Сверхглубокая скважина на Кольском полуострове загублена

Кольская Сверхглубокая скважина, которая обошлась в те же деньги, что полет на Луну американцам, загублена



Двадцать лет назад мир облетела сенсация: русские докопались до ада! Невероятную информацию, растиражированную многими зарубежными СМИ, связывали с работами, которые наши ученые вели в Заполярье на Кольской Сверхглубокой скважине. За три года до этого, в 1989 году, Сверхглубокая была занесена в Книгу рекордов Гиннеса как самая большая рукотворная дыра в земной коре.

К началу 1991 года, когда вдруг возник весь этот переполох с чертями, глубина скважины достигла 12 261 метра.

Мистическую историю про то, как советские бурильщики настолько глубоко просверлили землю, что достали до преисподней, первой опубликовала финская газета «Амменусастия». А уже за ней рассказ о необычном происшествии на научном объекте в СССР подхватили и другие печатные издания, причем не только иностранные, но и советские.

Финским журналистам о случившемся якобы поведал геолог Дмитрий Аззаков, который в статье был представлен как ученый с мировым именем. С его слов, которые приводит одна из газет того времени, произошло следующее:

- Ужасающая тварь с огромными конечностями вылетела из скважины, перед тем как мы спустили на глубину более 12 километров включенный рекордер (звукозаписывающее устройство). Завизжав, точно дикий подраненный зверь, тварь стремительно поднялась высоко в небо, исчезнув затем из виду.«Как ученый и коммунист, - говорит Аззаков, - я не верю в чудеса и библию,- но как очевидец всего происшедшего, я вынужден теперь поверить в ад. Не нужно говорить, что мы были потрясены, сделав такое открытие. Но мы знаем, что мы слышали, и мы знаем то, что успели увидеть. Этого вполне достаточно, чтобы абсолютно увериться в том, что бурили через врата ада».

Геолог рассказывает, что большая часть рабочих и инженеров, которые стали очевидцами загадочного явления, испугавшись, бросились врассыпную от скважины. Тем же, кто остался, случилось пройти не меньшее испытание:

«Мы спустили в скважину микрофон, предназначенный для записи движения литосферных плит. Но вместо этого мы услышали громкий человеческий голос, в котором звучала боль. Сперва мы подумали, что звук производит буровое оборудование, но, когда мы тщательно его проверили, наихудшие подозрения подтвердились. Крики и вопли не исходили от одного человека. Это были крики и стоны миллионов людей. К счастью, мы записали вызывающие ужас звуки на магнитофонную ленту».

Кстати, запись этого жуткого многоголосья сейчас можно легко отыскать в интернете. Чувства, прямо скажем, она вызывает не радостные. Но, к счастью, факты, собранные к настоящему времени, полностью опровергают весь этот «адский бред».

Прежде всего, самого геолога Аззакова, на авторстве которого строилась сенсация, судя по всему, никогда не существовало. Во всяком случае, многочисленные попытки журналистов отыскать этого человека так ни к чему и не привели.

О том, что история про чертей - вымысел, а запись - фальшивка, неоднократно говорил и руководитель сенсационного проекта, академик Давид Губерман, которого, по его собственному признанию, до сих пор терзают расспросами о сверхъестественных звуках из толщи земли.

- Вот не думал, не гадал, что вместо научных исследований двадцать лет буду отмахиваться от ерунды, - признается он в интервью «Парламентской газете». - Я году в 94-м был в Рио-де-Жанейро, так меня губернатор штата первым делом спросила: как там, в аду? Энергичная такая дама… Действительно, в 91-м мне стали звонить секретари обкомов по науке - из разных концов СССР. И спрашивать: как это мы в ад прорвались? Помилуйте, - отвечаю я, - да откуда же вы это взяли? Чушь-то эту? А они мне говорят: мол, там-то и там-то напечатано. Ну, ладно. Я стал редакторам звонить. Дозвонился. А они мне: все данные взяты из публикации в финской молодёжной прессе. К ним и претензии. А с нас взятки гладки. Мы только перепечатали. Как будто проверять не надо. Трудно было мне, что ли, позвонить? Прямо на Кольскую. Я б им показал и ад. И где раки зимуют. И кузькину мать. Короче, я и до молодёжки до этой дозвонился. А мне и говорят: гляньте на дату. А мне это число ничего не говорит. Мне отвечают: а у нас этот день – аналог вашего первого апреля, День дурака.

Вот так дурацкая шутка чуть было не перекрыла славу подлинных научных достижений Кольской Сверхглубокой скважины. А здесь, действительно, есть чем гордиться.

Амбициозный проект, стал результатом программы «Изучение недр Земли и сверхглубокое бурение», которую Никита Хрущев подписал в начале 60-х дабы «утереть нос» американцам, задумавшим тогда ни много ни мало пройти скважиной всю земную кору и получить образцы пород верхней мантии.

Несколько лет ушло на предварительные исследования: нужно было обосновать саму возможность сверхглубокого бурения в кристаллических породах - гранитах и гнейсах. Но в итоге ученые дали добро.

Нашли и подходящее место - древний кристаллический щит Кольского полуострова. Площадку для буровой выбрали на его северной оконечности близ озера с непроизносимым названием Вильгискоддеоайвинъярви. По-фински это значит «Озеро под горой белого оленя».

