Où est le puits de Kola. "Well to hell": comment le puits le plus profond du monde a été foré en Union soviétique

« Dr Guberman, qu'est-ce que vous avez foutu là-bas ? » - une remarque de l'auditoire a interrompu le rapport du scientifique russe à la réunion de l'UNESCO en Australie. Quelques semaines plus tôt, en avril 1995, une vague de rapports sur un mystérieux accident au puits super profond de Kola a balayé le monde.

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. Kola Superdeep - une sorte de télescope dans le mystérieux monde intérieur planètes.

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. Température environnement, le bruit et d'autres paramètres sont transmis vers le haut 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 n'est pas du tout comme 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 était plus de 2200C - 1000C 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.

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 apporté 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.

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 ceinture 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.

Aujourd'hui, la recherche scientifique de l'humanité a atteint les frontières du système solaire : nous avons posé des engins spatiaux sur des planètes, leurs satellites, des astéroïdes, des comètes, envoyé des missions dans la ceinture de Kuiper et franchi la frontière de l'héliopause. À l'aide de télescopes, nous voyons des événements qui se sont déroulés il y a 13 milliards d'années, alors que l'univers n'avait que quelques centaines de millions d'années. Dans ce contexte, il est intéressant d'évaluer dans quelle mesure nous connaissons notre Terre. La meilleure voie la reconnaître structure interne- forer un puits : plus il est profond, mieux c'est. Le puits le plus profond sur Terre est le Kola Superdeep, ou SG-3. En 1990, sa profondeur atteignait 12 kilomètres 262 mètres. Si vous comparez ce chiffre avec le rayon de notre planète, il s'avère que ce n'est que 0,2 pour cent du chemin vers le centre de la Terre. Mais même cela s'est avéré suffisant pour renverser des idées sur la structure de la croûte terrestre.

Si vous imaginez un puits comme un puits à travers lequel vous pouvez descendre par un ascenseur jusqu'aux entrailles de la terre, ou au moins quelques kilomètres, alors ce n'est pas du tout le cas. Le diamètre de l'outil de forage avec lequel les ingénieurs ont créé le trou de forage n'était que de 21,4 centimètres. La section supérieure de deux kilomètres du puits est légèrement plus large - elle a été étendue à 39,4 centimètres, mais il n'y a toujours aucun moyen pour une personne de s'y rendre. Pour imaginer les proportions du forage, la meilleure analogie serait une aiguille à coudre de 57 m, 1 mm de diamètre, légèrement épaissie à une extrémité.

Eh bien schéma

Mais même cette représentation sera simplifiée. Au cours du forage, plusieurs accidents se sont produits au puits - une partie du train de tiges s'est retrouvée sous terre sans possibilité de l'extraire. Par conséquent, plusieurs fois, le puits a commencé à être foré à nouveau, à partir de marques de sept et neuf kilomètres. Il y a quatre grandes branches et environ une douzaine de plus petites. Les branches principales ont des profondeurs maximales différentes : deux d'entre elles franchissent la barre des 12 kilomètres, deux autres ne l'atteignent que de 200 à 400 mètres. Notez que la profondeur de la fosse des Mariannes est inférieure d'un kilomètre - 10 994 mètres au-dessus du niveau de la mer.

Projections horizontales (gauche) et verticales des trajectoires SG-3

Yu.N. Yakovlev et al. / Bulletin du Centre scientifique de Kola de l'Académie des sciences de Russie, 2014

De plus, ce serait une erreur de percevoir le puits comme un fil à plomb. En raison du fait que les roches ont des propriétés mécaniques différentes à différentes profondeurs, le forage s'est dévié pendant le fonctionnement vers des zones moins denses. Ainsi, à grande échelle, le profil du Kola Superdeep ressemble à un fil légèrement incurvé avec plusieurs branches.

