Инженерно-геокриологический мониторинг многолетнемерзлых пород для обеспечения безопасной эксплуатации морского нефтеналивного комплекса в Арктике

  • Авторы: Бурков Д.В1,2, Губайдуллин М.Г1,3, Калашников А.В1, Крайнева О.В1, Багрецова Н.В1
  • Учреждения:
    1. Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.
    2. Варандейский терминал
    3. Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова Уральского отделения Российской академии наук
  • Выпуск: Том 25, № 1 (2025)
  • Страницы: 21-26
  • Раздел: Статьи
  • URL: https://ered.pstu.ru/index.php/geo/article/view/4467
  • DOI: https://doi.org/10.15593/2712-8008/2025.1.3
  • Цитировать

Аннотация


Добыча нефти в Арктике сопряжена с риском аварийных разливов нефти. В этой связи все большую обеспокоенность вызывает чувствительность и крайне низкая устойчивость арктической среды к нефтяному загрязнению. Очевидно, что для обеспечения безопасной эксплуатации объектов нефтегазовой отрасли в этом районе необходима эффективная система управления охраной окружающей среды. В статье рассматривается Варандейский терминал – уникальный объект, расположенный за Полярным кругом в зоне многолетней мерзлоты на побережье Баренцева моря. Терминал объединяет в себе наземный резервуарный парк, морской наливной комплекс и соединяющий их подводный трубопровод. Экстремальные условия Крайнего Севера (многолетняя мерзлота, низкие температуры, длительные паводки) осложняют инженерно-геологические условия эксплуатации объектов нефтяной инфраструктуры. Их безопасная эксплуатация во многом определяется особенностями строения верхней части геологического разреза и ее устойчивостью. В свою очередь, зависит от состояния многолетней мерзлоты. Изменение теплового режима мерзлых пород в основании объектов в процессе их эксплуатации приводит к возникновению опасных инженерно-геокриологических процессов. Как показывает практика, это время от времени приводит к возникновению аварийных ситуаций на объектах нефтегазового комплекса с тяжелыми логистическими, экологическими, социальными, финансово-экономическими последствиями. Разработка технологии управления тепловым режимом грунтов для обеспечения надежной и безопасной эксплуатации инженерных сооружений берегового и морского нефтеналивного комплекса является одной из важнейших и актуальных потребностей нефтегазовой отрасли региона. Инженерно-геокриологический мониторинг является одним из эффективных инструментов решения этой проблемы. Он также позволяет снизить возможный экологический и экономический ущербы. Проведенные исследования обосновывают актуальность создания системы геокриологического мониторинга для непрерывного контроля за состоянием мерзлых грунтов под объектами с целью выявления проблем на ранней стадии их развития. Представлены основные элементы системы. Рассмотрены два типа фундаментов, предназначенных для поддержания температуры грунтов под объектами в допустимых пределах.

Полный текст

3

Об авторах

Д. В Бурков

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.; Варандейский терминал

М. Г Губайдуллин

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.; Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова Уральского отделения Российской академии наук

А. В Калашников

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.

О. В Крайнева

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.

Н. В Багрецова

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.