Бурение скважины, проектная глубина которой составляла 15 км, началось в мае 1970 года. Пуск буровой установки приурочили к 100-летию со дня рождения Ленина.

Через 5 лет, когда глубина скважины превысила 7 км, на объекте одновременно работало 16 исследовательских лабораторий, а буровая превратилась в полностью обшитую вышку высотой 68 метров, неподвластную северным ветрам.

Сегодня, по прошествии стольких лет, участники тех событий вспоминают, что буквально каждый из пройденных вглубь планеты метров скважины был для ученых откровением.

«Мы вверх тормашками перевернули множество представлений о строении земной коры. Таких скважин в древних породах больше нет нигде. И по нашему разумению, лет 50 еще не появится», - говорит Давид Губерман.

Останавливаясь на научных открытиях, он добавляет:

- Десятки лет мы изучали, что такое планета Земля. Как она себя ведет в разных условиях. Изучали ее температуру, радиацию, термодинамику… Кольская скважина охарактеризовала становление планеты на срок от 1,5 до 3 млрд лет. А учитывая, что предполагаемый возраст Земли - 4,5 млрд, то получается - здесь, на Кольском полуострове, исследованы 2/3 истории планеты. На поверхность был поднят богатейший и уникальнейший материал, порядка 4600 кубометров образцов породы - керна. Этот керн исследуется до сих пор и будет исследоваться еще многие годы. Открытия потрясающие.

Что же еще удалось выяснить ученым на пути к сердцу земли?

Во-первых, что все ранние представления о строении земной коры были ошибочными: горные породы с глубиной не становятся более плотными и пористость их не убывает, как считалось. Напротив, на многокилометровой глубине горные породы разбиты трещинами и пронизаны многочисленными порами.

Сенсацией стало и обнаружение воды: предполагалось, что на такой глубине, где давление в несколько сот атмосфер, ее просто не может быть.

Еще одно удивительное открытие, которое ученые сделали с помощью бурения, - даже глубоко под землей есть жизнь. И хотя жизнь эта представлена лишь бактериями, её пределы простираются до невероятных глубин.

В довершение ко всему Земля оказалась горячее, чем полагали ученые. На 5 км температура перевалила за 70 градусов по Цельсию, на семи - за 120, а на глубине 12 «жарило» сильнее 220 - на 100 градусов выше предсказанного.

Известно и еще об одном выводе исследователей, он выглядит просто фантастическим.

«Когда сравнили образцы привезенного американцами лунного грунта с нашими образцами, оказалось, что лунный камень очень похож на керн с КСГ, добытый с глубины в 3 км. Это может служить одним из доказательств того, что Луна откололась от Земли, и непосредственно в Северном полушарии. Возникла даже смешная теория, что Луна оторвалась от Кольского полуострова. Это, конечно, шутка, но и в каждой шутке может быть доля правды», - рассказывает Губерман.

В прошлом году Кольская справила бы юбилей - 40 лет с начала бурения. Однако торжеств не было. Славная история Сверхглубокой закончилась с развалом Советского союза.

В 1990 году был достигнут максимум - 12 262 км. Глубже пробиться так и не удалось: все попытки приводили лишь к очередной аварии. Спустя два года бурение прекратили, а в 1995 году проект заморозили.

Теперь место, где некогда кипела жизнь и ставились мировые рекорды, превратилось в безлюдную заснеженную пустыню.

Вот что рассказал «СП» о сегодняшнем дне легендарной Сверхглубокой директор геологического института Кольского научного центра им. С.М. Кирова Российской академии наук Юрий Войтеховский:

- Там ветер свистит. Там все разрушено. Там все вывезено. Корпуса бетонные стоят пустые, в оконных проемах ветер свищет, бумажки переметает по цехам, в которых некогда кипела жизнь. Весь металл вывезен, даже не знаю, куда. Было некое предприятие, которое еще в те годы, когда скважина перестала работать, быстренько прибрало к рукам металл. Копра гигантского, который на десятки метров возвышался над буровой, тоже нет. Все разрушено, кругом одна тундра.

«СП»: - Что же там происходит?

- Ничего не происходит. Это исчерпывающий, собственно говоря, ответ. Весь керн давно вывезен в Ярославль: там до сих пор располагается штаб-квартира по глубокому бурению (в Советском союзе это была целая программа). Есть, правда, как мне известно, еще некие подвижки в Москве: кому-то эту скважину хотят навесить на баланс, как некое уникальное производство. А скважины-то нет, есть дырка, прикрытая пробкой.

«СП»: - Можно ли говорить, что уникальный проект уничтожен?

- Что значит уничтожен? Проект, как бы, решил свою задачу. Поставили мировые рекорды, ответили так или иначе на вопросы, которые перед скважиной ставились. Ее же бурили по разным причинам в этом именно месте. Некие ожидания геологические она опровергла, но это хорошо, это шаг вперед. Она изменила представление ученых о строении земной коры, показала, что земная кора устроена иначе. Это двинуло науку вперед. Перспективу полезных ископаемых, меди и никеля, например, на глубокие горизонты мы увидели. Что еще?

«СП»: - А разве сегодня ее нельзя было бы использовать практически?

