ci-dessus, il est libéré des énormes contraintes mécaniques qui existent en profondeur. Pendant le forage, il s'est fissuré et s'est saturé de fluide de forage. Même si les conditions profondes sont recréées dans une chambre spéciale, les paramètres mesurés sur l'échantillon sont toujours différents de ceux de la matrice. Et encore une petite « prise » : pour 100 m de puits foré, 100 m de carotte ne sont pas reçus. Sur le SG, à partir de profondeurs de plus de 5 km, la récupération moyenne des carottes n'était que de 30 % environ, et à partir de profondeurs de plus de 9 km, il ne s'agissait parfois que de plaques séparées de 2-3 cm d'épaisseur, correspondant aux intercalaires les plus durables.

Ainsi, la carotte soulevée sur le SG à partir du puits ne fournit pas d'informations complètes sur les roches profondes.

Les puits ont été forés à des fins scientifiques, par conséquent, toute la gamme des méthodes de recherche modernes a été utilisée. En plus de l'extraction de carottes, des études sur les propriétés des roches dans leur occurrence naturelle ont été nécessairement menées. Nous surveillons en permanence l'état technique du puits. Nous avons mesuré la température tout au long du puits de forage, la radioactivité naturelle - rayonnement gamma, la radioactivité induite après irradiation neutronique pulsée, les propriétés électriques et magnétiques des roches, la vitesse de propagation des ondes élastiques, et étudié la composition des gaz dans le fluide du puits.

Des instruments en série ont été utilisés jusqu'à une profondeur de 7 km. Le travail à de grandes profondeurs et à des températures plus élevées nécessitait la création de dispositifs spéciaux résistants à la chaleur. Des difficultés particulières sont apparues lors de la dernière étape du forage ; lorsque la température dans le puits approchait de 200 ° C et que la pression dépassait 1000 atmosphères, les appareils en série ne pouvaient plus fonctionner. Les bureaux d'études géophysiques et les laboratoires spécialisés de plusieurs instituts de recherche sont venus à la rescousse, qui ont produit des exemplaires uniques d'instruments résistants à la chaleur et à la pression. Ainsi, tout le temps, ils ne travaillaient que sur des équipements domestiques.

Bref, le puits a fait l'objet d'une étude suffisamment détaillée sur toute sa profondeur. Les études ont été réalisées par étapes, environ une fois par an, après avoir approfondi le puits de 1 km. A chaque fois par la suite, une évaluation a été faite de la fiabilité des matériaux obtenus. Des calculs correspondants ont permis de déterminer les paramètres d'une race particulière. Nous avons découvert une certaine alternance de couches et savions déjà à quelles roches les cavernes et la perte partielle d'information associée sont confinées. Nous avons appris à identifier les roches littéralement par des « miettes » et, sur cette base, recréer une image complète de ce que le puits « cachait ». En bref, il était possible de construire une colonne lithologique détaillée - pour montrer l'alternance des roches et leurs propriétés.

DE LA PROPRE EXPÉRIENCE

Environ une fois par an, lorsque la prochaine étape de forage était terminée - l'approfondissement du puits de 1 km, je me rendais également au SG pour prendre les mesures qui m'étaient confiées. Le puits était généralement vidé à ce moment-là et permettait des recherches pendant un mois. L'heure d'arrêt prévue était toujours connue à l'avance. Le télégramme-appel pour le travail est également venu d'avance. Le matériel est contrôlé et emballé. Les formalités liées aux travaux fermés dans la zone frontalière ont été accomplies. Enfin tout est réglé. Allons-y.

Notre groupe est une petite équipe sympathique : un développeur d'un outil de fond de puits, un développeur de nouveaux équipements au sol, et je suis méthodologiste. Nous arrivons 10 jours avant les mesures. Nous prenons connaissance des données sur l'état technique du puits. Nous élaborons et approuvons un programme de mesure détaillé. Nous collectons et étalonnons le matériel. Nous attendons un appel - un appel du puits. Notre tour de "plonger" est le troisième, mais si les prédécesseurs refusent, le puits nous sera fourni. Cette fois, ils vont bien, ils disent qu'ils finiront demain matin. Avec nous, dans la même équipe de géophysiciens, opérateurs qui enregistrent les signaux reçus des équipements dans le puits, et commandent toutes les opérations de descente et de levage de l'outil de fond, ainsi que les mécaniciens sur le palan, ils contrôlent le déroulement et l'enroulement de les mêmes 12 km de câble du tambour, sur lesquels l'outil est descendu dans le puits. Des foreurs sont également de service.

Le travail a commencé. L'outil est descendu dans le puits sur plusieurs mètres. Le dernier chèque. Aller. La descente est lente - environ 1 km / h, avec une surveillance continue du signal venant d'en bas. Jusqu'ici tout va bien. Mais au huitième kilomètre, le signal a tremblé et a disparu. Donc quelque chose ne va pas. Montée complète. (Juste au cas où, nous avons préparé le deuxième ensemble d'équipements.) Nous commençons à vérifier tous les détails. Cette fois, le câble était défectueux. Il est en train d'être remplacé. Cela prend plus d'une journée. La nouvelle descente a duré 10 heures. Enfin, l'observateur du signal rapporta : « Nous sommes arrivés au onzième kilomètre. Commande aux opérateurs : "Démarrer l'enregistrement". Quoi et comment est prévu à l'avance selon le programme. Maintenant, vous devez abaisser et relever l'outil de fond plusieurs fois dans un intervalle donné afin de prendre des mesures. Cette fois, l'équipement a bien fonctionné. Maintenant récupération complète. Nous sommes montés à 3 km, et soudain un appel du cygne (c'est un homme plein d'humour) : "La corde est finie". Comment?! Quoi?! Hélas, rupture de câble... L'outil de fond et 8 km de câble sont restés au fond... Heureusement, un jour plus tard, les foreurs ont réussi à soulever tout cela, en utilisant les techniques et les dispositifs développés par les artisans locaux pour éliminer de telles urgences. .

RÉSULTATS

Le puits a fait un excellent cadeau à la patrie à faible profondeur - dans l'intervalle de 1,6 à 1,8 km. Des minerais commerciaux de cuivre-nickel y ont été découverts - un nouvel horizon de minerai a été découvert. Et très pratique, car l'usine de nickel locale manque déjà de minerai.

Comme indiqué ci-dessus, les prévisions géologiques de la section du puits ne se sont pas réalisées (voir figure à la page 39.). L'image, qui était attendue pendant les 5 premiers km, s'est étendue dans le puits sur 7 km, puis des rochers complètement inattendus sont apparus. Les basaltes prévus à une profondeur de 7 km n'ont pas été trouvés, même lorsqu'ils sont tombés à 12 km.

On s'attendait à ce que la limite qui donne la plus grande réflexion pendant le sondage sismique soit le niveau où les granites passent dans la couche de basalte plus forte. En fait, il s'est avéré qu'il existe des roches fracturées moins fortes et moins denses - les gneiss archéens. Ce n'était en aucun cas supposé. Et il s'agit d'une information géologique et géophysique fondamentalement nouvelle qui vous permet d'interpréter les données de la recherche géophysique profonde d'une manière différente.

Les idées sur le régime thermique de l'intérieur de la terre, sur la distribution profonde des températures dans les régions des boucliers basaltiques ont également changé. A une profondeur de plus de 6 km, un gradient de température de 20 о pour 1 km a été obtenu au lieu des 16 о pour 1 km attendus (comme dans la partie supérieure). Il a été révélé que la moitié du flux de chaleur est d'origine radiogénique.

Après avoir foré le puits super profond unique de Kola, nous avons beaucoup appris et en même temps réalisé à quel point nous en savons encore peu sur la structure de notre planète.

A. OSADCHIY, Candidat en Sciences Techniques.

LITTÉRATURE

Kola ultra-profond. Moscou : Nedra, 1984.