Список литературы

  1. Vikhamar Т., Gubaidullin M.G. Northen Gateway Oil Terminal Study. The Proceedings of the Fifth International Offshore and Polar Engineering Conferens. Netherlands, The Hague, 1995, vol. II, pp. 501-506.
  2. Reteyum A.Yu., Gubaidullin M.G., Kazakov A.G., Chernov V.V., Vikhamar T.K. Comparative analysis of options for transporting oil by the Northern Sea Route. Development of the shelf of the Arctic seas of Russia: Abstr. of the Second International Conference. St. Petersburg: Publishing house of S.Pb. GTU, 1995, pp. 270-272.
  3. Kajoyan Yu.S., Gubaidullin M.G. The concept of early oil production in the north of the Timan-Pechora province. Development of the shelf of the Arctic seas of Russia: Proceedings of the 3rd International conference. St. Petersburg, 1997, part 1, pp. 160-166.
  4. Alekperov V.Yu. Development strategy. Journal Oil of Russia, 1999, no. 5, pp. 4-11.
  5. Vakhaev V.G., Gubaidullin M.G., Kozyakova E.S., Burkov D.V. Analysis of the types of foundations for oil reservoirs of the Varandey terminal in order to reduce the impact on permafrost rocks. Problems of development of oil and gas fields in the European North of Russia: Coll. scientific. Arkhangelsk, ASTU, 2007, iss. 2, pp. 13-16.
  6. Melnikov E.S., Grechishchev S.E. Permafrost and the development of oil and gas regions. Moscow, GEOS, 2002, 402 p.
  7. Melnikov P.I., Tolstikhin N.I. General permafrost. Moscow: Nauka, 1974, 291 p.
  8. Kozlov S.A. Conceptual foundations of engineering and geological studies of the West Arctic offshore oil and gas province. Journal Oil and Gas Business, 2006, 46 p.
  9. Sinitsyn A., Guegan E., Kokin O., Vergun A., Udalov L., Ogorodov S. Investigations of coastal erosion processes in Varandey area, Barents Sea. SPE Arctic and Extreme Environments Conference and Exhibition, AEE, 2013, vol. 3, pp. 2083-2099. doi: 10.2118/166932-MS
  10. Basverfjord M.G., Gylland A., Sinitsyn A., Wold M. Investigations for sustainable foundations in Arctic coastal areas. Geotechnical Engineering for Infrastructure and Development. Proceedings of the XVI European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. ECSMGE, 2015, vol. 3, pp. 1243-1248.
  11. Ershov E.D. General geocryology. Moscow: University Press, 2002, 682 p.
  12. Andreeva I.A., Vanshtein B.G., Zinchenko A.G., Kiiko O.A., Petrova V.I. Landscape-geoecological studies of the Barents Sea as a basis for setting up long-term monitoring. Conceptual problems of geoecological study of the shelf. St. Petersburg: VNII Okeangeologiya, 2000.
  13. Burkov D.V. Assessment of the impact on the environment during oil shipment at the Varandey terminal. Problems of development of oil and gas fields in the European North of Russia. Arkhangelsk: ASTU, 2007, iss. 2, pp. 7-13.
  14. Lukoil’s infographica. Varandey oil export terminal, available at: https://www.behance.net/gallery/10261211/Lukoils-infographica/modules/75150713 (accessed 05 October 2024).
  15. White, T.L. Pipelines in Permafrost and Freezing ground. Engineering resource library and database indexes. Permafrost Environmental Consulting. Ottawa, Canada, 2006, vol. 1, 100 p.
  16. Gubaidullin M.G., Makarskiy N.A., Khamidov B.Kh. Methods for protecting the upper part of the geological environment based on local monitoring during the operation of oil fields in the European North of Russia. Arkhangelsk: NArFU, 2013 168 p.
  17. Gubaidullin M.G., Krainev V.G., Kalashnikov A.V., Burkov D.V. Analysis of measures to ensure the stability of oil and gas facilities in the coastal zone of the Barents Sea. Problems of the development of oil and gas fields in the Arctic region of Russia: materials of the All-Russian scientific and practical conference (December 17-18, 2020). Arkhangelsk: NArFU, 2020, iss. 3, pp. 3-14.
  18. Appolonov E.M., Nesterov A.B., Timofeev O.Ya. Providing ice strength and safe operation of ships in Russian and freezing seas on the basis of the comprehensive system of formation of fundamental engineering solutions. Trudy TsNII imeni akademika A.N. Krylova, 2008, vol. 39 (323), pp. 69-89.
  19. Appolonov E.M., Sazonov K.E., Timofeev O.Ya. Safe operation of large vessels in the Arctic transport system. Trudy NGTU imeni R.E. Alekseeva, 2010, no. 1 (80), pp. 149-153.
