Giếng khoan siêu sâu và chiến lược năng lượng của Trung Quốc

3 giờ trướcBài gốc

Giếng khoan mang tên Shendi Take 1, nằm trong bồn địa Tarim thuộc Tân Cương, đưa công nghệ khoan của Trung Quốc tiến vào một giới hạn hoàn toàn mới. (Ảnh: AFP)

Giếng khoan mang tên Shendi Take 1, nằm trong bồn địa Tarim thuộc Tân Cương, đưa công nghệ khoan của Trung Quốc tiến vào một giới hạn hoàn toàn mới.

Dự án này cũng biến một vùng cát mênh mông thành “phòng thí nghiệm” để nghiên cứu động đất, dầu khí và cấu trúc bên trong của Trái đất.

Khoan giếng Shendi Take 1

Công trình do ông Sun Jinsheng, kỹ sư khoan và viện sĩ Viện Hàn lâm Kỹ thuật Trung Quốc (CAE), dẫn dắt.

Nghiên cứu của ông tập trung vào công nghệ khoan sâu và siêu sâu, phục vụ cả khai thác năng lượng lẫn khoa học Trái đất.

Thông qua việc khoan một giếng hẹp nhưng rất sâu này, các nhà khoa học hy vọng tiếp cận được những lớp đá có tuổi đời hàng trăm triệu năm. Đó là kỷ Phấn Trắng, giai đoạn khi khủng long vẫn thống trị Trái đất, để lại các trầm tích ghi dấu đại dương cổ, khí hậu xưa và vật chất hữu cơ bị chôn vùi.

Shendi Take 1 được thiết kế với độ sâu khoảng 36.400 feet, đủ để xuyên qua hơn 10 lớp đá lục địa, trong đó có hệ Phấn Trắng.

Thiết bị sử dụng cho giếng khoan hẹp này lại có quy mô khổng lồ: Mũi khoan và các ống thép treo trong giếng nặng hơn 2.000 tấn.

“Độ khó của dự án khoan này có thể ví như việc cho một chiếc xe tải hạng nặng chạy trên hai sợi cáp thép mỏng”, ông Sun Jinsheng nói.

Vì sao phải khoan sâu như vậy?

Ở những độ sâu này, mục tiêu không phải là cảnh quan mà là thông tin về vỏ lục địa - lớp vỏ đá nằm dưới các châu lục.

Lớp này lưu trữ nhiệt, chất lỏng và ứng suất, những yếu tố chi phối động đất, quá trình hình thành núi và sự dịch chuyển của các mảng lục địa theo thời gian địa chất. Các giếng khoan sâu cũng giúp theo dõi cách dầu khí tồn tại và vận động dưới áp suất cực lớn.

Một nghiên cứu về giếng khoan siêu sâu mang tên TK 1 từng phát hiện lõi đá và chất lưu làm đảo lộn các quan niệm trước đây về độ sâu mà hydrocarbon có thể tồn tại.

Với nhóm nghiên cứu Trung Quốc, Shendi Take 1 là một phòng thí nghiệm sống cho thuyết kiến tạo mảng - học thuyết cho rằng các mảng của Trái đất luôn chuyển động và làm thay đổi hành tinh.

Khi mũi khoan tiếp tục tiến xuống, mỗi lớp đá được cắt qua sẽ giúp hoàn thiện hơn các bản đồ về đứt gãy, nếp uốn và “rễ” núi bị chôn vùi, vốn trước đây chỉ được gợi ý qua khảo sát địa chấn.

“Khoan một giếng sâu hơn 10.000 mét là một nỗ lực táo bạo nhằm khám phá những vùng chưa biết của Trái đất”, ông Wang Chunsheng nói.

“Qua đó mở rộng ranh giới hiểu biết của con người”, ông Chunsheng, chuyên gia kỹ thuật tham gia dự án, cho biết thêm.

Những giếng khoan siêu sâu khác

Trung Quốc không bắt đầu từ con số không. Giếng khoan siêu sâu Kola tại Nga hiện vẫn giữ kỷ lục là giếng sâu nhất thế giới, với độ sâu khoảng 40.230 feet.

