Candidato de Ciencias Técnicas A. OSADCHY
Durante las últimas décadas del siglo pasado se perforaron cientos de miles de pozos en la corteza terrestre. Y esto no es sorprendente, porque la búsqueda y extracción de minerales en nuestro tiempo implica inevitablemente perforaciones profundas. Pero entre todos estos pozos sólo hay uno en el planeta: el legendario Kola Superdeep (SG), cuya profundidad sigue siendo insuperable: más de doce kilómetros. Además, SG es uno de los pocos que no se perforó con fines de exploración o minería, sino con fines puramente científicos: estudiar las rocas más antiguas de nuestro planeta y conocer los secretos de los procesos que tienen lugar en ellas.
Los geólogos V. Lanev (izquierda) y Yu. Smirnov examinan muestras de núcleos.
Brocas. Exactamente igual, pero fue el que se utilizó para perforar a 12 km de profundidad y que se convirtió en exposición en el Congreso Geológico Internacional de 1984.
La sarta de tubos se bajaba y subía sobre este gancho. A la izquierda, en la canasta, hay tubos de 33 metros, "velas", preparados para el descenso.
Kola pozo superprofundo.
Muestras de núcleos seleccionadas.
Una instalación de almacenamiento de núcleos única, donde los núcleos de todo el pozo de doce kilómetros están dispuestos en estantes en cajas en estricto orden y numeradas.
Estas insignias las llevaban con orgullo todos los que trabajaban para el SG.
Hoy en día no se realizan perforaciones en el superprofundo Kola; se detuvieron en 1992. SG no fue el primero ni el único en el programa para estudiar la estructura profunda de la Tierra. Tres de los pozos extranjeros alcanzaron una profundidad de 9,1 a 9,6 km. Estaba previsto que uno de ellos (en Alemania) superara al de Kola. Sin embargo, las perforaciones en los tres, así como en SG, se detuvieron debido a accidentes y por razones técnicas aún no se pueden continuar.
Al parecer, no en vano se compara la complejidad de perforar pozos ultraprofundos con un vuelo al espacio, con una larga expedición espacial a otro planeta. Las muestras de rocas extraídas del interior de la Tierra no son menos interesantes que las muestras de suelo lunar. El suelo entregado por el vehículo lunar soviético fue estudiado en varios institutos, incluido el Centro Científico de Kola. Resultó que la composición del suelo lunar corresponde casi por completo a las rocas extraídas del pozo Kola desde una profundidad de unos 3 km.
SELECCIÓN Y PRONÓSTICO DEL SITIOPara perforar el SG se creó una expedición especial de exploración geológica (Kola Geological Exploration Expedition). El lugar de perforación tampoco fue elegido por casualidad: el Escudo Báltico en la zona de la península de Kola. Aquí salen a la superficie las rocas ígneas más antiguas, de unos 3.000 millones de años (y la Tierra tiene sólo 4.500 millones de años). Fue interesante perforar las rocas ígneas más antiguas, porque las rocas sedimentarias hasta una profundidad de 8 km ya han sido bien estudiadas para la producción de petróleo. Y durante la minería, normalmente sólo penetran entre 1 y 2 km en las rocas ígneas. La elección de la ubicación del SG también se vio facilitada por el hecho de que aquí se encuentra la artesa de Pecheneg, una enorme estructura en forma de cuenco, como presionada contra rocas antiguas. Su origen está asociado a una falla profunda. Y aquí es donde se encuentran los grandes depósitos de cobre y níquel. Y las tareas asignadas a la Expedición Geológica de Kola incluyeron identificar una serie de características de los procesos y fenómenos geológicos, incluida la formación de minerales, determinar la naturaleza de los límites que separan las capas de la corteza continental, recopilar datos sobre la composición del material y condición física rocas.
Antes de comenzar la perforación, se construyó una sección de la corteza terrestre basándose en datos sismológicos. Sirvió como pronóstico de la aparición de las capas de tierra que cruzó el pozo. Se suponía que un estrato de granito se extendía hasta una profundidad de 5 km, tras lo cual se esperaban rocas basálticas más fuertes y antiguas.
Así, el lugar de perforación se eligió en el noroeste de la península de Kola, a 10 km de la ciudad de Zapolyarny, no lejos de nuestra frontera con Noruega. Zapolyarny es una pequeña ciudad que creció en los años cincuenta junto a una planta de níquel. Entre la tundra montañosa sobre un montículo, arrastrada por todos los vientos y tormentas de nieve, hay un "cuadrado", cada lado del cual está formado por siete edificios de cinco pisos. En su interior hay dos calles, en su intersección hay una plaza donde se encuentran la Casa de la Cultura y el hotel. A un kilómetro de la ciudad, detrás de un barranco, se ven los edificios y las altas chimeneas de una planta de níquel; detrás, a lo largo de la ladera de la montaña, se encuentran oscuros depósitos de roca estéril de una cantera cercana. Cerca del pueblo hay una carretera a la ciudad de Nikel y a un pequeño lago, al otro lado del cual se encuentra Noruega.
El suelo de esos lugares contiene abundantes vestigios de la pasada guerra. Cuando tomas el autobús de Murmansk a Zapolyarny, aproximadamente a la mitad del camino cruzas el pequeño río Zapadnaya Litsa, en su orilla hay un obelisco conmemorativo. Este es el único lugar en toda Rusia donde el frente permaneció inmóvil durante la guerra de 1941 a 1944, frente al mar de Barents. Aunque hubo feroces batallas todo el tiempo y las pérdidas en ambos bandos fueron enormes. Los alemanes intentaron sin éxito llegar a Murmansk, el único puerto libre de hielo de nuestro norte. En el invierno de 1944, las tropas soviéticas lograron atravesar el frente.
De Zapolyarny a Superglubokaya: 10 km. El camino pasa por la planta, luego bordea la cantera y luego sube la montaña. Desde el paso se abre una pequeña cuenca en la que está instalada la plataforma de perforación. Su altura es tan alta como la de un edificio de veinte pisos. Para cada turno venían aquí desde Zapolyarny “trabajadores por turnos”. En total, en la expedición trabajaron unas 3.000 personas que vivían en la ciudad en dos casas. Desde la plataforma de perforación se oía durante todo el día el ruido de algunos mecanismos. El silencio significó que por alguna razón hubo una interrupción en la perforación. En invierno, durante la larga noche polar, que dura del 23 de noviembre al 23 de enero, toda la plataforma de perforación brillaba con luces. A menudo se les añadía la luz de la aurora.
Un poco sobre el personal. La expedición de exploración geológica de Kola creada para la perforación reunió a un buen equipo de trabajadores altamente calificado. El jefe del GRE, un líder talentoso que seleccionó el equipo, fue casi siempre D. Guberman. Ingeniero jefe I. Vasilchenko fue el responsable de la perforación. La plataforma de perforación estaba al mando de A. Batishchev, a quien todos llamaban simplemente Lekha. La geología estuvo a cargo de V. Laney y la geofísica, de Yu. Kuznetsov. El geólogo Yu. Smirnov, el mismo que tenía el "gabinete atesorado", del que hablaremos más adelante, llevó a cabo una gran cantidad de trabajo para procesar el núcleo y crear una instalación de almacenamiento del núcleo. Más de 10 institutos de investigación participaron en la realización de investigaciones sobre SG. El equipo también tenía sus propios "Kulibins" y "zurdos" (S. Tserikovsky se destacó especialmente), quienes inventaron y fabricaron varios dispositivos que a veces permitieron salir de las situaciones más difíciles y aparentemente desesperadas. Muchos de los mecanismos necesarios los crearon ellos mismos en talleres bien equipados.
HISTORIA DE PERFORACIÓNLa perforación de pozos comenzó en 1970. La perforación hasta una profundidad de 7263 m tomó 4 años. Se llevó a cabo mediante una instalación en serie, que habitualmente se utiliza en la producción de petróleo y gas. Debido a los constantes vientos y al frío, toda la torre tuvo que cubrirse hasta arriba con paneles de madera. De lo contrario, es simplemente imposible que alguien que debe permanecer en la cima mientras levanta una sarta de tuberías pueda trabajar.
