Гонка сверхглубоких. Как СССР с США скважинами мерялся. Часть 2

Начало тут

Источник тут

24 мая 1970 года началось бурение грандиозной скважины СГ-3 на Кольском полуострове недалеко от города Заполярный.

Место было выбрано не случайно - именно в этой части Союза слой осадочных пород минимален, а кое-где и отсутствует вообще.

Для этого была организована Кольская геологоразведочная экспедиция сверхглубокого бурения, вог главе которой был бессменный руководитель Губерман Давид Миронович, доктор технических наук, заслуженный геолог СССР

Сначала для бурения использовали стандартную буровую установку "Уралмаш-4Э".

Это одна из самых массовых буровых установок, использовавшихся в СССР. Еее только немного модернизировали, в частности полностью защитили ее щитами от ветра и холода. Без щитов она выглядит так, и при желании их можно найти и сейчас

Также была усилена металлическая часть конструкции, производительность насосного блока, который создавал давление порядка 300 атмосфер. , все это теперь позволяло пройти до глубины 7000 метров. Что и было сделано без всяких осложнений до 1974 года

После чего была установлена новая буровая установка, разработанная специально под этот проект - "Уралмаш -15000". Мощная, надежная, с автоматическим спускоподъемным механизмом, она могла выдержать колонну труб длиной до 15 км. Буровая превратилась в полностью обшитую вышку высотой 68 м, непокорную сильным ветрам, бушующим в Заполярье. Рядом выросли минизавод, научные лаборатории и кернохранилище.

15000 обозначала проектную глубину скважины - 15 тысяч метров. После смены установки начались проблемы. Но не из-за нового оборудования, а потому, что ствол скважины вошел в рыхлые породы, которые начали осыпаться.

6 июня 1979 года мировой рекорд глубины, который на тот момент принадлежал скважине «Берта Роджерс» был побит

Из-за этого работы сильно замедлились. При проходке каждых 8-10 метров (Рейс - это спуск колонны с турбиной и породоразрушающим инструментом, собственно бурение и полный подъем колонны) приходилось поднимать буровое оборудование и спускать обсадную трубу для крепления стенок скважины. Больше не удалось, слишком быстро изнашивался инструмент

Само бурение такого расстояния занимало 4 часа. А на спуск и подъем 12-километровой колонны труб уходило 18 часов. И это не считая спуска обсадной колонны. При подъеме колонна автоматически разбиралась на секции (свечи, скрученные между собой трубы) длиной по 33 м. В среднем за месяц удавалось пробурить 60 м. На проходку последних 5 км скважины было использовано 50 км труб. Такова степень их износа и потерь.

Было множество аварий. Обычно прохватывало долото - породоразрушающий инструмент. Пытались расхаживать, если нет - то тянули вверх, в результате чего долото отрывалось. Это делалось за счет специально подобранной КНБК (компоновка низа буровой колонны. В ее состав входила специальная труба, которая была ослаблена на растягивающую нагрузку. После этого забой (дно) цементировали и продолжали бурить дальше с отклонением.

В 1983 году пробурили 12 066 метров и временно остановились — готовились к Международному геологическому конгрессу, который должен был проходить в 1984 году в Москве. 27 сентября 1984 года бурение было продолжено.

И тут сразу произошла самая серьезная авария. После прохода 9 метров, требовался подъем буровой колонны, но произошел прихват, при этом вес колонны составлял около 200 т. Но он был гораздо выше КНБК, и оторвать долото, как раньше, уже не получалось.

После увеличения подъемной нагрузки, оборвалась колонна труб, в скважине остались не только турбобур, но и 5 км буровых труб. После 7 месяцев безуспешных попыток достать турбобур с пятью километрами трубы, пришлось начинать новый ствол с 7-километровой глубины. Пять лет работы были потеряны.

И это была не первая не единичная потеря, таких было 12, четыре из них были протяженностью от 2200 до 5000 м. Всякий раз, выше потерянной части, создавался уступ и с этого места начиналось бурение нового обходного ствола. Цена таких аварий – годы потерянного времени, ресурсов и титанического труда!