En approchant du puits aujourd'hui, nous ne verrons que la partie supérieure - une trappe métallique vissée à la bouche avec douze boulons massifs. L'inscription dessus a été faite par erreur, la profondeur correcte est de 12 262 mètres.

Comment le puits très profond a-t-il été foré ?

Pour commencer, il convient de noter que le SG-3 a été conçu à l'origine spécifiquement à des fins scientifiques. Les chercheurs ont choisi un endroit pour le forage où des roches anciennes, vieilles de jusqu'à trois milliards d'années, remontaient à la surface de la terre. L'un des arguments de l'exploration était que les jeunes roches sédimentaires étaient bien étudiées pendant la production de pétrole et que personne n'avait foré profondément dans les couches anciennes. En outre, il y avait aussi d'importants gisements de cuivre-nickel, dont l'exploration serait un ajout utile à la mission scientifique du puits.

Le forage a commencé en 1970. La première partie du puits a été forée avec une plate-forme série Uralmash-4E - elle était généralement utilisée pour le forage de puits de pétrole. La modification de l'installation a permis d'atteindre une profondeur de 7 kilomètres et 263 mètres. Cela a pris quatre ans. Ensuite, l'installation a été remplacée par Uralmash-15000, du nom de la profondeur prévue du puits - 15 kilomètres. La nouvelle plate-forme de forage a été conçue spécifiquement pour le Kola Superdeep : le forage à de telles profondeurs a nécessité des améliorations majeures des équipements et des matériaux. Par exemple, le poids du train de tiges à lui seul à une profondeur de 15 kilomètres a atteint 200 tonnes. L'installation elle-même pouvait soulever des charges allant jusqu'à 400 tonnes.

Le train de tiges est constitué de tubes reliés les uns aux autres. Avec son aide, les ingénieurs abaissent l'outil de forage au fond du puits et assurent également son fonctionnement. Au bout de la colonne, des turboforeuses spéciales de 46 mètres ont été installées, entraînées par un courant d'eau provenant de la surface. Ils ont permis de faire tourner l'outil de concassage séparément de l'ensemble de la colonne.

Les couronnes qui ont utilisé le train de tiges pour mordre dans le granit évoquent des détails de robots futuristes - une série de disques à pointes rotatifs connectés au sommet d'une turbine. Un de ces trépans suffisait pour seulement quatre heures de travail - cela correspond à peu près à un passage de 7 à 10 mètres, après quoi l'ensemble du train de tiges doit être soulevé, démonté puis abaissé à nouveau. Les descentes et les montées constantes elles-mêmes ont duré jusqu'à 8 heures.

Même les tuyaux de la colonne du Kola Superdeep devaient utiliser des tuyaux inhabituels. En profondeur, la température et la pression augmentent progressivement et, comme le disent les ingénieurs, à des températures supérieures à 150-160 degrés, l'acier des tuyaux en série se ramollit et supporte moins bien les charges de plusieurs tonnes - à cause de cela, la probabilité de déformations dangereuses et de rupture de colonne augmente. Par conséquent, les développeurs ont choisi des alliages d'aluminium plus légers et plus résistants à la chaleur. Chacun des tuyaux avait une longueur d'environ 33 mètres et un diamètre d'environ 20 centimètres - un peu plus étroit que le puits lui-même.

Cependant, même des matériaux spécialement conçus ne pouvaient pas résister aux conditions de forage. Après la première section de sept kilomètres, il a fallu près de dix ans et plus de 50 kilomètres de tuyaux pour creuser davantage jusqu'à la barre des 12 000 mètres. Les ingénieurs ont été confrontés au fait qu'en dessous de sept kilomètres, les roches devenaient moins denses et fracturées - visqueuses pour une perceuse. De plus, le puits de forage lui-même a déformé sa forme et est devenu elliptique. En conséquence, la chaîne s'est rompue à plusieurs reprises et, incapables de la soulever, les ingénieurs ont été contraints de recréer la branche du puits et de réexécuter le trou de forage, perdant des années de travail.

