Кольская сверхглубокая - исторический очерк
Кольская сверхглубокая – или просто СГ – и по сей день остается одним из величайших достижений не только советского, но и мирового масштаба. Изначально бурение СГ планировалось в научных целях, а не для добычи нефти или газа. Бурение Кольской сверхглубокой было 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.
Для бурения СГ была создана специальная геологоразведочная экспедиция (Кольская ГРЭ). Место бурения выбиралось исходя из научных целей проекта — Балтийский щит в районе Кольского полуострова. Здесь на поверхность выходят древнейшие изверженные породы возрастом около 3 млрд. лет. Учитывая тот факт, что по общепризнанным оценкам нашей планете «всего» около 4,5 млрд. лет, пристальный интерес ученых становится понятен. 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. 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. Кроме того, на выбранном участке находились и крупные медно-никелевые месторождения, разведка которых была бы полезным дополнением к научной миссии скважины.
Вокруг проекта сразу же поднялся небывалый ажиотаж. Устроиться работать на Кольскую сверхглубокую, было сложнее, чем попасть в ряды космонавтов. Из ста претендентов отбор проходил лишь один счастливчик (в редких случаях – два). «Кадровый аншлаг» очень легко объясним, ведь принятые на работу счастливцы получали отдельную квартиру и зарплату, равную двойному-тройному окладу московской профессуры. Чтобы понимать масштаб проекта, стоит отметить, что на скважине одновременно работало 16 исследовательских лабораторий, каждая – размером со средний завод, 10 научно-исследовательских институтов.
Неудивительно, что при столь серьезном отборе кандидатов в Кольской геологоразведочной экспедиции, созданной для бурения, собрался хороший, высококвалифицированный коллектив работников. Начальником ГРЭ, собравшим всю команду, практически бессменно был Д. Губерман. Технологические вопросы бурения курировал главный инженер И. Васильченко. Начальником буровой был А. Батищев, которого, по рассказам участников проекта, все звали просто Лехой. Геологические вопросы курировал В. Ланей, а геофизику — Ю. Кузнецов. Огромную работу по обработке керна и созданию кернохранилища провел геолог Ю. Смирнов.
Бурение началось в 1970 году. Первая часть скважины была пробурена серийной установкой «Уралмаш-4Э». Модификация установки позволила достичь глубины 7 километров 263 метра. На это ушло четыре года. Затем установку сменили на «Уралмаш-15000», названную так в честь запланированной глубины скважины — 15 километров. Новая буровая была разработана специально для Кольской сверхглубокой: бурение на таких больших глубинах требовало принципиальной доработки техники и материалов (например, вес бурильной колонны при 15-километровой глубине достигал 200 тонн, разработанная установка могла поднимать груз вплоть до 400 тонн). Изменения коснулись и бурильных труб – были разработаны для использования трубы из специальных легких термостойких сплавов алюминия. Всего же по некоторым данным за период строительства скважины было разработано и внедрено более 530 улучшений, от незначительных изменений до принципиально новых методов ведения работ.
Однако даже специально разработанные материалы не могли обеспечить безаварийную проходку в сложнейших горно-геологических условиях. После первого семикилометрового отрезка на дальнейшее бурение до отметки 12 000 метров ушло почти десять лет. На бурение первого ствола и многократные перебуривания ушло более 50 километров труб. После отметки в 7 000 м горные породы стали более рыхлыми и трещиноватыми, что приводило к повышенному кавернообразованию и наработке желобов. В данных условиях ствол скважины начинал активно отклоняться от вертикали (зенитный угол доходил до 22 градуса), что было недопустимо, учитывая цели скважины. Кроме того, происходили многократные обрывы колонны бурильных труб.
27 сентября 1984 года называют "черной датой" в истории СГ. На первом же рейсе случилась крупнейшая авария. В этот день были возобновлены работы по бурению скважины, которые приостанавливались на время проведения крупнейшей всесоюзной геологической конференции. Поначалу бурение проходило в штатном режиме – все параметры были в норме. При достижении глубины 12 066 м бригада планировалось приступить к подъему колонны. Однако колонна не пошла – оказалась прихваченной породами, «потекшими» в связи с оставлением скважины с необсаженным стволом. Попытки освободить колонну нагрузкой сверх собственного веса не привели ни к чему… кроме обрыва труб. В скважине осталось 5 км бурильной колонны. И столько же лет тяжелейшего труда.
Семь месяцев бригада тщетно пыталась извлечь оставленный инструмент. Потом все попытки прекратили, установили цементный мост и забурили обводной ствол с глубины 7 км. Всего в скважине было пробурено 12 таких обводных стволов. Четыре из них - протяженностью от 2200 до 5000 м. Основная цена подобных аварий - годы потерянного труда.
После «черной даты» 1984 года вновь подобраться к глубине 12 км удалось только через 6 лет. В 1990 году был достигнут новый максимум - 12 262 км. После еще нескольких аварий убедились, что глубже не пробиться. Все возможности современной техники были исчерпаны. Бурение было прекращено в 1992 году (по некоторым источникам – в 1994 году).
Известный геолог, академик Владимир Белоусов на вопрос из зала: «Что же самое главное показала Кольская скважина?» ответил: «Господа! Главное, она показала то, что мы ничего не знаем о континентальной коре».
Рассказывает руководитель проекта Аззаков. "Как коммунист, я не верю в Небеса или Библию, но как учёный, я теперь верю в ад. Не нужно говорить, что мы были действительно потрясены, сделав такое открытие. Мы спустили в скважину микрофон для записи звука движения литосферных плит. Но вместо движения плит, мы услышали кричащий человеческий голос, в котором звучала боль. Вначале мы подумали, что звук издавался нашим собственным буровым оборудованием. Но затем, когда еще раз отрегулировали оборудование, наши наихудшие подозрения подтвердились. Крики, вопли не были криками и воплями одного человека, они были криками, воплями и стонами миллионов людей".
Список использованных источников:
Козловский Е.А. Достижения и перспективы глубинных исследований Земли / Ю.В. Зайченко, В.А. Ерхов, Б.В. Ермаков, В.Н. Семов, Советская геология. – 1982, № 1.
Кольская сверхглубокая. Исследование глубинного строения континентальной коры с помощью бурения Кольской сверхглубокой скважины. М.: Недра, 1984, 490 с.
Козловский Е.А.. Кольская сверхглубокая. Наука и жизнь, 1985, № 11.
Осадчий А., Легендарная Кольская Сверхглубокая. Наука и жизнь, 2002, №5.