Forage profond. Puits le plus profond de la Terre - Écoutez les battements du cœur de la Terre

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 d'exploration ou d'exploitation minière, mais à des fins purement scientifiques : pour étudier les roches les plus anciennes de notre planète et apprendre les secrets des processus qui s'y déroulent.

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 était immobile, adossé à 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.

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. Dans l'image de droite : A. Prévision de la coupe géologique. B. Coupe géologique, construite sur la base des données de forage du SG (les flèches de la colonne A à la colonne B indiquent à quelle profondeur les roches prédites sont rencontrées). Dans cette section, la partie supérieure (jusqu'à 7 km) est une strate protérozoïque avec des couches de roches volcaniques (diabase) et sédimentaires (grès, dolomies). En dessous de 7 km se trouvent les strates archéennes avec des unités rocheuses récurrentes (principalement des gneiss et des amphibolites). Son âge est de 2,86 milliards d'années. C. Un puits de forage avec de nombreux trous forés et perdus (au-dessous de 7 km) a la forme des racines ramifiées d'une plante géante. C'est comme si le trou de forage se tortillait parce que la foreuse dévie constamment vers des roches plus faibles.

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'un nouveau derrick 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.

Sur le côté droit des carottes, des bandes obliques sont clairement visibles, signifiant qu'ici le puits a traversé des formations obliques.

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 invités du congrès a été attirée par un détail qui n'était pas traditionnel 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 à forer. 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 d'environ 30 %, 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 une 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, le câble s'est cassé... 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 dispositifs mis au point par les artisans locaux pour éliminer de telles urgences.

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 jusqu'à une profondeur de 12 262 m.

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 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.

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 super profond. "Science et Vie" n°11, 1985.

Les colonies de chalets Sredao.ru de l'ENVIRONNEMENT

Maisons de ville Sredao.ru du bureau immobilier ENVIRONNEMENT

Les études de sol le prouvent : la lune s'est détachée de la péninsule de Kola

Vue en coupe très profonde de Kola

Kola ultra-profonde

Prétendument, à l'approche du 13e kilomètre, les appareils ont enregistré un bruit étrange venant des entrailles de la planète - les journaux jaunes ont unanimement assuré que seuls les cris des pécheurs de la pègre pouvaient sonner comme ça. Quelques secondes après l'apparition d'un son terrible, une explosion a tonné...

De l'espace sous vos pieds

À la fin des années 70 et au début des années 80, il était plus difficile de trouver un emploi au Kola Superdeep, comme l'appellent les habitants de la colonie de Zapolyarny dans la région de Mourmansk, que d'entrer dans le corps des cosmonautes. Un ou deux ont été sélectionnés parmi des centaines de candidats. Parallèlement à la commande d'emploi, les plus chanceux ont reçu un appartement séparé et un salaire égal au double ou au triple du salaire des professeurs de Moscou. Il y avait 16 laboratoires de recherche opérant simultanément sur le puits, chacun de la taille d'une usine moyenne. Seuls les Allemands ont creusé la terre avec une telle persévérance, mais, comme en témoigne le Livre Guinness des Records, le puits allemand le plus profond est presque deux fois plus court que le nôtre.

Les galaxies lointaines ont été étudiées par l'humanité bien mieux que ce qui se trouve sous la croûte terrestre à quelques kilomètres de nous. Le Kola Superdeep est une sorte de télescope dans le monde intérieur mystérieux de la planète.

Depuis le début du 20e siècle, on croyait que la Terre était constituée de la croûte, du manteau et du noyau. En même temps, personne ne pouvait vraiment dire où se termine une couche et où commence la suivante. Les scientifiques ne savaient même pas de quoi, en fait, ces couches sont composées. Il y a une quarantaine d'années, ils étaient sûrs que la couche de granit commence à une profondeur de 50 mètres et se poursuit jusqu'à 3 kilomètres, puis les basaltes suivent. Il devait rencontrer le manteau à une profondeur de 15 à 18 kilomètres. En réalité, tout s'est avéré complètement différent. Et bien qu'il soit encore écrit dans les manuels scolaires que la Terre se compose de trois couches, les scientifiques du Kola Superdeep ont prouvé que ce n'était pas le cas.