Luego hubo una pausa de un año relacionada con la construcción de una nueva torre y la instalación de una plataforma de perforación especialmente diseñada: Uralmash-15000. Fue con su ayuda que se llevaron a cabo todas las perforaciones ultraprofundas adicionales. La nueva instalación cuenta con equipos automatizados más potentes. Se utilizó perforación con turbina: esto es cuando no gira toda la columna, sino solo el cabezal de perforación. El fluido de perforación se alimentaba a través de la columna bajo presión, haciendo girar una turbina de múltiples etapas ubicada debajo. Su longitud total es de 46 m. La turbina termina con un cabezal de perforación con un diámetro de 214 mm (a menudo se le llama corona), que tiene forma de anillo, por lo que en el medio queda una columna de roca sin perforar: un núcleo. con un diámetro de 60 mm. A través de todas las secciones de la turbina pasa una tubería: un receptor central, donde se recogen las columnas de roca extraída. La roca triturada junto con el fluido de perforación se transporta por el pozo hasta la superficie.
La masa de la columna sumergida en un pozo con fluido de perforación es de unas 200 toneladas. Esto a pesar de que se utilizaron tubos de aleación ligera especialmente diseñados. Si una columna está hecha de tubos de acero ordinarios, estallará por su propio peso.
En el proceso de perforación a grandes profundidades y durante el muestreo de núcleos surgen muchas dificultades, a veces completamente inesperadas.
La penetración en un viaje, determinada por el desgaste del cabezal de perforación, suele ser de 7 a 10 m (un viaje, o ciclo, es el descenso de la sarta con la turbina y la herramienta de perforación, la perforación propiamente dicha y el levantamiento completo de la cuerda.) La perforación en sí toma 4 horas. Y el descenso y ascenso de la columna de 12 kilómetros dura 18 horas. Al levantarla, la columna se desmonta automáticamente en tramos (candelas) de 33 m de largo, en promedio se perforaron 60 m por mes, se utilizaron 50 km de tuberías para perforar los últimos 5 km del pozo. Este es el alcance de su desgaste.
A una profundidad de aproximadamente 7 km, el pozo cruzó rocas fuertes y relativamente homogéneas y, por lo tanto, el pozo fue liso, casi correspondiente al diámetro de la broca. El trabajo avanzó, se podría decir, con calma. Sin embargo, a una profundidad de 7 km, aparecieron rocas fracturadas menos duraderas, intercaladas con pequeñas capas muy duras: gneises, anfibolitas. La perforación se volvió más difícil. El tronco adquirió una forma ovalada y aparecieron muchas cavidades. Los accidentes se han vuelto más frecuentes.
La figura muestra la previsión inicial de la sección geológica y la elaborada a partir de los datos de perforación. Es interesante observar (columna B) que el ángulo de inclinación de las formaciones a lo largo del pozo es de aproximadamente 50 grados. Por lo tanto, está claro que las rocas atravesadas por el pozo salen a la superficie. Aquí es donde podemos recordar el ya mencionado “preciado gabinete” del geólogo Y. Smirnov. Allí, por un lado, tuvo muestras obtenidas del pozo, y por el otro, muestras tomadas en la superficie a distancia del sitio de perforación donde surge la formación correspondiente. La unión entre las razas está casi completa.
El año 1983 estuvo marcado por un récord nunca superado: la profundidad de perforación superó los 12 km. Se suspendieron las obras.
Se acercaba el Congreso Geológico Internacional que, según lo previsto, se celebraría en Moscú. Para ello se estaba preparando la exposición Geoexpo. Se decidió no sólo leer los informes sobre los resultados alcanzados en el SG, sino también mostrar a los participantes del congreso el trabajo in situ y las muestras de rocas extraídas. Para el congreso se publicó la monografía “Kola Superdeep”.
En la exposición Geoexpo había un gran stand dedicado al trabajo del SG y lo más importante: alcanzar una profundidad récord. Había gráficos impresionantes que hablaban sobre técnicas y tecnologías de perforación, muestras de rocas extraídas, fotografías de equipos y personal en el trabajo. Pero la mayor atención de los participantes e invitados al congreso la atrajo un detalle poco convencional para una exposición: la cabeza de perforación más común y corriente, ya ligeramente oxidada, con dientes de carburo desgastados. En la etiqueta se indicaba que era exactamente lo que se utilizó al perforar a una profundidad de más de 12 km. Este cabezal de perforación asombró incluso a los especialistas. Probablemente, todos esperaban involuntariamente ver algún tipo de milagro de la tecnología, tal vez con equipo de diamante... Y todavía no sabían que en el SG al lado de la plataforma de perforación había una gran pila de exactamente los mismos cabezales de perforación ya oxidados: después de todo, tenían que ser reemplazados por otros nuevos aproximadamente cada 7-8 m de perforación.
Muchos congresistas quisieron ver con sus propios ojos la singular plataforma de perforación en Península de Kola y garantizar que se haya alcanzado realmente una profundidad de perforación récord en la Unión. Tal salida se produjo. Allí se reunió una sección del congreso. A los delegados se les mostró la plataforma de perforación, donde sacaron la columna del pozo, desconectando del mismo secciones de 33 metros. Fotos y artículos sobre SG circularon en periódicos y revistas de casi todos los países del mundo. Se emitió un sello postal y se organizó una cancelación especial de sobres. No enumeraré los nombres de los galardonados con varios premios ni de los premiados por su trabajo...
Pero se acabaron las vacaciones, era necesario seguir perforando. Y comenzó con el mayor accidente en el primer vuelo el 27 de septiembre de 1984: una "fecha negra" en la historia del SG. El pozo no perdona cuando se le deja sin atención durante mucho tiempo. Durante el tiempo que no se realizaron perforaciones, inevitablemente se produjeron cambios en sus paredes, aquellas que no estaban aseguradas con un tubo de acero cementado.
Al principio todo transcurrió de manera casual. Los perforadores estaban haciendo su operaciones normales: Se bajaron secciones de la sarta de perforación una tras otra, se conectó una tubería de suministro de fluido de perforación a la última, la superior, y se encendieron las bombas. Empezamos a perforar. Los instrumentos en la consola frente al operador mostraban el modo de funcionamiento normal (número de revoluciones del cabezal de perforación, su presión sobre la roca, flujo de fluido para hacer girar la turbina, etc.).
Después de perforar otro tramo de 9 metros a una profundidad de más de 12 km, en 4 horas, alcanzamos una profundidad de 12,066 km. Nos preparamos para levantar la columna. Lo intentamos. No funciona. Se ha observado "pegajosidad" más de una vez a tales profundidades. Esto es cuando alguna sección de la columna parece pegarse a las paredes (tal vez algo se cayó desde arriba y se atascó un poco). Para mover una columna se requiere una fuerza superior a su peso (unas 200 toneladas). Esta vez hicieron lo mismo, pero la columna no se movió. Aumentamos un poco la fuerza y la aguja del instrumento disminuyó drásticamente las lecturas. La columna se volvió mucho más ligera; tal pérdida de peso no podría haberse producido durante el curso normal de la operación. Empezamos a levantar: desatornillamos los tramos uno a uno. Durante el último levantamiento, un trozo de tubo acortado con el borde inferior irregular colgaba de un gancho. Esto significó que no sólo quedaron en el pozo la turboperforadora, sino también 5 km de tubos de perforación...
Intentaron conseguirlos durante siete meses. Al fin y al cabo, no sólo se perdieron 5 kilómetros de tuberías, sino también el resultado de cinco años de trabajo.
Luego se detuvieron todos los intentos de recuperar lo perdido y se reanudó la perforación desde una profundidad de 7 km. Hay que decir que es a partir del séptimo kilómetro cuando las condiciones geológicas aquí son especialmente difíciles para el trabajo. La tecnología de perforación de cada paso se resuelve mediante prueba y error. Y a partir de una profundidad de unos 10 km es aún más difícil. La perforación, operación de equipos y equipos se realizan a máxima velocidad.
Por lo tanto, aquí se pueden esperar accidentes en cualquier momento. Se están preparando para ellos. Los métodos y medios para su eliminación están pensados de antemano. Un accidente complejo típico es la rotura del conjunto de perforación junto con parte de la sarta de tubería de perforación. El método principal para eliminarlo es crear un banco justo encima de la parte perdida y desde este lugar perforar un nuevo pozo de derivación. En total se perforaron en el pozo 12 troncales de derivación de este tipo. Cuatro de ellos tienen una longitud de entre 2.200 y 5.000 m. El coste principal de estos accidentes son años de pérdida de mano de obra.
