全球首次!压力相当1450辆车压在指甲盖上,中国在万米下看到了啥

科普启示录小强哥 2025-03-05 16:41:23

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地下10910米的温度高达220摄氏度,压力也相当于1450个大气压,这个毫无争议的地狱级环境就是中国深地塔科1井的钻探现场。

为了抵达这个深度,科研人员花费639天,战胜了断裂的钻具和崩塌的井壁,终于实现了这个亚洲奇迹。

不过很多人都不理解,当年美国苏联都放弃的深地钻探项目,我国为什么偏要继续挖下去呢?地下1万多米的深度究竟藏着什么宝藏呢?

地下10910米!

地底世界的可怕超过了绝大多数人的想象,这里的温度可以高到让钢铁出汗,压力可以大到让最坚固的钻头屈膝。

既然环境如此恶劣,我们费尽周折向地里向打的深孔究竟发现了什么呢?

第一个重大发现肯定离不开油气显示,我国科研人员在10851米到10910米的深度区间找到了一些特殊岩层,这些岩层含有能生成油气的成分。

这是全世界有史以来第一次在陆地上发现的万米深层油气显示,这个意义对于油气勘探来说是非同一般的,以前地知学家找油找气一般都是在百米和千米的深度,在很多人的认知中,深层的地底油气资源的。

从这个角度来看这次的发现就非常有价值了,不光可以填补资源空缺,也刷新了人类对地球深部油气分布的认知,这么看上去,我们的地球母亲还是很慷慨的,只不过她的慷慨藏得有点深。

再就是岩芯样本的发现,虽然同岩石只有一字之差,但这个发现堪称国宝级的存在。

这些从地下深处取出的岩石记录了地球数亿年来的地质变迁,科研人员可以从这些样本中读出几亿年前的地质历史,从而更好的了解地球深部物质的组成与流动方式。

这些岩石样本就是地球的一部历史书,只不过他记录的不是帝王将相,而是地球的内心世界,如果单从研究地球本源的角度来讲,这些岩心的珍贵程度比月壤都不遑多让。

现在我们的航天技术越来越发达,想要向月球发射探测器并不是什么难事,只不过更多的是要考虑成本而已。

但是地下深井现在可只有深地塔科1井这么独一份,想要再获取这些地下万米岩芯可就不是短期内能实现的了,所以深地塔科1井的重要意义用一句话概括就是不仅找到了资源,还开启了一扇研究地球历史和未来的大门。

九九八十一难,这口井到底有多难打?

打井难,难于上青天,我们为了达成这个历史成就真的下了大功夫,从地表到10000米深处就用了279天,最后的910米,科研人员却整整打了300多天。

这可不是因为工人偷懒或者预算有限,随着深度的增加,每个深度区间都藏满了各种坑。

越往下走,地层变化越复杂,深地塔科1井从上到下一共穿越了12套不同的地层,每层的岩性都不一样。

有的地层像脆皮蛋糕容易崩塌,有的地层全都是花岗岩台面,坚硬无比,向下推进的过程中不知道要换多少个钻头。

越接近深层地层的岩性变化速度越快,钻探难度也随着几何级上升,有时刚刚调整好钻头角度和力度,下一秒就直接碰上了新地层,又得重新适应,几乎每向下钻探一米都要换打法。

再就是高温高压问题,地下10910米的温度高到接近220摄氏度,而压力则大概是1450个大气压,地狱级别的环境对钻头的考验实在是太大了,类似于一个指甲盖大小的面积压了一辆汽车。

向下钻探不光是一个钻头的事儿,而是一套精密的设备,如果说钻头这些铁疙瘩还能够扛得住,但是其中的电子设备和密封材料经受的考验可就太大了。

为了达成向下钻探的目标,我国科学家自主研发了一整套能在极端条件下工作的设备,其中就有全球首台12000米特深井自动化钻机,为了给这个超级钻机配套,我们还专门研发了特深层测井装备。

井下钻具的重量也成了一个大问题,随着深度的加深,我们的钻具的总重量自然也就跟着一点点累积,到达1万米之后,整个钻具的总重量已经达到了达到665吨。

金属会产生疲劳的,如此高的重量让钻具非常容易因为疲劳断裂,可是工程是出不到一丝差错的,一次断裂就可能让整个钻探工程前功尽弃。

可是施工这个事有时候就是不遂人愿,在钻到9977米时钻具断裂掉落井中,工人们花了四天四夜才成功打捞出断裂的钻具,最后才得以继续钻探。

地下钻探不是盖大楼,只要有坚固的地基就好,井下钻探的极端环境让井壁容易崩塌,碎屑非常容易堵住井眼,只要出现意外情况,科研人员就必须耗费大量时间处理地下塌方,严重的拖慢了工程进度。

有时候钻着钻着地下突然出现大裂缝,泥浆在一瞬间全部漏光,整个钻地过程其实就是一个不断挖坑和填坑的过程,可我国为什么要钻这么一口多灾多难的井呢?