- Действительно, когда мы прекратили бурение, иностранцы предлагали нам создать на базе Сверхглубокой международный центр по изучению земной коры, предлагали нам деньги на устройство лаборатории. В скважину можно было бы спускать геофизическую аппаратуру, изучать околоскваженное пространство. Но тогда мы не спохватились и отказались. А теперь, вот, не знаю, наверное, новые власти в Академии наук стали ставить на баланс все-все-все. Решили кому-то поставить на баланс и Кольскую Сверхглубокую. И мне предлагали. Я отказался. Потому что мне нужен керн, а керн увезли в Ярославль. Зачем мне дырка? Геофизической службе предлагали. Сейчас предлагают МЧС. Но единственное, что сейчас можно сделать, это опустить туда геофизическую аппаратуру. Правда, опустить уже не на глубину 12 262 км, а километров всего до трех. Потому что произошли подвижки и вот этот ствол, он сдвинулся, и теперь дырка эта перекрыта где-то на полдиаметра. Зонд туда геофизический на всю глубину просто не пролезет, а перебуривать никто не будет.

«СП»: - То есть, польза была бы конкретная?

- Конечно, если опустить аппаратуру на эти несколько первых километров, скажем так осторожно, можно слушать, так сказать, земное эхо. Можно слушать толчки земные. Это очень важно, между прочим. Потому что хоть у нас и Балтийский щит, но все-таки потрясывает иногда. Чаще всего землетрясения у нас техногенные - ну, в связи со взрывами на карьерах промышленных. Но и эти взрывы провоцируют подвижки по разломам. Все это очень важно прогнозировать, все это очень важно мониторить, ну, хотя бы, потому что со временем будут добывать газ на шельфе Северных морей. Трубопроводы пойдут, газопроводы всякие оттуда пойдут и, не дай Бог, какая катастрофа. Это же будет страшная экологическая катастрофа.

«СП»: - В чем же проблема?

- Проблема: кому на баланс передать эту скважину, чтобы там создать какое-то новое здание или восстановить старое, чтобы там жили люди, чтобы там был сторож. Потому, чтобы там постоянно был мониторинг, необходимо же ежегодное финансирование. Но дело как раз в том, что Академия наук не может финансировать этот проект, а правительство не решается. А на баланс надо ставить, так скажем, срочно, прямо сейчас.

«СП»: - Комплекс сейчас необитаем?

- На территории уже и комплекса никакого нет. Да там, в общем-то, никто и не жил никогда, разве что один сторож. Люди все приезжали на работу на «вахтовках» из Никеля и Заполярного (это ближайшие города). Сейчас там снег и безлюдье, ну, может, когда песец пробежит или олень.

«СП»: - А почему отказались использовать скважину в туристических целях, есть же такие примеры?

- У всех в глазах, наверное, стоят немецкая и финская скважины. Но так вы же представляете себе Германию и Финляндию: благоустроенные государства, асфальтированные дороги. На немецкой КТВ - там выставочные залы, туда детишек можно привести, напоить соком, накормить конфетами. Взрослые бюргеры там съедят по гамбургеру, выпьют пива, посмотрят фильм в кинозале: про землю, про историю, про бурение этих скважин. Значок тебе продадут. Это европейский подход. Но это же, извините, места обжитые, туда же легко доехать, и поехать дальше, в соседний городок. А здесь тундра, я говорю, бездорожье и холод. Какого туриста сюда заманишь?

«СП»: - Даже в Арктику едут…

- Ну, так это же не поток туристов. А, кроме того, чтобы это все создать, надо, чтобы кто-то в это вложился. Кто должен, по-вашему, вложиться? Не знаю. Пока нет таких. Уже несколько лет это все обсуждается. Нет желающих. Это ж надо выстроить кинозалы, гостиницы, оборудовать все. Кто должен, какие миллионы вложить, чтобы посреди тундры создать выставочные залы со всеми этими экспозициями, с кинозалом, с чем еще - с сосисками, с конфетами для детишек. Это сколько миллионов на все нужно? Так и хочется сказать тем, кто предлагает: «Так придите. И сделайте!». Государство не выделяет на это средств.

«СП»: - Ликвидация Сверхглубокой - это большая потеря для науки?

- Уже лет пятнадцать как минимум там ничего не делается, а ажиотаж продолжается. Но все проекты имеют взлеты и окончание. Сверхглубокая, повторюсь, свое дело сделала. Вон ледокол «Ленин» стоит у причала в Мурманске. Ну, что заведем его? Он теперь в музей превращен, этот легендарный ледокол: там кинозал, там - ресторан рядом. Или вон «Аврору» в Питере. Давайте запустим крейсер, пусть опять бороздит океан. Нет такой идеи. А Кольскую сверхглубокую давайте реанимируем? Ну, давайте. Знаете, сколько стоил этот проект? Он стоил столько же, сколько стоил полет на Луну американцам. А теперь мы спорим: нужно ли эту дырку заново бурить. Это же нереально, и ни к чему. Не нужно этого делать. И пальцем в этой ране ковырять не надо. Достаточно прославить это достижение.

Из досье «СП»

В мире к настоящему времени пробурено несколько десятков сверхглубоких скважин. Самые известные зарубежные:

Юниверсити, США - 8 686 м.
Бейден-Юнит, США, - 9 159 м.
Берта-Роджерс, США, - 9 583 м.
Цистердорф, Австрия - 8 553 м.
Сильян Ринг, Швеция - 6 800 м.
Бигхорн, США, Вайоминг - 7 583 м.
КТВ Hauptbohrung, Германия - 9 100 м.

Сверхглубокую скважину KTB Хауптборунг в Германии (о ней упоминает Юрий Войтеховский) бурили с 1990 по 1994 год, по плану она должна была достичь глубины 12 км, но добраться удалось только до отметки 9,1 км. Благодаря открытости данных по буровым и научным работам, хорошей технологии и документированности сверхглубокая скважина КТВ остается одной из самых известных в мире.

Проблемы на КТВ начались после глубины 7 км, повторив многое из судьбы Кольской сверхглубокой. Сначала, как полагают из-за высокой температуры, сломалась система вертикального бурения, и ствол пошел вкось. В конце работ забой отклонился от вертикали на 300 м. В конце концов бесконечные аварии и высокая температура в забое -270°С вынудили буровиков прекратить работы.

В 1996 году скважина КТВ, стоившая бюджету Германии 338 млн долларов, перешла под патронат Научного центра геологии в Потсдаме, её превратили в лабораторию для наблюдений за глубокими недрами и объект туризма.


Тайна кольской сверхглубокой скважины:


Кольская сверхглубокая: последний салют
Кольская сверхглубокая скважина - самая большая дыра в земной коре, занесена в книгу рекордов Гиннесса. Выдающееся достижение советских ученых-геологов. 12000 метров - 12 тысяч научных открытий. Этой осенью ее уничтожили.



Источник

Кольская сверхглубокая
Сотни тысяч скважин были пробурены в земной коре за последние десятилетия прошлого века. И это неудивительно, потому что поиск и добыча полезных ископаемых в наше время неизбежно связаны с глубоким бурением. Но среди всех этих скважин есть одна-единственная на планете - легендарная Кольская сверхглубокая (СГ), глубина которой до сих пор остается непревзойденной - более двенадцати километров. Кроме того, СГ - одна из немногих, которую бурили не ради разведки или добычи полезных ископаемых, а с чисто научными целями: изучить древнейшие породы нашей планеты и познать тайны идущих в них процессов.

Сегодня на Кольской сверхглубокой не ведут бурение, оно прекращено в 1992 году. СГ была не первой и не единственной в программе изучения глубинного строения Земли. Из зарубежных скважин три дошли до глубины от 9,1 до 9,6 км. Планировалось, что одна из них (в Германии) превзойдет Кольскую. Однако бурение на всех трех, так же как и на СГ, было прекращено из-за аварий и по техническим причинам пока не может быть продолжено.



Гигантская буровая, высотой с двадцатиэтажный дом, наверное, еще долгие годы будет стоять как памятник достигнутого здесь рекорда глубины бурения.

Видно, не зря задачи бурения сверхглубоких скважин по сложности сравнивают с полетом в космос, с длительной космической экспедицией к другой планете. Образцы пород, извлеченные из земных недр, представляют не меньший интерес, чем образцы лунного грунта. Доставленный советским луноходом грунт исследовали в разных институтах, в том числе в Кольском научном центре. Оказалось, что лунный грунт по составу почти полностью соответствует породам, извлеченным из Кольской скважины с глубины около 3 км.

ВЫБОР МЕСТА И ПРОГНОЗ
Для бурения СГ была создана специальная геологоразведочная экспедиция (Кольская ГРЭ). Место бурения тоже конечно же выбрано не случайно - Балтийский щит в районе Кольского полуострова. Здесь на поверхность выходят древнейшие изверженные породы возрастом около 3 млрд. лет (а Земле всего-то 4,5 млрд. лет). Бурить именно в древнейших изверженных породах было интересно, потому что толщи осадочных пород до глубины 8 км уже неплохо изучены при добыче нефти. А в изверженные породы при добыче полезных ископаемых забираются обычно лишь на 1-2 км. Выбору места для СГ способствовало и то, что здесь находится печенегский прогиб - огромная чашеподобная структура, как бы вдавленная в древние породы. Ее происхождение связано с глубинным разломом. И именно здесь находятся крупные медно-никелевые месторождения. А в задачи, поставленные перед Кольской геологической экспедицией, входило выявить ряд особенностей геологических процессов и явлений, в том числе - рудообразования, определить природу границ, разделяющих слои в континентальной коре, собрать данные о вещественном составе и физическом состоянии горных пород.



Геологи В. Ланев (слева) и Ю. Смирнов рассматривают образцы керна.

Буровые коронки. Точно такая же, но именно та, которая была использована при бурении на глубине 12 км, стала экспонатом выставки на Международном геологическом конгрессе 1984 года.

До начала бурения был построен на основе сейсмологических данных разрез земной коры. Он послужил прогнозом появления тех земных слоев, которые пересекала скважина. Предполагалось, что до глубины 5 км идет гранитная толща, после нее ожидали более прочные и более древние базальтовые породы.

Итак, местом бурения выбрали северо-запад Кольского полуострова, в 10 км от города Заполярный, неподалеку от нашей границы с Норвегией. Заполярный - небольшой городок, выросший в пятидесятых годах рядом с никелевым комбинатом.

