Некоторые результаты температурного мониторинга криолитозоны Надым-пуровского междуречья

(месторождение Юбилейное)

ООО «Газпром добыча Надым» ведет освоение месторождений Медвежье, Юбилейное и Ямсовейское, расположенных в центральной части Надым-Пуровского междуречья. Самое северное из них м-ние Медвежье, вытянутое на 120 км в меридиональном направлении, пересекает две ландшафтно-климатических зоны: северную лесотундру и тундру. Для его территории характерно сплошное распространение мерзлых толщ. Другие два месторождения находятся в зоне прерывистого распространения мерзлых пород голоценового возраста, нередко разновозрастные мерзлые толщи разделены талыми породами. Температура мерзлых отложений изменяется от 0 до -3° С.

В связи с освоением территории произошло изменение ее мерзлотно-геологических условий (Надымгазпром: Геотехномониторинг…, 2001). Наиболее распространенным явлением стало увеличение глубины сезонного оттаивания грунтов на 40-70% вследствие удаления напочвенных покровов, изменения условий снегонакопления и состава грунтов на антропогенных площадках. Основными причинами, вызывающими деформации фундаментов сооружений, являются осадки, связанные с повышением температуры и протаиванием ММП, и пучение, обусловленное понижением температуры грунтов и повышением амплитуды ее колебаний, а также повышением влажности грунтов. Ситуация усугубляется в связи с сильным обводнением грунтов ряда промышленных площадок (там же, с.12).

Основными мерами, принимаемыми в объединении по сохранению несущей способности грунтов оснований, являются понижение их температуры с помощью различных охлаждающих систем, а также внедрение строительства на свайных фундаментах.

Не вдаваясь глубоко в проблему и не останавливаясь на особенностях применяемых технологий, обратим внимание только на температуру грунтов в зоне влияния техногенных площадок месторождения Юбилейное. На этом месторождении специалистами Надымгазпрома ведутся широкомасштабные термометрические наблюдения в десятках специально оборудованных скважин на объектах промысла. В 2004 г. в этом районе начал работать Субарктический научно-учебный полигон (СНУП) ТюмГНГУ, на котором кроме проведения учебной практики студентов решаются и научные задачи. В состав полигона на территории месторождения Юбилейное входят три термические скважины глубиной по 30 м, которые пробурены в естественных ландшафтных условиях. Две из них находятся вблизи песчаных отсыпок, на которых располагаются кусты газодобывающих скважин, а третья – на значительном удалении, на открытом участке безлесной тундры. Термометрические скважины оборудованы автоматической системой записи температурных измерений, которые выполняются 4-е раза в сутки. Результаты наблюдений отражены на рис. 8.5.

скв.1 скв3 скв.2

Рис. 8.5. Температура пород по скважинам СНУП (м-е «Юбилейное»)

На графике видны существенные различия в среднегодовых температурах пород и характере их распределение по глубине. Самая низкая температура − минус 2.3°С по всей глубине, отмечена в скв. 3, на ненарушенном участке тундры. В других скважинах среднегодовая температура пород на глубине нулевых годовых теплооборотов близка 0°С, а сами породы преимущественно талые. В верхней части разреза, примерно на подошве деятельного слоя, температура грунта по скв.1 достигает 2°С, а по скв.2 находится в области отрицательных значений. Чем это обусловлено? Здесь можно выделить два момента: 1) в пределах площади песчаной подсыпки в весенне-летний период происходит инфильтрация талых снеговых и дождевых вод, что обуславливает рост уровня подземных вод и повышенный тепловой сток на участках их транзита, а, значит, и более высокие значения температуры пород; 2) различное местоположение скважин по отношению к насыпи. Устье скв.1 находится ниже уровня площадки, и там накапливается большой мощности снежный покров, предохраняющий грунты от выхолаживания в холодный период года. Устье скв.2 расположено на одном уровне с площадкой, на краю бровки, где снег сдувается, и грунты зимой интенсивно охлаждаются. Разница среднегодовых температур пород в верхней части разреза по эти двум скважинам достигает 3-5°С.

Приведенный пример показывает, насколько сильно может меняться температура пород в пределах небольшого участка, как в естественных условиях, так и при антропогенном воздействии на грунты.