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科學(xué)家入地7018米 地殼一號(hào)萬米鉆機(jī)

2018-06-05 12:32?來源 西安晚報(bào)

  科學(xué)家入地7018米:2018年6月2日,吉林大學(xué)主要承擔(dān)研發(fā)的“地殼一號(hào)”萬米鉆機(jī),在松科二井完鉆井深7018米,創(chuàng)造了亞洲國家大陸科學(xué)鉆井新紀(jì)錄,標(biāo)志著我國成為繼俄羅斯和德國之后,世界上第三個(gè)擁有實(shí)施萬米大陸鉆探計(jì)劃專用裝備和相關(guān)技術(shù)的國家。

  “向地球深部進(jìn)軍”

  7018米深的松科二井,屬于我國實(shí)施的松遼盆地白堊系國際大陸科學(xué)鉆探工程,是國際大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃(ICDP)實(shí)施22年以來最深鉆井,也是全球首個(gè)鉆穿白堊紀(jì)陸相地層的科學(xué)鉆探井。

  這是中國入地工程的一項(xiàng)標(biāo)志性成就,將為我國地球深部探測(cè)提供關(guān)鍵技術(shù)和裝備,拓展松遼盆地深部頁巖氣、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉纯辈殚_發(fā)的新空間,引領(lǐng)全球白堊紀(jì)陸相古氣候研究,顯著提升我國在地質(zhì)歷史古氣候研究領(lǐng)域的國際影響力。

  科學(xué)鉆探是獲取地球深部物質(zhì)和了解地球內(nèi)部信息最直接、有效、可靠的方法,是地球科學(xué)發(fā)展不可缺少的重要支撐,也是解決人類社會(huì)發(fā)展面臨的資源、能源、環(huán)境等重大問題不可缺少的重要技術(shù)手段。

  20世紀(jì)70年代以來,很多發(fā)達(dá)國家陸續(xù)實(shí)施了多項(xiàng)科學(xué)鉆探計(jì)劃。具有代表性的有蘇聯(lián)科拉半島12262米超深鉆,是目前世界上最深井;德國KTB超深鉆,9101米,排名第二。

  1996年2月,德國、美國和中國作為第一批成員,發(fā)起了國際大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃。目前,我國已成功申請(qǐng)到“大別—蘇魯”大陸超深鉆、中國環(huán)境科學(xué)鉆探青海湖工程、科鉆一井和二井工程等多項(xiàng)ICDP項(xiàng)目,在大陸科學(xué)鉆探領(lǐng)域取得令人矚目的成績。

  工欲善其事,必先利其器。此前,我國地球物理的儀器主要依賴進(jìn)口,但國外高精度的儀器對(duì)我國是封鎖的。經(jīng)過四年多的技術(shù)攻關(guān),2013年吉林大學(xué)成功研發(fā)了我國首臺(tái)萬米大陸科學(xué)鉆探專用裝備“地殼一號(hào)”萬米鉆機(jī),填補(bǔ)了我國在深部大陸科學(xué)鉆探裝備領(lǐng)域空白,大大提高了我國超深井科學(xué)鉆探裝備的技術(shù)水平。

  基本還原白堊紀(jì)場(chǎng)景

  在我國東北部,松遼盆地靜臥在大小興安嶺和長白山脈的懷抱中。2006年8月18日,在松遼盆地北部中央坳陷區(qū)開鉆的中國白堊紀(jì)大陸科學(xué)鉆探工程(松科一井)分兩孔進(jìn)行。2007年10月20日,松科一井順利完鉆,總?cè)⌒倪M(jìn)尺為2577米,心長共計(jì)2485米,為白堊紀(jì)地球表層系統(tǒng)重大地質(zhì)事件與溫室氣候變化的后續(xù)研究奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

  松科二井于2014年開鉆,目標(biāo)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(jié)構(gòu),尋求白堊紀(jì)氣候變化地質(zhì)證據(jù),研發(fā)深部探測(cè)技術(shù)。

  “地殼一號(hào)”萬米鉆機(jī)成為完成松科二井項(xiàng)目的不二選擇。“‘地殼一號(hào)’經(jīng)受住了考驗(yàn),鉆機(jī)無故障率達(dá)97.5%,最高日進(jìn)尺286米,充分體現(xiàn)出我國自主研發(fā)鉆機(jī)的能力。”松科二井工程總裝備師、“地殼一號(hào)”萬米鉆機(jī)研發(fā)負(fù)責(zé)人、吉林大學(xué)副校長孫友宏說,“地殼一號(hào)”突破了四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),一些技術(shù)甚至達(dá)到國際領(lǐng)先水平,使得我國鉆探裝備研發(fā)水平成功躋身國際第一梯隊(duì)

  目前松科二井巖心已經(jīng)全部采集完畢,這將會(huì)在研究白堊紀(jì)古氣候演變以及未來人類生存環(huán)境演化方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。“之所以研究白堊紀(jì),因?yàn)檫@一時(shí)期是離我們最近的溫室氣候時(shí)期,也是高二氧化碳、高海平面和高溫的‘三高’時(shí)期。搞清楚白堊紀(jì),對(duì)于研究未來地球演化——可能會(huì)進(jìn)入這種‘三高’時(shí)期具有重要借鑒意義。”松科二井首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士王成善說。

  王成善形容:“松科二井向整個(gè)地球科學(xué)界提供了一個(gè)大舞臺(tái)——首次重建了白堊紀(jì)陸相百萬年至十萬年尺度氣候演化歷史,發(fā)現(xiàn)了各個(gè)時(shí)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(tǒng)在溫室氣候條件下演變機(jī)制找到新證據(jù)。”

  通俗說,通過松科二井這一“時(shí)間隧道”,中國地質(zhì)科學(xué)家基本還原了白堊紀(jì)的場(chǎng)景。

  此外,7018米的松科二井還揭示了松遼盆地形成的原因、過程和結(jié)果,為支撐大慶油田未來50年發(fā)展,保證我國能源安全提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。

  下一步,中國科學(xué)家將繼續(xù)研發(fā)15000米國產(chǎn)超深鉆探裝備系列,做好我國超萬米大陸科學(xué)鉆探工程以及大型含油氣盆地科學(xué)鉆探工程的選址和實(shí)施工作。

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