Sólo en la vida cotidiana un pozo es un “agujero” vertical desde la superficie de la tierra hasta el fondo. En realidad esto está lejos de ser el caso. Especialmente si el pozo es muy profundo y cruza formaciones inclinadas de diferentes densidades. Luego parece retorcerse, porque la broca se desvía constantemente hacia rocas menos duraderas. Después de cada medición que muestre que la inclinación del pozo excede lo permitido, se debe intentar “volverlo a colocar en su lugar”. Para hacer esto, junto con la herramienta de perforación, se bajan "deflectores" especiales, que ayudan a reducir el ángulo de inclinación del pozo durante la perforación. Los accidentes suelen producirse por la pérdida de herramientas de perforación y partes de tuberías. Tras esto hay que realizar el nuevo baúl, como ya hemos dicho, haciéndose a un lado. Así que imagina cómo se ve un pozo en la tierra: algo así como las raíces de una planta gigante que se ramifica en profundidad.
Ésta es la razón de la duración especial de la última fase de perforación.
Después del mayor accidente, la "fecha negra" de 1984, sólo después de 6 años volvieron a acercarse a una profundidad de 12 km. En 1990 se alcanzó el máximo: 12.262 km. Después de varios accidentes más, nos convencimos de que no podíamos profundizar más. Se han agotado todas las posibilidades de la tecnología moderna. Parecía como si la Tierra ya no quisiera revelar sus secretos. La perforación se detuvo en 1992.
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN. OBJETIVOS Y MÉTODOSUno de los objetivos más importantes de la perforación era obtener una columna central de muestras de roca a lo largo de todo el pozo. Y esta tarea está completa. El núcleo más largo del mundo fue marcado como una regla en metros y colocado en el orden apropiado en cajas. El número de caja y los números de muestra se indican en la parte superior. Hay casi 900 cajas de este tipo en stock.
Ahora sólo queda estudiar el núcleo, algo verdaderamente indispensable para determinar la estructura de la roca, su composición, propiedades y edad.
Pero una muestra de roca elevada a la superficie tiene propiedades diferentes a las del macizo. Aquí, en la cima, se libera de las enormes tensiones mecánicas que existen en las profundidades. Durante la perforación, se agrietó y se saturó con fluido de perforación. Incluso si se recrean condiciones profundas en una cámara especial, los parámetros medidos en la muestra aún difieren de los del conjunto. Y un pequeño “contratiempo” más: por cada 100 m de pozo perforado, no se obtienen 100 m de núcleo. En el SG, a partir de profundidades de más de 5 km, el rendimiento medio del núcleo fue sólo de alrededor del 30%, y a partir de profundidades de más de 9 km, a veces solo se trataba de placas individuales de 2 a 3 cm de espesor, correspondientes a las capas más duraderas.
Entonces, el núcleo extraído del pozo usando SG no da información completa sobre rocas profundas.
Los pozos fueron perforados con fines científicos, por lo que se utilizó todo el complejo. métodos modernos investigación. Además de la extracción de núcleos, necesariamente se llevaron a cabo estudios de las propiedades de las rocas en su estado natural. El estado técnico del pozo fue monitoreado constantemente. Medimos la temperatura a lo largo de todo el pozo, la radiactividad natural (radiación gamma), la radiactividad inducida después de la irradiación de neutrones pulsados, las propiedades eléctricas y magnéticas de las rocas, la velocidad de propagación de ondas elásticas y estudiamos la composición de los gases en el fluido del pozo.
Hasta una profundidad de 7 km se utilizaron dispositivos en serie. Trabajar a mayores profundidades y temperaturas más altas requirió la creación de dispositivos especiales resistentes al calor y a la presión. Durante la última etapa de perforación surgieron dificultades especiales; cuando la temperatura en el pozo se acercó a los 200 o C y la presión superó las 1000 atmósferas, los dispositivos en serie ya no pudieron funcionar. Las oficinas de diseño geofísico y los laboratorios especializados de varios institutos de investigación acudieron al rescate, produciendo ejemplares únicos de instrumentos resistentes al calor y a la presión. Por lo tanto, todo el tiempo trabajamos únicamente en equipos domésticos.
En resumen, el pozo fue explorado con suficiente detalle en toda su profundidad. La investigación se llevó a cabo por etapas, aproximadamente una vez al año, después de profundizar el pozo en 1 km. Después de esto, cada vez se evaluó la confiabilidad de los materiales recibidos. Los cálculos correspondientes permitieron determinar los parámetros de una raza en particular. Descubrieron una cierta alternancia de capas y ya sabían a qué rocas estaban asociadas las cavernas y la pérdida parcial de información asociada a ellas. Aprendimos a identificar literalmente las rocas a partir de las "migajas" y, sobre esta base, a recrear una imagen completa de lo que el pozo "esconde". En resumen, fue posible construir una columna litológica detallada para mostrar la alternancia de rocas y sus propiedades.
POR EXPERIENCIA PROPIAAproximadamente una vez al año, cuando finalizaba la siguiente etapa de perforación, profundizar el pozo en 1 km, también iba al SG para tomar las medidas que me habían confiado. En ese momento, el pozo generalmente se lavaba y se dejaba disponible para la investigación durante un mes. La hora de la parada prevista siempre se conocía de antemano. También llegó con antelación el telegrama solicitando las obras. El equipo ha sido revisado y embalado. Se han completado los trámites relacionados con el trabajo cerrado en la zona fronteriza. Finalmente todo está arreglado. Vamos.
Nuestro grupo es un equipo pequeño y amigable: un desarrollador de herramientas de perforación, un desarrollador de nuevos equipos terrestres y yo, un metodólogo. Llegamos 10 días antes de las medidas. Nos familiarizamos con los datos sobre el estado técnico del pozo. Elaboramos y aprobamos un programa de medición detallado. Montamos y calibramos el equipo. Estamos esperando una llamada, una llamada del pozo. Nos toca a nosotros "bucear" en tercer lugar, pero si nuestros predecesores se niegan, el pozo nos será proporcionado. Esta vez todo les va bien, dicen que terminarán mañana por la mañana. Con nosotros en el mismo equipo están los geofísicos, operadores que registran las señales recibidas de los equipos en el pozo y controlan todas las operaciones para bajar y subir los equipos de fondo del pozo, así como los mecánicos en el polipasto, controlan el desenrollado de esos mismos 12 km de cable desde el tambor y sobre él. , sobre el cual se baja el dispositivo al pozo. Los perforadores también están de servicio.
El trabajo ha comenzado. El dispositivo se baja al pozo varios metros. Última revisión. Ir. El descenso es lento, alrededor de 1 km/h, con un seguimiento continuo de la señal que viene desde abajo. Hasta ahora, todo bien. Pero en el octavo kilómetro la señal cambió y desapareció. Esto significa que algo anda mal. Ascensor completo. (Por si acaso, hemos preparado un segundo equipo). Comenzamos a comprobar todos los detalles. Esta vez el cable resultó estar defectuoso. Está siendo reemplazado. Esto lleva más de un día. El nuevo descenso duró 10 horas. Finalmente, la persona que observaba la señal dijo: “Hemos llegado al kilómetro once”. Comando a los operadores: “Iniciar grabación”. Qué y cómo se planifica con antelación según el programa. Ahora necesita bajar y subir la herramienta de fondo de pozo varias veces en un intervalo determinado para tomar medidas. Esta vez el equipo funcionó bien. Ahora es un aumento total. Lo subieron a 3 km, y de repente el cabrestante gritó (es un hombre con humor): “Se acabó la cuerda”. ¡¿Cómo?! ¡¿Qué?! Desgraciadamente, el cable se rompió... La herramienta de fondo del pozo y 8 km de cable quedaron tirados en el fondo... Afortunadamente, un día después los perforadores pudieron recogerlo todo, utilizando métodos y dispositivos desarrollados por artesanos locales para eliminarlos. emergencias.
RESULTADOSSe han cumplido los objetivos fijados en el proyecto de perforación ultraprofunda. Se han desarrollado y creado equipos y tecnologías especiales para la perforación ultraprofunda, así como para el estudio de pozos perforados a grandes profundidades. Recibimos información, se podría decir, "de primera mano" sobre el estado físico, las propiedades y la composición de las rocas en su estado natural y de muestras de núcleos a una profundidad de 12.262 m.
El pozo fue un excelente regalo para la patria a poca profundidad, entre 1,6 y 1,8 km. Allí se descubrieron minerales industriales de cobre y níquel y se descubrió un nuevo horizonte mineral. Y resulta útil, porque la planta local de níquel ya se está quedando sin mineral.
Como se señaló anteriormente, el pronóstico geológico de la sección del pozo no se cumplió (ver figura en la página 39). La imagen esperada durante los primeros 5 km en el pozo se extendió durante 7 km y luego aparecieron rocas completamente inesperadas. Los basaltos previstos a una profundidad de 7 km no se encontraron, incluso cuando descendieron a 12 km.