  20. Freeman R. Ice management and impact oil and gas developments on the Grand Banks. 1st Annual Atlantic Petroleum R&D Forum. C-Core Ice Management Framework, 2007.
  21. Crocker G. et al. An assessment of current iceberg management capabilities. Contract Report for National Research Council Canada, Prepared by C-CORE & B. Wright and Associated Ltd. C-CORE Publications 98-C26, 1998, 105 p. doi: 10.4224/40000434
  22. Weeks W.F., Mellor M. Weeks W.F. Some elements of iceberg technology. Ed. A.A. Husseiny. Iceberg Utilization. New York: Pergamon Press, 1977, pp. 45-98. doi: 10.1016/B978-0-08-022916-4.50015-7
  23. Bishop G. Assessment of iceberg management for the Grand-Banks area: Analysis of detection and detection techniques, Mobil Oil Canada Properties. Property Development Department, 1989.
  24. Bruneau A., Dempster R., Peters R. Iceberg towing for oil rig avoidance. Iceberg Utilization. New York: Pergamon Press, 1977, pp. 379-388. doi: 10.1016/B978-0-08-022916-4.50038-8
  25. Anderson К., McDonald D., Mitten P. Management of small ice masses. ESRF Report, 1986, no. 042.
  26. Warbanski G., Banke E. Evaluation of a modified water cannon system to control small iceberg masses. ESRF Report, 1987, no. 081.
  27. Buzin I.V. Review of the methods of active struggle with iceberg danger when applied to protect the platform on the Shtokman gas condensate field. Kompleksnye issledovaniya i izyskaniya ledovyh i gidrometeorologicheskih yavleniy i protsessov na arkticheskom shelfe: Trudy AANII. St. Petersburg, 2004, vol. 449, 158 p.
  28. Agafonov A., Berezhnoy K., Verbitskiy S., Zimin A., Shinkarenko O. Offshore floating platform for Russian Arctic oil fields. Transactions of the Krylov State Research Centre, 2015, pp. 61-74.
  29. Alekseev Yu., Afanasyev V., Litonov O., Mansurov M., Truskov P. Ice engineering aspects of offshore oil & gas developments. St. Petersburg: Gidrometeoizdat, 2001.
  30. Appolonov Ye., Sazonov K. Ice management: tasks and opportunities. Gas Industry, 2013, no. 2 (686), pp. 70-72.
  31. Astafyev V.V. Astafyev G. Surkov P. Truskov Ridges and stamouchs of the Sea of Okhotsk. St. Petersburg: ProgressPogoda, 1997.
  32. Bekker A. Probabilistic characteristics of ice loads on offshore structures. Vladivostok: Dalnauka, 2004.
  33. Bitsulya A., Karulin Ye., Karulina M. Variability in interpretation of measurement results for physical and mechanical properties of ridge keel in model test conditions. Transactions of the Krylov State Research Centre, 2005, iss. 24 (308), pp. 4-18.
  34. Bogorodsky V., Gavrilo V. Ice. Physical properties. Modern methods of glaciology. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1980.
  35. Buzin I., Nesterov A., Gudoshnikov Yu. Study of ice dynamics in the Eurasian Arctic using radio beacons - experience and outlooks. Materials of the 13th International conference and exhibition for oil and gas resources development of the Russian Arctic and CIS continental shelf (RAO/CIS Offshore 2017) held in St. Petersburg on September 12-15 2017. St. Petersburg: Khimizdat, 2017, pp. 212-218.
  36. Verbitsky S., Zimin A., Koval M., Malygin V., Shinkarenko O. Global FPSO fleet. State of the art and prospects. Transactions of the Krylov State Research Centre, 2012, iss. 66 (350), pp. 125-134.
  37. Vershinin S., Truskov P., Kuzmichev K. Ice effects upon Sakhalin offshore structure. Moscow: Giprostroymost Institute, 2005.
  38. Wilkman G. 40 years of ice model testing. Helsinki, Finland: Aker Arctic Technology Inc, 2009.
  39. Gudkovich Z., Doronin Yu. Sea ice drift. St. Petersburg: Gidrometeoizdat, 2011.
  40. Dobrodeev A., Sazonov K., Boitsun I. Comparative analysis of various substructure types for oil & gas development platforms in the Caspian. Transactions of the Krylov State Research Centre, 2015, pp. 203-210.
  41. Dobrodeev A., Sazonov K., Timofeev O. Global load on marine engineering structures. Determination methods. RS Research Bulletin, 2015, no. 38-39, pp. 61-65.

Статистика

Просмотры

Аннотация - 22

PDF (English) - 9

Ссылки

  • Ссылки не определены.

© Бурков Д.В., Губайдуллин М.Г., Калашников А.В., Крайнева О.В., Багрецова Н.В., 2025

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах