Giếng khoan sâu nhất châu Á 

Tháng 2/2025, Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Trung Quốc (CNPC) thông báo đã hoàn thành giếng Shenditake 1 nằm ở sa mạc Taklamakan thuộc bồn địa Tarim, khu tự trị Tân Cương (Trung Quốc).

Dự án nhằm thăm dò trữ lượng dầu khí ở các tầng địa chất sâu dưới bồn địa Tarim, đồng thời thu thập dữ liệu khoa học về cấu trúc lòng đất và thử nghiệm công nghệ khoan trong điều kiện nhiệt độ, áp suất cực đoan tại sa mạc Taklamakan.

Theo dữ liệu chính thức được công bố, giếng đạt độ sâu 10.910m - trở thành giếng khoan thẳng đứng sâu nhất châu Á và đứng thứ 2 thế giới. 

Trong hơn 580 ngày vận hành liên tục, các kỹ sư phải đối mặt với nhiệt độ cực cao, áp suất khổng lồ và hàng loạt thách thức cơ học tăng theo từng km độ sâu.

Kết quả đạt được vượt ra ngoài phạm vi kỹ thuật: giếng khoan đã xuyên qua 12 tầng địa chất riêng biệt và tiếp cận các lớp đá có niên đại hơn 500 triệu năm, mở ra cơ hội nghiên cứu sâu hơn về cấu trúc bên trong Trái Đất tại một trong những môi trường khắc nghiệt nhất hành tinh.

Địa điểm khắc nghiệt nhưng giàu tiềm năng năng lượng

Sa mạc Taklamakan được xem là một trong những môi trường khắc nghiệt nhất thế giới, với nhiệt độ bề mặt có thể vượt 50°C, bão cát thường xuyên và gần như không có hạ tầng tự nhiên.

Dù vậy, bồn địa Tarim lại được đánh giá là một trong những khu vực giàu tiềm năng năng lượng nhất Trung Quốc, với trữ lượng dầu khí có thể nằm ở độ sâu vượt xa mức trung bình toàn cầu.

Nhiều đánh giá cho thấy khu vực này có thể chứa tới hàng chục tỷ tấn dầu khí, trong đó phần lớn nằm ở độ sâu mà công nghệ khai thác truyền thống khó tiếp cận.

Trong khi các giếng khoan thông thường chỉ đạt độ sâu 5.000 – 7.000m, dự án Shenditake 1 được thiết kế nhằm thăm dò các tầng sâu hơn, ít được biết đến. Điều này đòi hỏi sự kết hợp giữa công nghệ tiên tiến, hệ thống logistics chính xác cao và kế hoạch dài hạn.

Một trong những dữ liệu đáng chú ý nhất của dự án là tốc độ khoan. Dù toàn bộ giếng được hoàn thành trong khoảng 580 ngày, riêng 910m cuối cùng mất tới gần 300 ngày - cho thấy độ khó tăng vọt ở độ sâu lớn.

Đây là hiện tượng đặc trưng của khoan sâu khi áp suất địa chất tăng mạnh, có thể vượt 100 megapascals (tương đương hàng nghìn tấn đè lên mỗi mét vuông), trong khi nhiệt độ thường vượt 200°C, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất thiết bị.

Mũi khoan do đó bị mài mòn nhanh hơn, dung dịch khoan mất ổn định, trong khi các cấu kiện kim loại phải hoạt động gần giới hạn vật lý - buộc phải thay thế và điều chỉnh liên tục. Hệ quả là những km cuối cùng trở thành giai đoạn chậm, tốn kém và phức tạp nhất về mặt kỹ thuật.

Xuyên qua 12 tầng địa chất, hé lộ lịch sử sâu của Trái Đất

Ở độ sâu 10.910 m, giếng Shenditake 1 đã đi qua 12 cấu trúc địa chất khác nhau, đại diện cho các giai đoạn riêng biệt trong lịch sử hành tinh. Các lớp này trải dài từ trầm tích hình thành trong hàng triệu năm gần đây đến các tầng sa thạch, đá vôi nén chặt và những cấu trúc sâu chứa đá cổ hơn.

Đáng chú ý, giếng khoan đã chạm tới các lớp đá hơn 500 triệu năm tuổi - thuộc những giai đoạn địa chất rất cổ, xuất hiện trước khi nhiều lục địa ngày nay hình thành.

Các lớp này được ví như “kho lưu trữ tự nhiên”, chứa thông tin về khí hậu, thành phần hóa học, hoạt động kiến tạo và quá trình hình thành tài nguyên qua hàng trăm triệu năm. Vì vậy, việc tiếp cận trực tiếp tầng sâu như vậy trở nên đặc biệt giá trị đối với khoa học.

Ở độ sâu hơn 10km, mọi vật liệu đều phải hoạt động trong điều kiện cực đoan. Nhiệt độ tăng trung bình 25 – 30°C/km, đồng nghĩa môi trường ở gần 11km có thể vượt 250°C. Đồng thời, áp suất tăng theo trọng lượng các lớp địa chất phía trên, tạo ra môi trường mà thiết bị có thể biến dạng, chất lỏng có thể bay hơi hoặc phân hủy và kim loại chịu mỏi nhanh hơn.

Những yếu tố này khiến khoan sâu trở thành một trong những hoạt động công nghiệp thách thức nhất thế giới, xét về độ phức tạp kỹ thuật, tương đương với thám hiểm không gian hoặc khai thác biển sâu.