Based on the results of engineering geological surveys conducted in 2023 (observation period — September–October), the paper provides a quantitative assessment of hazardous processes at the West-Chatylkinskoye field. It has been established that the territory is characterised by permanent waterlogging (groundwater table at a depth of 0.1–0.8 m from the surface), the development of highly frost-heaving and slightly frost‑heaving soils (relative frost heave strain up to 0.097). The hazard category for flooding and heaving is «extremely dangerous», and the engineering geological conditions correspond to category III (complex). A set of mandatory engineering protection measures is proposed: drainage systems, waterproofing, replacement of heaving soils, vertical grading.

Keywords: West-Chatylkinskoye field, waterlogging, frost heave, highly frost-heaving soils, engineering protection, freezing depth.

Введение

Освоение нефтепромысловых объектов в северной части Западно-Сибирской равнины осложняется комплексом неблагоприятных инженерно-геологических процессов. На Западно-Чатылькинском месторождении (Красноселькупский район ЯНАО) многолетние изыскания выявили два доминирующих риска: постоянное подтопление и интенсивное морозное пучение. Цель настоящей работы — на примере площадки куста скважин и линейных сооружений охарактеризовать эти процессы количественно, оценить категорию опасности и обосновать обязательные мероприятия инженерной защиты.

1. Краткая характеристика инженерно-геологических условий

Изыскания выполнялись в сентябре–октябре 2023 г. на глубину до 18,0 м. Геологический разрез сложен озерно-аллювиальными отложениями (аl Ihs) с поверхности, перекрытыми маломощным мохово-растительным слоем. Выделены три инженерно-геологических элемента (ИГЭ):

— ИГЭ-0402 — суглинок лёгкий пылеватый тугопластичный (мощность 0,9–12,0 м);

— ИГЭ-0405 — суглинок лёгкий песчанистый текучий (мощность 0,9–3,4 м);

— ИГЭ-1601 — песок мелкий средней плотности водонасыщенный (мощность 1,9–5,6 м).

По сравнению с ранее полученными данными (2022–2023 гг.), здесь впервые детально охарактеризован текучий суглинок (ИГЭ-0405) — грунт с чрезвычайно низкой прочностью и высокой пучинистостью.

2. Гидрогеологические условия и процесс подтопления

Подземные воды вскрыты повсеместно на глубине от 0,1 до 0,8 м от поверхности. Уровень — безнапорный, водоупор до глубины 18,0 м не вскрыт. Водовмещающие грунты — суглинки тугопластичные (ИГЭ‑0402). Коэффициент фильтрации суглинков — 0,05–0,1 м/сут, песков — до 2 м/сут.

По классификации СП 11–105–97 (часть II) территория отнесена к типу I-А-1 — постоянно подтопленная в естественных условиях. Согласно таблице 5.1 СП 115.13330.2016 категория опасности подтопления — ВЕСЬМА ОПАСНАЯ.

Прогнозируемый подъём уровня в весенне-летний период — ещё на 1,0–1,5 м, то есть выход воды на дневную поверхность практически гарантирован. Это создаёт критические трудности при проходке техники в тёплый сезон и требует обязательного дренирования.

3. Морозное пучение: количественная оценка

Нормативная глубина сезонного промерзания (расчёт по СП 25.13330.2020 для метеостанции Толька) составляет:

— Для ИГЭ-0402–3,41 м

— Для ИГЭ-0405–3,20 м

— Для ИГЭ-1601–3,61 м

При выполнении планировки подсыпкой и понижении УГВ глубина промерзания незначительно уменьшается (до 3,35–3,95 м).

По результатам лабораторных определений относительной деформации пучения (ГОСТ 28622–2012) (таблица 1):

Таблица 1

Наличие сильнопучинистого грунта (ИГЭ-0405) при близком уровне грунтовых вод и глубине промерзания более 3 м делает процесс морозного пучения весьма опасным (категория по СП 115.13330.2016 — «весьма опасная»). В отдельные влажные годы степень пучинистости может переходить в чрезмерную.

4. Инженерная защита: обязательные мероприятия

На основании выявленных рисков проектные решения по объектам (куст скважин, эстакады, ёмкости, высоковольтная линия, автодорога) должны включать:

4.1. Защита от подтопления

— Локальная система: пристенные и кольцевые дренажи, противофильтрационные завесы, гидроизоляция подземных конструкций, вертикальная планировка с отводом поверхностных вод.

— Территориальная система: перехватывающие дренажи, очистка русел водотоков, дождевая канализация, регулирование уровенного режима.

— Утилизация дренажных вод обязательна.

4.2. Защита от морозного пучения

— Замена пучинистого грунта (особенно ИГЭ-0405) на непучинистый (песок крупный, щебень) в зоне промерзания.

— Заглубление фундаментов ниже расчётной глубины промерзания (не менее 3,5 м) либо устройство свайных фундаментов с воздушным зазором.

— Дренирование зоны промерзания для постоянного водоотлива.

— Теплоизоляция грунтов вокруг сооружений (пенополистирольные плиты) для снижения глубины промерзания.

5. Категория сложности и выводы

Согласно приложению Г СП 47.13330.2016, инженерно-геологические условия участка отнесены к III (сложной) категории. Основания: повсеместное развитие опасных процессов, наличие текучих и сильнопучинистых грунтов, чрезвычайно высокий уровень грунтовых вод.

Основные выводы:

1. Западно-Чатылькинское месторождение в зоне размещения проектируемых объектов характеризуется постоянным подтоплением (УГВ 0,1–0,8 м) и развитием сильнопучинистых грунтов (Ε _fh до 0,097).
2. Категория опасности процессов подтопления и морозного пучения — весьма опасная, что требует обязательного проектирования инженерной защиты.
3. Рекомендованный комплекс защитных мероприятий включает: дренажи, гидроизоляцию, замену пучинистых грунтов, заглубление фундаментов ниже глубины промерзания (более 3,4 м) или свайные фундаменты.
4. Строительство в тёплый период года без предварительного осушения территории невозможно — необходима организация поверхностного водоотвода.
5. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании аналогичных объектов в пределах Пур-Тазовской провинции.

Литература:

1. ГОСТ 25100–2020. Грунты. Классификация. — М.: Стандартинформ, 2020.
2. СП 25.13330.2020. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. Актуализированная редакция СНиП 2.02.04–88. — М.: Минстрой России, 2020.
3. СП 115.13330.2016. Геофизика опасных природных воздействий. — М.: Минстрой России, 2016.
4. СП 116.13330.2012. — М.: Минрегион России, 2012.
5. ГОСТ 28622–2012. Грунты. Метод лабораторного определения степени пучинистости. — М.: Стандартинформ, 2019.
6. Технический отчет по результатам инженерно-геологических изысканий. Уфа, 2023.
7. Зиннатуллин А. Р. Инженерно-геологические условия района размещения объектов Западно-Чатылькинского нефтяного месторождения (Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция) // Молодой учёный. — Казань, 2025.