Phân tích chi tiết các mẫu lõi đá từ giếng Kola cho thấy lớp bazan được dự đoán trước đó đã không xuất hiện, dù ở độ sâu hàng dặm dưới bề mặt Trái đất.

Khối đá biến chất xuất hiện ngoài dự đoán cho thấy các ranh giới trong dữ liệu địa chấn thực chất phản ánh sự thay đổi tính chất của đá, chứ không đơn thuần là ranh giới chuyển tiếp từ granite sang bazan.

Các dự án khoan hiện đại như Shendi Take 1 sử dụng dung dịch khoan để làm mát mũi khoan, đưa mảnh vụn lên bề mặt và giữ ổn định thành giếng. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây cho thấy các dung dịch này bị phân hủy ở nhiệt độ cao; vì vậy, các phương pháp làm mát mới đang được phát triển nhằm duy trì hiệu quả của chúng trong điều kiện khắc nghiệt.

Còn rất xa lớp manti

Ngay cả giếng khoan sâu khoảng 7 dặm cũng chỉ xâm nhập vào một phần rất nhỏ bên trong Trái đất. Theo USGS, lớp vỏ dưới các lục địa dày trung bình khoảng 19 dặm và có thể đạt tới 62 dặm dưới các dãy núi lớn.

Bên dưới lớp vỏ là lớp manti - tầng đá nóng, đặc, kéo dài xuống khoảng 1.800 dặm và chuyển động chậm trong hàng triệu năm. Nhiệt từ manti tạo ra các vành đai núi lửa, nuôi dưỡng sống núi giữa đại dương và thúc đẩy đối lưu làm dịch chuyển các mảng kiến tạo. Vì Shendi Take 1 dừng lại trong lớp vỏ, giếng khoan này sẽ không chạm tới manti.

Dù vậy, dự án sẽ cung cấp dữ liệu đo đạc trực tiếp để đối chiếu với các phản xạ địa chấn và dữ liệu trọng lực - những nguồn hiện nay mới chỉ phác họa cấu trúc sâu của Trái đất.

Địa điểm tại sa mạc Taklimakan đặc biệt giá trị vì bồn địa Tarim có các tập trầm tích dày nhất và những mỏ dầu khí sâu nhất châu Á. Việc liên kết các lớp từ bề mặt xuống các cấu trúc siêu sâu trong cùng một cột địa chất giúp kiểm nghiệm các mô hình tiến hóa bồn trầm tích qua hàng triệu năm.

Những bài học từ Shendi Take 1

Theo ông Sun Jinsheng, đi sâu hơn vào lòng Trái đất là lựa chọn chiến lược nhằm bảo đảm an ninh năng lượng cho Trung Quốc. Ảnh hưởng của dự án không chỉ giới hạn ở khu vực sa mạc.

Dữ liệu cấu trúc sâu có thể cải thiện đánh giá rủi ro động đất, giúp hiểu rõ hơn các đứt gãy đang “khóa chặt” hay trượt chậm ở độ sâu lớn. Bản đồ chi tiết về nhiệt độ và ứng suất cũng có thể định hướng cho các dự án địa nhiệt, lưu trữ carbon và những nỗ lực khai thác an toàn không gian dưới bề mặt sâu.

Shendi Take 1 phản ánh chặng đường nghiên cứu dài của ông Sun và cộng sự trong phát triển dung dịch khoan và công nghệ giữ ổn định giếng dưới nhiệt độ, áp suất cao. Cùng với các giếng khoan trước tại Tarim, dự án đánh dấu bước chuyển sang thăm dò trực tiếp phần bên trong Trái đất trên đất liền, thay vì chủ yếu dưới đáy đại dương.

Nếu đạt độ sâu theo kế hoạch, các mẫu vật thu được có thể làm thay đổi cách sách giáo khoa mô tả hoạt động của lục địa, từ bề mặt đến các tầng đá sâu bên dưới.

Nh.Thạch

AFP

Nguồn PetroTimes : https://nangluongquocte.petrotimes.vn/gieng-khoan-sieu-sau-va-chien-luoc-nang-luong-cua-trung-quoc-736004.html