Среди холмистой тундры на бугре, продуваемом всеми ветрами и метелями, стоит "квадратик", каждая сторона которого образована из семи пятиэтажных домов. Внутри - две улицы, на их пересечении площадь, где стоят Дом культуры и гостиница. В километре от городка, за оврагом, видны корпуса и высокие трубы никелевого комбината, за ним, по склону горы, темнеют отвалы пустой породы из ближайшего карьера. Рядом с городком проходит шоссе на город Никель и к небольшому озерцу, на другом берегу которого - уже Норвегия.

Земля тех мест в изобилии хранит следы прошедшей войны. Когда едешь на автобусе от Мурманска в Заполярный, примерно на половине пути пересекаешь небольшую речушку Западная Лица, на ее берегу памятный обелиск. Это единственное во всей России место, где фронт во время войны с 1941 по 1944 год простоял неподвижно, упираясь в Баренцево море. Хотя здесь все время шли жестокие бои и потери с обеих сторон были огромные. Немцы безуспешно стремились пробиться к Мурманску - единственному на нашем Севере незамерзающему порту. Зимой 1944 года советским войскам удалось прорвать фронт.



На этом крюке опускали и поднимали колонну труб. Слева - в корзине - стоят подготовленные к спуску 33-метровые трубы - "свечи".

Кольская сверхглубокая скважина. На рисунке справа: А. Прогноз геологического разреза. Б. Геологический разрез, построенный на основании данных бурения СГ (стрелки от колонки А к колонке Б указывают, на какой глубине встречены прогнозируемые породы). На этом разрезе верхняя часть (до 7 км) - толща протерозоя со слоями вулканических (диабазы) и осадочных пород (песчаники, доломиты). Ниже 7 км - толща архея с повторяющимися пачками пород (в основном гнейсы и амфиболиты). Ее возраст - 2,86 млрд. лет. В. Ствол скважины со многими пробуренными и потерянными стволами (ниже 7 км) по форме напоминает разветвленные корни гигантского растения. Скважина словно извивается, потому что бур постоянно отклоняется в сторону менее прочных пород.

От Заполярного до Сверхглубокой - 10 км. Дорога идет мимо комбината, потом по краю карьера и дальше лезет в гору. С перевала открывается небольшая котловина, в которой и установлена буровая. Ее высота - с двадцатиэтажный дом. К каждой смене из Заполярного сюда шли "вахтовики". Всего в экспедиции работало около 3000 человек, жили они в городе в двух домах. С буровой круглосуточно слышалось ворчание каких-то механизмов. Тишина означала, что в бурении почему-то наступил перерыв. Зимой в долгую полярную ночь - а она там продолжается с 23 ноября по 23 января - вся буровая светилась огнями. Нередко к ним добавлялся свет полярного сияния.

Немного о персонале. В Кольской геологоразведочной экспедиции, созданной для бурения, собрался хороший, высококвалифицированный коллектив работников. Начальником ГРЭ, талантливым руководителем, подобравшим команду, почти бессменно был Д. Губерман. Главный инженер И. Васильченко отвечал за бурение. Командовал буровой А. Батищев, которого все звали просто Лехой. Геологией ведал В. Ланей, а геофизикой - Ю. Кузнецов. Огромную работу по обработке керна и созданию кернохранилища провел геолог Ю. Смирнов - тот самый, у кого был "заветный шкафчик", про который мы еще расскажем. В проведении исследований на СГ принимали участие более 10 научно-исследовательских институтов. Были в коллективе и свои "кулибины" и "левши" (особенно отличался С. Цериковский), которые придумывали и изготовляли различные устройства, порой позволяющие выходить из труднейших, казалось бы, безвыходных положений. Многие необходимые механизмы они сами создавали здесь же в хорошо оснащенных мастерских.

ИСТОРИЯ БУРЕНИЯ
Бурение скважины началось в 1970 году. Проходка до глубины 7263 м заняла 4 года. Ее вели серийной установкой, которую обычно используют при добыче нефти и газа. Всю вышку из-за постоянных ветров и холода пришлось обшить доверху деревянными щитами. Иначе тому, кто во время подъема колонны труб должен стоять наверху, работать просто невозможно.

Потом был годовой перерыв, связанный со строительством новой вышки и монтажом специально разработанной буровой установки - "Уралмаш-15000". Именно с ее помощью велось все дальнейшее сверхглубокое бурение. В новой установке - более мощное автоматизированное оборудование. Использовалось турбинное бурение - это когда вращается не вся колонна, а только буровая головка. Через колонну под давлением подавался буровой раствор, вращающий стоящую внизу многоступенчатую турбину. Общая ее длина - 46 м. Завершается турбина буровой головкой диаметром 214 мм (ее часто называют коронкой), имеющей кольцевую форму, поэтому в середине остается неразбуренный столбик породы - керн диаметром 60 мм. Через все секции турбины проходит труба - керноприемник, где собираются столбики добытой породы. Измельченная порода вместе с буровым раствором выносится по скважине на поверхность.



Отдельные образцы керна.

На образцах керна справа хорошо видны косые полоски, означающие, что здесь скважина проходила через пласты, расположенные наклонно.

Масса колонны, погруженной в скважину с буровым раствором, около 200 тонн. Это при том, что использовались специально разработанные трубы из легких сплавов. Если колонну сделать из обычных стальных труб, она разорвется от собственного веса.

