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中国石化宣布“深地工程”再获突破,公司部署在四川盆地的风险探井——元深1井顺利完钻,完钻井深8866米,创下新的钻井深度纪录。
8866米!这是一个什么概念?目前世界上最高的山峰——珠穆朗玛峰高度也就在8800米左右。掘地8800米,这个深度已超越了世界最高峰的高度。
最古以来,人类对于地球深度的探索从来就没有停止过,对于地底深处究竟有些什么稀奇古怪的东西,人们一直充满了各种幻想。在科幻小说中,地底生物(地底人)与现实地面人类出现的文明冲突,是科幻作家最喜欢制造的话题。
那么在地底深处,除了挖出来的石油和天然气,到底还有些什么神秘的物质和现象?
人类目前挖得“最深”的井,是前苏联1970年时在科拉半岛,为了纪念列宁诞辰100周年开钻的科拉超深钻孔。
开挖科拉超深钻孔,其科研目的,是为了研究我们星球上最古老的岩石供地质研究使用,但是考虑到当时美苏冷战的时代背景,这口钻井也背负着“为国争光”的光荣使命。当时,美苏两国的科学家同时启动了向地球最深处钻孔,希望能率先挖穿地壳,到达地壳和地幔之间的分界面(地质学上的莫霍洛维奇不连续面),来验证自己国家的制度才是人类文明之光。
当时这个计划有多被重视呢?整个科拉钻井工程是在前苏联地质部的直接领导下进行的,只有极少数的科学家得以到现场参加,而且所有参与钻探工作的人员均分得了一套莫斯科的公寓房,工作期间的月工资水平达到大学教授一年的年薪。这一个项目说是苏联的“国家面子工程”一点也不为过。
正式开挖九年后,1979年6月,科拉超深井打破了之前由美国奥克拉荷马州Bertha Rogers超深井保持的9583米的钻井世界纪录,正式成为当时世界上最深的超深井。1983年,该井深度突破12000米,超越了世界上最深的马里亚纳海沟。
1989年,科拉钻孔达到了它的最大深度——12262米。当时科研人员乐观地预计,该钻孔深度将于1990年达到13500米,到1993年达到15000米。
不过麻烦很快接踵而至,科学家们发现,越靠近地球内部向下钻探100米,温度则会升高3℃,在一万米的深度上,地壳的温度已经接近200℃,对钻探设备的损坏非常严重。
除了高温,地层压力梯度是征服地心的又一巨大障碍,超深井的井壁承受着来自周围数千米厚的地壳的水平压力,这口井就好比地球深处的一根脆弱蛋卷,光维持井壁不崩溃就已经是一个巨大难题,向下掘进慢慢的变困难。加之苏联解体后科研经费紧张,科拉钻探项目在1992年正式停止。
不过后来科拉深井之所以出名,还是因为一则都市传说:传言称科拉超深钻孔在地下1.2万米的地方,科学家们惊讶地发现地心内部竟有一个空腔,他们使用超精度录音机探测,却听到了类似人类的惨叫声,他们都以为自己挖开了“地狱之门”。
事实上,有关地狱之门的传说当然是子虚乌有的,这些记录本身毫无根据,它们的最初来源都是一些欧美不入流小报上的读者来信,只不过在后来的转载过程中传得越发玄乎其玄了。
1992年停钻后,科拉超深井的相关科研工作仍持续了数年,直到2006年资金耗尽。2008年,科拉超深钻孔被封严,项目正式废弃,人类地心探索史上的一段传奇也就此落幕。
那么科学家们在地底1万米究竟发现了什么宝贝?听起来可能让你有些失望,并没什么地底人类,在钻井深处,科学家发现了水的踪迹;在9千米至12千米的地层里,岩心里的黄金含量达到了4克/吨的品位,已经满足了商业开采要求,但可惜因为技术能力的限制,目前人类尚无法开采。除此之外,地底10公里并没什么特别之处。
冷战结束之后,美国人也开始对于地心挖掘这种既费钱又没有实际“干货”成果的科研项目厌倦了,美国国会终止了莫霍面相关科研项目的拨款。各国在科学技术研发方面越来越注重效益与实际收获,而非追求政治上的象征意义,此后三十年间,人类对地心深度的钻探项目,基本都是以石油天然气商业开采挖掘为主。
2008年,卡塔尔的阿肖辛油井深度达到了12289米;2011年,俄罗斯在库页岛的OP-11油井达到了12345米;2012年,埃克森美孚石油公司的Z-44 Chayvo油井达到了12376米。这些石油勘探项目的掘进深度均已超越了科拉深井项目,不过这些井都不是竖直向下钻探的,因为大型石油公司不是为了挖石头获取岩芯,而是为了挖石油,之所以挖那么长的延伸井,是为了用延伸井把许多油气藏串联起来。以实际的垂向深度计算,科拉钻孔依然是迄今为止到达地球最深处的人造建筑结构。
不过既然是商业钻探项目,那就与政府拨款的纯科研项目不同,石油公司愿不愿意挖井,完全取决于项目的商业前景,或者说得更具体一点,与油价水平的高低是息息相关的。高油价是刺激石油企业提升资本开支的最重要的因素,而资本开支通过钻井转换成为产量。
最近20年,在2013年之前的高油价时期,石油企业总体利润水准较高,相关资本开支处于高位。不过从2014年起,直到2020年的“负油价”时期,由于OPEC与美国页岩气企业的油价“价格战”,国际油价持续下行,相关的石油钻探活动强度持续走低。
2020年全球油气上游资本开支仅为3280亿美元,较2019年下降32%,处于近10年来最低水平。国际能源署多个方面数据显示,尽管2021年油气价格反弹,但资本开支依旧偏紧,全年油气勘探资本开支3510亿美元,仍低于2019年水平 27.3%。
不过分类型来看,不一样石油公司的资本开支情况存在一定的差异,其中以五大国际石油巨头(BP、Chevron、ExxonMobile、Shell和TotalEnergies)为代表的大型跨国石油公司资本开支减少;而以沙特阿美、俄罗斯的Gazprom以及我国“三桶油”为代表的国家油气公司资本开支恢复速度较快。
以文章开头提到的中国石化元深1井为例,该井最深到达目前四川盆地埋深最深的油气层——灯影组台缘丘滩气层。而据中石化官微介绍,其在四川盆地矿权区内拥有深层天然气资源量15万亿立方米,是中国天然气未来增储上产的重要领域。为了能够更好的保证我国的油气供应稳定可靠,未来我国石油勘探巨头“三桶油”在未来数年仍然会维持较为稳定的勘探开支,我国石油钻井的最深纪录在不久的将来依旧有望被刷新。
对于进军地心,科学界对它的讨论已有数百年之久。早在17世纪,英国科学家罗伯特•胡克就设想过挖掘一条穿过地核的隧道作为新的旅行方式,并致函牛顿进行讨论。在19世纪的科学家看来,以当时的技术条件,钻一个直通地心的洞可比发射飞出太阳系的飞行器简单多了。
不过时至今日,人类发射的宇宙飞船早已发出太阳系,而人类对地心的探索,还仅仅止步于地壳下方10公里多一点的区域。如果把整个地球比作一个橘子,那么之前我们提到的科拉超深钻孔就连橘子皮都没有挖破,实在是有些太微不足道了。根据地质学家的估计,地心温度在6000℃以上,而太阳表面温度不也就5000多℃而已,更不要说地心深处的极端压强了。从这个方面分析,征服地心,确实比探索太阳还要困难不少。返回搜狐,查看更加多