地殼一號鑽深7018米 帶你感受白堊紀時代

地殼一號鑽深7018米 帶你感受白堊紀時代

2日,吉林大學主要承擔研發的“地殼一號”萬米鑽機“正式宣佈完成“首秀”:完鑽井深7018米,創造了亞洲國家大陸科學鑽井新紀錄,標誌著我國成為繼俄羅斯和德國之後,世界上第三個擁有實施萬米大陸鑽探計劃專用裝備和相關技術的國家。

全球首個鑽穿白堊紀陸相地層的科學鑽探井

科學鑽探是探索地球深部奧秘和開發地下資源唯一最直接的技術手段。為滿足我國地球深部探測工程的重大需求,2009年國家啟動了“深部探測技術與實驗研究專項”, 經過四年多的技術攻關,吉林大學成功研發我國首臺萬米大陸科學鑽探專用裝備“地殼一號”萬米鑽機。

7018米深的松科二井,屬於我國實施的松遼盆地白堊系國際大陸科學鑽探工程,是國際大陸科學鑽探計劃(ICDP)實施22年以來最深鑽井,也是全球首個鑽穿白堊紀陸相地層的科學鑽探井。為實施松遼盆地科學鑽探二井工程,獲取松遼盆地白堊系地層的完整岩心,獲得白堊紀時期亞洲東部高分辨率氣候環境變化記錄。“地殼一號”萬米鑽機於2013年10月由四川省廣漢市運抵黑龍江省安達市。松科二井設計井深6400米,完鑽井深7018米。鑽機先後完成大直徑全面鑽進、取心鑽進、通井鑽進和擴孔鑽進等多項複雜工作,創造了亞洲大陸科學鑽井新記錄。此外,松科二井鑽井最高日進尺達265米,最快機械鑽速達28.8米/小時,分別創造了最高日進尺和最快鑽速的國內記錄。這充分說明了地殼一號”萬米鑽機先進性和高可靠性。

地殼一號鑽深7018米 帶你感受白堊紀時代

探索白堊紀陸相古氣候研究近了一大步

松科二井於2014年開鑽,目標是打穿松遼盆地白堊系,探索松遼盆地深部能源潛力,建立松遼盆地深部地層結構,尋求白堊紀氣候變化地質證據,研發深部探測技術。而其中機器的現在就非“地殼一號”莫屬,地殼一號’鑽機無故障率達97.5%,最高日進尺286米,充分體現出我國自主研發鑽機的能力。

對於採集到的松科二井岩心在研究方面的作用,松科二井首席科學家、中國科學院院士王成善表示,之所以研究白堊紀,因為這一時期是離我們最近的溫室氣候時期,也是高二氧化碳、高海平面和高溫的‘三高’時期,將會在研究白堊紀古氣候演變以及未來人類生存環境演化方面發揮關鍵作用。搞清楚白堊紀,對於研究未來地球演化——可能會進入這種‘三高’時期具有重要借鑑意義。

另外,還首次揭秘了首次重建了白堊紀陸相百萬年至十萬年尺度氣候演化歷史,發現了各個時間尺度陸相氣候變化的主要控制因素,為研究地球氣候系統在溫室氣候條件下演變機制找到新證據。

其他重要發現與進展

除了獲得白堊紀陸地古氣候演變規律的重要證據外,在盆地深部斷陷沙河子組和火石嶺組(3350米以深)地層中發現頁岩氣氣測異常43層,累計厚度102米,甲烷佔全烴組分平均含量的86%。在井深4400米—7018米發現150℃—240℃高溫乾熱巖體和2層含高放射性元素鈾異常地層,分別發現了松遼盆地深部頁岩氣,和地熱能兩種清潔低碳能源,並且具有良好的勘探開發前景。這將對我國能源供應產生巨大貢獻。

此外,基礎地質研究取得了3項重大進展,建立松遼盆地陸相地層標準剖面——“金柱子”,構建了盆地早期基底雙向匯聚、後期伸展反轉的陸內盆地演化新機制,刷新了科學家對多期海侵事件造成盆地有機質更加富集的認識。這有助於地理科學家對研究地形演變有研究貢獻作用。

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萬米鑽機未來將繼續深化

我國目前的鑽機技術還是處於初步發展的階段,還有很多技術難關需要去攻克,但就此次地殼一號”萬米鑽機來說,我國在這方面的技術按這個速度發展,不久將會領先與其他國家。20世紀70年代以來,很多發達國家陸續實施了多項科學鑽探計劃。具有代表性的有蘇聯科拉半島12262米超深鑽,是目前世界上最深井;德國KTB超深鑽,9101米,排名第二。而我國的松科二井目前已突破到7018米,從技術上大大提高了我國超深井科學鑽探裝備的技術水平。相關人士表示,中國科學家將繼續研發15000米國產超深鑽探裝備系列,做好我國超萬米大陸科學鑽探工程以及大型含油氣盆地科學鑽探工程的選址和實施工作。


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