Кольская сверхглубокая, 3D-путешествие от устья до дна | Как она устроена

Видео про Кольскую сверхглубокую скважину (рекомендую смотреть в наушниках), описание самой буровой установки, устройства скважины, а так же анализ геологического разреза скважины, протерозойского и архейских комплексов. Так же рассмотрены горные породы и их свойства, которые были обнаружены при проходке (архейские гнейсы, биотиты, туфы, диориты, плагиоклаз и т.д.)

Расшифровка видео
0:00
[музыка] Так выглядит устье заглушенной
0:07
сверхглубокой Кольской
0:14
скважины в этом видео мы пройдёмся по всему геологическому
0:20
разрезу от устья скважины до самого дна рассмотрим все толщи которые были
0:26
вскрыты скважиной а также аварии и в нештатные ситуации Которые случались по
0:32
ходу
0:44
бурения в самой верхней части возле устья скважины её диаметр составлял 92
0:52
см Но это лишь первый 40 мтро далее скважина сильно
0:58
сужа от 40 м до 2.000 диаметр её ствола
1:04
составлял 30 см а ниже двух километровой отметки 22
1:10
см для лучшего представления соотношения её сторон скважину можно представить в виде
1:18
шестидесяти трово цыганской иглы толщиной в 1 мм Хотя в действительности
1:24
ствол скважины был не ровный А ветвистый и имел много обводных стволов В чём мы
1:30
убедимся бурилар
1:36
сплавные Свен трёх шарошечных долотом диаметром 215
1:42
мм вот на фотографии видна буровая головка и рабочий рядом для
1:56
сравнения для расширения скважины под кондуктор применялся расширитель RD 445
2:06
640 Вот они на экране одной коронки хватало примерно на
2:13
4 часа работы 4 часа бурения за это время она успевала пройти
2:18
всего 7-10 мтро после чего всю буровую колонну необходимо было поднимать на
2:24
поверхность разбирать заменять буровой наконечник потом собирать всё это заново
2:31
и опускать обратно в шахту на один такой рейс уходило от 10
2:37
до 18 часов из этого понятно что процесс бурения проходил не быстро на достижение
2:44
отметки в 12 км ушло почти 25 [музыка]
2:58
лет
3:04
проходили примерно по 60 м в
3:10
месяц самое наверное основное Что нужно сказать про кольскую скважину sg3 это то
3:17
что она бурилар буровыми
3:22
установками сначала на скважиной возвели серийную буровую установку Урал Маш 4э
3:28
прослужила на 5 лет и с её помощью было пробурена 7263 м
3:35
породы после этой отметки скважина начала входить в архейской
3:42
гнейсы это кристаллическая порода возраст которой
3:48
3,54 миллиарда лет миллиарда лет то есть она ещё застала лаб интернет Но кроме
3:56
возраста давление на таких глубинах тоже очень высо высокое правильно это назвать горизонтальное тектоническое напряжение
4:03
по разрезу скважины и оно очень сильно изменялось например ближе к поверхности
4:10
давление составляло 50-60 атмосфер А вот на глубине в 11 км это было уже 1300
4:17
атмосфер из-за такого сильного перепада давлений образцы породы по мере их
4:22
выбриванием на поверхность очень часто
4:28
разутюжить Они могли почти полностью растрескаться и распасться пока оказывались на поверхности и с этим
4:35
конечно боролись Итак после 5 лет службы установку л Маш 4 сносят и на её месте
4:43
строят уже уникальный разработанный Именно для этого проекта буровой комплекс Уралмаш
4:50
15.000 цифра 15.000 очевидно указывают на глубину которую планировали покорить
4:57
но чего не произошло вот на экране Вышка этой буровой
5:02
установки она не случайно имеет Такую прямоугольную форму Дело в том что
5:08
внутри этой вышки необходимо было разместить 30 км труб так называемых
5:14
свечей из которых и формировалась буровая
5:19
колонна по сути вся вышка была внутри заполнена трубами они были изготовлены
5:25
из титанового сплава и вся дкит коло в сборе весила 200 тонн а
5:32
грузоподъёмность нового комплекса равнялась 400 тоннам то есть был запас
5:38
но главной особенностью нового комплекса была полная автоматизация и турбинный
5:43
способ бурения процесс бурения включал в себе три основные этапа подготовка к
5:48
рейсу контроль бурения и итог
5:54
рейса при работе на предыдущей установке работу приходилось контролировать по
6:00
наземным датчикам А в случае если долото находится от вас за 8 км контролировать
6:06