Bouclier de la Baltique

Des projets de voyages à l'intérieur de la Terre sont apparus au début des années 60 dans plusieurs pays à la fois. Ils ont essayé de forer des puits dans les endroits où la croûte était censée être plus mince - le but était d'atteindre le manteau. Par exemple, les Américains ont foré dans la région de l'île de Maui, à Hawaï, où, selon des études sismiques, des roches anciennes sortent sous le fond océanique et le manteau se situe à environ 5 kilomètres sous une colonne d'eau de quatre kilomètres. . Hélas, pas une seule plate-forme de forage offshore n'a pénétré à plus de 3 kilomètres. En général, presque tous les projets de puits très profonds se sont mystérieusement terminés à une profondeur de trois kilomètres. C'est à ce moment que quelque chose d'étrange a commencé à arriver aux Boers : soit ils sont tombés dans des zones super chaudes inattendues, soit ils ont semblé être mordus par un monstre sans précédent. Seuls 5 puits ont crevé à plus de 3 kilomètres, dont 4 soviétiques. Et seul le Kola superdeep était destiné à franchir la barre des 7 kilomètres.

Les premiers projets nationaux impliquaient également des forages sous-marins - dans la mer Caspienne ou sur le lac Baïkal. Mais en 1963, le scientifique en forage Nikolai Timofeev a convaincu le Comité d'État pour la science et la technologie de l'URSS qu'il était nécessaire de créer un puits sur le continent. Bien que le forage prenne incomparablement plus de temps, pensait-il, le puits sera beaucoup plus précieux d'un point de vue scientifique, car c'est dans l'épaisseur des plaques continentales à l'époque préhistorique que les mouvements les plus importants des roches terrestres ont eu lieu. Le point de forage n'a pas été choisi sur la péninsule de Kola par hasard. La péninsule est située sur le soi-disant bouclier baltique, qui est composé des roches les plus anciennes connues de l'humanité.

Une section de plusieurs kilomètres des strates du bouclier baltique est une histoire visuelle de la planète au cours des 3 derniers milliards d'années.

Conquérant des profondeurs

L'apparition de la plate-forme pétrolière Kola est capable de décevoir le profane. Un puits n'est pas comme une mine imaginée. Pas de descentes dans le sol, seule une perceuse d'un diamètre d'un peu plus de 20 centimètres rentre dans l'épaisseur. La section imaginaire du trou de forage très profond de Kola ressemble à une minuscule aiguille perçant l'épaisseur de la terre. Le foret multi-capteurs à l'extrémité de l'aiguille est relevé et abaissé sur une période de plusieurs jours. Rien de plus rapide : le câble composite le plus résistant peut se briser sous son propre poids.

Ce qui se passe dans les profondeurs n'est pas connu avec certitude. La température ambiante, le bruit et d'autres paramètres sont transmis à l'étage avec un retard d'une minute. Cependant, les foreurs disent que même un tel contact avec le donjon peut être intimidant. Les sons venant d'en bas sont vraiment comme des cris et des hurlements. A cela s'ajoute une longue liste d'accidents qui ont suivi le Kola Superdeep, lorsqu'il a atteint une profondeur de 10 kilomètres. Deux fois, le foret a été sorti fondu, bien que les températures à partir desquelles il peut fondre soient comparables à la température de la surface du soleil. Une fois, le câble semblait être tiré par le bas - et coupé. Par la suite, lorsqu'ils ont foré au même endroit, aucun vestige du câble n'a été retrouvé. Ce qui a causé ces accidents et bien d'autres est encore un mystère. Cependant, ils n'étaient pas du tout la raison pour arrêter le forage des entrailles du bouclier baltique.

12.000 mètres de découverte et un peu d'enfer

"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. «Jusqu'à 4 kilomètres, tout s'est déroulé selon la théorie, puis la fin du monde a commencé», explique Guberman. Les théoriciens ont promis que la température du bouclier baltique resterait relativement basse jusqu'à une profondeur d'au moins 15 kilomètres. En conséquence, le puits peut être creusé jusqu'à près de 20 kilomètres, juste jusqu'au manteau. Mais déjà à 5 kilomètres, la température ambiante dépassait 700C, à sept - plus de 1200C, et à une profondeur de 12, elle faisait plus de friture que 2200C - 1000C 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. A l'école on nous a appris : il y a des roches jeunes, des granites, des basaltes, du manteau et du noyau. Mais les granites se sont avérés être 3 kilomètres plus bas que prévu. Ensuite, il aurait dû y avoir des basaltes. Ils n'ont pas été trouvés du tout. Tous les forages ont eu lieu dans la couche de granit. C'est une découverte très importante, car toutes nos idées sur l'origine et la distribution des minéraux sont liées à la théorie de la structure couche par couche de la Terre.

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.

Démons

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.

L'histoire du Kola superdeep n'était pas sans mysticisme. Officiellement, comme déjà mentionné, le puits s'est arrêté par manque de fonds. Coïncidence ou pas - mais c'est en 1995 dans les profondeurs de la mine qu'une puissante explosion de nature inconnue se fait entendre. Des journalistes d'un journal finlandais ont fait irruption auprès des habitants de Zapolyarny, et le monde a été choqué par l'histoire d'un démon s'envolant de l'intérieur de la planète.

« Lorsqu'ils ont commencé à m'interroger sur cette histoire mystérieuse à l'UNESCO, je ne savais pas quoi répondre. D'un côté, des conneries. D'un autre côté, en tant que scientifique honnête, je ne pouvais pas dire que je savais exactement ce qui s'était passé ici. Un bruit très étrange a été enregistré, puis il y a eu une explosion… Quelques jours plus tard, rien de tel n'a été retrouvé à la même profondeur », se souvient l'académicien David Guberman.

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 commerciale est possible à une concentration de 34 grammes par tonne. Peut-être, dans un avenir proche, l'humanité pourra-t-elle utiliser cette richesse.

Le puits le plus profond du monde (le puits super profond de Kola) n'a pas été créé pour trouver du pétrole.

La largeur de ce puits n'est que de 23 centimètres, mais la profondeur est de 12 226 mètres, ce qui fait de sa base le point le plus profond de la Terre qu'une personne ait jamais atteint. Et il est apparu grâce à un duel entre scientifiques. Les chercheurs américains et soviétiques ont essayé de se surpasser en tout.

Tout le monde connaît la course à l'espace : l'Union soviétique a été la première à envoyer l'homme dans l'espace, mais les Américains ont été les premiers à atterrir sur la Lune.

Mais peu savent qu'il y a eu une course similaire dans l'espace souterrain : en 1958, les Américains ont fondé leur "Project Mohale" au large de la côte Pacifique du Mexique, qu'ils ont arrêté de financer et il a fermé en 1966, mais les Russes ont foré de 1970 au début des années 1990. .x ans.

Le résultat a été le Kola Superdeep Borehole, qui est un système de plusieurs puits s'étendant à partir du trou principal. Le puits le plus profond s'appelle SG-3 et parcourt un chemin impressionnant à l'intérieur de la croûte de la péninsule de Kola.

Si vous avez du mal à imaginer la profondeur de ce puits, ce n'est pas grave. On peut dire qu'il a près de 38 tours Eiffel de profondeur. Ou il a la même longueur qu'une chaîne de 13 000 blaireaux adultes tête-bêche.

Comme vous pouvez vous y attendre, grâce à SG-3, de nombreuses données géologiques uniques ont été obtenues, mais ce que les paléontologues y ont trouvé a pris tout le monde par surprise. Le Smithsonian dit que, malgré les conditions environnementales plutôt extrêmes, des fossiles de plancton vieux de 2 milliards d'années presque intacts ont été trouvés à une profondeur d'environ 6,5 kilomètres.

Il a également été constaté qu'une grande partie des données sismiques - aux profondeurs où le granit se transforme en basalte - était mal comprise par les scientifiques, et ce qui était auparavant considéré comme une couche géologique inconnue n'était que de lents changements de température et de densité.

Les scientifiques y trouvent également de l'eau qui coule librement, qui a été expulsée des pierres en raison de la pression énorme.

Les projets de forage (comme le projet Mohol et plusieurs autres, plus tard) sont le plus souvent abandonnés faute de financement. Les travaux sur le puits de Kola ont été arrêtés lorsqu'il s'est avéré que la température à une telle profondeur était d'environ 180 °C, et non 100 degrés, comme on le supposait.

En général, forer plus de 12 kilomètres semble être une prouesse technique incroyable, et c'est le cas, mais tout ce puits n'est rien de plus qu'une petite piqûre de la surface de la Terre. Le rayon équatorial de la Terre est de 6378 kilomètres, et un puits aussi impressionnant pour nous n'a parcouru que 0,19% du chemin jusqu'au centre de la planète.

Alors, une personne peut-elle aller encore plus loin ? Un manteau ardent peut-il jamais être atteint ? Cela dépend de l'endroit où vous allez forer.

L'épaisseur de la croûte océanique est, en moyenne, d'environ 7 kilomètres. La croûte continentale est un peu moins dense, mais elle est également beaucoup plus épaisse - en moyenne environ 35 kilomètres. À de telles profondeurs, la température et la pression sont trop élevées pour n'importe quel mécanisme, alors pourquoi ne pas forer dans l'océan ?

Et de telles tentatives sont faites. Par exemple, un groupe de scientifiques essaie de forer une section relativement froide de la croûte terrestre sur la flèche atlantique dans l'océan Indien.

Le fait que le site soit très dense et sous-marin pose d'importants défis aux ingénieurs, c'est pourquoi le projet est suspendu depuis quelques années. Mais cela n'empêchera toujours pas les scientifiques d'essayer d'atteindre le manteau intérieur vierge et bouillonnant lentement.

