This paper analyzes the key parameters of the engineering‑geological structure of the field development area that determine the conditions for the construction and operation of oilfield facilities. The author presents normative and design physical‑mechanical properties of the foundation soils and provides an assessment of the intensity of hazardous geological processes, taking into account the specific geomorphological conditions of the territory.
Keywords: engineering‑geological conditions, Zapadno‑Chatylkinskoye field, lacustrine‑alluvial deposits, physical‑mechanical soil properties, hazardous geological processes, frost heave, Pur-Tazov Province.
В административном отношении Западно-Чатылькинское нефтяное месторождение относится к Красноселькупскому району ЯНАО, располагается в 280 км северо-западнее г. Ноябрьск. Западно-Чатылькинское месторождение открыто в 1989 году, в 2018 — введено в разработку. Площадь месторождения составляет 1351 км 2 .
В физико-географическом отношении район проведения изысканий приурочен к центральной части севера Западно-Сибирской низменности, в пределах Пур-Тазовского междуречья. Геологическое строение участка определяется его положением в структуре Западно-Сибирской эпигерцинской плиты, где палеозойский фундамент перекрыт мощным (до 3–4 км) чехлом мезозойско-кайнозойских терригенных отложений. Именно с этими мезозойскими комплексами связаны промышленные запасы углеводородов Западно-Чатылькинского месторождения. Непосредственное влияние на инженерно-геологические условия оказывает верхняя часть разреза, представленная повсеместным распространением четвертичных отложений различного генезиса, мощность которых в данном районе достигает существенных величин.
Климат района следует характеризовать как резко континентальный, с избыточным увлажнением. Из-за совокупности факторов, среди которых положение в высоких широтах Пур-Тазовского междуречья, близость Арктического бассейна, а также специфика холмисто-грядового рельефа, на данной территории проявляется суровая продолжительная зима с устойчивыми морозами, сильными ветрами и метелями, и короткое, умеренно теплое лето.
В географическом отношении территория находится в северной части Западной Сибири, в лесоболотной зоне Пур-Тазовской провинции северотаежной подзоны.
В геоморфологическом отношении участок изысканий Западно-Чатылькинского месторождения приурочен к водораздельному пространству Пур-Тазовского междуречья. Рельеф территории характеризуется как плоско-волнистый и грядово-холмистый с абсолютными отметками от 158,33 до 169,75 м БС. Поверхность представляет собой дренированную увалистую равнину, значительно расчлененную эрозионными ложбинами и густой сетью речных долин. Преобладающими формами мезорельефа являются пологие гряды и холмы-останцы
Геологический разрез представляет собой согласное, горизонтальное залегание инженерно-геологических элементов. Он сложен озерно-аллювиальными отложениями (aI), которые перекрыты с поверхности голоценовыми и техногенными отложениями (tQIV). [5].
Территория участка изысканий относится к Западно-Сибирскому артезианскому бассейну, характерной особенностью которой является большая мощность мезо-кайнозойских отложений. В разрезе на изученную глубину 18,0 м выделен 1 водоносный горизонт: − озерно-аллювиальных отложений средней четвертичной системы (aQ I-IInd). Подземные воды на территории проведения изысканий (ноябрь 2025г) до изученной глубины до 18,0 м на Западно-Чатылькинском месторождении вскрыты повсеместно на глубине от 4,2 до 8,3 м. Горизонт воды безнапорный. Водовмещающими грунтами являются прослои песков в суглинках тугопластичных, пески средние, пески пылеватые. Мощность обводненной толщи составляет 1,7–13,0 м. В результате бурения скважин до глубины 18,0 м региональный водоупор вскрыт не был. Подземные воды, отобранные из скважин весьма пресные, очень мягкие (жесткость карбонатная), гидрокарбонатные натриево-кальциевыми, с минерализацией 0,3 г/л. Согласно таблице В.3 СП 28.13330.2017 подземные воды на участке проявляют слабую агрессивность к бетону, по таким особенностям как бикарбонатная щелочность и водородный показатель.
Комплекс инженерно-геологических изысканий выполнялся для проектируемых объектов: куст скважин; кабельная эстакада; измерительная установка, ёмкость дренажная, осветительная установка, прожекторная мачта, высоковольтная линия. Инженерные изыскания охватывали территорию размещения ключевых узлов месторождения: устья добывающих скважин, трассы линейных коммуникаций, блоки технологического оборудования, системы сбора продукции, объекты энергоснабжения и мачтовые сооружения.
Согласно программе на инженерно-геологические изыскания [5] на объекте были выполнены: маршрутные наблюдения (рекогносцировочное обследование), буровые работы с привязкой скважин и отбором проб грунта и воды; лабораторные работы для определения классификационных показателей; камеральная обработка материалов.
В результате инженерно-геологической рекогносцировки местности, по полученным характеристикам и особенностям геологической среды, территорию изысканий следует отнести к III категории сложности инженерно-геологических условий согласно СП 11–105–97 [3].
После проведения рекогносцировки проводились буровые работы. Всего на проектируемом объекте было пробурено 22 разведочных скважин. Отбирались пробы воды для определения химического состава с последующей оценкой степени агрессивного воздействия воды на бетон и металлические конструкции. Из скважин отобрано три пробы воды.
Данные лабораторных определений, а также характеристики грунтов являются основой при выделении инженерно-геологических элементов. На основании ГОСТ 25100–2020 [1] грунты, находящиеся на территории участка изысканий, следует причислять к подгруппе осадочных, класс дисперсные (песчаные, глинистые). Разделение разреза на отдельные ИГЭ производилось с учетом генезиса отложений, их литологического состава и прочностных свойств. В пределах исследуемой толщи выделенные элементы характеризуются закономерной изменчивостью показателей влажности и плотности, что обусловлено особенностями формирования озерно-аллювиального комплекса района Западно-Чатылькинского месторождения нефти. В результате проведенного анализа было выделено четыре инженерно-геологических элемента:
ИГЭ-1801т — Техногенный грунт, представленный песком средним, серо-желтым, средней плотности, средней влажности (tIV). Мощность слоя от 0,8 до 3,0 м.
