Сверхглубокие скважины


Программа бурения сверхглубоких скважин в СССР, а затем России — разработанный впервые в мире проект комплексного изучения литосферы Земли, получивший широкое практическое применение при добыче полезных ископаемых и изучении геологических процессов.

Строительство по всему Советскому Союзу сети параметрических скважин глубиной 2—3 км было предусмотрено программой, утверждённой в конце 1950-х годов[1]. Согласно Соросовскому образовательному журналу, скважины проектной глубиной от 3 до 7 км в классификации называются глубокими, свыше 7 км — сверхглубокими[2]. При этом индекс СГ (сверхглубокие) в СССР был присвоен и нескольким скважинам, которые проектной глубины не достигли (однако все они достигли глубины не менее 5 км); судя по названиям, существовали подобные случаи и в других странах.

В 1960—1962 годах была сформулирована первая в мире комплексная научно-техническая программа «Изучение недр Земли и сверхглубокое бурение»[1]. Она была проработана геологическими организациями и научными институтами и начала осуществляться с мая 1970 года, когда в Мурманской области в 10 км от города Заполярного началась проходка Кольской сверхглубокой скважины проектной глубиной 15 км. В 1991 году её бурение остановили на глубине 12 261 м, однако и по сей день (на 2020 год) она является самой глубокой в мире. Затем в 1977 году началось бурение Саатлинской скважины в Азербайджане проектной глубиной 11 км (реально пробурено 8324 м)[2].

Для координации программы «Изучение недр Земли и сверхглубокого бурения» в 1986 году в Ярославле было создано государственное научно-производственное предприятие (ГНПП) «Недра». Под его руководством велось и продолжалось бурение 10 исследовательских скважин глубиной от 4 до 9 км. Параллельно бурение сверхглубоких скважин шло в США (Берта Роджерс), а в ФРГ несколько позже, в 1990—1994 годах, была пробурена скважина КТБ-Оберпфальц в Баварии глубиной 9101 м[2]. Стоимость бурения сверхглубоких скважин относительно высока: так, на КТБ-Оберпфальц правительство ФРГ потратило 583 млн марок[2], а на американскую Берта Роджерс компания-разработчик (пробурившая её в поисках нефти, а не ради научных целей) — 15 млн долларов[3].

В Российской Федерации изучение и бурение сверхглубоких скважин стали частью Государственной сети опорных геофизических профилей, создаваемой с 1994 года[4].

При бурении обычных скважин глубиной сотни метров находящийся сверху двигатель вращает колонну стальных труб, на нижнем конце этой колонны закрепляется буровая коронка, армированная твёрдыми сплавами или алмазами. При вращении вырезается цилиндрический столбик породы — керн, который периодически вынимают из внутренней (колонковой) трубы, поднимая всю колонну буровых труб на поверхность с помощью лебёдки, установленной на буровой вышке (для этого она должна быть достаточно высокой). При необходимости при подъёме колонны заменяется буровая коронка[2].