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.

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.

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. «Jusqu'à 4 kilomètres, tout s'est déroulé selon la théorie, puis la fin du monde a commencé», explique Guberman.

Les théoriciens ont promis que la température du bouclier baltique resterait relativement basse jusqu'à une profondeur d'au moins 15 kilomètres. En conséquence, le puits peut être creusé jusqu'à près de 20 kilomètres, juste jusqu'au manteau.

Mais déjà à 5 kilomètres, la température ambiante dépassait 70 degrés Celsius, de sept - plus de 120 degrés, et à une profondeur de 12, elle était de plus de 220 degrés - 100 degrés plus élevée 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.

A l'école on nous a appris : il y a des roches jeunes, des granites, des basaltes, du manteau et du noyau. Mais les granites se sont avérés être 3 kilomètres plus bas que prévu. Ensuite, il aurait dû y avoir des basaltes. Ils n'ont pas été trouvés du tout. Tous les forages ont eu lieu dans la couche de granit. C'est une découverte très importante, car toutes nos idées sur l'origine et la distribution des minéraux sont liées à la théorie de la structure couche par couche de la Terre.

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.

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 ?

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.

Mots clés:,

Dans les années 50-70 du siècle dernier, le monde changeait à une vitesse incroyable. Des choses sont apparues, sans lesquelles il est difficile d'imaginer le monde d'aujourd'hui : Internet, un ordinateur, les communications cellulaires, la conquête de l'espace et des fonds marins. L'homme élargissait rapidement les sphères de sa présence dans l'Univers, mais il avait encore des idées assez approximatives sur la structure de sa "maison" - la planète Terre. Bien que même alors l'idée de forage ultra-profond n'était pas nouvelle : en 1958, les Américains ont lancé un projet "Mohole"... Son nom est dérivé de deux mots :

Moho- une surface nommée d'après Andriy Mohorovichitch- Le géophysicien et sismologue croate, qui a identifié en 1909 la limite inférieure de la croûte terrestre, sur laquelle il y a une augmentation brutale de la vitesse des ondes sismiques ;
Trou- trou, trou, trou. Partant de l'hypothèse que l'épaisseur de la croûte terrestre sous les océans est bien moindre que sur terre, 5 puits ont été forés près de l'île de Guadelupe à une profondeur d'environ 180 mètres (avec une profondeur océanique allant jusqu'à 3,5 km). Pendant cinq ans, les chercheurs ont foré cinq puits, collecté de nombreux échantillons de la couche de basalte, mais n'ont pas atteint le manteau. En conséquence, le projet a été déclaré échec et les travaux ont été annulés.

Le navire CUSS, qui a réalisé le projet Mohole

L'un des principaux objectifs de l'expédition "Sur les routes de l'Arctique" était le puits super profond de Kola (ou objet SG-3) - le plus profond du monde. J'en ai entendu parler pour la première fois en 2004, alors que j'étais en première année à la faculté de géologie de l'université d'État russe du pétrole et du gaz, lors d'une conférence sur la géologie générale. Et depuis, j'espérais tout voir de mes propres yeux.

Les temps ont changé et le territoire autrefois inaccessible de l'installation SG-3 est maintenant à proximité immédiate de l'usine d'extraction et de traitement de la Kola Mining and Metallurgical Company. Et le passage au puits passe par des routes technologiques.

Si vous allez sur le navigateur, après la ville de Zapolyarny, cela vous mènera au point de contrôle de l'usine d'extraction et de traitement. Bien sûr, les gardes ne vous laisseront pas entrer sur le territoire, et soi-disant, ils n'ont rien entendu à propos du Kola Superdeep.

On s'attendait à ce que la direction de l'usine soit fatiguée du pèlerinage constant vers le Kola superdeep de divers types de néo-harceleurs, d'amateurs de géologie et de chasseurs de métaux, de sorte que la route menant au puits a été creusée avec des excavatrices et, bien sûr, recouverte de pavés .

Par conséquent, nous retournons à l'endroit où l'Internet mobile a fonctionné pour la dernière fois et cherchons une route alternative via le satellite. Après avoir trouvé le revers convoité, nous soulevons la suspension hydropneumatique de notre Toyota Land Cruiser 200 Executive à la position supérieure et rampons le long des collines en direction du puits.

La route, comme il sied à une véritable aventure, regorge d'obstacles de toutes sortes - gués, cailloux, voire lacs.