его работу почти невозможно сигналы к оператору доходят с
6:12
опозданием и он может вовремя не среагировать и не принять правильное решение что приводило к
6:20
авариям новая установка могла автоматически отслеживать посадку и затяжку колонны под клинку низа
6:27
бурильной колонны под клинку забойного двигателя износ вооружения долота и
6:32
износ самого долота Так выглядит схема компоновки низ
6:40
бурильной колонны в самом низу долото потом переходник и присоединённый
6:46
к нему турбобур тут использовалось турбинное бурение То есть когда вращается не вся колонна а только
6:52
буровая головка внизу через колонну под давлением подаётся буровой раствор
6:57
который вращает на Турбо бур в нём многоступенчатая турбина общая длина
7:02
низа буровой колонны примерно 50 м и к ней присоединяются километры труб идущие
7:09
на поверхность в процессе проходки Кольской скважины применялся турбобур со
7:15
специальным редуктором его обороты были около 100-180 оборотов в минуту такой
7:21
режим продлевал срок службы долота И вообще повышал его производительность в любом бурении или с
7:29
даже если вы сверлить просто шуруповёртом Чем ниже скорость сверла
7:35
тем эффективнее вы сверлить поэтому кстати все низкооборотистый дрели они идут дороже и больше ценятся в
7:43
автоматизацию также входила функция автоматического определения смены разбуры емы пород То есть когда туфы
7:51
например сменялись гнейса оператор за пультом об этом узнавал автоматически и мог сменить
7:58
керно приёмник или керноотборник
8:05

Это основное наверное ради чего и создавалась Кольская скважина это
8:11
цилиндрические колонки породы поднятые на поверхность для научного анализа Вот
8:16
пример образца керна буровая коронка Как видно имеет Кольцевую форму Поэтому в
8:24
середине остаётся не разбудят
8:29
диаметром 60 мм который поднимался вверх по буровой колоне и оказывался на
8:36
поверхности где из него сразу можно было сделать нарды например Но с ним так не
8:42
поступали Дело в том что средний вынос керна составлял 33% То есть всего
8:49
33% можно было поднять на поверхность для исследования Это связано с тем что
8:56
большинство керна разрушалась в результате
9:04
разутюжить [музыка]
9:14
можно найти специальные каталоги в котором каждый образец пронумерован и приведены его
9:28
характеристики а сейчас перейдём непосредственно к
9:33
самой скважине и проследует её устья до самого
9:48
[музыка]
9:58
дна [музыка]
10:08
катархей самый древний геологический период Он начался примерно 4 С5
10:13
миллиарда лет назад с начала образования земли и длился 600 млн лет катархей
10:21
переводится как ниже древнейшего осадочные породы из кахия неизвестны так
10:27
как до наших дней они нех
10:32
после катархей начался архей он длился с отметки 3,8 млрд лет
10:39
до так называемого кислородного события глобального изменения атмосферы на земле
10:45
после которого появился свободный кислород архей разделён на четыре эры и
10:51
вот как раз две поздние эры архея это неар и мезоай как раз и
10:58
вскрываются скважиной начиная с глубины 7
11:03
км после архея уже следует протерозой мезозой кайнозой каждый из которых
11:11
делится на переводы например триасовый или знаменитый Юрский период который
11:16
начался 200 млн лет назад в это время зарождаются первые птицы появляются
11:22
лучепёрые рыбы первые млекопитающие ки 3310 вымирают динозавры
11:31
Да и потом следует кайнозой это уже можно сказать наши дни
11:36
кайнозойская наша обыденность эпохи антропоген но разрез Кольской скважины
11:42
нужно рассматривать в более сильном приближении так геологический разрез
11:49
делится на свиты или толщи и серии мы будем их рассматривать свито называется
11:55
такая совокупность слоёв породы которые объединяются по какому-то признаку она
12:03
может состоять из однородных по составу слоёв или из разных возраст пород свиты
12:09
примерно всегда одинаковый свиты группируются в серии а подразделяются на
12:14
под свиты и пачки в районе скважины начиная с поверхности и до глубины примерно 150 м
12:24
залегает матеря свита площадь её на поверхности полуострова примерно 600 км
12:30
к по разрезу скважины с 9 ме уже начинается слой диабаз который ритмично