После крупнейшей аварии 1984 года к глубине 12 км буровики подошли только через 6 лет. В 1990 году была достигнута рекордная глубина – 12, 262 км. Но тут произошел очередной обвал.

Бурение четвёртого ствола началось в январе 1991 года с глубины 9653 метра третьего ствола. Бурение четвёртой скважины было остановлено в апреле 1992 года на глубине 11 882 метра из-за обвала.

Бурение пятого ствола началось в апреле 1994 года с глубины 8278 метров третьего ствола Бурение было остановлено в августе 1994 года на глубине 8578 метров из-за прекращения финансирования. Проект был закрыт, а скважина законсервирована.

Несмотря на то, что проект не был доведен до конца, было сделано много открытий. Составленный на основании керна СГ-3 геологический разрез оказался прямо противоположным тому, что ученые представляли себе ранее. Первые 7 километров были сложены вулканическими и осадочными породами: туфами, базальтами, брекчиями, песчаниками, доломитами. Глубже лежал так называемый раздел Конрада, после которого скорость сейсмических волн в породах резко увеличивалась, что интерпретировалось как граница между гранитами и базальтами. Этот раздел был давно пройден, но базальты нижнего слоя земной коры так нигде и не появились. Наоборот, начались граниты и гнейсы.

Разрез Кольской скважины опроверг двухслойную модель земной коры и показал, что сейсмические разделы в недрах — это не границы слоев из пород разного состава. Скорее они указывают на изменение свойств камня с глубиной. При высоком давлении и температуре свойства пород, видимо, могут резко меняться, так, что граниты по своим физическим характеристикам становятся похожи на базальты, и наоборот. Но поднятый на поверхность с 12-километровой глубины «базальт» тут же становился гранитом, хоть и испытывал по пути сильнейший перепад давления — керн крошился и распадался на плоские бляшки. Чем дальше уходила скважина, тем меньше качественных образцов попадало в руки ученых.

Глубина заключала в себе много неожиданностей. Раньше было естественно думать, что с удалением от поверхности земли, с ростом давления породы становятся более монолитными, с малым количеством трещин и пор. СГ-3 убедила ученых в обратном. Начиная с 9 километров, толщи оказались очень пористыми и буквально напичканы трещинами, по которым циркулировали водные растворы. Позднее этот факт подтвердили другие сверхглубокие скважины на континентах.

На глубине оказалось гораздо жарче, чем рассчитывали: на целых 80°! На отметке 7 км температура в забое была 120°С, на 12 км — достигла уже 230°С. В образцах Кольской скважины ученые обнаружили золотое оруденение. Вкрапления драгоценного металла находились в древних породах на глубине 9,5—10,5 км. Впрочем, концентрация золота была слишком мала, чтобы заявлять о месторождении — в среднем 37,7 мг на тонну породы, но достаточная, чтобы ожидать его и в других подобных местах.

Казалось бы, что можно поставить точку, но нет

Демонстрация Кольской скважины в 1984 году произвела на мировую общественность глубокое впечатление. Многие страны начали готовить проекты по научному бурению на континентах.

Последней в эту гонку включилась ФРГ. Там была принята программа Kontinentales Tiefbohrprogramm der Bundesrepublik Deutschland - "Континентальная программа глубокого бурения Федеративной Республики Германия".

В октябре 1986 года министр науки и технологий Германии (Bundesminister für Forschung und Technologie) Х. Райзенхубер официально объявил, что сверхглубокая скважина в рамках Континентальной программы глубокого бурения Федеративной Республики Германия (KTB) будет пробурена в районе Верхний Пфальц в Северной Баварии. Этот участок был выбран вместо альтернативного участка в Шварцвальде на основании рекомендаций Немецкого научно-исследовательского сообщества (DFG).

В рамках проекта были пробурены две скважины:

1. Пилотная скважина была начата 22.09.1987. 04.04.1989 после 560 дней бурения она достигла глубины 4000,1 м.

Это сообщение отредактировал Agebt - 29.01.2025 - 10:04

Основная скважина (KTB Hauptbohrung, KTB-HB) была пробурена 6 октября 1990 года примерно в 200 м (660 футах) от пилотной скважины.