Se esperaba que el límite que proporciona la mayor reflexión durante el sondeo sísmico sea el nivel donde los granitos se transforman en una capa de basalto más duradera. En realidad, resultó que allí se encuentran rocas fracturadas menos fuertes y menos densas: los gneises arcaicos. Esto nunca se esperó. Y esta es información geológica y geofísica fundamentalmente nueva, que nos permite interpretar de manera diferente los datos de la investigación geofísica profunda.
Los datos sobre el proceso de formación de minerales en las capas profundas de la corteza terrestre también resultaron inesperados y fundamentalmente nuevos. Así, a profundidades de 9 a 12 km se encontraron rocas fracturadas muy porosas, saturadas de aguas subterráneas altamente mineralizadas. Estas aguas son una de las fuentes de formación de minerales. Anteriormente se creía que esto sólo era posible a profundidades mucho menores. Fue en este intervalo donde se encontró un mayor contenido de oro en el núcleo: hasta 1 g por 1 tonelada de roca (una concentración considerada adecuada para el desarrollo industrial). ¿Pero alguna vez será rentable extraer oro de tales profundidades?
También han cambiado las ideas sobre el régimen térmico del interior de la Tierra y la distribución profunda de las temperaturas en las zonas de escudos de basalto. A una profundidad de más de 6 km, se obtuvo un gradiente de temperatura de 20 o C por 1 km en lugar de los 16 o C esperados (como en la parte superior) por 1 km. Se reveló que la mitad del flujo de calor es de origen radiogénico.
Habiendo perforado el singular pozo superprofundo de Kola, aprendimos mucho y al mismo tiempo nos dimos cuenta de lo poco que sabemos todavía sobre la estructura de nuestro planeta.
Candidato de Ciencias Técnicas A. OSADCHY.LITERATURA
Kola superprofunda. M.: Nedra, 1984.
Kola superprofunda. Resultados científicos y experiencias de investigación. M., 1998.
Kozlovski E. A. Foro Mundial de Geólogos.“Ciencia y Vida” N° 10, 1984.
Kozlovski E. A. Kola superprofunda.“Ciencia y Vida” N° 11, 1985.
En los años 50 y 70 del siglo pasado, el mundo cambió a una velocidad increíble. Han aparecido cosas sin las cuales es difícil imaginar el mundo actual: Internet, computadoras, comunicaciones celulares, la conquista del espacio y las profundidades del mar. El hombre estaba expandiendo rápidamente las esferas de su presencia en el Universo, pero todavía tenía ideas bastante aproximadas sobre la estructura de su "hogar": el planeta Tierra. Aunque ya entonces la idea de la perforación ultraprofunda no era nueva: allá por 1958, los estadounidenses lanzaron el proyecto. "Mohole". Su nombre está formado por dos palabras:
moho– superficie que lleva el nombre Andrija Mohorovicic– geofísico y sismólogo croata, que en 1909 identificó el límite inferior de la corteza terrestre, en el que se produce un aumento abrupto de la velocidad de las ondas sísmicas;
Agujero- bueno, agujero, apertura. Partiendo de la suposición de que el espesor de la corteza terrestre bajo los océanos es mucho menor que en la tierra, se perforaron 5 pozos cerca de la isla de Guadalupe con una profundidad de unos 180 metros (con una profundidad del océano de hasta 3,5 km). Durante cinco años, los investigadores perforaron cinco pozos y recogieron muchas muestras de la capa de basalto, pero no llegaron al manto. Como resultado, el proyecto fue declarado fracasado y las obras se paralizaron.
El buque CUSS, que llevó a cabo el proyecto Mohole
Uno de los principales objetivos de la expedición "Por los caminos del Ártico" era el pozo superprofundo de Kola (u objeto SG-3), el más profundo del mundo. Lo supe por primera vez en 2004, mientras estudiaba el primer año en la Facultad de Geología de la Universidad Estatal Rusa de Petróleo y Gas, en una conferencia sobre geología general. Y desde entonces esperé verlo todo con mis propios ojos.
Los tiempos han cambiado y, antes inaccesible, el territorio de la instalación SG-3 se encuentra ahora muy cerca de la planta de extracción y procesamiento de Kola Mining and Metallurgical Company. Y el camino hacia el pozo pasa por caminos tecnológicos.
Si sigue al navegador, después de la ciudad de Zapolyarny llegará al puesto de control de la planta de procesamiento y extracción. La seguridad, por supuesto, no te permitirá entrar al territorio, y supuestamente no he oído nada sobre el Kola Superdeep.
La dirección de la planta, como era de esperar, estaba cansada de la constante peregrinación a las superprofundas de Kola de todo tipo de neo-acosadores, amantes de la geología y cazadores de metales, por lo que el camino hacia el pozo fue excavado con excavadoras y salpicado de adoquines para siempre. medida.
Entonces volvemos al lugar donde ultima vez Internet móvil funcionó y estamos buscando una vía alternativa bien establecida vía satélite. Habiendo encontrado el preciado agujero, levantamos la suspensión hidroneumática de nuestro Toyota Land Cruiser 200 Executive a la posición superior y subimos las colinas hacia el pozo.
El camino, como corresponde a una verdadera aventura, estaba repleto de obstáculos de todo tipo: vados, piedras e incluso lagos.
Habiendo regresado a Murmansk y analizando la ruta GPS (escribimos toda la ruta usando el servicio locme.ru, hablaré de eso más adelante), noté que no conducíamos hacia el pozo por la ruta óptima y en algún lugar perdimos nuestro camino, pero de regreso ya hemos llegado tan lejos como debíamos. Lo cual no me arrepiento ni un poco.
La pista fue grabada utilizando el servicio LocMe.
Y ahora, después de haber subido otra colina, tenemos una vista del otrora majestuoso complejo de investigación y producción del pozo superprofundo Kola.
En un esfuerzo por tomar una posición de liderazgo en todas las industrias a la vez, en 1962 la URSS lanzó su programa de perforación ultraprofunda.
Se necesitaron 4 años para preparar el proyecto: la principal dificultad fue que según el gradiente geotérmico ( cantidad física, que describe el aumento de temperatura de las rocas con la profundidad), la temperatura a una profundidad de 10 km debería ser de unos 300°C, y a 15 km, casi 500°C. Ni la herramienta de perforación ni el equipo de medición fueron diseñados para semejante temperatura. En 1970, justo a tiempo para el centenario del nacimiento de Lenin, se encontró un lugar de perforación: un antiguo escudo cristalino de la península de Kola. Según un informe del Instituto de Física de la Tierra, a lo largo de miles de millones de años el Escudo de Kola se enfrió; la temperatura a una profundidad de 15 km no debería haber superado los 150°C. Según el tramo aproximado, los primeros 7 kilómetros deben estar compuestos por estratos graníticos de la parte superior de la corteza terrestre, y debajo comienzan los basaltos. El lugar de perforación se eligió en el extremo norte de la península de Kola, cerca del lago Vilgiskoddeoaivinjärvi (en finlandés significa "bajo la montaña del lobo"). La perforación del pozo, cuya profundidad prevista era de 15 kilómetros, comenzó en mayo de 1970.
A pesar de la tarea nada trivial, no se desarrolló ningún equipo especial para el trabajo: trabajamos con lo que teníamos. En las primeras etapas se utilizó la plataforma de perforación Uralmash 4E con una capacidad de elevación de 200 toneladas y tubos de aleación ligera de aluminio. Se utilizó aluminio costoso por varias razones: las tuberías hechas de "metal alado" pesan mucho menos y, a temperaturas superiores a 150-160 grados, el acero de las tuberías en serie se ablanda y es menos capaz de soportar cargas de varias toneladas, debido a Esto aumenta la probabilidad de que se produzcan deformaciones peligrosas y roturas de columnas. Cuando el pozo alcanzó la profundidad 7000 metros, se instaló una nueva plataforma de perforación en el sitio "Uralmash 15000"- uno de los más modernos en ese momento. Potente, fiable y con un mecanismo de elevación automático, podría soportar una tubería de hasta 15 km de longitud. La plataforma de perforación se convirtió en una torre completamente revestida de 68 m de altura, desafiando los fuertes vientos que azotan el Ártico. El peso de la sarta de perforación por sí sola a una profundidad de 15 kilómetros alcanzaría las 200 toneladas. Y la propia instalación podría levantar una carga de hasta 400 toneladas. Cerca crecieron una planta de reparación mecánica, laboratorios científicos y una instalación de almacenamiento de núcleos. : en los años 70, la perforación rotativa estaba más extendida, cuando todo el hilo de tuberías era girado mediante un rotor situado en la superficie. Este método era excelente para pozos relativamente poco profundos, pero cuando la longitud del pozo se acerca a los 7.000 o incluso a los 10.000 metros, la perforación rotatoria se vuelve impotente. En SG-3, la perforación se llevó a cabo utilizando un turboperforador, un motor hidráulico cuya rotación fue proporcionada por la energía del fluido de perforación en circulación. Los tramos de 46 metros instalados en el extremo inferior de la columna hicieron girar la broca. Ni en la URSS ni en el mundo en ese momento había experiencia en la perforación de rocas cristalinas a tales profundidades, y además de los problemas puramente tecnológicos, el trabajo se complicó por el muestreo del 100% de los núcleos. La penetración en un viaje, determinada por el desgaste del cabezal de perforación, suele ser de 7 a 10 m (un viaje, o ciclo, es el descenso de una sarta con una turbina y una herramienta de perforación, la perforación propiamente dicha y el levantamiento completo del cuerda.) La perforación en sí toma 4 horas, y el descenso toma El ascenso de la columna de 12 kilómetros toma alrededor de 18 horas. Al levantarla, la columna se desmonta automáticamente en tramos (candelas) de 33 m de largo, en promedio se perforaron 60 m por mes, se utilizaron 50 km de tuberías para perforar los últimos 5 km del pozo. Este es el alcance de su desgaste.
