Под покровом мантии
Шрифт:
«Королевой недр» называют нефть, потому что для ее добычи приходится бурить самые глубокие скважины. Ни одно полезное ископаемое не добываем мы с такой глубины, как нефть. Ну и вполне естественно, что тем, кто занят поисками и добычей нефти, присвоен неофициальный титул «придворных королевы недр». Именно нефтяники накопили колоссальный опыт проникновения в недра земли — опыт, который неоценим для разработки проекта сверхглубоких скважин.
Не сразу далась та глубина, которая достигнута в наши дни. Я помню, на том же XVII Международном конгрессе в 1937 году как о высшем достижении говорилось о том, что американской фирме «Голф Продекшен» удалось пробурить скважину в три тысячи метров. Мне помнилось, что перед этим, примерно в 1925–1927 годах, рекордной была скважина
Мы не гонимся за рекордами. Все глубокие скважины, пробуренные для добычи и разведки нефти, ориентируются на глубине в две, три, четыре и пять тысяч метров от поверхности. Глубина этих скважин зависит от того района, где добывается нефть. Например, в Башкирии и Татарии бурить скважины глубже полутора-двух тысяч метров почти не приходится, потому что там только до этой глубины развит осадочный покров. Правда, в некоторых участках Предуралья он наблюдается и на больших глубинах. Одна из скважин в окрестностях города Краснокамска была пробурена на глубину 2900 метров от поверхности, до этого предела здесь располагается осадочный покров, но нефти так и не встретилось. Бурить глубже согласно гипотезе И. М. Губкина нет смысла.
А на Кавказе? Не только на материке в окрестностях Баку, но и в Каспии, в окрестностях Апшеронского полуострова бурят скважины до глубины в пять километров, потому что до этой глубины и дальше здесь располагается осадочный покров и всюду в нем есть нефть. Значит, есть прямой расчет бурить и на большую глубину.
Выбор глубины наших скважин не случайный. Перед тем как вести бурение с промышленной целью на поиски, разведку и добычу нефти, проводится огромная подготовительная работа. Она заключается в бурении структурно-опорных скважин. Каждая из них проектируется на основе сложного комплекса предварительных геофизических исследований.
Бурение часто длится годами, на поверхность выносится все, что встречается буровыми трубами. Эта работа очень кропотливая. Навинчивается колонка труб, пробуривается какое-то количество метров. Затем ради керна — того столбика породы, который входит в бурильную трубу, — вся колонна труб поднимается кверху.
Когда такое бурение ведется на небольшую глубину, это терпимо. Но при изучении глубин, исчисляемых тысячами метров, бурить таким способом — свинчивать и навинчивать трубы для того, чтобы достать несколько метров керна, — эта работа адова. Однако она оправдывает себя.
Все, что вынимается из скважины, подвергается детальнейшему исследованию. Геологи всех направлений изучают эту породу для того, чтобы дать потом рекомендацию будущим исследователям — что встретят они на этих глубинах, когда будут бурить новые скважины в некотором отдалении от опорной структурной скважины.
Но и этим не кончается исследование. Когда бурение скважины заканчивается, ее исследуют геофизики, чтобы уточнить все разнообразие физических свойств горных пород: магнитных и электрических, силу тяжести и радиоактивность — для того, чтобы потом, в другом месте, применяя эти же способы, правильно расшифровывать сигналы, идущие из глубин.
В США такие структурные опорные скважины пробуривались на значительных пространствах в шахматном порядке, примерно в 25 километрах друг от друга. В нашей стране государственная сеть структурных скважин имеется в районах Волго-Уральской нефтеносной области и во многих других участках Европейской части СССР. Некоторое количество скважин пробурено в Западной Сибири, в новых промышленных нефтеносных районах, однако значительные пространства нашей страны еще пока не имеют сети опорных структурных скважин.
Много неожиданностей подстерегает бурильщиков. В одной из газетных информаций в 1960 году был описан, пожалуй, обычный, рядовой для бурильщиков случай. Бурилась промышленная скважина в открытом море несколько южнее города Баку. Бурильщик Гасанов и его помощник Бабаев готовились поднять на поверхность очередную порцию керна.