Étant déjà revenu à Mourmansk et analysant la trace GPS (nous avons écrit tout l'itinéraire en utilisant le service locme.ru, je vous en parlerai plus tard), j'ai remarqué que nous roulions vers le puits par un itinéraire non optimal et quelque part perdu notre façon, mais retour ont déjà passé comme il se doit. Quoi, je ne regrette pas du tout.

La piste a été enregistrée en utilisant le service LocMe

Et maintenant, après avoir gravi une autre colline, nous avons une vue sur le complexe de recherche et de production autrefois majestueux du puits super profond de Kola.

Dans un effort pour prendre une position de leader dans toutes les industries à la fois, l'URSS a lancé en 1962 son programme de forage ultra-profond.

Il a fallu 4 ans pour préparer le projet : la principale difficulté était que selon le gradient géothermique (une grandeur physique décrivant l'augmentation de la température des roches avec la profondeur), la température à une profondeur de 10 km devrait être d'environ 300°С, et à 15 km - près de 500° AVEC. Ni les outils de forage ni les appareils de mesure n'ont été conçus pour une telle température. En 1970, juste à temps pour le 100e anniversaire de la naissance de Lénine, un site de forage a été découvert - l'ancien bouclier cristallin de la péninsule de Kola. Selon un rapport de l'Institut de Physique de la Terre, en des milliards d'années le bouclier de Kola s'est refroidi, la température à une profondeur de 15 km n'aurait pas dû dépasser 150°C. Selon une section approximative, les 7 premiers kilomètres devraient être composés de strates granitiques de la partie supérieure de la croûte terrestre, et les basaltes devraient commencer en dessous. Le site de forage a été choisi à l'extrémité nord de la péninsule de Kola, près du lac Vilgiskoddeoaivinjärvi (en finnois, cela signifie « Sous la montagne du loup »). Le forage du puits, dont la profondeur nominale était de 15 kilomètres, a commencé en mai 1970.

Malgré la tâche non triviale, aucun équipement spécial pour le travail n'a été développé - ils ont fonctionné comme ils l'étaient. Dans les premières étapes, la foreuse Uralmash 4E d'une capacité de levage de 200 tonnes et des tuyaux en alliage léger d'aluminium ont été utilisés. L'aluminium cher a été utilisé pour un certain nombre de raisons : les tuyaux en « métal ailé » sont beaucoup plus légers, et à des températures supérieures à 150-160 degrés, l'acier des tuyaux en série se ramollit et retient moins bien les charges de plusieurs tonnes, ce qui augmente le risque de déformations et ruptures de colonnes. Quand le puits a atteint la profondeur 7000 mètres, une nouvelle plate-forme de forage a été montée sur le site Uralmash 15000- l'un des plus modernes de l'époque. Puissant, fiable, doté d'un mécanisme de déclenchement automatique, il pouvait supporter un chapelet de tuyaux jusqu'à 15 km de long. La plate-forme de forage s'est transformée en un derrick entièrement gainé de 68 m de haut, défiant les vents violents qui font rage dans l'Arctique. Le poids du train de tiges à lui seul à une profondeur de 15 kilomètres aurait atteint 200 tonnes. Et l'installation elle-même pouvait soulever des charges allant jusqu'à 400 tonnes. Une usine de réparation et de mécanique, des laboratoires scientifiques et un magasin de base se sont développés à proximité. : dans les années 70, le forage rotatif était le plus répandu, lorsque l'ensemble du train de tiges était tourné par un rotor situé en surface. Cette méthode était excellente pour les puits relativement peu profonds, mais lorsque la longueur du forage approche les 7 000 voire les 10 000 mètres, le forage rotatif devient impuissant. À SG-3, le forage a été effectué à l'aide d'un turboforet - un moteur hydraulique dont la rotation était assurée par l'énergie d'une boue de forage en circulation. Installées à l'extrémité inférieure du train de tiges, des sections de 46 mètres ont fait tourner le trépan. À cette époque, ni en URSS ni dans le monde, il n'y avait d'expérience de forage dans les roches du socle cristallin à de telles profondeurs, et en plus des problèmes purement technologiques, le travail était compliqué par un carottage à 100%. L'entraînement en un seul passage, déterminé par l'usure de la tête de forage, est généralement de 7 à 10 m (un passage, ou cycle, est le déroulement d'un train avec une turbine et un outil de forage, en fait un forage et un levage complet du train. ) Le forage lui-même prend 4 heures, et la montée d'une colonne de 12 kilomètres prend environ 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.

