Особенности исследования фазового состава влаги мерзлых грунтов при нефтесолевом загрязнении

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Целью работы являлось исследование влияния нефтесолевого загрязнения на влажность за счет незамерзшей воды в глине и выявление методических особенностей при работе с грунтами, содержащими в своем составе нефть. Объектом исследования являлся модельный глинистый грунт, а испытания проводились для модельных образцов. Исследования проводились для «чистых», засоленных и загрязненных нефтью грунтов, а также грунтов с нефтесолевым загрязнением. Авторы уделяют особое внимание такому аспекту, как подготовка грунтовых паст, поскольку лабораторное моделирование такой сложной системы, как "грунт-вода-лед-соль-нефть" сопряжено с рядом методических особенностей. Также авторы обращают внимание на требования и методы, традиционно используемые при проведении инженерно-геологических изысканий в соответствии с нормативной документацией. Испытания проведены с использованием стандартных контактного и криоскопического методов. Для сравнения проведены испытания методом ядерно-магнитного резонанса. Влажность за счет незамерзшей воды в широком температурном диапазоне для грунтов с нефтесолевым загрязнением исследована впервые. При исследовании этой характеристики получена не только зависимость содержания незамерзшей воды от температуры, но также выявлены ограничения стандартных методов определения влажности за счет незамерзшей воды. Установлено, что контактный метод определения влажности за счет незамерзшей воды не может применяться при исследовании незасоленных и засоленных грунтов, содержащих нефть. Для получения корректных результатов следует применять методы, при реализации которых не происходит изменение соотношения нефти, воды (или раствора) и льда. Результаты криоскопического и ЯМР методов показали, что влияние нефтесолевого загрязнения на содержание незамерзшей воды идентично влиянию засоленности, расхождение результатов составило менее 8%.

Об авторах

Эрика Станиславовна Гречищева

НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО "НИЦ "Строительство"

Email: cryoerika@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0307-6153
Заведующий сектором; Центр геокриологических и геотехнических исследований;

Борис Александрович Буханов

Сколковский институт науки и технологий

Email: bor-buhanov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7058-7244
старший научный сотрудник; Центр науки и технологий добычи углеводородов;

Алия Захрафовна Мухаметдинова

Сколковский институт науки и технологий

Email: a.mukhametdinova@skoltech.ru
ORCID iD: 0000-0001-7270-4806
старший научный сотрудник; Центр науки и технологий добычи углеводородов;

Римма Григорьевна Мотенко

МГУ имени М.В. Ломоносова

Email: rmotenko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9764-5475
старший научный сотрудник; кафедра геокриологии геологического факультета;

Список литературы

  1. Солнцева, Н. П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов / Н. П. Солнцева. – М.: Изд-во МГУ, 1998. – 376 с. – Текст: непосредственный.
  2. Вечная мерзлота и освоение нефтегазоносных районов / под ред. У. С. Мельникова, С. Е. Гречищева. – М.: ГЕОС, 2002. – 402 с. – Текст: непосредственный.
  3. Бузмаков, С. А., Кулакова, С. А. Оценка состояния почвенного покрова на территории нефтяных месторождений // Экология и природопользование. – 2010. – № 4. – С. 75-79. – Текст: непосредственный.
  4. Иванова, Н. В., Ривкин, Ф. М., Власова, Ю. В. Строение и закономерности формирования криогенной толщи на побережье Печорского моря // Криосфера Земли. – 2020. – Т. XII, № 2. – С. 19-24. – Текст: непосредственный.
  5. Гаретова, Л. А., Харитонова, Г. В., Имранова, Е. Л. Влияние углеводородного загрязнения на экологическое состояние песчаных почв территории месторождения Дзунбаян (Восточная Монголия) // Геоэкология. – 2023. – № 4. – С. 74-85. doi: 10.31857/S0869780923030037 EDN: WMITLW.
  6. Безродный, Ю. Г., Ботвинкин, В. Н. Результаты натурных исследований загрязнения почвогрунтов на рабочих площадках добывающих скважин ООО "Лукойл-Нижневолжскнефть" // Нефтяное хозяйство. – 2006. – № 11. – С. 120-123. – Текст: непосредственный. EDN: JWWGTV.
  7. Батоян, В. В. Принципы районирования территории СССР по устойчивости поверхностных вод к загрязнению при нефтедобыче // Ландшафтно-геохимическое районирование и охрана среды. – М.: Изд-во Мысль, 1983. – С. 118-130.
  8. Панов, Г. Е., Петряшин, Л. Ф., Лысяный, Г. Н. Охрана окружающей среды на предприятиях нефтяной и газовой промышленности. – М.: Недра, 1986. – 244 с. – Текст: непосредственный.
  9. Васильев, С. В. Воздействие нефтедобывающей промышленности на лесные и болотные экосистемы / С. В. Васильев. – Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1998. – 136 с. – Текст: непосредственный.
  10. Казанцева, М. Н. Влияние нефтедобычи на живой напочвенный покров таежных лесов Западной Сибири // Сибирский экологический журнал. – 2011. – Т. 18, № 6. – С. 789-796. – Текст: непосредственный. EDN: OKKYGZ.
  11. Белозерцева, И. А. Изменение почв в мерзлотно-таежных условиях в районе освоения газоконденсатного месторождения // Геоэкология. – 2012. – № 3. – С. 221-228. – Текст: непосредственный. EDN: NNFQVS.
  12. Шепелев, А. И., Мазитов, Р. Г. Влияние нефтесолевых загрязнений на свойства почв поймы средней Оби // Геосибирь. – 2006. – Т. 3, № 1. – С. 144-149. – Текст: непосредственный. EDN: PIEJPN.
  13. Шишконакова, Е. А., Трофимов, С. Я., Аветов, Н. А. Восстановление верховых болот Ханты-Мансийского Приобья после рекультивации нефте-и солезагрязненных торфяных почв в 2003–2005 гг. // Вестник Московского Университета. Серия 17: Почвоведение. – 2020. – № 3. – С. 28-38. – Текст: непосредственный.
  14. Носова, М. В., Середина, В. П. Экологическое состояние почв пойменных экосистем при нефтесолевом загрязнении // Актуальные вопросы устойчивого природопользования: научно-методическое обеспечение и практическое решение. Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию НИЛ экологии ландшафтов факультета географии и геоинформатики БГУ / Редколлегия: Д. С. Воробьёв (отв. ред.) [и др.]. – Минск, 2022. – С. 421-422. – Текст: непосредственный. EDN: RUXCJM.
  15. Ананьева, Г. В., Дроздов, Д. С., Инстанес, А., Чувилин, Е. М. Нефтяное загрязнение слоя сезонного оттаивания и верхних горизонтов многолетнемерзлых пород на опытной площадке "мыс Болванский" в устье р. Печора // Криосфера Земли. – 2003. – № 1. – С. 49-59. – Текст: непосредственный.
  16. Чувилин, Е. М., Микляева, Е. С. Полевой эксперимент по оценке нефтяного загрязнения верхних горизонтов многолетнемерзлых пород // Криосфера Земли. – 2005. – Т. IX, № 2. – С. 60-66. – Текст: непосредственный.
  17. СП 25.13330.2020. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах.
  18. Collins, C. M., Racine, C. H., Walsh, M. E. Fate and Effects of Crude Oil Spilled on Subarctic Permafrost Terrain in Interior Alaska: Fifteen years later. – Cold Regions Research and Engineering Laboratory Hanover, NH. CRREL Report 93-13. – 1993.
  19. Ершов, Э. Д., Нефедьева, Ю. А., Мотенко, Р. Г., Пармузин, С. Ю. Прогноз изменения глубины сезонного оттаивания и промерзания грунтов под влиянием нефтяного загрязнения // Вестник МГУ. Сер. 4. Геология. – 2008. – № 6. – С. 47-50. – Текст: непосредственный.