12:37
чередуются фами и порфирит диабаз – это магматическая порода из семейства
12:44
базальтов он является результатом продуктом извержения древних вулканов ди
12:50
Абазов большое количество пятнистый игольчатые и так
12:55
далее например примет памятников и всяких
13:03
стел туф также является горной породой Хотя существует ещё из Известковый и
13:09
кремнистый туф значительно легче диабаза но также достаточно прочный его часто
13:16
применяют при отделке фасадов зданий он может иметь разные
13:22
оттенки в целом же средний возраст пород этой свиты составляет при 1,9 млрд лет
13:31
недалеко от поверхности температура в скважине примерно равнялась нулю но по
13:37
мере погружения она повышается и на глубине 1000 мтро она составляла примерно 20
13:45
30градусов около комнатной температуры кстати вот почему ещё выбрали именно это
13:50
место для бурения Это потому что был отчёт института физики земли в котором
13:56
было сказано что древний кристаллический щит кольского полуострова Он давно остыл
14:02
за миллиарды лет своего существования и на глубине в 15 км ожидалась температура
14:08
не выше 150° но на практике это оказалось не так И тут Буровиков ждал сюрприз но ждал он
14:15
их чуть глубже после матерс свиты идёт Ждановская свита мощностью уже аж целых
14:22
3 км с отметки 150 м по 2805 М она
14:28
представлена преимущественно теми же породами что и предыдущая свита с включением алевролит Фили та песчаника
14:36
габро диабаза но по большому счёту не сильно отличалась от
14:42
неё тогда почему же выделили её в отдельную свиту Дело в том что именно начиная с
14:49
глубины 150 м по глубину 2800 м наблюдается резкий скачок радиации в
14:56
пределах этого отрезка радиация повышает с д микрорентген в час до ми также
15:03
изменяется и плотность пород в этом участке кстати в этой свите на глубине
15:10
1600 м Были обнаружены залежи никеля и меди А на глубине 1800 м и залежи
15:25
золота далее идт заполярник свита 2800 м 4600 м она представлена
15:34
более древними базальта и шаровыми лавами их возраст уже Немного более 2
15:41
млрд лет плюс-минус 52 млн лет такой разброс при разработке этой толщи учёных
15:48
ждал Уже приятный сюрприз даже можно сказать научный открытие на глубине 3 км извлекаемый
15:56
Керн вдруг оказался ставу полностью идентичным лунному грунту это
16:01
подтверждает теорию о том что что луна очень давно откололась от земли например
16:07
под воздействием метеорита как я понимаю на Кольской станции были образцы лунного
16:12
грунта и они их сравнили также в этой свите можно отметить Неожиданное и очень высокое
16:20
повышение температуры начиная с 50° в начале свиты
16:26
в верхней её части и почти до 70 градусо в нижней части свиты Такое повышение
16:32
температуры ожидалось намного ниже потом идёт Луч Лам польская свита
16:40
или ещё называют её Луч Лам польский Разлом её мощность очень невелика всего
16:46
200 м верхней часть она сложена доломита и гравели Тами гравелит – это обломочная
16:54
горная порода как бы свай гравий строением и текстурами присущим песчаным
17:02
породам с примесью более мелкого материала аври или песка далад – это
17:08
осадочная горная порода которой часто используется как огнеупорный материал и даже как удобрение для раскисление почвы
17:15
доломит кстати использовался при засыпке активной зоны реактора при аварии на ЧС
17:20
вместе с бором и свинцом также есть много свидетельств
17:26
того что из демита делали орудие труда и оружие древние
17:31
[музыка]
17:45
люди для этой свиты кстати тоже характерно повышение радиации она тут
17:51
повышается почти до 10 микрорентген в
17:56
час следующая свита перти ярн ся возраст
18:01
её 2,2 2,3 млрд лет она представлена в основном магнетитами биати Томи и
18:08
плагиоклаз выми сланцами магнетит – это минерал который на 75% состоит из железа
18:15
это природный оксид железа магнети тое руды являются Одним из основных видов
18:21
железных руд плагиоклаз же наоборот это минерал из группы полевых шпатов но он
18:27
очень часто тся спутником магнети и наоборот в основном массы плагиоклаз
18:33
образуются в результате кристаллизации магмы он используется в качестве
18:39