Al acercarnos al territorio del SG-3, vimos el "Pan" y a la gente metiendo con cuidado trozos de hierro en su interior. Esta imagen es familiar desde hace mucho tiempo para el otrora avanzado centro científico: se suponía que el pozo superprofundo de Kola, una vez finalizada su excavación, se convertiría en un laboratorio natural único para estudiar los procesos profundos que ocurren en la corteza terrestre utilizando instrumentos especiales. Sin embargo, en 2008 la instalación fue finalmente abandonada y se desmantelaron todos los equipos más o menos valiosos. A partir de ese momento comenzó un período de saqueo de todo lo que tuviera algún valor, principalmente metal.
Los ladrones de metales, sin embargo, resultaron ser tipos bastante sociables, se sorprendieron sinceramente de por qué vinimos aquí desde Moscú: "¡Allí no quedaba nada!". y mostró el pozo legendario. Ahora está suspendido y su boca está cerrada con una placa de acero. Nadie sabe qué pasa en el propio maletero.
Sobre la base del SG-3, además del sitio de perforación en sí, había varios institutos de investigación, su propia oficina de diseño, un taller de torneado y una forja. Las soluciones técnicas más atrevidas nacieron in situ, las implementamos nosotros mismos y al cabo de unos días ya estaban probadas en funcionamiento. Todo esto requería energía y el Kola Superdeep contaba con su propia subestación. Ahora la unidad de potencia se ve así: aquí trabajaban 48 personas en un momento.
En la entrada se amontonan cajas con equipamiento único. Todo lo valioso se arranca “con carne”:
Y un poco más lejos hay soportes para líneas eléctricas. Todos los cables, por supuesto, habían sido cortados hacía mucho tiempo.
Según la directiva "desde arriba", en el SG-3 sólo se utilizaban equipos domésticos, y no podía ser de otra manera: al principio, el pozo era una instalación de seguridad ultrasecreta. Hasta una profundidad de 7 km se utilizaron dispositivos en serie. Trabajar a mayores profundidades y temperaturas más altas requirió la creación de dispositivos especiales resistentes al calor y a la presión. Durante la última etapa de perforación surgieron dificultades especiales; cuando la temperatura en el pozo se acercó a los 200 o C y la presión superó las 1000 atmósferas, los dispositivos en serie ya no pudieron funcionar. Las oficinas de diseño geofísico y los laboratorios especializados de varios institutos de investigación acudieron al rescate, produciendo ejemplares únicos de equipos resistentes al calor y a la presión. El concurso para conseguir empleo consistía en decenas de personas por puesto, y a quienes superaban un riguroso proceso de selección se les asignaba inmediatamente un apartamento. En un momento en que un ingeniero soviético común y corriente recibía 120 rublos al mes, un ingeniero del Kola Superdeep Well ganaba la increíble cantidad de 850 rublos: tres salarios y puedes comprar un automóvil. En total, en Kola Superdeep trabajaron unas 300 personas.
La profundidad de 7000 metros resultó fatal para el superprofundo de Kola.
Profundidad en 7000 metros resultó ser extremadamente fatal para Kola. Más arriba, la perforación se desarrolló con relativa calma: la perforadora atravesó granitos homogéneos y duraderos. Pero después de esta profundidad, el cabezal de perforación entró en rocas estratificadas menos duraderas y el cañón no pudo mantenerse vertical. Cuando el pozo superó por primera vez la marca de los 12 km, el pozo se desvió de la vertical 21°. Aunque los perforadores ya habían aprendido a trabajar con la increíble curvatura del cañón, era imposible ir más lejos. El pozo tuvo que perforarse a partir del km 7. Para obtener un pozo vertical en rocas duras, se necesita una parte inferior muy rígida de la sarta de perforación para que penetre en el subsuelo como un cuchillo en mantequilla. Pero surge otro problema: el pozo se expande gradualmente, el taladro cuelga como en un vaso, las paredes del barril comienzan a colapsar y pueden aplastar la herramienta. La solución a este problema resultó ser original: se utilizó tecnología de péndulo. La perforadora se balanceó artificialmente en el pozo y suprimió las fuertes vibraciones. Gracias a esto, el maletero quedó vertical. 6 de junio de 1979 ocurrió el primer hecho histórico. Los perforadores informaron haber alcanzado la marca en 9584 metros. El pozo Kola se ha convertido en el más pozo profundo en el mundo, superando a la poseedora del récord petrolero estadounidense “Bertha Rogers” (9583 metros).
El 6 de junio de 1979, el capataz de perforación Fedor Atarshchikov hizo una entrada triunfal en el libro de registro: “Fondo del pozo: 9584 metros. “Bertha Rogers”, ciao, adiós”.
A principios de los años 1980 También ocurrió un segundo hecho histórico. La Kola superprofunda ha pasado 11.022 metros, sin pasar por la Fosa de las Marianas. La humanidad nunca ha alcanzado tal profundidad dentro de su propia cuna. Uno de los accidentes de perforación más comunes son las herramientas de perforación atascadas, una situación en la que las paredes del pozo que se desmoronan bloquean la sarta e impiden que la herramienta gire. A menudo, los intentos de sacar una columna atascada terminan en rotura. De nada sirve buscar una herramienta en un pozo de 10 kilómetros, se abandonó ese pozo y se inició uno nuevo, un poco más arriba. Las roturas y pérdidas de tuberías en el SG-3 ocurrieron muchas veces. Como resultado, en su parte inferior el pozo parece el sistema de raíces de una planta gigante. La ramificación del pozo molestó a los perforadores, pero resultó ser una bendición para los geólogos, quienes inesperadamente recibieron una imagen tridimensional de una impresionante extensión de antiguas rocas arcaicas formadas hace más de 2.500 millones de años.
Al caminar por los pasillos desiertos del complejo, a pesar de la monstruosa devastación general, se siente la antigua grandeza de lo que sucedió aquí. En una de las oficinas, el suelo está cubierto de literatura científica poco común: números de la revista "Defectoscopia" de varios años y un manual para calcular las sartas de perforación para pozos ultraprofundos: singularidad trabajo científico más o menos comparable a las “instrucciones para volar a la luna para tontos”, si existieran.
En otro - milagrosamente conservado lugar de trabajo capataz de perforación. El primer pozo en Rusia se perforó en 1864 en Kuban. Desde entonces hasta ahora, el capataz casi siempre trabaja directamente en el lugar de perforación para ver y controlar todo lo que sucede. ¡Pero no fue así en el Kola Superdeep! El operador se encontraba a hasta 250 metros de la boca y monitoreaba todo de forma remota, incluidos los parámetros de perforación. ¡Espacio!
Las paredes están en mal estado, los cristales rotos por el fuerte viento del norte, pero no se puede dejar la sensación de que un ayudante de laboratorio está a punto de entrar en la oficina y expulsar a los invitados no invitados.
EN septiembre de 1984 Se alcanzó profundidad por primera vez. 12.066 metros, y luego ocurrió otra rotura en la sarta de perforación. Esto fue una verdadera tragedia para el equipo de perforación, porque tuvieron que empezar casi de nuevo, desde los mismos 7 kilómetros, pasando una y otra vez por grietas y cavernas de la capa inferior de la corteza terrestre. Al mismo tiempo, en el marco del Congreso Geológico Mundial, se desclasificaron los trabajos realizados en el Ártico. En el mundo científico, el pozo SG-3 causó sensación. Una gran delegación de geólogos y periodistas se dirigió al pueblo de Zapolyarny. Los visitantes pudieron ver la plataforma de perforación en funcionamiento y se retiraron y desconectaron tramos de tuberías de 33 metros de longitud. Alrededor había docenas de brocas exactamente iguales a la que había en el stand de Moscú. La URSS confirmó su estatus de potencia líder en el campo de las perforaciones profundas.