Un de ceux-là accidents majeurs contraint les foreurs en 1984 à bétonner une branche du puits, qui a atteint une profondeur de 12 066 mètres. Le forage a dû être relancé à partir de la barre des 7 km. Cela a été précédé d'une pause dans les travaux avec le puits - à ce moment-là, l'existence de SG-3 a été déclassifiée et un congrès géologique international Geoexpo a eu lieu à Moscou, dont les délégués ont visité l'installation.

Selon des témoins oculaires de l'accident, après la reprise des travaux, la chaîne a foré un puits à neuf mètres de profondeur. Après quatre heures de forage, les ouvriers se sont préparés à relever la colonne, mais elle « n'a pas marché ». Les foreurs ont décidé que le tuyau était "collé" quelque part aux parois du trou de forage et ont augmenté la puissance de levage. La charge a chuté de façon spectaculaire. En démontant progressivement la colonne en bougies de 33 mètres, les ouvriers sont passés à la section suivante, se terminant par un bord inférieur inégal: le turboforet et cinq autres kilomètres de tuyaux sont restés dans le puits, ils n'ont pas pu être levés.

Les foreurs n'ont réussi à atteindre à nouveau la barre des 12 kilomètres qu'en 1990, au même moment où un record de plongée a été établi - 12 262 mètres. Puis un nouvel accident s'est produit, et depuis 1994, les travaux sur le puits ont été arrêtés.

Mission scientifique en profondeur

Mire de test sismique à SG-3

"Kola Superdeep" Ministère de la géologie de l'URSS, maison d'édition "Nedra", 1984

Le puits a été étudié avec toute une gamme de méthodes géologiques et géophysiques, allant du carottage (une colonne de roches correspondant à des profondeurs données) aux mesures radiologiques et sismologiques. Par exemple, la carotte a été prélevée à l'aide de carottiers avec des forets spéciaux - ils ressemblent à des tuyaux aux bords dentelés. Au centre de ces tuyaux, il y a des trous de 6 à 7 cm où la roche pénètre.

Mais même avec cette méthode en apparence simple (sauf pour la nécessité de soulever cette carotte à une profondeur de plusieurs kilomètres), des difficultés sont apparues. En raison du fluide de forage - celui qui a mis la foreuse en mouvement - la carotte était saturée de liquide et a changé ses propriétés. De plus, les conditions en profondeur et à la surface de la terre sont très différentes - les échantillons ont été fissurés à cause de la chute de pression.

A différentes profondeurs, la récupération de carottes était très différente. Si à cinq kilomètres d'une section de 100 mètres, il était possible de compter sur 30 centimètres de carotte, alors à des profondeurs de plus de neuf kilomètres, au lieu d'une colonne de roches, les géologues ont reçu un ensemble de rondelles de roche dense.

Micrographie de roches soulevées d'une profondeur de 8028 mètres

"Kola Superdeep" Ministère de la géologie de l'URSS, maison d'édition "Nedra", 1984

L'étude des matériaux extraits du forage a conduit à plusieurs conclusions importantes. Premièrement, la structure de la croûte terrestre ne peut pas être simplifiée à une composition de plusieurs couches. Cela était précédemment indiqué par les données sismologiques - les géophysiciens ont vu des ondes qui semblaient se refléter à partir d'une frontière lisse. Des études sur SG-3 ont montré qu'une telle visibilité peut se produire même avec une distribution rocheuse complexe.

Cette hypothèse a affecté la conception du puits - les scientifiques s'attendaient à ce qu'à une profondeur de sept kilomètres, le puits de forage pénètre dans les roches basaltiques, mais ils ne se sont pas rencontrés même à la barre des 12 kilomètres. Mais au lieu de basalte, les géologues ont découvert des roches avec un grand nombre de fissures et une faible densité, auxquelles on ne pouvait pas s'attendre à une profondeur de plusieurs kilomètres. De plus, il y avait des traces dans les fissures eaux souterraines- il y avait même des suggestions qu'ils ont été formés par une réaction directe d'oxygène et d'hydrogène dans la masse de la Terre.