为啥偏要挖美苏都不敢碰的坑

向地心深处钻探这种事儿人类不是第一次干了,在冷战时期美国和苏联都曾有过相应的工程,只不过后来都因为各种各样的原因给放弃了。

虽然他们没能成功搞出研究成果,但是钻探的难度我们其实是有所了解的,可是为什么我国还要迎难而上,偏向虎山行呢?

如果说人类现在对宇宙的理解已经达到大概5%左右的话,那我们对地心和海洋的理解可能还不到1%,所以我们向下钻探首先是为了满足人类对未知的好奇心,我们想知道地下世界到底有什么,只有充分了解了我们所在的地球,人类才能更好的向前发展。

当然单纯满足好奇心并不足以让国家对此大动干戈,深地塔科1井的突破对于我国能源安全来说意义是非常重大的,虽说我国地大物博,但在能源这事儿上一直有点尴尬。

我国石油天然气这类化石能源的储量并不丰富,如果和中东土豪国比起来就是个穷小子。而且国内现有油气资源很多都埋得不深,容易开采的油田大部分已处于开发的中后期。

埋在地下6000米以下的更深层油气的开发难度又极大,一直是公认的硬骨头,大有一种食之无味弃之可惜的鸡肋之感。

塔里木盆地就是个典型的深层油气富集区,这里的油气资源大多深埋在地下6000米到9000米,想靠传统技术开采这里的油气比登天还难。

但不采还真不行,我国是世界第一资源进口大国,对于国外的石油和天然气非常依赖,但是从国家层面上来讲对油气资源的依赖却严重干扰国家的能源安全。

一旦国际局势紧张或运输通道受到影响,能源供应立马出现危机,马六甲海峡是我国从海上进口石油的重要通道,这是世界都知道的事实,所以这些年美国也拼了命的在马六甲海峡进行布置,位置就是在关键时期可以掐住我们国家能源的脖子。

靠人不如靠己,与其在海外美国进行明争暗斗,不如向地球深部进军,找出更多我们自己的油气资源。

深地塔科1井就是在这种战略需求下立项的,科研人员通过钻探万米深井不仅能获取油气资源的具体数据,还能验证我国在超深层钻探方面的技术水平,这才是关系到国家能源安全的大事。

既然向地下探索这件事情这么重要,国和苏联当年为啥放弃了?

这跟当时的历史背景是有关系的,当时的工程处于冷战时期,两国之间的比拼更多的是面子工程,虽然也有一定的科研成分在里面,但是占比真的不大。

苏联的科拉超深井是在美国莫霍计划提出之后才上马的,美国的莫霍计划为的是钻透地壳,到达地壳地幔的分界面莫霍面。

但是计划搞了不到十年,钱花了不少收获却不大,最后被国会强行叫停,苏联的科拉超深井为的就是超越美国的深度,解锁全球最深的井的成就,所以工程大概率是一个面子工程。

美苏两国当年搞这个竞赛性质居多,实际的能源需求和科技支撑都没跟上,放弃也是迟早的事。

我国就不一样了,我们不是为了争第一或者和谁较劲,而是为了实实在在的解决能源问题,再加上我们这次的探索距离上一次美苏争霸已经过去几十年了,科学技术已经飞速进步,我国现在的装备和技术能力已经比当年美苏强太多了。

我国自主研发的12000米特深井自动化钻机和特深层测井装备就是美苏当年没有的黑科技,更不用说我们在抗高温高压的泥浆体系,钻头技术以及地下测量技术上的突破。

苏联当年遇到的那些问题如果让现在我国的钻井团队去干根本就不是事儿,所以我们的成功是无数技术积累和战略布局加持下的必然。

结语

深地塔科1井不仅是一项国家能源战略的一部分,也是我国科研实力的体现。从最实际的能源需求到更大层面的科学探索,这口井承载了太多意义。

虽然前面还有很长的路要走,但我国这次的突破已经让世界看到了什么是中国深度。

在钻探地球这条路上,我们不光是挖了个坑,而是这不断向未知进发去揭开地球深处的秘密。

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