Инженерно-геологическая и инженерно-геоморфологическая оценка участка в рамках проекта по развитию нефтепромыслов в районе Мегиона (ХМАО)
|
Введение 3
Глава 1. Общая характеристика района 5
1.1. Физико-географические условия 5
1.2. Геологическое строение 10
1.3. Гидрогеологические условия 20
1.4. Техногенные условия 22
Глава 2. Инженерно-геологическая оценка участка 23
2.1. Методика и технология выполнения инженерно-геологических работ 23
2.1.1. Подготовительные работы 23
2.1.2. Рекогносцировочное обследование местности 23
2.1.3. Буровые работы и опробование грунтов 26
2.1.4. Лабораторные работы 28
2.1.5. Камеральные работы 32
2.2. Свойства грунтов 33
2.3. Инженерно-геологическое районирование региона 36
2.4. Инженерно-геологические условия участка, их оценка 38
Глава 3. Инженерно-геоморфологическая оценка участка 40
3.1. Геоморфологическое строение района 40
3.2. Опасные природные процессы 44
3.3. Оценка геоморфологического риска для строительства нефтегазовой инфраструктуры 47
Заключение 56
Список используемой литературы 58
Приложения 61
Приложение А. Протокол испытаний грунтов 61
Приложение Б. Геолого-литологическая колонка скв. 1 Мегионского месторождения 62
Глава 1. Общая характеристика района 5
1.1. Физико-географические условия 5
1.2. Геологическое строение 10
1.3. Гидрогеологические условия 20
1.4. Техногенные условия 22
Глава 2. Инженерно-геологическая оценка участка 23
2.1. Методика и технология выполнения инженерно-геологических работ 23
2.1.1. Подготовительные работы 23
2.1.2. Рекогносцировочное обследование местности 23
2.1.3. Буровые работы и опробование грунтов 26
2.1.4. Лабораторные работы 28
2.1.5. Камеральные работы 32
2.2. Свойства грунтов 33
2.3. Инженерно-геологическое районирование региона 36
2.4. Инженерно-геологические условия участка, их оценка 38
Глава 3. Инженерно-геоморфологическая оценка участка 40
3.1. Геоморфологическое строение района 40
3.2. Опасные природные процессы 44
3.3. Оценка геоморфологического риска для строительства нефтегазовой инфраструктуры 47
Заключение 56
Список используемой литературы 58
Приложения 61
Приложение А. Протокол испытаний грунтов 61
Приложение Б. Геолого-литологическая колонка скв. 1 Мегионского месторождения 62
Цель - комплексная инженерно-геологическая и инженерно-геоморфологическая оценка для проектирования, строительства, инженерной защиты и эксплуатации объектов нефтедобычи.
Задачи:
— Комплексное изучение условий исследуемого района, включая рельеф, геологическое строение, геоморфологические, гидрогеологические и техногенные условия, состав, состояния и свойства грунтов, геологические, геоморфологические (опасные) процессы;
— Выделение инженерно-геологических элементов, классификация по категориям сложности природных процессов и инженерно-геологическим условиям;
— Геоморфологическое районирование и оценка геоморфологического риска;
— Рекомендации по планируемому строительству и развитию в целом сети нефтяных «кустов» на территории Мегионского месторождения.
Актуальность данной работы достаточно высокая в связи с непрерывной геологоразведкой новых залежей углеводородов на территории севера Западной Сибири и, вследствие, постоянным обустройством новых месторождений и расширением площади уже имеющихся. В связи с тем, что в настоящее время основные запасы нефти начинают иссякать, большинство добывающих компаний переходят на нетрадиционные способы добычи и источники нефти. Используются современные методы, такие как, использование ИИ (искусственный интеллект), бурение горизонтальных, многозабойных (многоствольных) скважин, применение высокотехнологичных ГРП (гидравлический разрыв пласта) на скважинах. Роль трудноизвлекаемых запасов неуклонно растет, что влечет за собой ужесточение условий разработки месторождений. Поэтому необходим тщательный контроль, более строгие предварительные инженерные изыскания под строительство промышленных объектов и дальнейший геологический и экологический мониторинг.
В мае 2024 года из-за возможного паводка р. Обь ввели режим повышенной готовности в Нижневартовске. Природные условия региона нередко способствуют возникновению подобных ситуаций, поэтому подробное рассмотрение геоморфологических условий и их оценка весьма актуальны для строительства в данной местности.
На примере одного из месторождений на территории ХМАО-Югра в работе будут оценены условия для развития нефтепромыслов. Несмотря на естественное истощение ресурсной базы из-за
длительного периода разработки основной части месторождения (является одним из самых первых в Западной Сибири) и высокую обводненность добываемой нефти, месторождение продолжает развиваться, строится линейная инфраструктура (газо-, нефтепроводы), обустраиваются добывающие и нагнетательные скважины, площадки нефтедобычи и др.
Близлежащий город Нижневартовск является неофициальной нефтяной столицей России, сердцем которого является Самотлорское месторождение - крупнейшее в стране. Его сосед - Мегионское месторождение, оно значительно меньше по размеру. Природные условия и на том, и на другом весьма схожие.