En approchant du territoire de SG-3, nous avons vu le "Loaf" et des gens, mettant des morceaux de fer à l'intérieur. Cette image est depuis longtemps devenue familière au centre scientifique autrefois avancé - on supposait que le puits très profond de Kola, après l'achèvement de son naufrage, serait transformé en un laboratoire naturel unique pour la recherche à l'aide d'instruments spéciaux de processus profonds se produisant dans la croûte terrestre. Cependant, en 2008, l'installation a finalement été abandonnée, et tout le matériel plus ou moins précieux a été démantelé. A partir de ce moment, une période de pillage de tout ce qui avait au moins une valeur a commencé - tout d'abord, le métal.

Les pilleurs de métal, cependant, se sont avérés être des gars assez sociables, ils ont été sincèrement surpris de savoir pourquoi nous sommes venus ici de Moscou - "il n'y avait plus rien là-bas!" et montra le puits légendaire. Maintenant, il est mis en veilleuse et sa bouche est recouverte d'une plaque d'acier. Personne ne sait ce qui se passe dans le coffre lui-même.

Sur la base de SG-3, en plus de la plate-forme de forage elle-même, plusieurs instituts de recherche, leur propre bureau d'études, un atelier de tournage et une forge fonctionnaient. Les solutions techniques les plus audacieuses sont nées directement sur le chantier, ont été mises en œuvre seules et en quelques jours elles ont déjà été testées en chantier. Tout cela nécessitait de l'énergie et le Kola Superdeep était desservi par sa propre sous-station. Maintenant, l'unité de puissance ressemble à ceci, une fois que 48 personnes travaillaient ici.

Des cartons d'équipements uniques sont entassés à l'entrée. Tout ce qui a de la valeur a été cueilli « avec de la viande » :

Et un peu plus loin, il y a des supports de lignes électriques. Tous les fils, bien sûr, ont été coupés il y a longtemps.

Selon la directive "d'en haut", seuls des équipements domestiques étaient utilisés à SG-3, et il ne pouvait en être autrement : au départ, le puits était un objet de régime top secret. 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'équipements résistant à la chaleur et à la pression. La compétition pour l'emploi était de dizaines de personnes par place, et ceux qui ont réussi la sélection rigoureuse ont immédiatement reçu un appartement. À une époque où un ingénieur soviétique ordinaire recevait 120 roubles par mois, un ingénieur du Kola superdeep gagnait un incroyable 850 roubles - trois salaires et vous pouvez acheter une voiture. Au total, environ 300 personnes ont travaillé au Kola Superdeep.

La profondeur de 7000 mètres était pour le Kola superdeep fatal

Profondeur 7000 mètres s'est avéré être une fatalité super profonde pour le Kola. En amont de la section, le forage s'est déroulé relativement calmement, le forage a traversé des granites massifs homogènes. Mais après cette profondeur, la tête de forage a pénétré dans le substrat rocheux moins durable et le canon n'a pas pu être tenu verticalement. Lorsque le puits a franchi pour la première fois la barre des 12 km, le puits de forage a dévié de la verticale de 21 °. Bien que les foreurs aient déjà appris à travailler avec l'incroyable courbure du puits de forage, il était impossible d'aller plus loin. Le puits devait être foré à partir de la barre des 7 km. Pour obtenir un trou vertical dans les roches dures, vous avez besoin d'un fond très dur du train de tiges, de sorte qu'il pénètre dans les entrailles comme un couteau dans le beurre. Mais un autre problème se pose - le puits s'étend progressivement, le foret y pend, comme dans un verre, les parois du puits de forage commencent à s'effondrer et peuvent appuyer sur l'outil. La solution à ce problème s'est avérée originale - la technologie du pendule a été appliquée. La foreuse a été artificiellement basculée dans le puits et a supprimé les fortes vibrations. Pour cette raison, le tronc s'est avéré être vertical. 6 juin 1979 le premier événement historique s'est produit. Les foreurs ont signalé avoir atteint la marque en 9584 mètres... Le puits de Kola est devenu le puits le plus profond du monde, dépassant la détentrice du record pétrolier américain Bertha Rogers (9583 mètres).

Le 6 juin 1979, le contremaître de forage Fiodor Atarshchikov a fait une entrée triomphale dans le journal de bord: «Trou du fond - 9584 mètres. Bertha Rogers, ciao, au revoir.

Début des années 1980 il y avait aussi un deuxième événement historique. Kola superdeep passé 11 022 mètres contournant la tranchée des Mariannes. L'humanité n'est pas encore entrée dans une telle profondeur à l'intérieur de son propre berceau. L'un des accidents de forage les plus courants est le blocage d'un outil de forage, une situation où l'effritement des parois du trou de forage bloque le train de tiges et empêche la rotation de l'outil. Souvent, les tentatives pour retirer une colonne coincée finissent par se casser. Inutile de chercher un outil dans un forage de 10 kilomètres, un tel forage a été lancé et un nouveau a été commencé, un peu plus haut. Des ruptures de canalisations et des pertes à SG-3 se sont produites à plusieurs reprises. En conséquence, dans sa partie inférieure, le puits ressemble au système racinaire d'une plante géante. La ramification du puits a bouleversé les foreurs, mais s'est avérée être un bonheur pour les géologues, qui ont obtenu de manière inattendue une image en trois dimensions d'un segment impressionnant d'anciennes roches archéennes qui s'est formée il y a plus de 2,5 milliards d'années.