Таблица 1
Физико-механические характеристики ИГЭ — 1801т (Зиннатуллин А. Р., 2025)
|
Гранулометрический состав в % | ||||
|
2–1 |
1–0,5 |
0,5–0,25 |
0,25–0,1 |
0,1–0,05 |
|
2,74 |
14,69 |
42,01 |
22,36 |
18,20 |
|
Природная влажность, % |
11,6 | |||
|
Плотность грунта, г/см³ |
2,32 | |||
|
Коэффициент водонасыщения, Sr |
0,551 | |||
|
Плотность природная, ρ (коэффициент надежности) |
1,82 | |||
ИГЭ-0402 — Суглинок серо-коричневый, легкий, песчанистый, тугопластичный, с прослоями песка до 5 см (a, I IInd); Вскрытая мощность слоя от 0,5 до 12,1 м.
Таблица 2
Физико-механические характеристики ИГЭ — 0402 (Зиннатуллин А. Р., 2025)
|
Характеристика |
Значение |
|
Влажность природная, W (коэффициент надежности), % |
23,3 |
|
Плотность частиц грунта, ρs, г/см3 |
2,02 |
|
Коэффициент водонасыщения, Sr, д.ед |
0,974 |
|
Плотность сухого грунта, pd, г/cм3 |
1,64 |
|
Угол внутреннего трения при естественной влажности, n (коэффициент надежности), град |
22 |
|
Сцепление при естественной влажности, cn (коэффициент надежности), МПа |
26 |
|
Модуль деформации при естественной влажности, Е (коэффициент надежности), МПа |
18 |
|
Относительная деформация пучения, εfn |
0,0203 |
ИГЭ-1201 — Песок пылеватый серо-коричневый, средней плотности, неоднородный, средней степени водонасыщения, с прослоями до 1 см суглинка тугопластичного. (a,I-IInd). Вскрытая мощность слоя от 0,3 до 4,4 м.
Таблица 3
Физико-механическая характеристика ИГЭ-1201 (Зиннатуллин А. Р., 2025)
|
Гранулометрический состав в % | ||||
|
2–1 |
1–0,5 |
0,5–0,25 |
0,25–0,1 |
0,1–0,05 |
|
3,50 |
6,90 |
20,10 |
36,3 |
33,20 |
|
Природная влажность, % |
15,9 | |||
|
Плотность грунта, г/см³ |
2,61 | |||
|
Коэффициент водонасыщения, Sr |
0,699 | |||
|
Плотность природная, ρ (коэффициент надежности) |
1,87 | |||
ИГЭ-1301 — Песок пылеватый серо-коричневый, средней плотности, неоднородный, водонасыщенный, с прослоями до 1 см суглинка тугопластичного. (a,I-IInd). Вскрытая мощность слоя от 0,3 до 2,9 м.
Таблица 4
Физико-механическая характеристика ИГЭ-1301 (Зиннатуллин А. Р., 2025)
|
Гранулометрический состав в % | ||||
|
2–1 |
1–0,5 |
0,5–0,25 |
0,25–0,1 |
0,1–0,05 |
|
2,47 |
5,22 |
25,83 |
32,51 |
33,97 |
|
Природная влажность, % |
21 | |||
|
Плотность грунта, г/см³ |
2,65 | |||
|
Коэффициент водонасыщения, Sr |
0,819 | |||
|
Плотность природная, ρ (коэффициент надежности) |
1,92 | |||
Согласно СП 34.13330.2012 инженерно-геологические элементы участка изысканий по степени пучения можно охарактеризовать как:
— ИГЭ — 1801т — непучинистый
— ИГЭ — 0402 — слабопучинистый
— ИГЭ — 1201 — слабопучинистый
— ИГЭ — 1301 — слабопучинистый
На участках проведения обследования из неблагоприятных инженерно-геологических процессов выявлены следующие:
— подтопление, территория изысканий по условиям формирования стока относится к зоне интенсивного эрозионного расчленения с временным скоплением поверхностных вод в понижениях рельефа. Часто встречающимися на участке изысканий являются процессы подтопления верховодкой, развивающиеся вследствие резкого снеготаяния и затрудненного дренажа на контакте песчаных и суглинистых отложений, категория опасности процесса подтопления выделяется как весьма опасная (СП 115–13330–2016, таблица 5.1). Согласно СП 50–101–2004 [4], по характеру подтопления рассматриваемая территория относится к естественно подтопленной территории.
— морозное пучение, в отдельные годы при выпадении обильных осадков в весенние периоды будет наблюдаться увлажнение верхней толщи грунтов и изменение величины степени пучинистости возможно до чрезмерно пучинистой, в соответствии со СНИП 22–01–95 [2] по степени опасности морозного пучения территория участка изысканий причисляется к «весьма опасной»;
Литература:
- ГОСТ 25100–2011. Грунты. Классификация. — М.: Изд-во стандартинформ, 2013.
- СНиП 22–01–95. Геофизика опасных природных воздействий. — М.: Изд-во Минстрой России, 1996.
- СП 11–105–97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть I. Общие правила производства работ.
- СП 50–101–2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.
- Технический отчет по результатам инженерно-геологических изысканий для подготовки проектной документации. Часть 1. Текстовая часть. Уфа, 2025г. 49 с.
