亚洲最深钻探井都钻出了啥

工作人员在钻井平台上作业。

在“松科二井”拍摄的万米钻机整机系统。

日前，自然资源部中国地质调查局公布了“向地球深部进军”——松辽盆地大陆深部科学钻探工程(松科二井)的重大成果。“松科二井”于2014年4月13日开钻，历时4年多时间，完钻井深7018米，成为亚洲国家实施的最深大陆科学钻井，也是全球首个钻穿白垩纪陆相地层的科学钻探井。

了解地球内部信息的“望远镜”

曾几何时，“上九天揽月，下五洋捉鳖”一直是人类探索自然的梦想。

如今，人类的航天探测器已在太空留下足迹，深潜器也一次次突破深海极限深度。然而，比起“上天下海”，人类的“入地”之旅却困难重重。地球深处到底什么样？一直吸引着科学家们孜孜不倦地探索。

若想对地球内部结构和物质成分进行探测，最直接、最有效和最可靠的方法是向地球纵深打一口科学钻探井，将人类的“视距”向地球内部延伸数千米甚至上万米，进而一探究竟。

通过科学钻探，在地球系统科学研究方面，可以研究地球深部构造及演化、地球深部流体及其作用，校验地球物理探测结果；在资源能源开发利用方面，可以研究成矿理论、油气成因，调查和开发深部热能；在环境和可持续发展方面，可以探究地震成因、火山喷发机理，追寻生命演化历史，探索地质灾害预警。因此，科学钻探被形象地誉为了解地球内部信息的“望远镜”。

5月26日在黑龙江省安达市刚刚完井的“松科二井”就是这样一个深部“望远镜”，“松科二井”是亚洲国家实施的最深大陆科学钻井，也是国际大陆科学钻探计划成立22年来实施的最深钻井。

地下清洁能源、古环境资料方面收获多

“松科二井”工程攻克了超高温钻探和大口径取心等重大技术难题，推动了核心技术的自主创新，实现了大陆科学钻探技术上的多项突破，工程获取的海量深部实验数据，将成为打开地球深部奥秘的“金钥匙”。

具体来说，这项工程的成果有三个方面。

第一，发现了松辽盆地深部两种清洁能源具有良好的勘探开发前景。在松辽盆地深部凹陷带沙河子组和火石岭组(3350米以深)地层中发现页岩气气测异常43层，累计厚度102米，甲烷占全烃组分平均含量的86%，异常幅度与背景值的平均比值为14.77，证实了松辽盆地深部存在有利的页岩气层系。

新发现了盆地型干热岩地层。在井深4400米至7018米发现温度150℃至240℃高温干热岩体和2层含高放射性元素异常地层，热流值为84毫瓦/平方米，展示了松辽盆地具有良好的地热能开发应用潜力。

第二，获得了白垩纪陆地古气候演变规律的三项重要证据。实现了对白垩纪最完整、最连续陆相地层厘米级高分辨率的精细刻画，建立了白垩纪地层演化的重要地质历史档案；重建了白垩纪陆相百万年至十万年尺度气候演化历史，发现了各个时间尺度陆相气候变化的主要控制因素，为研究地球气候系统在温室气候条件下演变机制找到了新证据；发现了白垩纪气候波动重大事件，捕捉到大规模火山爆发排放二氧化碳引发陆相气候剧烈波动的重要信息，证实了气候快速变化是导致恐龙灭绝的诱发因素。

第三，取得了基础地质研究三项重大进展。创建了完整的松辽盆地陆相地层标准剖面，初步建立了地层对比的“金柱子”；发现了古大洋板块俯冲、聚合的深部证据，建立了松辽盆地演化新模式；首次发现了松辽盆地多次、短期海侵事件的新证据，丰富了白垩纪陆相生油理论，对松辽盆地深部油气勘探有重要的指导意义。

技术创新成功克服“三高”等诸多难题

科学钻探过程中会遭遇很多世界级难题，其中就包括地球的“三高”(高温、高压、高地应力)问题。在“三高”条件下，钻具的配件和电子元件能否正常工作？井壁岩石容易破碎，造成井壁垮塌、卡钻等井下事故怎么办？从地表打至数千米深处，井斜度不能超过18度，怎样有效地探知井斜的发生？这些成为制约科学钻探的世界级难题。

所以，表面上看是打一口井，实际上却是在考验一个国家的科学技术水平。

“松科二井”工程创新了超深井大口径取心技术体系，在世界上首次研发并成功应用311毫米大口径一次取心成井技术，中空井底动力绳索取心、机械辅助无损出心技术，研发出系列大口径长钻程取心钻具和系列国产涡轮钻具。创造了钻探取心技术多项世界纪录。“松科二井”工程还研发成功超高温的水基钻井液体系、固井、随钻测温等系列技术和全金属涡轮钻具，创造了国内最高温度(241℃)条件下钻进新纪录。“松科二井”工程的技术创新，成功克服了“三高”、井壁坍塌、卡钻等事故问题，有效监测井斜，确保深部顺利钻探和高效取心。

近半个多世纪以来，科学钻探一次又一次带给人们惊叹，一次又一次推动地球科学取得重大突破，为人类了解地球内部、研究地球变化和勘探各种资源开辟了新的途径。

中国在大陆科学钻探项目中所获得的高水平研究成果得到国际相关领域的普遍关注和高度评价。随着中国科技实力的增强，科学家们将继续“深钻”，按照国家目标做更多探索。

来源：北京日报

＞＞＞延伸阅读

去地下寻找恐龙灭绝原因获取完整白垩纪地层记录

白垩纪末期恐龙灭绝的原因众说纷纭，目前影响力较大的是“小行星撞击假说”。也有科学家指出，白垩纪末期德干高原开始大规模的火山喷发，这次喷发造成了全球性升温以及大范围的酸雨。近年来，越来越多的研究开始关注这些地质事件之间的联系，并提出了小行星撞击很可能加剧了德干高原火山喷发，进而提出是多事件叠加共同导致灭绝的观点。

通常，相对海洋环境而言，地质记录的不连续性和不完整性是制约精细研究陆地气候变化的“瓶颈”。为了突破这一“瓶颈”，中国地质大学(北京)王成善院士团队通过深入研究松辽盆地大陆科学钻探项目“松科二井”岩心，获取了连续完整的地质记录，并首次重建了相对连续的白垩纪-古近纪界线附近的陆相气候记录。

从这次重建的白垩纪-古近纪界线附近的陆相气候记录可以看出来，在小行星撞击地球之前约三十万年，地球上的温度和大气中的二氧化碳浓度都明显升高，而这与德干高原火山喷发的时间高度一致。

而根据陆相记录的研究还发现，在德干火山喷发之后，小行星撞击之前，松辽盆地约2/3的物种已经发生了绝灭。这说明德干火山喷发与小行星撞击的连续两次打击是造成恐龙等物种绝灭的原因。首先，德干火山喷发导致剧烈的升温和二氧化碳浓度上升，破坏了生态系统的稳定性，造成了部分物种的绝灭；之后，短时间内小行星的撞击使原本不稳定的生态系统发生崩溃，成了压垮骆驼的最后一根稻草。

新闻推荐

科研玉米被盗，背后有双重情感疏离的影子

近日，湖南农业大学学生发帖称，学校在浏阳实习基地种的玉米、棉花等科研成果被当地村民偷盗。梳理整个事件的来龙去...