綜述
如果將海拔8848米的珠穆朗瑪峰倒置插入地殼,其峰頂將消失在黑暗的地下深處。然而,我國鉆探設備卻在更深的1萬米處,觸碰到了5億年前封存的巖石。2024年2月,我國在塔里木盆地的“深地塔科1井”項目以10910米的極限深度震撼了世界。
這項史詩級工程,只用了279天就突破萬米大關。我國不僅創(chuàng)造了全球最快,最深,最艱險的鉆探紀錄,更讓超深層的油氣開發(fā)從幻想照進了現實。

突破科學禁區(qū)
“深地塔科1井”這口超萬米的深井,徹底顛覆了以往的科學認知。當鉆頭突破10851--10910米的寒武系地層時,儀器捕捉到了活躍的天然氣信號,設備在此發(fā)現了優(yōu)質古老烴源巖。
這也是人類首次在上萬米的地層深處找到油氣資源。這一重要發(fā)現不僅彌補了萬米下地質理論的空白,更可能拉開一場新的“能源革命”。

過去,全球油氣開采的極限深度大多卡在8000米,而這次的新發(fā)現證明:即使在地殼深處的高溫高壓環(huán)境下,有機質仍能形成油氣資源。這相當于為人類打開了另一個“能源寶庫”,在塔里木盆地,深層,超深層的油氣資源量高達671億噸,具有巨大的開發(fā)潛力。
更為引人矚目的是地下“時間膠囊”的開啟。鉆頭從1萬多米深處帶回的巖石樣本,形成于5.4億年前,記錄著前寒武紀與顯生宙分界時期的古老信息。那時,地球陸地上連一顆小草都尚未出現。

通過分析其中的礦物結晶和微生物痕跡,科學家可以還原當時海洋板塊的俯沖軌跡,甚至推斷地表山脈的雛形是如何形成的。國家科學院院士孫金聲稱,這些巖石的科研價值“堪比月壤”,因為它們是人類迄今為止獲取的最古老的陸地巖石樣本。
與此同時,我國科研團隊還基于此次鉆探數據,繪制了亞洲首份完整的萬米地質剖面圖。這份剖面圖詳細呈現了從地表到地殼深處的巖層密度,斷裂帶分布和地溫梯度,徹底刷新了人類對地球深部結構的認知模型。
可以說,這場向地心沖刺的探險,既是解開地球演化之謎的鑰匙,也是解鎖更多能源儲備的關鍵密碼。

地獄鉆探模式
想要打穿地球的堅硬地殼,難度遠超想象。如果把地球比作一顆雞蛋,1萬米深井僅相當于刺破蛋殼表層,然而,這樣的“蛋殼”對人類來說卻如同鋼板一般堅硬。
上世紀,蘇聯舉全國之力在科拉半島鉆探12000萬米超深井,耗時差不多20年,而我國團隊僅用了279天就突破了萬米大關。

雖然速度提升了,但面臨的難度一點都沒有變。在地下,每深入100米,溫度大約會上升3℃。鉆探到最深處時,溫度已高達上百攝氏度,幾乎能讓普通塑料瞬間融化。
再加上地下巖層中近200兆帕的超高壓,以及鉆頭摩擦巖石產生的高溫,這樣的惡劣環(huán)境足以讓原本堅硬的鉆頭變得像“煮爛的面條”,稍有不慎就可能報廢。
在某些地層,二氧化硅含量非常高,巖石非常堅硬,鉆頭碰上了它們就猶如碰到了磨刀石,一小時只能鉆探半米,極端情況下甚至只能推進10厘米??梢哉f,每前進一段距離,難度都呈指數級上升。

深井突破萬米僅耗時279天,但從9000米走到10000米,就耗費了70多天,日均僅能鉆進14.29米,鉆頭消耗量占到了一半。最有難度的部分還是最后的1000米,耗時300多天,鉆穿了12套不同巖性的地層,才最終達到了10910米的深度。
可以說,這場堪稱“工業(yè)奇跡”的鉆探,不僅是對地球極限的挑戰(zhàn),更是中國人對技術極限的不懈突破。

自主技術的攻破
“有了金剛鉆,才敢攬瓷器活”。在深地塔科1井的井架上,矗立著一臺全球獨一無二的“鋼鐵巨獸”,這是世界首臺12000米自動化鉆機。這臺由我國自主研發(fā)制造的國之重器,能支撐起665噸的入井載荷,輕松吊起兩列8節(jié)編組列車,穩(wěn)穩(wěn)承載“千鈞之重”。
這尊鋼鐵巨獸,配上我國自主研發(fā)的司鉆領航儀,整個系統(tǒng)就像一位力大無窮又細致精準的“外科醫(yī)生”。在鉆探過程中,346項溫度,壓力,震動等參數信息可實時傳回地面,并同步傳輸到3000公里外的智能指揮中心。

指揮室的工程師只需輕點按鈕,系統(tǒng)就能自動調節(jié)鉆壓和轉速。一旦發(fā)現異常,全國頂尖地質專家通過云平臺遠程介入,半小時內就能制定應對方案。這種實時數據與人工經驗的深度融合,將原本需要數天解決的突發(fā)事故,縮短到幾小時內化解。
但裝備的升級只是這場技術革命的一部分。真正撬開地球“鋼鐵外殼”的,是上萬名科研人員對技術瓶頸的“飽和式攻關”。

應對地下不同地層的金剛石鉆頭,抗高溫的螺桿,在高溫下也能精準傳回信號傳感器,可抗220℃超高溫的鉆井液……這些技術攻關背后涉及地質,機械,材料等二十多個學科,最終形成了我國完全自主的萬米深層鉆探技術體系。
這些成果不僅證明了“中國制造”在極限工程下的可靠性,更為后續(xù)開發(fā)地球深部地熱,頁巖氣等清潔能源儲備了技術彈藥。

結尾
透過“深地塔科1井”,我國在萬米深地首次驗證了油氣資源存在的理論極限,為地底能源開發(fā)開辟了新疆域。而鉆頭帶回的5.4億年巖石樣本,連同亞洲首份萬米地質剖面圖,正在為科學家們研究地球板塊運動,生命起源等重大問題提供關鍵證據。
這項工程的成功,不僅標志著我國在極端工程領域取得的重大突破,更提升了我國在全球科研勘探領域的話語權。這場向地球深部挺進的遠征,終將成為人類探索自然,與地球對話的又一重要里程碑。

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