Áp lực "đè nát xương" tại hố sâu nhất châu Á Trung Quốc vừa khoan được: Chẳng trách thấy kho báu đắt giá

Trong cuộc thám hiểm kho báu dưới lòng đất ở độ sâu hơn 10.000 mét, Trung Quốc tung ra "công cụ thần kỳ" nào để xuyên thủng các tầng lớp đá cứng?

Ngày 4/3/2024 đánh dấu một bước ngoặt lớn trong hoạt động thám hiểm Trái đất sâu của Trung Quốc khi quốc gia này khoan được hố sâu nhất châu Á: Tên là Shendi Ta'Ke-1, sâu hơn 10.000 mét.

Nằm ở vùng nội địa của sa mạc Taklimakan trong bồn địa Tarim (thuộc Khu tự trị Tân Cương, phía tây bắc Trung Quốc), giếng Shendi Ta'Ke-1 dự kiến sẽ đạt độ sâu thiết kế 11.100 mét sau khi hoàn thành trong thời gian tới. 

Đây là lỗ khoan thăm dò khoa học đầu tiên của Trung Quốc được thiết kế có độ sâu vượt quá 10.000 mét.

Kể từ khi bắt đầu khoan vào ngày 30/5/2023, lỗ khoan đã xuyên qua 13 tầng lục địa, với hơn 1.000 ống khoan được đưa vào Trái đất và hơn 20 mũi khoan được tiêu thụ trong quá trình này.

Wang Chunsheng, chuyên gia trưởng mỏ dầu Tarim thuộc Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Trung Quốc, đơn vị chịu trách nhiệm khoan, cho biết: “Đây là lần đầu tiên Trung Quốc khoan một lỗ khoan thẳng đứng sâu hơn 10.000 mét”.

"Công cụ thần kỳ" trong hành trình khoan hố sâu nhất châu Á

Nằm giữa dãy núi Thiên Sơn và Côn Lôn, bồn địa Tarim là một trong những khu vực khó khám phá nhất do môi trường mặt đất khắc nghiệt và điều kiện lòng đất phức tạp.

Để vượt qua những thách thức kỹ thuật khổng lồ này, Trung Quốc đã tung công nghệ độc quyền do chính mình phát triển, đó là giàn khoan tự động sâu 12.000 mét với trọng tải nâng 900 tấn.

Truyền thông Trung Quốc thông tin, để Shendi Ta'Ke-1 đạt được độ sâu thiết kế 11.100 mét - độ sâu mà hoạt động thăm dò trên bờ của Trung Quốc chưa từng đạt tới trước đây - Trung Quốc còn phải khoan thêm 1000 mét xuống lòng đất nữa.

Theo ông Wang Chunsheng, đó là lúc thử thách khắc nghiệt nhất xuất hiện. Vì, khi đạt tới độ sâu 10.000 mét, việc khoan sẽ phải đối mặt với những khó khăn khủng khiếp nhất. 

Đơn cử: Mũi khoan sẽ phải chịu được mức nhiệt trên 200 độ C. Áp suất lúc này sẽ vượt quá 130 MPa (Megapascal), tương đương với việc lấy một vật nặng 1.325 kg đè lên đầu ngón tay cái chúng ta, Với sức nặng như vậy, ngón tay sẽ không còn nguyên vẹn.

"Khó khăn sẽ nhân lên với mỗi mét được khoan sâu hơn" - Wang Chunsheng mô tả.

Đó là lý do Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Trung Quốc đã dùng mũi khoan kim cương do Tập đoàn Thiết bị mỏ dầu Sinopec (ở Vũ Hán, tỉnh Hồ Bắc) sản xuất.

Chinadaily nhận định, trong cuộc thám hiểm kho báu dưới lòng đất ở độ sâu 10.000 mét, mũi khoan kim cương là "công cụ thần kỳ" để xuyên thủng các tầng lớp đá cứng trăm triệu năm.

Trong quá trình khoan, thiết bị bao gồm mũi khoan, cần khoan và vỏ bọc có tổng trọng lượng hơn 2.000 tấn sẽ xuyên qua nhiều lớp địa chất, bao gồm cả hệ thống kỷ Phấn trắng. Riêng ống khoan có độ dày thành cực cao và độ bền lớn, cùng dung dịch khoan có thể chịu được nhiệt độ cao lên tới 220 độ C

Ở độ sâu hoàn thành (11.100 mét), ở địa tầng 500 triệu năm sẽ mang đến cho Trung Quốc kho báu khổng lồ: Dầu khí có chất lượng rất cao cấp - tức dầu nhẹ. Đây là loại dầu có thể sử dụng trực tiếp mà không phải trải qua quá trình lọc hay chế biến.

Theo ASPO ENERGY, dầu thô nhẹ là dầu mỏ lỏng có mật độ thấp và chảy tự do ở nhiệt độ phòng. Nó có độ nhớt thấp, trọng lượng riêng thấp và trọng lượng API cao do có tỷ lệ cao các phân đoạn hydrocarbon nhẹ. Loại này thường có hàm lượng sáp thấp. Dầu thô nhẹ nhận được giá cao hơn dầu thô nặng trên thị trường hàng hóa.

Jia Chengzao, một học giả tại Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, cho biết Shendi Ta'Ke-1 đã trở thành giếng thẳng đứng sâu thứ hai trên toàn thế giới (sau hố khoan siêu sâu Kola 12.262 mét của Liên Xô) và sâu nhất ở châu Á, đồng thời có ý nghĩa quan trọng trong nghiên cứu khoa học sâu về Trái đất và thăm do dầu khí siêu sâu của Trung Quốc.

Theo các nhà khoa học, việc khoan sâu hơn 12.262 mét vào Trái đất bị giới hạn bởi một số yếu tố. Thách thức chính là sự gia tăng nhiệt độ và áp suất theo độ sâu, khiến việc tiếp tục khoan trở nên khó khăn và tốn kém hơn. Ở độ sâu dưới 12,2 km, nhiệt độ và áp suất trở nên khắc nghiệt đến mức các phương pháp và vật liệu khoan truyền thống không thể chịu được. 

Ngoài ra, lớp phủ Trái đất trở nên dẻo hơn ở độ sâu này, khiến việc duy trì lỗ khoan ổn định trở nên khó khăn hơn. Trong tương lại, các nỗ lực khoa học và kỹ thuật đang diễn ra để phát triển các công nghệ mới có khả năng cho phép khám phá lòng đất sâu hơn nữa.

Tham khảo: Scio.gov.cn, Tân Hoa Xã, Chinadaily