В статье автор рассматривает инженерно-геологические особенности криолитозоны по результатам изысканий на площади Южно-Тамбейского газоконденсатного месторождения по данным термокаратожа.
Ключевые слова: инженерная геология, криолитозона.
Южно-Тамбейское газоконденсатное месторождение расположено вблизи Северо- и Западно-Тамбейского месторождений и приурочено к одноименному локальному поднятию в пределах южной части Средне-Ямальского свода. Поднятие осложнено тремя куполами в северной, западной (юго-западной) и восточной частях структуры. Восточный купол Южно-Тамбейской структуры осложнен в юго-восточной части Южно-Бурунным локальным поднятием, выделяемым по отражающим горизонтам.
На месторождении на начало 1995 г. пробурено 55 скважин, в результате чего был вскрыт разрез мезокайнозойских пород до нижнеюрского возраста включительно на максимальную глубину более 3800 м (отложения лайдинской свиты). Открыты залежи УВ в отложениях марресалинской свит [1].
Южно-Тамбейское месторождение имеет сложное геологическое строение, связанное с неоднородностью и резкой литологической изменчивостью большинства коллекторских горизонтов вплоть до полной глинизации и выклинивания проницаемых прослоев. Для этого месторождения характерно также блоковое строение меловых отложений и наличие многочисленных тектонических нарушений. Кроме того, по ряду залежей УВ месторождение распространяется в акваторию Обской губы.
Для проектирования намеченных объектов наибольший интерес представляет верхняя часть разреза четвертичных отложений до глубины 10–20 м, которая и будет служить их естественным основанием.
В формировании четвертичных отложений описываемой территории определяющее значение имели события, происходившие на протяжении плейстоцена голоцена. Неотектонические движения и связанные с ними трансгрессии и регрессии Арктического бассейна привели к образованию комплекса позднеплейстоцен-голоценовых террас морского и лагунно-морского генезиса. Отложения всех геолого-генетических комплексов формировались в сравнительно близких тектонических и палеогеографических условиях. Особенность состава пород заключается в том, что весь комплекс четвертичных образований представлен дисперсными грунтами мощностью в сотни метров — от галечников до глин, при преобладании в разрезе суглинков, супесей, мелких и пылеватых песков. Различные геолого-генетические комплексы отложений в целом характеризуются набором определенных типов дисперсных грунтов: как правило, глинистые грунты наиболее типичны для толщ морского генезиса, прибрежно-морские, лагунно-морские и аллювиальные образования в целом характеризуются более песчаным составом.
В геологическом строении района изысканий до исследуемой глубины 20,0 м принимают участие, в основном, верхнеплейстоценовые морские и лагунно-морские казанцевские отложения (mlQIII1) и флювиогляциальные, ледниково-озерные отложения (f,lgQIII2). Так же встречаются современные аллювиальные (aQIV) и озерно-болотные (lbQIV) отложения.
Морские и лагунно-морские отложения (mlQIII1) сложены большей частью глинистыми грунтами (суглинками, супесями, глинами) в различной степени засоленными, с глубины 5–7 м встречаются прослои и линзы песков различного грансостава.
Флювиогляциальные, ледниково-озерные отложения (f,lgQIII2) представлены переслаивание глинистых грунтов (суглинками, супесями, глинами) в различной степени засоленных, так же встречаются прослои и линзы песков различного грансостава.
Современные болотные отложения (bQIV) представлены торфами различной степени разложения и зольности. Тип торфа — низинный.
Современные аллювиальные отложения (aQIV) распространены в поймах рек и представлены русловыми и пойменными фациями. Русловая фация, в основном, сложена песками, насыщенными водой и многолетнемерзлыми. Пойменная фация сложена песками многолетнемерзлыми с линзами супесей и суглинков.
Общая мощность четвертичных отложений составляет 50–80 м.
