Глубокое и сверхглубокое научное бурение на континентах
Курсовой проект - Геодезия и Геология
Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология
?ия недр предусматривают решение комплекса задач, создания фундаментальных основ строения земной коры и верхней мантии, разработки теории нефте-газонакопления и рудогенеза для повышения эффективности прогноза месторождений полезных ископаемых. Они включают комплексные геолого-геофизические работы по региональным геотраверсам, исследования на геодинамических полигонах и бурение глубоких (ГС) и сверхглубоких (СГС) скважин. Результаты глубокого и сверхглубокого бурения позволяют существенно повысить достоверность интерпретации огромного геолого-геофизического материала, по-новому подойти к решению фундаментальных проблем эволюции земной коры и выявить происходящие в ней геологические процессы. Эффективность глубокого и сверхглубокого бурения прямо влияет на реализацию программы глубинных исследований недр в целом.
Глубокое и сверхглубокое бурение обеспечивает решение следующих главных задач :
- максимальное вскрытие разрезов геоструктур основных типов в стратиграфическом диапазоне мощностью более 60 км;
- получение прямых данных о состоянии и составе пород на больших глубинах и их изменениях в значительном диапазоне глубин;
- создание фактографической основы для моделирования процессов рудо- и нефте-газообразования и вариаций состояния геологической среды на значительных глубинах;
- выяснение природы геофизических границ и аномалиеобразующих объектов, получение данных о фактических свойствах пород в реальных термодинамических условиях;
- оценка перспектив нефтегазоносности и рудоносности глубоких горизонтов земной коры, выявление нетрадиционных источников рудного вещества и энергии;
- создание принципиально новых технологий и технических средств глубинного изучения и использования недр.
Современные знания в данной области
Говоря о системе современных знаний в области глубокого и сверхглубокового научного бурения, хотелось бы начать с фразы, которую сказал известный геолог, академик Владимир Белоусов. В 1984 году в Москве состоялся Всемирный геологический конгресс. Зарубежных коллег интересовала в первую очередь Кольская сверхглубокая. В посёлок Заполярный отправилась большая делегация геологов и журналистов. Так вот во время пресс-конференции из зала ему задали вопрос:
Что же самое главное показала Кольская скважина?
Господа! Главное, она показала то, что мы ничего не знаем о континентальной коре, - честно ответил учёный.
А ведь он был абсолютно прав. Кольская сверхглубокая была уникальна! Человечество может достаточно точно рассуждать о том, что происходит в самом отдаленном космосе, но степень проникновения в тайны собственной планеты сравнима пожалуй с легким булавочным уколом в кожуру арбуза. Средняя толщина земной коры, как предполагают ученые, составляет около сорока километров. Что происходит там, внизу? Какие сырьевые богатства там скрываются? Что является причиной катастрофических землетрясений, уносящих десятки тысяч человеческих жизней, как научиться предвидеть эти грозные явления природы? Возможность получить точные ответы появилась перед отечественной наукой в начале 60 годов прошлого века, когда в 1962 году при Всесоюзном НИИ буровой техники была создана лаборатория сверхглубокого бурения.
Кое-что о земной коре континентов, конечно, знали. Тот факт, что континенты сложены очень древними породами, возрастом от 1,5 до 3 миллиардов лет, не опровергла даже Кольская скважина. Однако составленный на основании керна СГ-3 геологический разрез оказался прямо противоположным тому, что учёные 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 приступ кессонной болезни - керн крошился и распадался на плоские бляшки. Чем дальше уходила скважина, тем меньше качественных образцов попадало в руки учёных.
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 учёных 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.
Главная задача перед первыми СГС и результаты бурения
Главная задача, которая стояла перед первыми сверхглубокими скважинами - Кольской и Саатлинской, - заключалась в достижении кровли так называемого базальтового слоя земной коры, который давно уже в