En traversant les couloirs déserts du complexe, malgré la dévastation monstrueuse générale, vous ressentez l'ancienne grandeur de ce qui s'est passé ici. Dans l'un des bureaux, le sol est jonché d'une littérature scientifique rare - des numéros de la revue "Defectoscopy" depuis plusieurs années et un manuel de calcul des trains de tiges pour les puits très profonds - l'unicité du travail scientifique est à peu près comparable aux "instructions de vol à la lune pour les nuls", s'il existait.

Dans l'autre, il y a un lieu de travail miraculeusement préservé d'un contremaître de forage. Le premier puits en Russie a été foré en 1864 dans le Kouban. Depuis lors et à ce jour - le contremaître travaille presque toujours directement sur le chantier de forage - pour voir et contrôler tout ce qui se passe. Mais sur le Kola superdeep, ce n'était pas le cas! L'opérateur était assis jusqu'à 250 mètres de la tête de puits et surveillait tout à distance, y compris les paramètres de forage. Espace!

Les murs sont délabrés, les fenêtres sont brisées par le vent violent du nord, mais cela ne laisse pas l'impression qu'un assistant de laboratoire est sur le point d'entrer dans le bureau et de chasser des invités non invités.

V septembre 1984 la profondeur a été atteinte pour la première fois en 12 066 mètres, puis il y a eu une autre rupture du train de tiges. Cela est devenu une véritable tragédie pour l'équipe de forage, car ils ont dû tout recommencer pratiquement à partir de zéro, tous sur les mêmes 7 kilomètres, en passant encore et encore des fissures et des cavernes dans la couche inférieure de la croûte terrestre. Parallèlement, dans le cadre du Congrès géologique mondial, les travaux menés en Arctique ont été déclassifiés. Eh bien, SG-3 a fait sensation dans le monde scientifique. Une importante délégation de géologues et de journalistes s'est rendue à la colonie de Zapolyarny. Les visiteurs ont vu la plate-forme en action et des sections de tuyaux de 33 mètres ont été retirées et déconnectées. Il y avait des dizaines d'exactement les mêmes forets que celui qui se trouvait sur le stand à Moscou. L'URSS a confirmé son statut de puissance leader dans le domaine du forage profond.

V juin 1990 lorsque le SG-3 a atteint la profondeur 12 262 mètres, les travaux préparatoires ont commencé pour conduire jusqu'à 14 km, un accident s'est de nouveau produit. À une marque de 8 550 m, le train de tiges s'est rompu. La poursuite des travaux nécessita une rénovation longue et coûteuse des équipements, c'est ainsi qu'en 1994 le forage du Kola Superdeep fut arrêté. Toutes les possibilités de la technologie moderne ont été épuisées. Après 3 ans, elle est entrée dans le livre Guinness des records et reste toujours inégalée.

Qu'est-ce qui a donné à l'humanité le forage ultra-profond de la péninsule de Kola ?

Tout d'abord, elle a réfuté la simple structure à deux couches de la Terre. La coupe géologique compilée sur la base de la carotte SG-3 s'est avérée être exactement le contraire de ce que les scientifiques avaient imaginé plus tôt. Les 7 premiers kilomètres étaient composés de roches volcaniques et sédimentaires : tufs, basaltes, brèches, grès, dolomies. Plus profondément se trouvait la section dite de Conrad, après laquelle la vitesse des ondes sismiques dans les roches a fortement augmenté, ce qui a été interprété comme la limite entre les granites et les basaltes. Cette section a été dépassée il y a longtemps, mais les basaltes de la couche inférieure de la croûte terrestre ne sont jamais apparus nulle part. Au contraire, des granites et des gneiss ont commencé.
L'un des objectifs de forage les plus importants était d'obtenir une carotte (une colonne cylindrique de roche) sur toute la longueur du puits. 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.