EN junio de 1990 cuando el SG-3 alcanzó la profundidad 12.262 metros, ha comenzado trabajo de preparatoria Después de excavar hasta 14 km, volvió a ocurrir un accidente. A 8.550 m se rompió la sarta de tuberías. La continuación del trabajo requirió una larga y costosa actualización del equipo, por lo que en 1994 se detuvo la perforación del Kola superprofundo. Se han agotado todas las posibilidades de la tecnología moderna. Después de 3 años, entró en el Libro Guinness de los Récords y sigue siendo insuperable hasta el día de hoy.
¿Qué aportó a la humanidad la perforación ultraprofunda en la península de Kola?
En primer lugar, refutó la simple estructura de dos capas de la Tierra. La sección geológica formada a partir del núcleo SG-3 resultó ser exactamente lo contrario de lo que los científicos habían imaginado anteriormente. Los primeros 7 kilómetros estuvieron compuestos por rocas volcánicas y sedimentarias: tobas, basaltos, brechas, areniscas, dolomitas. Más profundamente se encontraba la llamada sección de Conrad, después de la cual la velocidad de las ondas sísmicas en las rocas aumentó considerablemente, lo que se interpretó como el límite entre granitos y basaltos. Esta sección se pasó hace mucho tiempo, pero los basaltos de la capa inferior de la corteza terrestre nunca aparecieron por ningún lado. Por el contrario, comenzaron a aparecer granitos y gneises. 
Uno de los objetivos más importantes de la perforación era obtener un núcleo (una columna cilíndrica de roca) a lo largo de todo el pozo. El núcleo más largo del mundo fue marcado como una regla en metros y colocado en el orden apropiado en cajas. El número de caja y los números de muestra se indican en la parte superior. Hay casi 900 cajas de este tipo en stock.
Resultó que las secciones sísmicas en el subsuelo no son los límites de las capas de roca. composición diferente. Más bien, indican cambios en las propiedades petrofísicas de las rocas con la profundidad. A alta presión y temperatura, las propiedades cambian tanto que los granitos en sus características físicas se vuelven similares a los basaltos y viceversa. Se creía que con la profundidad y el aumento de la presión, la porosidad y la fractura de las rocas disminuyen. Sin embargo, a partir del kilómetro 9, los estratos resultaron anormalmente porosos y fracturados. Las soluciones acuosas circulaban a través de un denso sistema de grietas. Este hecho fue confirmado posteriormente por otros pozos ultraprofundos en los continentes. Resultó que en la profundidad hacía mucho más calor de lo esperado: ¡hasta 80°! En el km 7 la temperatura en la cara era de 120°C, en el km 12 ya había alcanzado los 230°C. Los científicos descubrieron mineralización de oro en muestras del pozo Kola. El metal precioso se encontró en rocas antiguas a una profundidad de entre 9,5 y 10,5 km. Sin embargo, la concentración de oro era demasiado baja para declararla como depósito: una media de 37,7 mg por tonelada de roca, pero suficiente para esperarla en otros lugares similares. El pozo superprofundo de Kola envejeció la Tierra hasta 1.500 millones de años: la vida apareció en el planeta antes de lo esperado. En profundidades donde se creía que no había materia orgánica, se descubrieron más de 17 especies de microorganismos fosilizados (microfósiles), y la edad de estas capas profundas superó los 2.800 millones de años. Y más de una docena de descubrimientos más específicos.
En total, se perforaron unos 30 pozos ultraprofundos en el territorio de la URSS.
Pocas personas lo saben, pero en el territorio. ex URSS Se perforaron más de 30 pozos ultraprofundos (hoy, todos o casi todos han sido destruidos). Se conectaron entre sí mediante transectos especiales (líneas de medición), obteniendo perfiles geológicos regionales de muchos miles de kilómetros de longitud. A lo largo de los transectos se colocó equipo geofísico especial que registró todos los procesos que ocurren en el subsuelo al mismo tiempo. Hasta 1991, las explosiones nucleares subterráneas se utilizaban como fuentes de excitación (un pulso que se registraba en los pozos).
Este enfoque técnico y metodológico fundamentalmente nuevo para resolver la estructura profunda regional de la corteza terrestre y el manto superior se basó en la integración de datos de perforaciones ultraprofundas y profundas, así como de sondeos sísmicos profundos y otros métodos geofísicos y geoquímicos. Para el territorio de la URSS, se desarrolló un sistema de correlación mutua de datos de perfiles geofísicos basado en pozos ultraprofundos de referencia. Todo esto permitió realizar una zonificación bastante detallada, principalmente de zonas prometedoras desde el punto de vista de yacimientos de petróleo, gas y minerales, a escala nacional. 
¿El coste de la restauración es de 100 millones de rublos?
En sus entrevistas, el director del Instituto Geológico del Centro Científico de Kola de la Academia de Ciencias de Rusia afirma que por 100 millones de rublos ya es posible restaurar el complejo del pozo superprofundo de Kola, abrir un centro científico y técnico en su base y formar especialistas en perforación marina. Es bastante obvio para mí que este no es el caso. Y la cuestión, lamentablemente, no es de dinero. Se ha perdido un objeto único, comparable en escala y significado para la humanidad sólo con los vuelos espaciales tripulados. Y perdido para siempre.
Después del SG-3, se han hecho y se están haciendo muchos intentos en todo el mundo para observar los horizontes profundos del interior de la Tierra, pero, lamentablemente, ningún proyecto se ha acercado en importancia al trabajo realizado en el Ártico.
- ¿Qué es lo más importante que mostró el pozo Kola?
- ¡Caballeros! Lo principal es que demostró que no sabemos nada sobre la corteza continental.
¿Cómo llegar al pozo superprofundo de Kola? Puntos, coordenadas, etc.
- Desde Murmansk por carretera A138 avanzando hacia la ciudad de Nikel;
- En el punto 69.479533, 31.824395 habrá un puesto de control donde se revisarán los documentos;
- vayamos más lejos a 69.440422, 30.594060 donde giramos a la izquierda;
- Seguimos por el camino tecnológico hasta 69.416088, 30.684387 ;
- La carretera rellena debe quedar a la derecha en el punto 69.408826, 30.661051 ;
- Avanzamos más y miramos atentamente la solapa de la mano izquierda. Fui aquí: 69.414850, 30.613894 ;
- A continuación avanzamos por el camino trillado, pero en el punto 69.411232, 30.608956 necesitas permanecer a la derecha.
- Coordenadas del propio pozo. 69.396326, 30.609513 .
En la segunda mitad del siglo XX, el mundo enfermó de perforaciones ultraprofundas. En Estados Unidos se estaba preparando un nuevo programa para estudiar el fondo del océano (Deep Sea Drilling Project). El Glomar Challenger, construido específicamente para este proyecto, pasó varios años en las aguas de varios océanos y mares, perforando casi 800 pozos en sus fondos, alcanzando una profundidad máxima de 760 m. A mediados de la década de 1980, los resultados de las perforaciones en alta mar confirmaron La teoría de la tectónica de placas. La geología como ciencia volvió a nacer. Mientras tanto, Rusia siguió su propio camino. El interés por el problema, despertado por los éxitos de Estados Unidos, dio lugar al programa “Estudio del interior de la Tierra y perforación ultraprofunda”, pero no en el océano, sino en el continente. A pesar de su historia centenaria, la perforación continental parecía un asunto completamente nuevo. Después de todo, estábamos hablando de profundidades que antes eran inalcanzables: más de 7 kilómetros. En 1962, Nikita Khrushchev aprobó este programa, aunque se guiaba más por motivos políticos que científicos. No quería quedarse atrás de Estados Unidos.
El laboratorio recién creado en el Instituto de Tecnología de Perforación estaba dirigido por el famoso trabajador petrolero, Doctor en Ciencias Técnicas Nikolai Timofeev. Se le encomendó la tarea de justificar la posibilidad de realizar perforaciones ultraprofundas en rocas cristalinas: granitos y gneises. La investigación duró 4 años, y en 1966 los expertos emitieron un veredicto: es posible perforar, y no necesariamente con la tecnología del mañana, el equipo que ya existe es suficiente. El principal problema es el calor en las profundidades. Según los cálculos, a medida que penetra en las rocas que forman la corteza terrestre, la temperatura debería aumentar 1 grado cada 33 metros. Esto significa que a una profundidad de 10 km deberíamos esperar unos 300°C, y a 15 km, casi 500°C. Las herramientas e instrumentos de perforación no resistirán ese calor. Había que buscar un lugar donde las profundidades no fueran tan calientes...