Задачи:
— Комплексное изучение условий исследуемого района, включая рельеф, геологическое строение, геоморфологические, гидрогеологические и техногенные условия, состав, состояния и свойства грунтов, геологические, геоморфологические (опасные) процессы;
— Выделение инженерно-геологических элементов, классификация по категориям сложности природных процессов и инженерно-геологическим условиям;
— Геоморфологическое районирование и оценка геоморфологического риска;
— Рекомендации по планируемому строительству и развитию в целом сети нефтяных «кустов» на территории Мегионского месторождения.
Актуальность данной работы достаточно высокая в связи с непрерывной геологоразведкой новых залежей углеводородов на территории севера Западной Сибири и, вследствие, постоянным обустройством новых месторождений и расширением площади уже имеющихся. В связи с тем, что в настоящее время основные запасы нефти начинают иссякать, большинство добывающих компаний переходят на нетрадиционные способы добычи и источники нефти. Используются современные методы, такие как, использование ИИ (искусственный интеллект), бурение горизонтальных, многозабойных (многоствольных) скважин, применение высокотехнологичных ГРП (гидравлический разрыв пласта) на скважинах. Роль трудноизвлекаемых запасов неуклонно растет, что влечет за собой ужесточение условий разработки месторождений. Поэтому необходим тщательный контроль, более строгие предварительные инженерные изыскания под строительство промышленных объектов и дальнейший геологический и экологический мониторинг.
В мае 2024 года из-за возможного паводка р. Обь ввели режим повышенной готовности в Нижневартовске. Природные условия региона нередко способствуют возникновению подобных ситуаций, поэтому подробное рассмотрение геоморфологических условий и их оценка весьма актуальны для строительства в данной местности.
На примере одного из месторождений на территории ХМАО-Югра в работе будут оценены условия для развития нефтепромыслов. Несмотря на естественное истощение ресурсной базы из-за
длительного периода разработки основной части месторождения (является одним из самых первых в Западной Сибири) и высокую обводненность добываемой нефти, месторождение продолжает развиваться, строится линейная инфраструктура (газо-, нефтепроводы), обустраиваются добывающие и нагнетательные скважины, площадки нефтедобычи и др.
Близлежащий город Нижневартовск является неофициальной нефтяной столицей России, сердцем которого является Самотлорское месторождение - крупнейшее в стране. Его сосед - Мегионское месторождение, оно значительно меньше по размеру. Природные условия и на том, и на другом весьма схожие.
Исследуемый участок является достаточно сложным в качестве природных (физикогеографических, геологических, геоморфологических) условий, присутствует ряд опасных природных процессов, однако несмотря на это регион является перспективным с точки зрения нефтедобычи и развития нефтепромыслов.
Для проведения инженерно-геологической оценки были проведены буровые, лабораторные и камеральные работы.
По результатам полевых и лабораторных работ и в соответствии с СП 22.13330.2016, СП 24.13330.2021, ГОСТ 25100-2020, ГОСТ 20522-2012 на исследуемой территории выделены следующие инженерно-геологические элементы (ИГЭ):
• ИГЭ-1 - суглинок темно-коричневый мягкопластичный, мощностью 0,70 м;
• ИГЭ-2 - суглинок коричнево-серый текучепластичный, мощностью 0,80 м;
• ИГЭ-3 - песок мелкий серо-коричневый водонасыщенный, средней плотности, мощностью 6,30 м;
• ИГЭ-4 - песок пылеватый серый водонасыщенный, средней плотности, мощностью 5,20 м;
• ИГЭ-5 - песок мелкий серый водонасыщенный, средней плотности, мощностью 1,90 м.
Исходя из лабораторных исследований, суглинки (ИГЭ-1, ИГЭ-2) относятся к сильнопучинистым грунтам. Исходя из гидрогеологических и лабораторных наблюдений, пески (ИГЭ-3,4,5) являются водонасыщенными и имеют относительно высокий коэффициент фильтрации. Такой состав грунтов способствует развитию двух опасных процессов - морозное пучение грунтов, связанное с сезонным промерзанием, и подтопление.
По совокупности факторов, определяющих категорию сложности инженерно-геологических условий, согласно СП 11-105-97, Приложение Б (обязательное), район изысканий относится к II (средней) категории сложности. Это означает, что строительство новых объектов здесь принципиально возможно, но с соблюдением определенных условий.
Для проведения инженерно-геоморфологической оценки были составлены геоморфологическая схема в масштабе 1:100 000 и карта геоморфологического риска в масштабе 1:100 000 на указанную территорию. Были оценены различные геоморфологические элементы на предмет распространения опасных процессов и их степень развития.
В рамках оценки было выявлено, что наиболее опасным участком является русло реки, которое совмещает в себе несколько опасных процессов: эрозия, аккумуляция, колебания уровня воды. А наименее опасным участком является акватория термокарстовых озер, которая включает в себя лишь один опасный процесс - термоабразия.
В качестве примера аналогичного строительства на участке с минимальными геоморфологическими рисками можно привести развитый нефтегазовый комплекс Самотлорского месторождения в акватории оз. Самотлор, которое является термокарстовым и расположено в 25 км к северо-востоку от исследуемого участка. То есть оно находится практически в тех же самых природных условиях.