Сложностей, порой совершенно неожиданных, в процессе бурения на больших глубинах и с отбором керна возникает немало.

Проходка за один рейс, определяемая износом буровой головки, составляет обычно 7-10 м. (Рейс, или цикл, - это спуск колонны с турбиной и буровым инструментом, собственно бурение и полный подъем колонны.) Само бурение занимает 4 часа. А на спуск и подъем 12-километровой колонны уходит 18 часов. При подъеме колонна автоматически разбирается на секции (свечи) длиной по 33 м. В среднем за месяц удавалось пробурить 60 м. На проходку последних 5 км скважины было использовано 50 км труб. Такова степень их износа.



Уникальное кернохранилище, где на полках в ящиках в строгом порядке, пронумерованные, разложены керны всей двенадцатикилометровой скважины.

До глубины примерно 7 км скважина пересекала прочные, сравнительно однородные породы, и поэтому ствол скважины был ровный, почти соответствующий диаметру буровой головки. Работа продвигалась, можно сказать, спокойно. Однако на глубине 7 км пошли менее прочные трещиноватые, переслаивающиеся с небольшими очень твердыми прослойками породы - гнейсы, амфиболиты. Бурение осложнилось. Ствол принял овальную форму, появилось множество каверн. Участились аварии.

На рисунке, показаны первоначальный прогноз геологического разреза и тот, который составлен на основе данных бурения. Интересно отметить (колонка Б), что угол наклона пластов по скважине составляет около 50 градусов. Таким образом, понятно, что, породы, пересекаемые скважиной, выходят на поверхность. Тут-то и можно вспомнить об уже упомянутом "заветном шкафчике" геолога Ю. Смирнова. Там у него с одной стороны лежали образцы, полученные из скважины, а с другой - взятые на поверхности на том расстоянии от буровой, где выходит наверх соответствующий пласт. Совпадение пород почти полное.

1983 год ознаменовался непревзойденным до сих пор рекордом: глубина бурения превысила 12 км. Работы приостановили.

Приближался Международный геологический конгресс, который, по плану, проходил в Москве. К нему готовилась выставка Геоэкспо. Было решено не только прочитать доклады о результатах, достигнутых на СГ, но и показать участникам конгресса работу в натуре и добытые образцы породы. К конгрессу издали монографию "Кольская сверхглубокая".

На выставке Геоэкспо красовался большой стенд, посвященный работе СГ и самому главному - достижению рекордной глубины. Здесь были впечатляющие графики, рассказывающие о технике и технологии бурения, добытые образцы породы, фотографии техники и коллектива за работой. Но наибольшее внимание участников и гостей конгресса привлекла одна нетрадиционная для выставочного показа деталь: самая обычная и уже немного поржавевшая буровая головка со стертыми твердосплавными зубьями. На этикетке говорилось, что именно она была использована при бурении на глубине более 12 км. Эта буровая головка поражала даже специалистов. Вероятно, все невольно ожидали увидеть какое-то чудо техники, может, с алмазным оснащением... И они еще не знали, что на СГ рядом с буровой собрана большая куча точно таких же уже поржавевших буровых головок: ведь их приходилось менять на новые примерно через каждые пробуренные 7-8 м.

Многие делегаты конгресса захотели своими глазами увидеть уникальную буровую на Кольском полуострове и убедиться, что действительно в Союзе достигнута рекордная глубина бурения. Такой выезд состоялся. Там на месте провели заседание секции конгресса. Делегатам показали буровую, при них поднимали колонну из скважины, отсоединяя от нее 33-метровые секции. Фотографии и статьи о СГ обошли газеты и журналы почти всех стран мира. Была выпущена почтовая марка, организовано спецгашение конвертов. Не стану перечислять имена лауреатов разных премий и награжденных за работы...

Но праздники кончились, надо было продолжать бурение. И оно началось с крупнейшей аварии на первом же рейсе 27 сентября 1984 года - "черная дата" в истории СГ. Скважина не прощает, когда ее надолго оставляют без внимания. За время, пока не велось бурение, в ее стенках, тех, которые не были закреплены зацементированной стальной трубой, неизбежно происходили изменения.

Сначала все шло буднично. Буровики выполняли свои обычные операции: одну за другой опускали секции буровой колонны, к последней, верхней, присоединили трубу подачи бурового раствора, включили насосы. Начали бурение. Приборы на пульте перед оператором показывали обычный режим работы (количество оборотов буровой головки, ее давление на породу, расход жидкости на вращение турбины и т. д.).

Пробурив очередной 9-метровый отрезок на глубине более 12 км, что заняло 4 часа, достигли глубины 12,066 км. Приготовились к подъему колонны. Попробовали. Не идет. На таких глубинах уже не раз наблюдались "прихваты". Это когда какая-то секция колонны словно прилипает к стенкам (может, сверху что-то осыпалось, и ее немного заклинило). Чтобы стронуть колонну с места, требуется усилие, превышающее ее вес (около 200 тонн). Так поступили и на этот раз, но колонна не сдвинулась. Немного прибавили усилие, и стрелка прибора резко сбавила показания. Колонна сильно полегчала, такой потери веса при нормальном ходе операции быть не могло. Начали подъем: поочередно отвинчивали одну за другой секции. При последнем подъеме на крюке висел укороченный кусок трубы с неровным нижним краем. Это означало, что в скважине остались не только турбобур, но и 5 км буровых труб...