поделочного камня например ощутимые включения магнетита в плаги аклас делают
18:46
его тёмным почти чёрным а включение гематита даёт ему красивую красновато
18:51
золотистую окраску такие камни называют солнечными камнями также в зависимости от спутников и месторождения гекла может
18:59
иметь и приятный голубой или зеленоватый оттенок такие камни называют кошачьим
19:05
глазом или лунным камнем следующая свита ку верне Рень он
19:12
ся честно говоря её название длиннее чем она сама её мощность всего 73 м в ней
19:20
найден кальцид Талька хлорид и мрамор но она опять же выделена в
19:27
отдельную свиту за счёт повышения естественного фона
19:32
радиации после неё идёт Марвин ся свита несмотря на очень большую мощность более
19:39
1 КМТ ничего примечательного ничем примечательным она не выделяется
19:45
примерно тот же состав пород диабаз граниты но правда более древние их
19:52
возраст уже 2,4 млрд лет а вот после неё
19:58
идт левинская свита Это последняя свита протерозойской свиты залегают на
20:07
размытой поверхности Тех самых архейской гней сов для неё характерно очень
20:13
ритмичная чередование тонких слоёв породы мощностью от 1 см до 10 см также
20:20
тут обнаружены обломки кварцита микроклин плагиоклаз и гней сова и
20:27
Гранитная га Возможно это когда-то было берегом моря или морским дном или чем-то
20:34
таким в нижней части этой свиты на глубине
20:39
6842 м заканчивается протерозойская часть разреза скважины и начинается
20:46
более древняя архейская
20:53
в целом можно сказать что до семиметровый отметки
20:58
бурение шло нормально даже хорошо но вот после не начались неожиданности сюрпризы
21:06
и постоянная борьба с породами ствол скважины после 7 км никак не удавалось
21:12
держать вертикально ожидалось что на этих глубинах верхний Гранитный слой
21:20
земной коры заканчивается и начинается Нижний базальтовый но бурение по факту этого не
21:27
подтвердило секиро отметка осталась позади а супер прочных древних базальтов
21:33
так и не было вместо этого граниты сменились архейской сами и
21:40
амфиболит а они оказались не только не прочнее гранитов а наоборот были даже
21:45
менее твёрдыми К тому же постоянно чередовались с ещё более рыхлыми породами из-за такой рыхлости ствол
21:54
скважины постоянно осыпался буровую колонну
22:01
заклинивания И даже турбобура если оборван ную колонну не удавалось достать
22:07
то оборванная часть просто цементировать сверху и оставалась в земле навсегда
22:14
чуть выше места обрыва создавался уступ и из этого уступа начинали бурить новый
22:19
ствол обходной известно как минимум о двенадцати таких обрывах и о двенадцати
22:30
зацементировали таких обрывов была от 2 до 5 км то есть в земле оставалось
22:36
довольно большое количество труб и вообще ниже 7 КМТ скважина представляет
22:42
собой многоствольная корневую систему
22:48
какого-то большого растения вот так она примерно выглядит в
22:56
3 такое положение дел очень огорчало Буровиков но радовало Геологов так как
23:04
они получали объёмную картину большого отрезка древнейших
23:11
[музыка] архейской ского периода не имеют
23:16
каких-то осмысленных названий они просто обозначались порядковым номером и наименованием
23:23
породы например первая гней сова толща вторая гней сова толща и так да
23:28
первая гней сова толща начинается с отметки 6942 м и её возраст уже 2,7 2,8 млрд лет
23:40
она очень древняя большая часть толщи сложено гнейса с гранатом ставролит и
23:48
небольшим количеством гранат биати тох сланцев температура кстати в ней уже
23:54
поднимается до 100° в этих слоях возрастом более 2 С5 млрд
24:02
лет были найдены 14 видов окаменевшие микроорганизмов эта Находка сдвинула
24:10
время возникновения жизни на планете на пол млрд лет
24:19
назад следующая толща вторая гней свая толща самая продолжительная самая мощная
24:27
её мощность около 2 км В основном она представлена чередованием гней сов и
24:34
Рогово оманко вых амфиболит третья гней свая толща также
24:42
не отличается разнообразность пород Но в ней наблюдается очень сильный скачок
24:48
радиации до 15 микрорентген в час и очень неожиданная Находка оказалось что
24:55