Однако, данная оценка является лишь рекомендательной, ведь строительство нефтегазовой инфраструктуры, в первую очередь, опирается на местоположение и объемы подземных залежей углеводородов.
Многолетний опыт строительства нефтегазовой инфраструктуры на данной территории показывает, что для минимизации рисков необходимо соблюдать несколько основных требований:
• возведение насыпи-площадки техногенного грунта, высотой несколько метров, для исключения контакта постройки с потенциально пучинистым грунтом и затапливаемой областью;
• строительство любых объектов должно производиться на сваях с глубиной заложения от 10 м. Однако, долговечность свайного фундамента зависит от устойчивости материала к коррозионным процессам, которые протекают на границе металл (свая) - внешняя среда (грунты).
• для минимизации риска коррозии необходимы антикоррозионные мероприятия, такие как, обработка свай специальными лакокрасочными материалами, применение в качестве конструкционных материалов нержавеющие стали, цветные металлы или использование жертвенного анода - более активного материала, который будет разрушаться, предохраняя защищаемое изделие (ISO 8501-1).
Строительство и эксплуатация объектов не будут оказывать отрицательного воздействия на природную среду при соблюдении необходимых технологических норм и требований нормативных документов.
Для проведения инженерно-геологической оценки были проведены буровые, лабораторные и камеральные работы.
По результатам полевых и лабораторных работ и в соответствии с СП 22.13330.2016, СП 24.13330.2021, ГОСТ 25100-2020, ГОСТ 20522-2012 на исследуемой территории выделены следующие инженерно-геологические элементы (ИГЭ):
• ИГЭ-1 - суглинок темно-коричневый мягкопластичный, мощностью 0,70 м;
• ИГЭ-2 - суглинок коричнево-серый текучепластичный, мощностью 0,80 м;
• ИГЭ-3 - песок мелкий серо-коричневый водонасыщенный, средней плотности, мощностью 6,30 м;
• ИГЭ-4 - песок пылеватый серый водонасыщенный, средней плотности, мощностью 5,20 м;
• ИГЭ-5 - песок мелкий серый водонасыщенный, средней плотности, мощностью 1,90 м.
Исходя из лабораторных исследований, суглинки (ИГЭ-1, ИГЭ-2) относятся к сильнопучинистым грунтам. Исходя из гидрогеологических и лабораторных наблюдений, пески (ИГЭ-3,4,5) являются водонасыщенными и имеют относительно высокий коэффициент фильтрации. Такой состав грунтов способствует развитию двух опасных процессов - морозное пучение грунтов, связанное с сезонным промерзанием, и подтопление.
По совокупности факторов, определяющих категорию сложности инженерно-геологических условий, согласно СП 11-105-97, Приложение Б (обязательное), район изысканий относится к II (средней) категории сложности. Это означает, что строительство новых объектов здесь принципиально возможно, но с соблюдением определенных условий.
Для проведения инженерно-геоморфологической оценки были составлены геоморфологическая схема в масштабе 1:100 000 и карта геоморфологического риска в масштабе 1:100 000 на указанную территорию. Были оценены различные геоморфологические элементы на предмет распространения опасных процессов и их степень развития.
В рамках оценки было выявлено, что наиболее опасным участком является русло реки, которое совмещает в себе несколько опасных процессов: эрозия, аккумуляция, колебания уровня воды. А наименее опасным участком является акватория термокарстовых озер, которая включает в себя лишь один опасный процесс - термоабразия.
В качестве примера аналогичного строительства на участке с минимальными геоморфологическими рисками можно привести развитый нефтегазовый комплекс Самотлорского месторождения в акватории оз. Самотлор, которое является термокарстовым и расположено в 25 км к северо-востоку от исследуемого участка. То есть оно находится практически в тех же самых природных условиях.
Однако, данная оценка является лишь рекомендательной, ведь строительство нефтегазовой инфраструктуры, в первую очередь, опирается на местоположение и объемы подземных залежей углеводородов.
Многолетний опыт строительства нефтегазовой инфраструктуры на данной территории показывает, что для минимизации рисков необходимо соблюдать несколько основных требований:
• возведение насыпи-площадки техногенного грунта, высотой несколько метров, для исключения контакта постройки с потенциально пучинистым грунтом и затапливаемой областью;
• строительство любых объектов должно производиться на сваях с глубиной заложения от 10 м. Однако, долговечность свайного фундамента зависит от устойчивости материала к коррозионным процессам, которые протекают на границе металл (свая) - внешняя среда (грунты).
• для минимизации риска коррозии необходимы антикоррозионные мероприятия, такие как, обработка свай специальными лакокрасочными материалами, применение в качестве конструкционных материалов нержавеющие стали, цветные металлы или использование жертвенного анода - более активного материала, который будет разрушаться, предохраняя защищаемое изделие (ISO 8501-1).
Строительство и эксплуатация объектов не будут оказывать отрицательного воздействия на природную среду при соблюдении необходимых технологических норм и требований нормативных документов.