Il s'est avéré que les sections sismiques dans les intestins ne sont pas les limites de couches de roches de composition différente. Au contraire, ils indiquent un changement dans les propriétés pétrophysiques des roches avec la profondeur. À haute pression et température, les propriétés changent tellement que les granites dans leurs caractéristiques physiques deviennent similaires aux basaltes, et vice versa. On croyait qu'avec la profondeur et l'augmentation de la pression, la porosité et la fracturation des roches diminuaient. Cependant, à partir de la marque des 9 km, les strates se sont révélées anormalement poreuses et fracturées. Les solutions aqueuses circulaient à travers un système dense de fissures. Plus tard, ce fait a été confirmé par d'autres puits très profonds sur les continents. Il s'est avéré qu'il faisait bien plus chaud en profondeur que prévu : jusqu'à 80° ! A la marque des 7 km, la température du fond était de 120 ° C, à 12 km elle avait déjà atteint les 230 ° C. Dans les échantillons du puits de Kola, les scientifiques ont découvert une minéralisation aurifère. Des inclusions de métaux précieux ont été trouvées dans des roches anciennes à une profondeur de 9,5 à 10,5 km. Cependant, la concentration d'or était trop faible pour déclarer un gisement - une moyenne de 37,7 mg par tonne de roche, mais suffisante pour être attendue dans d'autres endroits similaires. Le forage Kola Superdeep a fait vieillir la Terre jusqu'à 1,5 milliard d'années : la vie sur la planète est apparue plus tôt que prévu. À des profondeurs où l'on croyait qu'il n'y avait pas de matière organique, plus de 17 espèces de micro-organismes fossilisés - des microfossiles ont été trouvés, et l'âge de ces couches profondes a dépassé 2,8 milliards d'années. Et plus d'une douzaine de découvertes plus ciblées.

Au total, environ 30 puits très profonds ont été forés sur le territoire de l'URSS.

Peu de gens le savent, mais plus de 30 puits très profonds ont été forés sur le territoire de l'ex-URSS (à ce jour, tous ou presque ont été détruits). Ils ont été interconnectés par des transects spéciaux (lignes de mesure), obtenant des profils géologiques régionaux de plusieurs milliers de kilomètres de long. Un équipement géophysique spécial a été placé le long du transect, qui a enregistré tous les processus se produisant dans les profondeurs en une seule fois. Jusqu'en 1991, les explosions nucléaires souterraines étaient utilisées comme sources d'excitation (une impulsion qui était enregistrée dans les puits).

Cette approche technique et méthodologique fondamentalement nouvelle pour résoudre la structure profonde régionale de la croûte terrestre et du manteau supérieur était basée sur l'intégration de données de forage très profond et profond, ainsi que sur des sondages sismiques en profondeur et d'autres méthodes géophysiques et géochimiques. Pour le territoire de l'URSS, un système a été développé pour la coordination mutuelle des données de profils géophysiques basés sur des puits de référence très profonds. Tout ceci a permis de réaliser un zonage assez détaillé, surtout prometteur du point de vue des zones pétrolifères et minéralisées, à l'échelle nationale.

Le prix de la restauration est-il de 100 millions de roubles ?

Dans ses interviews, le directeur de l'Institut géologique du Centre des sciences de Kola de l'Académie des sciences de Russie affirme que pour 100 millions de roubles, il est encore possible de restaurer le complexe du puits super profond de Kola, d'ouvrir un centre scientifique et technique sur son base et former des spécialistes du forage offshore. Il est assez évident pour moi que ce n'est pas le cas. Et la question, malheureusement, n'est pas une question d'argent. Un objet unique, par son échelle et sa signification pour l'humanité, comparable uniquement à un vol habité dans l'espace, a été perdu. Et perdu à jamais.

Après SG-3, de nombreuses tentatives ont été et sont faites dans le monde pour explorer les horizons profonds de l'intérieur de la Terre, mais malheureusement, aucun projet n'a été aussi important que les travaux menés dans l'Arctique.

- Quelle est la chose la plus importante que le puits de Kola a montrée ?
- Messieurs! Surtout, il a montré que nous ne savons rien de la croûte continentale.

Comment se rendre au puits super profond de Kola ? Points, coordonnées, etc.

De Mourmansk par la route A138 nous nous dirigeons vers la ville de Nickel;
À ce point 69.479533, 31.824395 il y aura un point de contrôle où les documents seront vérifiés;
Allons plus loin pour 69.440422, 30.594060 où nous tournons à gauche;
Nous continuons d'avancer sur la voie technologique pour 69.416088, 30.684387 ;
La route remplie doit être sur la droite au point 69.408826, 30.661051 ;
On va plus loin et on regarde attentivement le revers de la main gauche. J'ai déménagé ici : 69.414850, 30.613894 ;
Ensuite, nous nous déplaçons le long du chemin moleté, mais au point 69.411232, 30.608956 vous devez rester à droite.
Les coordonnées du puits lui-même 69.396326, 30.609513 .

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.