Se encontró un lugar así: un antiguo escudo cristalino de la península de Kola. Un informe elaborado en el Instituto de Física de la Tierra afirma: a lo largo de miles de millones de años de su existencia, el Escudo de Kola se ha enfriado, la temperatura a una profundidad de 15 km no supera los 150 ° C. Y los geofísicos han preparado una sección aproximada del subsuelo de la península de Kola. Según ellos, los primeros 7 kilómetros son estratos graníticos de la parte superior de la corteza terrestre, luego comienza la capa de basalto. En ese momento, la idea de una estructura de dos capas de la corteza terrestre era generalmente aceptada. Pero como resultó más tarde, tanto los físicos como los geofísicos estaban equivocados. El lugar de perforación se eligió en el extremo norte de la península de Kola, cerca del lago Vilgiskoddeoaivinjärvi. En finlandés significa “Bajo la montaña del lobo”, aunque en ese lugar no hay montañas ni lobos. La perforación del pozo, cuya profundidad prevista era de 15 kilómetros, comenzó en mayo de 1970.
Pero
Aquí puedes escuchar los sonidos infernales del pozo.
Película: Kola Superdeep: Los últimos fuegos artificiales
Un intento de estudiar la sección geológica y el espesor de las rocas volcánicas expuestas en la superficie de la Tierra impulsó a los centros científicos y, como ellos, a los organismos de investigación a identificar el origen de las fallas profundas. El hecho es que las muestras estructurales de rocas previamente extraídas de las entrañas de la Tierra y de la Luna eran entonces de igual interés para el estudio. Y la elección de la ubicación de la desembocadura recayó en la enorme depresión existente en forma de cuenco, cuyo origen está asociado con la presencia de una falla profunda en la zona de la península de Kola.
Se creía que la Tierra es una especie de sándwich formado por corteza, manto y núcleo. En ese momento, las rocas sedimentarias cercanas a la superficie ya habían sido suficientemente estudiadas durante el desarrollo de los campos petrolíferos. La exploración de metales no ferrosos rara vez iba acompañada de perforaciones por debajo de la marca de los 2.000 metros.
El Kola SG (superprofundo), a una profundidad de 5.000 metros, esperaba detectar una separación de capas de granito y basalto. Esto no sucedió. La perforadora perforó duras rocas de granito hasta una altura de 7.000 metros. Además, la excavación se desarrolló a través de suelos relativamente blandos, lo que provocó el colapso de las paredes del pozo y la formación de cavidades. La tierra desmenuzada atascó tanto el cabezal de la herramienta que durante el levantamiento se rompió el tubo, lo que provocó un accidente. Se suponía que el pozo Kola confirmaría o refutaría estas enseñanzas establecidas desde hace mucho tiempo. Además, los científicos no se arriesgaron a indicar los intervalos en los que se encuentran exactamente los límites entre estas tres capas. El pozo Kola estaba destinado a la exploración y estudio de yacimientos de recursos minerales, la determinación de patrones y la formación gradual de yacimientos de reservas de materias primas. La base fue, en primer lugar, la validez científica de la teoría de los parámetros físicos, hidrogeológicos y otros de las profundidades de la Tierra. Y sólo una excavación de pozos ultraprofunda podría proporcionar información fiable sobre la estructura geológica del subsuelo.
Mientras tanto, muchos años de preparación para el inicio de las operaciones de perforación previeron: la posibilidad de un aumento de temperatura con la profundización, un aumento de la presión hidrostática de las formaciones, la imprevisibilidad del comportamiento de las rocas, su estabilidad debido a la presencia de Presiones de rocas y formaciones.
Desde un punto de vista técnico, se tuvo todo en cuenta. posibles dificultades y obstáculos que podrían llevar a una desaceleración en el proceso de profundización debido a la pérdida de tiempo para bajar y subir el proyectil, una disminución en la velocidad de perforación debido al cambio en la categoría de las rocas y un aumento en los costos de energía para los motores de fondo de pozo.
Se consideró que el factor más difícil era el aumento constante del peso del revestimiento y de la tubería de perforación a medida que se profundizaba.
Los avances técnicos en este campo han tenido éxito:
- aumentar la capacidad de carga, la potencia y otras características de las plataformas y equipos de perforación;
- resistencia al calor de las herramientas para cortar rocas;
- automatización de la gestión de todas las etapas del proceso de perforación;
- procesar información procedente de la zona del fondo del pozo;
- advertencias sobre situaciones de emergencia con la tubería de perforación o el revestimiento.
Se suponía que la perforación de un pozo ultraprofundo revelaría si la hipótesis científica sobre la estructura profunda del planeta era correcta o errónea.
El propósito de esta costosa construcción incluía la investigación:
1.
La estructura profunda del depósito de níquel de Pechenga y la base cristalina del escudo báltico de la península. Descifrando el contorno del depósito polimetálico de Pechenga, junto con las manifestaciones de yacimientos minerales.
2.
Estudio de la naturaleza y fuerzas que provocan la separación de los límites de los estratos de la corteza continental. Identificación de zonas de formación, motivos y naturaleza de la formación a alta temperatura. Determinación de la composición física y química del agua, gases formados en grietas y poros de rocas.
3.
Obtención de material completo sobre la composición material de las rocas e información sobre los intervalos entre las “juntas” de granito y basalto de la corteza. Un estudio exhaustivo de las propiedades fisicoquímicas del núcleo extraído.
4.
Desarrollo de avanzados medios tecnicos y nuevas tecnologías para hundir pozos ultraprofundos. Posibilidad de utilizar métodos de investigación geofísica en la zona de yacimientos minerales.
5.
Desarrollo y creación de equipos de última generación para seguimiento, pruebas, investigación y seguimiento del avance del proceso de perforación.
El pozo de Kola cumplió principalmente fines científicos. La tarea era estudiar razas antiguas, que componen el planeta y el conocimiento de los secretos de los procesos que en ellos ocurren.
Justificación geológica para perforar en la península de Kola
La exploración y extracción de depósitos de minerales útiles siempre está predeterminada mediante la perforación de pozos profundos. Y por qué en la península de Kola y concretamente en la región de Murmansk, y ciertamente en Pechenga. El requisito previo para esto era el hecho de que esta región era considerada un verdadero depósito de recursos minerales, con ricas reservas de una amplia variedad de materias primas minerales (níquel, magnetita, apatita, mica, titanio, cobre).
Sin embargo, un cálculo geológico realizado a partir del núcleo de un pozo reveló lo absurdo de la opinión científica mundial. La profundidad de siete kilómetros resultó estar compuesta de rocas volcánicas y sedimentarias (tobas, areniscas, dolomitas, brechas). Se suponía que por debajo de este intervalo debería haber rocas que separaran las estructuras graníticas y basálticas. Pero, desgraciadamente, los basaltos nunca aparecieron.
En términos geológicos, el Escudo Báltico de la península, que cubre parcialmente los territorios de Noruega, Suecia, Finlandia y Karelia, ha estado sujeto a erosión y evolución durante millones de siglos. Los estallidos naturales, los procesos destructivos del vulcanismo, los fenómenos de magmatismo, las modificaciones metamórficas de las rocas y la sedimentación están impresos con mayor claridad en el registro geológico de Pechenga. Esta es la parte del escudo plegado del Báltico, donde la historia geológica de la formación y las manifestaciones minerales tomó forma durante miles de millones de años.
Especialmente las partes norte y este de la superficie del escudo estuvieron sujetas a siglos de corrosión. Como resultado, los glaciares, el viento, el agua y otros desastres naturales parecieron arrancar (raspar) las capas superiores de rocas.
La razón para elegir la ubicación del pozo fue la grave erosión de las capas superiores y la exposición de antiguas formaciones arcaicas de la Tierra. Estos afloramientos acercaron y facilitaron significativamente el acceso a los depósitos subterráneos de la naturaleza.
Diseño de pozo ultraprofundo
Las estructuras ultraprofundas tienen un diseño telescópico obligatorio. En nuestro caso, el diámetro inicial de la boca fue de 92 cm y el diámetro final de 21,5 cm.