  20. СП 11-105-97. Часть IV. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Правила производства работ в районах распространения многолетнемерзлых грунтов.
  21. ГОСТ Р 59537-2021. Грунты. Метод лабораторного определения влажности за счет незамерзшей воды.
  22. Методы геокриологических исследований / под ред. Э. Д. Ершова. – М.: Изд-во МГУ, 2004. – 507 с. – Текст: непосредственный.
  23. ГОСТ Р 71043-2023. Грунты. Метод лабораторного определения температуры начала замерзания и конца оттаивания.
  24. Кравцова, О. Н., Малышев, А. В., Старостин, Е. Г. Влияние загрязнения нефтепродуктами на фазовый состав воды в грунтах // Материалы 3-й конференции геокриологов России. – М.: Изд-во МГУ, 2005. – С. 66-71. – Текст: непосредственный.
  25. Bukhanov, B. B., Chuvilin, E. M., Mukhametdinova, A. Z. Freezing point and unfrozen water contents of permafrost soils: estimation by the water potential method // Cold Regions Science and Technology. – 2022. – Vol. 196. – P. 103488. doi: 10.1016/j.coldregions.2022.103488. EDN: BWWNVI.
  26. Вознесенский, Е. А. Модельные грунты, модельные образцы и моделирование при испытаниях грунтов / Е. А. Вознесенский // Полевые и лабораторные методы исследования грунтов – проблемы и решения. – Москва, 2025. – Текст: непосредственный.
  27. ГОСТ 25100-2020. Грунты. Классификация.
  28. Соромотин, А. В. Экологические последствия различных этапов освоения нефтегазовых месторождений в таежной зоне Западной Сибири // Антропогенная трансформация природной среды. – 2014. – № 1. – С. 30-34. – Текст: непосредственный. EDN: ULNZZZ.
  29. Шепелев, А. И., Шепелева, Л. Ф. Геохимическая трансформация состава и свойств почв тайги Западной Сибири под влиянием нефтесолевых загрязняющих веществ // Мир науки, культуры, образования. – 2014. – Т. 49, № 6. – С. 552-554. – Текст: непосредственный. EDN: TJLOMT.
  30. Григорьева, В. Г. О понижении температуры замерзания воды в дисперсных грунтах // Материалы по лабораторным исследованиям мерзлых грунтов. – М., 1957. – Вып. 3. – С. 177-194. – Текст: непосредственный.
  31. Фазовый состав влаги в мерзлых породах / Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова; под ред. Э. Д. Ершова. – Москва: Изд-во Московского ун-та, 1979. – 190 с. – Текст: непосредственный.
  32. Теплофизические свойства горных пород / под ред. Э. Д. Ершова. – М.: Изд-во МГУ, 1984. – 204 с. – Текст: непосредственный.
  33. Лосева, С. Г., Харина, М. Г., Кулешова, В. Ю. Влияние засоления на водно-физические и теплофизические свойства грунтов. Засоленные мерзлые грунты как основания сооружений // Текст: непосредственный. – М.: Наука, 1990. – С. 24-33.
  34. Мотенко, Р. Г. Теплофизические свойства и фазовый состав влаги мерзлых засоленных дисперсных пород: автореф. дисс. на соискание степени канд. геол.-минерал. наук / Р. Г. Мотенко. – Москва, 1997. – 22 с. – Текст: непосредственный. EDN: ZJZJSX.
  35. Аксенов, В. И., Геворкян, С. Г. Засоленные и льдистые мерзлые грунты Арктического побережья как основание сооружений // М.: ООО "МАФ", 2023. – 280 с. – Текст: непосредственный.
  36. Алексеев, А. Г., Гречищева, Э. С., Вшивцева, Т. В. Современные методы лабораторных исследований свойств мерзлых грунтов // Фундаменты. – 2021. – № 4. – С. 16-18. – Текст: непосредственный. EDN: WIYMDE.
  37. Общая геокриология / под ред. Э. Д. Ершова. – М.: Изд-во МГУ, 2002. – 682 с. – Текст: непосредственный.
  38. Straley, C. et al. Core Analysis by Low-Field NMR. – Log Anal. – 1997. – 38.
  39. Bukhanov, B., Chuvilin, E., Mukhametdinova, A. Estimation of residual pore water content in hydrate-bearing sediments at temperatures below and above 0 °C by NMR // Energy & Fuels. – 2022. – Vol. 36, № 24. – P. 14789-14801. doi: 10.1021/acs.energyfuels.2c03089. EDN: IRTJSC.
  40. Чувилин, Е. М., Соколова, Н. С., Буханов, Б. А. Применение водно-потенциометрического метода для определения содержания незамерзшей воды в мерзлых грунтах различного состава // Криосфера Земли. – 2020. – Т. XXIV, № 5. – С. 16-28. doi: 10.21782/KZ1560-7496–2020-5(16-28). EDN: ZHKCXC.
  41. Ершов, Э. Д., Мотенко, Р. Г., Комаров, И. А. Экспериментальное исследование теплофизических свойств и фазового состава влаги засоленных мерзлых грунтов // Геоэкология. – 1999. – № 3. – С. 232-242. – Текст: непосредственный.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).