Они должны были вынуть шестиметровый столбик грунта и уложить его в ящик.Но вдруг раздался прерывистый гул. Море вокруг как бы закипело. С ревом вырвался на поверхность огромный столб грязи, высотой примерно с десятиэтажный дом. Авария! Скважина наткнулась в глубине на жерло грязевого вулкана. Надо было срочно заглушить выброс грязи, иначе не устоять и вышке. В скважину стали срочно нагнетать тяжелый глинистый раствор. По расчетам, этот раствор должен был заглушить фонтан грязи, но ликвидировать аварию сразу не удалось. Новые и новые меры принимали бурильщики для того, чтобы заглушить вырывавшийся из недр мощный поток грязи и газа.
Грязевой вулкан был побежден. Но газ, сопровождавший грязь, все-таки нашел выход. Мощные струи газа стали вырываться на поверхность. Все основание скважины дрожало. Но и в этом случае бурильщики знают, как поступить. У них была заранее заготовлена аварийная аппаратура. Выход газа, наконец, был закрыт. И когда вдруг наступила тишина, мастера увидели, что борьба с подземной стихией шла более двух смен…
Повторяю, это был рядовой случай: такие, а пожалуй, и еще более сложные аварии приходится часто преодолевать бурильщикам. «Королева недр» капризна. И ее «придворные» пускаются на разнообразные ухищрения, чтобы в конце концов угодить ей.
Но это все рассказы о современной технике и условиях бурения скважин. Ну, а в будущем, когда нам придется бурить сверхглубокие скважины, и тогда мы будем через каждые несколько метров вынимать все трубы и вновь опускать их?
Нет, здесь предусмотрен иной режим бурения. Еще в 20-х годах нашего столетия талантливый инженер М. А. Капелюшников изобрел так называемый турбобур. Сущность изобретения заключается в том, что колонна труб, которая опускается в скважину, сама не вращается. Она служит для того, чтобы подать вниз режущий инструмент турбины, и вращается лишь головка этой турбины, которая приводится в движение либо водой, либо тем глинистым раствором, который закачивается в скважину. Он служит одновременно и для вращения турбины и для того, чтобы замазать, глинизировать стенки скважины, уберечь их от осыпания.
Турбобур Капелюшникова в настоящее время оброс многочисленными усовершенствованиями и деталями. Появился и родной брат турбобура — электробур, в котором вращение режущей колонки происходит за счет электроэнергии, но принцип работы тот же — здесь также вращается только рабочая часть.
Уже давно, еще до Капелюшникова, был изобретен способ, позволяющий бурить скважину без выноса на поверхность столбиков породы — керна. В забое, в низу скважины, вся порода раздробляется с помощью специальных долотьев и потом водой или глинистым раствором поднимается на поверхность. Это значительно ускоряет бурение. И все-таки пока нет еще полного решения проблемы спуско-подъемных операций для сверхглубокого бурения. Возможно, что турбобур или электробур будут спускать и поднимать не на трубах, а на специальных тросах. Их надо сделать прочными и легкими, потому что на такой большой глубине решающее значение будет иметь их собственный вес. Уже сейчас пробуривают многие сотни метров скважин за месяц наращиванием труб, а не подъемом и спуском их несчетное число раз.
Особо занимает всех бурильщиков вопрос о режущих инструментах. Когда в нашей стране не хватало алмазов, головки буров оснащали резцами из специальных сортов стали. Были разработаны такие сплавы, как победит и ему подобные, которые сравнительно долго не снашивались, но и они не удовлетворяли бурильщиков.
Мечты человечества о «вечном» ударном и режущем инструменте запечатлены во многих преданиях и легендах. Любопытна скандинавская сага о Вольсунгах.
Как повествует легенда, бог Один решил подарить самому могучему герою меч, которой легко резал и дробил все. Один явился к людям и вонзил этот меч в дуб, сказав при этом, что, кто сумеет вытащить меч, тот и будет им владеть. Это вызвался сделать король Гаутланда Сиггейр. Но тщетны были его усилия. Вслед за ним подошел к дубу герой Сигмунд и легко вытащил меч. Сиггейр просил Сигмунда продать ему этот меч, но Сигмунд, смеясь, сказал: «Ты мог добыть его бесплатно. Раз я вытащил, значит мне им и владеть».