Parmi résultats scientifiques il y avait aussi des applications - par exemple, à de faibles profondeurs, les géologues ont trouvé un horizon de minerais de cuivre-nickel propice à l'exploitation minière. Et à une profondeur de 9,5 kilomètres, une couche d'anomalie géochimique d'or a été découverte - des grains micrométriques d'or natif étaient présents dans la roche. Les concentrations ont atteint le gramme par tonne de roche. Cependant, il est peu probable que l'exploitation minière à une telle profondeur soit un jour rentable. Mais l'existence même et les propriétés de la couche aurifère ont permis de clarifier les modèles d'évolution des minéraux - la pétrogenèse.

Séparément, il faut parler des études des gradients de température et du rayonnement. Pour ce type d'expériences, des outils de fond sont utilisés, qui sont abaissés sur des câbles métalliques. Un gros problème était d'assurer leur synchronisation avec les équipements au sol, ainsi que d'assurer un fonctionnement à de grandes profondeurs. Par exemple, des difficultés sont survenues avec le fait que les câbles d'une longueur de 12 kilomètres étaient étirés d'environ 20 mètres, ce qui pouvait réduire considérablement la précision des données. Pour éviter cela, les géophysiciens ont dû créer de nouvelles méthodes de marquage des distances.

La plupart des instruments standard n'ont pas été conçus pour résister aux conditions difficiles niveaux inférieurs puits. Par conséquent, pour les recherches à grande profondeur, les scientifiques ont utilisé des équipements spécialement conçus pour le Kola superdeep.

Le résultat le plus important de la recherche géothermique est des gradients de température beaucoup plus élevés que prévu. Près de la surface, le taux d'élévation de la température était de 11 degrés par kilomètre, à une profondeur de deux kilomètres - 14 degrés par kilomètre. Dans la plage de 2,2 à 7,5 kilomètres, la température a augmenté à un rythme approchant les 24 degrés par kilomètre, bien que les modèles existants prédisent une valeur une fois et demie inférieure. En conséquence, déjà à une profondeur de cinq kilomètres, les instruments ont enregistré une température de 70 degrés Celsius, et à 12 kilomètres cette valeur a atteint 220 degrés Celsius.

Le puits très profond de Kola s'est avéré différent des autres puits - par exemple, lors de l'analyse du dégagement de chaleur des roches du bouclier cristallin ukrainien et des batholites de la Sierra Nevada, les géologues ont montré que le dégagement de chaleur diminue avec la profondeur. En SG-3, au contraire, ça a grandi. De plus, des mesures ont montré que la principale source de chaleur, fournissant 45 à 55 % du flux de chaleur, est la désintégration des éléments radioactifs.

Malgré le fait que la profondeur du forage semble colossale, elle n'atteint même pas le tiers de l'épaisseur de la croûte terrestre dans le bouclier baltique. Les géologues estiment que la base de la croûte terrestre dans cette zone s'étend à environ 40 kilomètres sous terre. Par conséquent, même si SG-3 avait atteint la limite prévue de 15 kilomètres, nous n'aurions toujours pas atteint le manteau.

Une tâche aussi ambitieuse a été fixée par des scientifiques américains lors du développement du projet Mohol. Les géologues prévoyaient d'atteindre la frontière de Mohorovichitch - une zone souterraine où il y a un changement brutal du taux de propagation les ondes sonores... On pense qu'il est lié à la frontière entre la croûte et le manteau. Il convient de noter que les foreurs ont choisi le fond de l'océan près de l'île de Guadalupe comme emplacement pour le puits - la distance jusqu'à la frontière n'était que de quelques kilomètres. Cependant, la profondeur de l'océan lui-même a atteint ici 3,5 kilomètres, ce qui a considérablement compliqué les opérations de forage. Les premiers tests dans les années 1960 n'ont permis aux géologues de forer que 183 mètres.