Kola ultra-profond. Résultats scientifiques et expériences de recherche. M., 1998.

Kozlovsky E.A. Forum mondial des géologues."Science et Vie" n°10, 1984.

Kozlovsky E.A. Kola ultra-profond."Science et Vie" n°11, 1985.

En URSS, ils aimaient l'échelle, mais plus encore, et cela s'étendait littéralement à tout. C'est ainsi qu'un puits a été creusé dans l'Union, qui porte encore aujourd'hui le titre de plus profond de la terre. Il est à noter que le puits n'a pas été foré pour la production de pétrole ou l'exploration géologique, mais uniquement pour la recherche scientifique.

Les pointes avec lesquelles le puits a été foré.

Le Kola Superdeep Borehole, ou SG-3, est le forage artificiel le plus profond de la terre. Situé dans la région de Mourmansk, à 10 kilomètres de la ville de Zapolyarny, en direction ouest. La profondeur du trou est de 12 262 mètres. Son diamètre au sommet est de 92 centimètres. En bas - 21,5 centimètres. Une caractéristique importante de SG-3 est que, contrairement à tout autre puits pour la production de pétrole ou des travaux géologiques, celui-ci a été foré exclusivement à des fins scientifiques.

Le puits a été creusé en 1970, à l'occasion du 100e anniversaire de la naissance de Vladimir Lénine. Le site choisi se distingue par le fait que le puits a été foré dans des roches volcaniques vieilles de plus de 3 milliards d'années à la surface. Soit dit en passant, l'âge de la Terre est d'environ 4,5 milliards d'années. Dans l'extraction de minéraux, les puits sont rarement forés à plus de deux mille mètres de profondeur.

Les travaux durent jour et nuit.

Le forage a commencé le 24 mai 1970. Jusqu'à 7 000 mètres, le forage était facile et calme, mais après avoir heurté la tête dans des roches moins denses, les problèmes ont commencé. Le processus s'est considérablement ralenti. Ce n'est que le 6 juin 1979 qu'un nouveau record a été établi - 9583 mètres. Il était auparavant installé aux États-Unis par des producteurs de pétrole. La barre des 12 066 mètres a été franchie en 1983. Le résultat a été atteint par le Congrès géologique international, qui s'est tenu à Moscou. Par la suite, deux accidents se sont produits au complexe.

Maintenant, le complexe ressemble à ceci.

En 1997, plusieurs légendes ont circulé dans les médias à la fois selon lesquelles le puits super profond de Kola est la vraie route de l'enfer. Dans l'une de ces légendes, il a été dit que lorsque l'équipe a abaissé le microphone à une profondeur de plusieurs milliers de mètres, des cris, des gémissements et des cris humains y ont été entendus.

Bien sûr, il n'y avait rien de tel. Ne serait-ce que parce qu'un équipement spécial est utilisé pour enregistrer le son dans le forage à une telle profondeur, mais il n'a rien enregistré non plus. Il y a bien eu plusieurs accidents au complexe, dont une explosion souterraine lors du forage, mais les géologues n'ont certainement pas dérangé de "démons" souterrains.

Le puits lui-même a été mis en veilleuse.

Ce qui est vraiment important, c'est que 16 laboratoires de recherche ont opéré sur SG-3. À l'époque soviétique, les géologues russes ont pu faire de nombreuses découvertes précieuses et mieux comprendre le fonctionnement de notre planète. Les travaux sur le site ont considérablement amélioré la technologie de forage. Les scientifiques ont également pu comprendre les processus géologiques locaux, ont reçu des données complètes sur le régime thermique du sous-sol, des gaz souterrains et des eaux profondes.

Malheureusement, aujourd'hui, le puits très profond de Kola est fermé. Le bâtiment du complexe est délabré depuis la fermeture du dernier laboratoire en 2008 et tous les équipements ont été démantelés. La raison est simple - le manque de financement. En 2010, le puits était déjà suspendu. Maintenant, il s'effondre lentement mais sûrement sous l'influence des processus naturels.