La columna guía de diseño, o el llamado conductor, con un diámetro de 720 mm, permitía una penetración hasta una profundidad de 39 metros lineales. La primera columna técnica (carcasa estacionaria), con un diámetro de 324 mm y una longitud de 2000 metros; Carcasa desmontable de 245 mm, con un metraje de 8770 metros. Se planeó realizar más perforaciones con un pozo abierto hasta el nivel de diseño. Las rocas cristalinas permitieron contar con la estabilidad a largo plazo de la parte no revestida de las paredes. Una segunda columna extraíble, marcada con marcadores magnéticos, permitiría un muestreo continuo del núcleo a lo largo de todo el cañón. Se configuraron etiquetas radiactivas en la tubería de fondo del pozo para registrar la temperatura del entorno de perforación.
Equipo técnico de una plataforma de perforación para perforar un pozo ultraprofundo.
La perforación desde cero se llevó a cabo utilizando la instalación Uralmash-4E, es decir, equipos en serie utilizados para perforar pozos profundos de petróleo y gas. Hasta los 2.000 metros, el tronco se conducía a través de tubos de perforación de acero con un taladro turbo en el extremo. Esta turbina de 46 metros de largo con una broca en el extremo fue impulsada a girar por la acción de una solución de arcilla que se bombeó dentro de la tubería a una presión de 40 atmósferas.
Además, la excavación se llevó a cabo con un intervalo de 7264 metros utilizando la instalación doméstica Uralmash-15000, desde un punto de vista innovador, una estructura más potente con una capacidad de elevación de 400 toneladas. El complejo estaba equipado con numerosos avances técnicos, tecnológicos, electrónicos y otros avances.
El pozo de Kola estaba equipado con una estructura automatizada y de alta tecnología:
1.
Exploración, con una potente base sobre la que se monta la propia torre seccional, de 68 metros de altura. Destinado a implementar:
- operaciones de hundimiento de pozos, descenso y elevación de proyectiles y otras acciones auxiliares;
- sujetar la tubería principal y toda la sarta, tanto en peso como durante el proceso de perforación;
- colocación de secciones (candelas) de tubos de perforación, incluidos tubos de perforación ponderados (collarines de perforación) y el sistema de desplazamiento.
El espacio interno de la torre también albergaba equipos y herramientas SP (descenso-ascenso). Aquí también se ubicaron equipos de seguridad y posible evacuación de emergencia del jinete (asistente del perforador).
2. Equipos de energía y tecnológicos, unidades de energía y bombeo.
3. Sistema de control de circulación y reventones, equipos de cementación.
4. Automatización, gestión, sistema de control de procesos.
5. Equipos eléctricos, equipos de mecanización.
6. Un conjunto de equipos de medición, equipos de laboratorio y mucho más.
En 2008, el pozo superprofundo de Kola fue completamente abandonado, todos los equipos valiosos fueron desmantelados y retirados (la mayor parte se vendió como chatarra).
Hasta 2012, la torre principal de la plataforma de perforación estuvo desmantelada.
Ahora sólo funciona el Centro Científico Kola de la Academia de Ciencias de Rusia, donde hasta el día de hoy se estudia el núcleo extraído de un pozo ultraprofundo.
El núcleo en sí ha sido eliminado. a la ciudad de Yaroslavl, donde ahora se almacena.
Vídeo documental sobre el pozo superprofundo de Kola.
Nuevos récords para pozos ultraprofundos
El pozo superprofundo de Kola fue considerado el pozo más profundo del mundo hasta 2008.
En 2008, en la cuenca petrolera de Al Shaheen, se perforó el pozo petrolero Maersk Oil BD-04A, cuya longitud es de 12.290 metros, en un ángulo agudo con respecto a la superficie de la tierra.
En enero de 2011, este récord se batió, y lo rompió un pozo de petróleo perforado en la Cúpula Norte (Odoptu-sea, un yacimiento de gas y petróleo en Rusia), este pozo también fue perforado en un ángulo agudo con respecto a la superficie del tierra, la longitud era de 12.345 metros.
En junio de 2013, el pozo Z-42 del campo Chayvinskoye volvió a batir el récord de profundidad, con una longitud de 12.700 metros.
En 1990, en el sur de Alemania, un grupo de científicos decidió explorar las profundidades de nuestro planeta, en la unión de dos placas tectónicas que chocaron hace más de 300 millones de años, cuando se formó el continente. El objetivo final de los científicos era perforar uno de los pozos más profundos del mundo, hasta 10 km.
Inicialmente se suponía que el pozo se convertiría en una especie de "telescopio", que permitiría conocer más sobre las profundidades de nuestro planeta e intentar conocer el núcleo de la Tierra. El proceso de perforación se llevó a cabo como parte del programa Continental Deep Drilling y duró hasta octubre de 1994, cuando el programa tuvo que ser acortado debido a problemas financieros.
El pozo se llamó Kontinentales Tiefbohrprogramm der Bundesrepublik, abreviado KTB, y cuando se cerró el programa se habían perforado más de 9 km, lo que no añadió entusiasmo a los científicos. El proceso de perforación en sí no fue fácil. Durante 4 años, científicos, ingenieros y trabajadores tuvieron que afrontar multitud de situaciones difíciles y tareas bastante complejas. Por ejemplo, la perforadora tuvo que atravesar rocas calentadas a una temperatura de unos 300 grados centígrados, pero incluso en tales condiciones los perforadores lograron enfriar el agujero con hidrógeno líquido.
Sin embargo, a pesar de que el programa fue acortado, los experimentos científicos no se detuvieron y se llevaron a cabo hasta finales de 1995, y cabe señalar que no se llevaron a cabo en vano. Durante este tiempo, fue posible descubrir hechos nuevos, bastante inesperados, sobre la estructura de nuestro planeta, se compilaron nuevos mapas de distribución de temperatura y se obtuvieron datos sobre la distribución de la presión sísmica, lo que permitió crear modelos de la estructura en capas de la parte superior de la superficie terrestre.
Sin embargo, los científicos dejaron lo más interesante para el final. El científico holandés Lott Given, quien, junto con ingenieros acústicos y científicos del Centro de Investigación Geofísica (Alemania), hizo lo que muchos habían soñado: casi en el sentido literal de la palabra, "escuchó los latidos del corazón" de la Tierra. Para ello, él y su equipo necesitaron realizar mediciones acústicas, con las que el equipo de investigación recreó los sonidos que podíamos escuchar a una profundidad de 9 kilómetros. Sin embargo, ahora también puedes escuchar estos sonidos.
A pesar de que actualmente KTB se considera el pozo más profundo del mundo, existen varios pozos similares que, sin embargo, ya han sido sellados. Y entre ellos destaca un pozo, que durante su existencia ha logrado adquirir leyendas, se trata del pozo superprofundo de Kola, más conocido como el “Camino al Infierno”. A diferencia de otros competidores de KTB, el pozo Kola alcanzó una profundidad de 12,2 km y fue considerado el pozo más profundo del mundo.
Sus perforaciones comenzaron en 1970 en la región de Murmansk (Unión Soviética, hoy Federación Rusa), a 10 kilómetros al oeste de la ciudad de Zapolyarny. Durante la perforación, el pozo sufrió varios accidentes, como resultado de lo cual los trabajadores tuvieron que hormigonar el pozo y comenzar a perforar desde una profundidad mucho menor y en un ángulo diferente. Curiosamente, es con una serie de accidentes y fracasos que atormentan al grupo que se asocia el motivo de la aparición de la leyenda de que el pozo fue perforado hasta el verdadero Infierno.
Como dice el texto de la leyenda, después de pasar los 12 km, los científicos pudieron escuchar gritos utilizando micrófonos. Sin embargo, decidieron continuar perforando y al pasar la siguiente marca (14 km), de repente se encontraron con vacíos. Después de que los científicos bajaron los micrófonos, escucharon los gritos y gemidos de hombres y mujeres. Y al cabo de un tiempo se produjo un accidente, tras el cual se decidió suspender los trabajos de perforación.
Y, a pesar de que el accidente realmente ocurrió, los científicos no escucharon ningún grito de la gente, y todo lo que se hablaba sobre demonios no era más que ficción, dijo David Mironovich Guberman, uno de los autores del proyecto, bajo cuyo liderazgo se construyó el pozo. fue perforado.
Luego de otro accidente en 1990, al alcanzar una profundidad de 12.262 metros, se completó la perforación y en 2008 se abandonó el proyecto y se desmanteló el equipo. Dos años después, en 2010, el pozo quedó suspendido.
Tengamos en cuenta que proyectos como la perforación de pozos como KTV y Kola son actualmente la única forma y oportunidad para que los geólogos estudien el interior del planeta.