До глубины 10,0–17,0 м преобладающий цвет грунтов — серый, так же встречаются до глубин (0,5–2,0) м грунты коричневато-серые и в интервале глубин (6,0–17,0) м глинистые грунты голубовато-серые.
Условия залегания грунтов характеризуются наличием линз и прослоев песчаных грунтов в глинистой толще, сверху перекрытой мохово-растительным слоем или торфами.
Для участка изысканий характерно сплошное распространение мерзлоты, как в плане, так и в разрезе исключая прибрежные зоны, растепление грунтов которых связано с водными объектами.
По степени пучинистости грунты слоя сезонного промерзания согласно СП 34.13330.2012, приложение В, таблицы В6, В7 относятся к чрезмерно пучинистым (относительное морозное пучение образца более 10 %).
Болота по проходимости на участке изысканий относятся к 1 типу, согласно СП 86.13330.2014, п.8.7.1.
Обобщая вышеприведенные материалы, следует отметить, что на исследуемой территории доминируют, в основном, три типа грунтовых разрезов: преимущественно песчаного состава; переслаивание песков, супесей, суглинков и преимущественно суглинистого состава. Эти грунтовые толщи на территории месторождения выступают в качестве оснований для всех видов инженерных сооружений. Слагающие толщи осадки пережили лишь первые стадии литогенеза и в немерзлом состоянии в большинстве случаев обладают невысокой несущей способностью и являются повышенно сжимаемыми. Первичные свойства грунтов в процессе практически повсеместного глубокого промерзания претерпели коренные изменения и в настоящее время свойства грунтов определяются совокупностью геокриологических факторов: температурой грунтов, типом, режимом (сезонным, многолетним) промерзания, величиной льдистости, криогенным строением, засоленностью.
Так же в разрезе присутствуют следующие грунты:
— мохово-растительный слой (далее — МРС).
— лед (грунт ледяной) — природное образование, состоящее из кристаллов льда, с примесью органических веществ, минеральных грунтов не более 10 %, плотность r =0,9 г/см3; теплопроводность льда λf=2,22–2,35 Вт/(м×К), воды λth =2,54 Вт/(м×К), объемная теплоемкость льда Cf=1930 кДж/(м3•K), воды Cth=4180 кДж/(м3•K). Расчетное давление на лед под нижним концом сваи R=280 кПа и расчетное сопротивление льда сдвигу по поверхности смерзания с грунтовым раствором Rsh,i=65 кПа.
Район Южно-Тамбейского газоконденсатного месторождения, как и практически весь Ямальский полуостров, характеризуется сплошным распространением многолетнемерзлых пород (ММП) и низкими значениями их средних годовых температур.
Сплошность мерзлых толщ с поверхности нарушается только под акваториями — подозерными и подрусловыми таликами, на лайде и в устьевых частях рек, впадающих в Обскую губу — участками развития охлажденных засоленных пород.
Отмеченное большинством исследователей Севера изменение климата с конца прошлого века по настоящее время, привело к некоторому смягчению геокриологической обстановки, зафиксированному на рассматриваемой территории при инженерно-геологических изысканиях в последние годы.
На значительном количестве инженерных объектов проводились температурные замеры в выстоявшихся после бурения скважинах. Большинство площадных инженерных сооружений располагаются вблизи проектируемого причала, в довольно узкой прибрежной полосе шириной в первые километры. Однако в этой полосе абсолютные высоты площадок проектируемых объектов меняются весьма значительно — от 2 до более 60 м, т. е. они располагаются на различных геоморфологических уровнях — от лайды до наиболее высоких водоразделов казанцевской равнины. Тем не менее, основной фон средних годовых температур пород оснований и сооружений, укладывается в диапазон плюс 0,02 — минус 4,8°С.
Литература:
- Южно-Тамбейское газоконденсатное месторождение: http://www.geologam.ru/oil/yamal/yuzhno-tambeyskoe-gazokondensatnoe-mestorozhdenie из раздела «Нефть и газ: Месторождения Ямала»