Récemment, des plans ont été annoncés pour relancer le projet de forage océanique profond avec la foreuse d'exploration JOIDES Resolution. Comme nouvelle cible, les géologues ont choisi un point dans océan Indien, non loin de l'Afrique. La profondeur de la frontière de Mohorovichitch n'est que d'environ 2,5 kilomètres. De décembre 2015 à janvier 2016, des géologues ont réussi à forer un puits d'une profondeur de 789 mètres - le cinquième plus grand puits sous-marin au monde. Mais cette valeur n'est que la moitié de celle requise à la première étape. Cependant, l'équipe prévoit de revenir et de terminer ce qu'elle a commencé.

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0,2 % du trajet jusqu'au centre de la Terre n'est pas si impressionnant par rapport à l'échelle des voyages spatiaux. Cependant, il faut garder à l'esprit que la frontière du système solaire ne passe pas le long de l'orbite de Neptune (ni même de la ceinture de Kuiper). La gravité du Soleil prévaut sur celle de l'étoile jusqu'à des distances de deux années-lumière de l'étoile. Donc, si vous comptez tout attentivement, il s'avère que Voyager 2 n'a parcouru qu'un dixième de pour cent du trajet jusqu'à la périphérie de notre système.

Par conséquent, vous ne devriez pas être contrarié par la méconnaissance des « intérieurs » de notre propre planète. Les géologues ont leurs propres télescopes - des études sismiques - et leurs propres plans ambitieux pour conquérir les entrailles. Et si les astronomes sont déjà parvenus à toucher une partie solide des corps célestes en Système solaire, alors pour les géologues, le plus intéressant reste à venir.

Vladimir Korolev

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 creux existant 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, tout difficultés possibles et obstacles pouvant entraîner un ralentissement du processus d'approfondissement dû à la perte de temps pour la descente et le levage de l'outil, une diminution de la vitesse de forage due à un changement de catégorie de roches, une augmentation de la consommation d'énergie pour les fondeurs .
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 ;
- des avertissements sur 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 haute température... Définition de physique et composition chimique eau, gaz formés dans les fissures, pores des roches.
3. Obtention d'un matériel complet sur composition du matériau des roches et des informations sur les intervalles de division des "pads" granitiques et basaltiques 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.

Kola bien pour la plupart atteint les objectifs 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 plié de la Baltique, où pendant des milliards d'années histoire géologique manifestations de strate et de minerai.

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 du site de placement du puits était basé sur une érosion importante. 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.

Le guide-chaîne de conception ou le soi-disant gabarit 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 Kola Science Center est ouvert Académie russe sciences dans lesquelles 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, dans le bassin pétrolier d'Al-Shahin, a été foré sous angle aigu puits de pétrole Maersk Oil BD-04A, dont la longueur est de 12 290 mètres, 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.

Dans l'un des programmes scientifiques, un exemple simple a été donné, qui permet de se rendre compte à quel point notre planète est immense. Imaginez un gros ballon. C'est la planète entière. Et les murs les plus minces sont une zone pour laquelle il y a de la vie. Et les gens n'ont en fait maîtrisé qu'une seule couche d'atomes qui entoure ce mur.

Mais l'humanité s'efforce constamment d'élargir ses connaissances sur la planète et les processus qui s'y déroulent. nous lançons vaisseaux spatiaux et satellites, nous sommes debout sous-marins, mais le plus difficile est de découvrir ce qu'il y a sous nos pieds, à l'intérieur de la terre.

Les puits apportent une compréhension relative. Avec leur aide, vous pouvez découvrir la composition des roches, étudier les changements conditions physiques, ainsi que de mener des activités d'exploration pour les minéraux. Et bien sûr, le puits le plus profond du monde apportera le plus d'informations. La seule question est de savoir où il se trouve exactement. C'est ce que nous allons essayer de comprendre aujourd'hui.

OU-11

Sans surprise, le puits le plus long a été foré aussi récemment qu'en 2011. Ce résultat a été obtenu grâce à de nouvelles technologies plus avancées, des matériaux durables et fiables et des méthodes de calcul précises.

Vous serez sûrement heureux d'apprendre qu'il est situé en Russie et qu'il a été foré dans le cadre du projet Sakhalin-1. L'ensemble des travaux n'a nécessité que 60 jours, ce qui est de loin supérieur aux résultats des enquêtes précédentes.

longueur totale ce puits record mesure 12 kilomètres sur 345 mètres de long, ce qui reste un record imbattable. Une autre réalisation est la longueur maximale du puits horizontal, qui est de 11 kilomètres et 475 mètres. Jusqu'à présent, personne n'a été en mesure de surpasser ce résultat. Mais c'est pour maintenant.

BD-04A

Ce puits de pétrole au Qatar est connu pour sa profondeur record à l'époque. Sa longueur totale est de 12 kilomètres 289 mètres, dont 10 902 mètres sont un puits horizontal. Il a d'ailleurs été construit en 2008 et a détenu le record pendant trois années entières.

Mais ce puits profond est connu non seulement pour sa taille impressionnante, mais aussi pour un fait très triste. Il a été construit à côté du plateau pétrolier à des fins de géo-exploration et a subi un grave accident en 2010.

Voici à quoi ressemble le puits maintenant

Foré à l'époque soviétique, le puits super profond de Kola a perdu en 2008 le titre de leader. Mais tout de même, il reste l'un des objets les plus célèbres de ce type et continue de tenir la troisième place primée.

La préparation du forage a commencé en 1970. Il était prévu que ce puits soit le plus profond de la Terre, atteignant la barre des 15 kilomètres. Certes, ce résultat n'a jamais été atteint. En 1992, les travaux ont été suspendus lorsque la profondeur a atteint une valeur impressionnante de 12 kilomètres et 262 mètres. D'autres recherches ont dû être arrêtées en raison du manque de financement et de soutien du gouvernement.

Avec son aide, il a été possible d'obtenir de nombreuses données scientifiques intéressantes, pour mieux comprendre la structure de la croûte terrestre. Ce n'est tout simplement pas surprenant, car le projet était au départ entièrement scientifique, sans rapport avec l'exploration géologique ou l'étude des gisements minéraux.

Soit dit en passant, la légende populaire sur "un puits à l'enfer" est liée au puits super profond de Kola. Ils disent que lorsqu'ils ont atteint la barre des 11 kilomètres, les scientifiques ont entendu des cris terrifiants. Et peu de temps après, la perceuse s'est cassée. Selon la légende, cela témoigne de l'existence d'un enfer sous terre, dans lequel les pécheurs sont tourmentés. Ce sont leurs cris qui ont été entendus par les scientifiques.

Certes, la légende ne résiste pas à l'examen. Ne serait-ce que parce qu'aucun équipement acoustique ne pourrait fonctionner à pression et température à ces niveaux. Mais, en revanche, il est assez intéressant d'affirmer que le forage le plus profond pourra atteindre, sinon l'enfer, d'autres lieux légendaires et mythiques.

En attendant, ils aident simplement les scientifiques à mieux comprendre comment vit notre planète. Et bien qu'il y ait encore un long chemin à parcourir jusqu'au centre de la terre, les gens s'y efforcent clairement.

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, cellulaire, 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. Même alors, l'idée du forage ultra-profond n'était pas nouvelle : en 1958, les Américains ont lancé le projet Mohole. Son nom est dérivé de deux mots :

Moho- une surface nommée d'après Andriy Mohorovicic, un géophysicien et sismologue croate qui a identifié en 1909 la limite inférieure de la croûte terrestre, sur laquelle se produit 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 environ 180 mètres de profondeur (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.