Для работ соорудили 83-метровую вышку и создали мощнейшую по тем временам бурильную установку грузоподъемностью 800 тонн. Многие бурильные операции автоматизировали, в первую очередь механизм спуска и подъема колонны труб. Самонаводящаяся система вертикального бурения позволяла делать почти отвесный ствол. Теоретически с таким оборудованием можно было бурить до глубины 12 километров. Но реальность, как всегда, оказалась сложнее, и планы ученых не сбылись.

Проблемы на скважине КТВ начались после глубины 7 км, повторив многое из судьбы Кольской сверхглубокой. Сначала, как полагают из-за высокой температуры, сломалась система вертикального бурения и ствол пошел вкось. В конце работ забой отклонился от вертикали на 300 м. Потом начались аварии посложнее — обрыв бурильной колонны. Так же, как и на Кольской, приходилось бурить новые стволы. Определенные трудности доставляло сужение скважины — вверху ее диаметр составлял 71 см, внизу — 16,5 см. Бесконечные аварии и высокая температура в забое –270°С вынудили буровиков прекратить работы незадолго до достижения заветной цели.

Что касается советской программы сверхглубокого бурения, то в ее рамках было пробурено 10 скважин. Плюс еще три скважины были пробурены как поисковые, но так как их глубина превышала 5 тысяч метров, их было решено отнести к сверхглубоким. Хотя сейчас такими скважинами никого не удивить.

Рекорд Кольской сверхглубокой не побит до сих пор. Хотя некоторые кивают на то, что есть скважины подлиннее, но длина не равно глубина. Кольская скважина изначально закладывалась как вертикальная, а современные длинные скважины бурятся либо наклонно-направленными, либо горизонтальными

Так вот, все современные более длинные скважины превосходят Кольскую по длине, но не по глубине. Первой стала пробурённая в 2008 году под острым углом к поверхности земли нефтяная скважина Maersk Oil BD-04A, длина которой 12 290 метров

Но настоящая россыпь сверхдлинных скважин пробурена в рамках проекта Сахалин-1. Там сейчас находится 9 из 10 самых длинных скважин в мире! Так, в апреле 2015 г была пробурена эксплуатационная скважина О-14, длина которой составила 13 500 м, в апреле 2014 г. была пробурена и закончена скважина Z-40 длиной 13 000 м, в апреле и июне 2013 г пробурены скважины Z-43 и Z-42 длиной 12 450 и 12 700 м соответственно.Скважина Z-44 того же месторождения имеет длину 15 км и пробурена в 2017 году, однако глубина её залегания составляет около 900 м

Как видим все эти скважины очень длинные, но глубина залегания невелика, поэтому таких проблем, какие были на Кольской, нет.

Сейчас программы сверхглубокого бурения остановлены во всем мире, кроме Китая. В китайской провинции Сычуань нефтяная скважина Pengshen-6 близ города Мяньян достигла в июле 2021 года плановой глубины 9026 м и стала самой глубокой вертикальной скважиной в Азии.

Позже в Синьцзян-Уйгурском автономном районе была пробурена скважина Shendi Take 1 с глубиной свыше 10 тысяч метров.

А в 2023 году PetroChina заложил скважину Shendi Chuanke 1 с проектной величиной по вертикали 10 520 метров. Она рассчитана на максимальную температуру забоя до 224 ℃ и максимальное давление на забое до 138 МПа. Теоретически буровая установка может пробурить скважину глубиной до 12 тысяч метров. Но в CNPC признают сложности бурения на такой глубине и допускают с высокой степенью вероятности, что скважина не может достигнуть даже проектной глубины.

При этом скважина закладывается не как параметрическая с исследовательской целью, а чисто как поисковая, с целью найти газ в провинции Сычуань

Все

Просто лучший. Зелени этому господину))))))

очень интересно. спасибо

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Надо на главную поднять

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Если будет интересно, то размещу со временем будет статья про Старогрозненское месторождение - самое старое действующее месторождение в России

Интересненько. спасибо.

Конечно интересно, продолжай.
Спасибо.

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Спасибо! Очень интересно и познавательно