经过两年艰难的预研究,“地壳探测工程”的技术准备专项“深部探测技术与实验研究”第5项目中的第6个专题“科学超深井钻探技术方案预研究”(SinoProbe-05-06)的研究报告终于完成了。
“地壳探测工程”是我国科学家历时6年构思、精心策划的重大科学计划,是我国“上天、入地、下海”挑战自然的壮举,更是解决影响我国经济、社会发展急迫的资源和灾害问题的重大举措和推动我国从地质大国走向地质强国的必由之路。“地壳探测工程”将极大地深化和扩展我们认识大陆岩石圈结构、活动过程与动力学机制的视野。为把握地壳活动脉博,开辟深层找矿新空间;了解深部物性参数,实现能源与重要矿产资源重大突破;提升地质灾害监测预警能力,提供全新科学背景和基础信息,从而全面提升地球科学研究水平。
“深部探测技术与实验研究”专项(2008—2012)是“地壳探测工程”的培育性研究计划。深部探测专项的核心任务和总体目标是:为“地壳探测工程”做好关键技术准备,围绕“地壳探测工程”的全面实施,解决关键探测技术难点与核心技术集成,形成对固体地球深部层圈立体探测的技术体系;在不同自然景观、复杂矿集区、含油气盆地深层、重大地质灾害区等关键地带开展科学钻探工程,进行试验、示范,形成若干深部探测实验基地;解决急迫的重大地质科学难题热点,部署实验任务;实现深部数据融合与共享,建立深部数据管理系统;积聚、培养优秀人才,形成若干技术体系的研究团队;完善“地壳探测工程”设计方案,推动国家立项。“深部探测技术与实验研究”专项的启动标志着我国入地计划拉开序幕,具有重大、深远的科学意义。
“地壳探测工程”是一项包含众多学科、众多技术领域、高度集成与融合的重大科学工程,很多装备和技术方法都要开展创新性的、深入的研究。其中难度最大、投入最多、耗时最长的子工程是超万米的钻探工程。
然而在本专项中只在第5个项目(SinoProbe-05大陆科学钻探选址与科学钻探实验)中设立了一个专题:“科学超深井钻探技术方案预研究”(SinoProbe-05-06)。尽管在SinoProbe-05项目中有一批为选址而施工的2000~3000m的深孔,但是所采取的技术和装备与深度过万米的超深孔具有完全不同的特征。SinoProbe-05-06的主要任务是通过大量的国内外技术情报研究,提出超深孔钻探将会遇到的施工条件、难题,提出多种可能的解决方案,进而依据需要与可能提出必须开展的关键技术与装备的研发建议。
故而本专题属于软的预研究性质的课题。
从前面各章的预研究结论中可以看出超深井科学钻探的难度主要体现在超高温、超高压、高温高压联合作用、各向异性的高地应力、井斜控制等方面。
本项目在以上几方面做了大量预研究工作,而且围绕着超深科学钻可能遇到的其他问题,也展开的研究,都提出了十分重要的建议。
这些建议集中到一点,就是我国在正式开始实施超深科学钻探工程之前,必须花上3至5年的时间,投入大约10亿元开展12个方面80~90项关键技术的攻关,培养出一支具有国际一流水平的高级科学钻探工程技术队伍,研发出整套的世界独有的科学超深钻探技术体系。有了以上的技术储备,才有可能登攀世界第一深孔的高峰。