Семь месяцев пытались их достать. Ведь потеряли не просто 5 км труб, а результаты пятилетней работы.

Потом все попытки вернуть утерянное прекратили и начали вновь бурить с глубины 7 км. Надо сказать, что именно после седьмого километра геологические условия здесь для работы особенно сложны. Технология бурения каждого шага отрабатывается методом проб и ошибок. А начиная с глубины примерно в 10 км - еще сложнее. Бурение, эксплуатация оборудования и аппаратуры идут на предельном режиме.

Поэтому аварий тут приходится ждать в любую минуту. К ним готовятся. Заранее продумывают методы и средства их ликвидации. Типичная сложная авария - обрыв буровой компоновки вместе с частью колонны буровых труб. Основной метод ее ликвидации - создать уступ чуть выше потерянной части и с этого места вести бурение нового обходного ствола. Всего в скважине было пробурено 12 таких обходных стволов. Четыре из них - протяженностью от 2200 до 5000 м. Основная цена подобных аварий - годы потерянного труда.

Только в бытовом представлении скважина - вертикальная "дырка" от поверхности земли до забоя. В реальности это далеко не так. Особенно, если скважина сверхглубокая и пересекает наклонные пласты различной плотности. Тогда она словно извивается, потому что бур постоянно отклоняется в сторону менее прочных пород. После каждого замера, показывающего, что наклон скважины превышает допустимый, ее надо пытаться "вернуть на место". Для этого вместе с буровым инструментом опускают специальные "отклонители", которые помогают при бурении уменьшить угол наклона скважины. Нередко случаются аварии с потерей бурового инструмента и части труб. После этого новый ствол приходится делать, как мы уже говорили, отступив в сторону. Вот и представьте, как выглядит в земле скважина: что-то вроде разветвленных на глубине корней гигантского растения.

В этом причина особой длительности последней фазы бурения.

После крупнейшей аварии - "черной даты" 1984 года - снова подошли к глубине 12 км только через 6 лет. В 1990 году был достигнут максимум - 12 262 км. После еще нескольких аварий убедились, что глубже не пробиться. Все возможности современной техники исчерпаны. Казалось, будто Земля больше не хочет открывать свои тайны. Бурение прекратили в 1992 году.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА. ЦЕЛИ И МЕТОДЫ
Одной из очень важных целей бурения было получить керн-колонку образцов породы во всю длину скважины. И эта задача выполнена. Самый длинный в мире керн разметили, как линейку, на метры и уложили в соответствующем порядке в ящиках. Сверху указаны номер ящика и номера образцов. Всего таких ящиков на складе почти 900.

Теперь осталось только изучать керн, который действительно незаменим при определении строения породы, ее состава, свойств, возраста.

Но образец породы, поднятый на поверхность, имеет иные свойства, чем в массиве. Здесь, наверху, он освобожден от огромных механических напряжений, существующих на глубине. Во время бурения он растрескался, напитался буровым раствором. Даже если воссоздать в специальной камере глубинные условия, то все равно параметры, измеренные на образце, отличаются от тех, что в массиве. И еще одна маленькая "заковыка": на каждые 100 м пробуренной скважины не получают 100 м керна. На СГ с глубин более 5 км средний выход керна составил только около 30%, а с глубин более 9 км это были порой лишь отдельные бляшки толщиной 2-3 см, соответствующие наиболее прочным прослойкам.

Итак, керн, поднятый на СГ из скважины, не дает полной информации о глубинных породах.

Скважины бурили с научными целями, поэтому использовался весь комплекс современных методов исследования. Кроме извлечения керна обязательно проводились исследования свойств пород в их естественном залегании. Постоянно контролировали техническое состояние скважины. Измеряли температуру по всему стволу, естественную радиоактивность - гамма-излучение, наведенную радиоактивность после импульсного нейтронного облучения, электрические и магнитные свойства пород, скорость распространения упругих волн, исследовали состав газов в жидкости скважины.

До глубины 7 км использовали серийные приборы. Работа на больших глубинах и при более высоких температурах потребовала создания специальных термобаростойких приборов. Особые трудности возникли на последнем этапе бурения; когда температура в скважине подошла к 200оС, а давление превысило 1000 атмосфер, серийные приборы работать уже не могли. На помощь пришли геофизические ОКБ и профильные лаборатории нескольких НИИ, изготовившие единичные экземпляры термобаростойких приборов. Таким образом, все время работали только на отечественной аппаратуре.

Словом, скважина была достаточно детально исследована на всю ее глубину. Исследования проводили поэтапно, примерно раз в год, после углубления скважины на 1 км. Каждый раз после этого давали оценку достоверности полученных материалов. Соответствующие вычисления позволяли определить параметры той или иной породы. Обнаружили определенное чередование пластов и уже знали, к каким породам приурочены каверны и связанные с ними частичные потери информации. Научились буквально по "крошкам" идентифицировать породы и на этой основе воссоздавать полную картину того, что "утаила" скважина. Короче говоря, удалось построить детальную литологическую колонку - показать чередование пород и их свойства.