э толща довольно-таки хрупкая и напичкан на трещинами буквально и пористая и Кроме того тут
25:03
циркулировать глубинные грунтовые воды можно сказать что это свита отличается более низким
25:10
содержанием минералов и очень плохой сохранностью структур и текстур из-за
25:15
своей рыхлости четвёртая архейская толща по составу Очень напоминает вторую
25:21
представлена в основном биотит плагиоклаз выми гнейса и прослойками железистых кварцитов
25:29
Но в ней Были обнаружены значительные залежи золота 78 г на тонну а добыча
25:38
считалась рентабельной при 35 грама на
25:44
тонну далее идут пятая шестая и Седьмая толщи которые обычно рассматривают
25:50
вместе они имеют маленькую мощность около 400 м на всех и опять же в
25:56
основном разделяю по радиационному фону в седьмой толще фон подскочил аж до 18
26:04
микрорентген в час восьмую и девятую свиты также можно
26:10
рассматривать вместе возраст их уже 2,8 2,9 миллиардов лет они представлены в
26:17
основном биотит плагиоклаз выми гнейса гранатами и амфи в девятой свите
26:24
зафиксировано рекордное повышение радиации поч до 20 микрорентген в
26:30
час последняя свита десятая которая начинается с отметки
26:37
11708 м полноценной свитой считаться не может потому как скважина захватила лишь
26:44
её верхнюю часть в своей верхней части она также представлена биотит Рогово
26:50
оманко выми амфиболит апатитами артистами и конечно же биотит выми
26:57
гнейса архейской уже 3-3 С5 млрд лет на этом
27:06
Как говорится полномочия Кольской скважины всё ниже этой отметки пробурить
27:12
не удалось температура в этой свите составила нерас
27:19
150° А 220-230 это составляет температуру плавления олова есть этой
27:27
глубине можно было бы паять выключенным паяльником но будет конечно
27:33
жарковато Итак десятая архейская свита стала для Кольской скважины не крайней а
27:41
именно последней и вот как это произошло в восемьдесят третьем году
27:49
проводилась конференция посвящённая Кольской скважине и на время проведения
27:55
этой конференции бурение было временно остановлена и именно эта Пауза и считается роковой после небольшого
28:02
перерыва на международную конференцию в восемьдесят чем году работы Работы вновь
28:09
возобновились и бурение продолжилось но за время пока не велось бурение в стенах
28:15
скважины тех которые не были закреплены зацементировали трубой неизбежно
28:22
проходили изменения они посыпались растрескивается же рейсе 27 сентября
28:30
воде чего года случилась крупнейшая авария начиналось всё в этот день как
28:35
обычно всё шло по плану буровики собрали буровую колонну подали буровой раствор
28:42
включили насосы началось бурение приборы на пульте не фиксировали Ничего
28:48
необычного всё в штатном режиме было за 8 часов успешно были пробурена 9 мтро
28:56
породы на отметке 12 км после этого стали
29:01
готовиться к подъёму колоны начали поднимать колона не идёт на таких
29:08
глубинах уже частенько наблюдались прихваты когда секция колоны как бы
29:14
прилипает к стенкам усилия ещё прибавили но колонна не двигалась усилия ещё
29:20
прибавили колонна пошла но пошла подозрительно резко и
29:25
легко начали колонны поочередно
29:36
[музыка]
29:44
[музыка]
29:57
заполнена трубами а для его прохождения потребовалось 4 с по
30:03
года конечно же было принято решение любой ценой попытаться достать их эти 5
30:09
км труб их пытались достать 7 месяцев Вот они оборвались в сентябре и
30:17
Всю осень всю зиму и начала весны до марта и апреля буровики пытались их
30:22
достать но сделать это не удавалось и когда стало очевидно что буровую
30:29
колонну не поднять было принято решение бурить новый обходной ствол с глубины 7
30:36
км с глубины обрыва А старый ствол
30:43
цементировать колонной и только через 6 лет буровики
30:50
опять смогли пройти этот ствол эти 5 км и приблизиться к отметке 12 км но
30:59
дальнейшее бурение всё равно было очень осложнено постоянными обрывами авариями
31:05
под клинками и так далее и было решено бурение остановить прекратить его совсем
31:11
потому как технологии того времени не позволяли пробурить дальше и В девяносто
31:19
четвёртом году скважина была закрыта С тех пор она считается
31:26
затопленной
31:37
[музыка]

Поделиться: