Проблемы проектирования инфраструктуры арктических нефтепромыслов в условиях климатических изменений

Введение. Рассмотрены проблемные вопросы проектирования инфраструктуры нефтепромысловых объектов в Арктике в условиях изменения климата: применение температурного коэффициента при расчете несущей способности, пучение малонагруженных фундаментов, оптимизация решений по термостабилизации грунтов.

Цель. Изменение стратегии проектирования фундаментов на многолетнемерзлых грунтах по выбору наихудших грунтовых условий к реализации инвариантной матрицы проектных решений для типовых промышленных объектов инфраструктуры месторождений на основе унифицированных теплотехнических расчетов (регламента).

Материалы и методы. Сделан обзор существующих нормативно-методических документов, регламентирующих основные подходы к проектированию фундаментов на многолетнемерзлых грунтах. Выполнен анализ прогнозных расчетов температуры грунтов оснований типовых объектов инфраструктуры месторождений для обоснования проектных решений, в том числе применения систем термостабилизации грунтов.

Результаты. Для уменьшения объема проектных работ и упрощения выбора решений по термостабилизации грунтов оснований предлагается утвердить региональный справочник метеостанций с длительным периодом наблюдений с учетом актуализированных климатических данных. Также необходимо создание региональных динамических моделей геосистем криолитозоны, выполнение прогнозов потенциальной глубины сезонного оттаивания грунтов и температуры мерзлых толщ в естественных ландшафтах на основе данных геокриологического мониторинга, разработка методов адаптации к существующим или ожидаемым трендам климатических изменений.

Заключение. Эффективным решением является создание регламента на проектирование и строительство оснований и фундаментов на многолетнемерзлых грунтах, учитывающего специфику промышленных объектов нефтегазовых месторождений. Это позволит перейти к стратегии реализации инвариантной матрицы проектных решений для типовых промышленных объектов на основе унифицированных теплотехнических расчетов

1. Hjort J., Karjalainen O., Aalto J., Luoto M., Westermann S., Etzelmüller B., Romanovsky V.E., Nelson F.E.. Degrading permafrost puts Arctic infrastructure at risk by mid-century. Nature Communications. 2018, vol. 9, no. 1, p. 5147.

2. Стрелецкий Д.А., Шикломанов Н.И., Гребенец В.И. Изменение несущей способности мерзлых грунтов в связи с потеплением климата на севере Западной Сибири // Криосфера Земли. — 2012. — Т. 16. — №1. — С. 22–32.

3. Курчатова А.Н., Посконина Е.А. Моделирование теплового взаимодействия песчаной насыпи и мерзлых грунтов основания // Основания, фундаменты и механика грунтов. — 2018. — №4. — С. 28–32.

4. Посконина Е.А., Курчатова А.Н. Стабилизация температурного режима грунтов оснований путем применения прослойки из Теплонита в теле насыпи // Наука и техника в газовой промышленности. — 2019. — №1. — С. 13–19.

5. Посконина Е.А., Курчатова А.Н. Определение минимальной длины термокейса при выбранном расстоянии между скважинами // PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. — 2019. — №2. — С. 66–70.

6. Посконина Е.А., Курчатова А.Н. Оптимизация решений по термостабилизации грунтов оснований // Известия вузов. Нефть и Газ. — 2020. — №2. — С. 49–59.