ИЗ СОБСТВЕННОГО ОПЫТА
Примерно раз в год, когда завершался очередной этап бурения - углубление скважины на 1 км, я тоже выезжал на СГ, чтобы провести измерения, которые мне были поручены. Скважину в это время обычно промывали и на месяц предоставляли для исследований. Время плановой остановки всегда было известно заранее. Телеграмма-вызов на проведение работ также приходила заблаговременно. Аппаратура проверена и упакована. Формальности, связанные с закрытыми работами в погранзоне, выполнены. Наконец все улажено. Едем.

Наша группа - маленький дружный коллектив: разработчик скважинного снаряда, разработчик новой наземной аппаратуры и я - методист. Приезжаем дней за 10 до измерений. Знакомимся с данными о техническом состоянии скважины. Составляем и утверждаем подробную программу измерений. Собираем и калибруем аппаратуру. Ждем звонка - вызова со скважины. Наша очередь "нырять" третья, но, если будет отказ у предшественников, скважину предоставят нам. На этот раз у них все в порядке, говорят, что завтра к утру кончат. С нами в одной бригаде геофизики -операторы, которые регистрируют сигналы, получаемые от аппаратуры в скважине, и командуют всеми операциями по спуску и подъему скважинного прибора, а также механики на подъемнике, они управляют сматыванием с барабана и наматыванием на него тех самых 12 км кабеля, на котором в скважину опускают прибор. Дежурят и буровики.



Такие значки с гордостью носили все, кто работал на СГ.

Работы начались. Прибор опущен в скважину на несколько метров. Последняя проверка. Поехали. Спуск идет медленно - около 1 км/ч, с непрерывным контролем сигнала, поступающего снизу. Пока все в порядке. Но вот на восьмом километре сигнал задергался и пропал. Значит, что-то не так. Полный подъем. (На всякий случай у нас подготовлен второй комплект аппаратуры.) Начинаем проверку всех деталей. На сей раз неисправным оказался кабель. Его заменяют. На это уходит больше суток. Новый спуск занял 10 часов. Наконец наблюдающий за сигналом сообщил: "Прибыли на одиннадцатый километр". Команда операторам: "Начать запись". Что и как - заранее расписано по программе. Теперь нужно несколько раз опустить и поднять скважинный прибор в заданном интервале, чтобы провести замеры. На этот раз аппаратура отработала нормально. Теперь полный подъем. Подняли на 3 км, и вдруг звонок лебедчика (он у нас человек с юмором): "Веревка кончилась". Как?! Что?! Увы, обрыв кабеля... Скважинный прибор и 8 км кабеля остались лежать на забое... К счастью, через сутки буровики сумели все это поднять, используя методику и приспособления, разработанные местными умельцами для ликвидации подобных ЧП.

ИТОГИ
Задачи, поставленные в проекте сверхглубокого бурения, выполнены. Разработаны и созданы особая аппаратура и технология сверхглубокого бурения, а также для исследования пробуренных на большую глубину скважин. Получили информацию, можно сказать, "из первых рук" о физическом состоянии, свойствах и составе горных пород в их естественном залегании и по керну до глубины 12 262 м.

Отличный подарок родине скважина выдала на малой глубине - в интервале 1,6-1,8 км. Там были вскрыты промышленные медно-никелевые руды - обнаружен новый рудный горизонт. И очень кстати, потому что местному никелевому комбинату уже не хватает руды.

Как было отмечено выше, геологический прогноз разреза скважины не оправдался (см. рисунок на стр. 39.). Картина, которая ожидалась на протяжении первых 5 км, в скважине растянулась на 7 км, а дальше появились совсем неожиданные породы. Прогнозируемых на глубине 7 км базальтов не нашли, даже когда опустились до 12 км.

Ожидали, что граница, дающая наибольшее отражение при сейсмическом зондировании, - это тот уровень, где граниты переходят в более прочный базальтовый слой. В действительности же оказалось, что там расположены менее прочные и менее плотные трещиноватые породы - архейские гнейсы. Такого никак не предполагали. И это принципиально новая геолого-геофизическая информация, которая позволяет по-другому интерпретировать данные глубинных геофизических исследований.

Неожиданными, принципиально новыми оказались и данные о процессе рудообразования в глубинных слоях земной коры. Так, на глубинах 9-12 км встретились высокопористые трещиноватые породы, насыщенные подземными сильно минерализованными водами. Эти воды - один из источников рудообразования. Раньше считали, что такое возможно лишь на значительно меньших глубинах. Именно в этом интервале в керне обнаружили повышенное содержание золота - до 1 г на 1 т породы (концентрация, которая считается пригодной для промышленной разработки). Но будет ли когда-нибудь рентабельной добыча золота с такой глубины?

Изменились и представления о тепловом режиме земных недр, о глубинном распределении температур в районах базальтовых щитов. На глубине более 6 км получен температурный градиент 20оС на 1 км вместо ожидавшегося (как и в верхней части) 16оС на 1 км. Выявлено, что половина теплового потока имеет радиогенное происхождение.

Пробурив уникальную Кольскую сверхглубокую скважину, мы очень многое узнали и одновременно поняли, как мало мы еще знаем о строении своей планеты.

Автор статьи: Кандидат технических наук А. ОСАДЧИЙ.

Источник...