Закономерности переноса нефти в мерзлых и промерзших породах при их техногенном загрязнении

• Автор: Микляева, Евгения Сергеевна
• Шифр специальности: 25.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Современное состояние вопроса о нефтяном загрязнении

криолитозоны

1.1 .Нефть как загрязнитель окружающей среды

1.2.Существующие данные об углеводородном загрязнении 1Ь областей распространения ММП и глубокого сезонного
промерзания

1.3.Изученность нефтяного загрязнения в промерзающих и

мерзлых породах ГЛАВА 2. Методика комплексного экспериментального
исследования переноса нефти в промерзающих и мерзлых породах 2?
2.1 .Методика исследования физико-химического взаимодействия
нефти с мерзлыми породами
2.2.Методика изучения переноса нефти в мерзлых породах
2.3.Методика изучения переноса нефти в промерзающих породах 3#
ГЛАВА 3. Характеристика объектов исследований
3.1 .Характеристика исследуемых грунтов
3.2.Общая характеристика нефти
3.3.Состав и основные свойства исследуемых нефтей 62 ГЛАВА 4. Закономерности растекания нефти по поверхности
криогенных сред и ее переноса в мерзлых породах
4.1 .Характеристика физико-химического взаимодействия нефти с основными компонентами мерзлых пород и особенности ее растекания по их поверхности
4.2. Закономерности переноса нефти в мерзлых породах различной льдистости, дисперсности и засоленности
4.4.Влияние состава нефти и температурных условий среды на нефтеперенос в мерзлых породах ГЛАВА 5. Закономерности переноса нефти в промерзающих породах
5.1. Влияние дисперсности и условий промерзания на характер и интенсивность нефтепереноса в промерзающих породах
5.2. Влияние состава и начального содержания нефти на интенсивность ее переноса в промерзающих породах
ГЛАВА 6. Механизмы переноса нефти з мерзлых и промерзающих породах
6.1. Механизмы переноса нефти в мерзлых породах
6.2. Механизмы переноса нефти в промерзающих породах ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Добыча нефти, ее хранение и транспортировка в северных регионах России неизбежно сопровождается углеводородным загрязнением окружающей среды, которое становится все более серьезной экологической проблемой для арктических территорий. Этим определяется интерес к особенностям углеводородного загрязнения криолитозоны, в том числе к распределению загрязнителя в слое сезонного оттаивания, по поверхности и проникновению в глубь мерзлых пород (МП).
Экспериментальный подход к изучению переноса нефтяных компонентов в промерзающих и мерзлых породах актуален в научном и практическом плане. Научная значимость этих исследований состоит в развитии теоретических вопросов взаимодействия, переноса и накопления нефти и нефтяных компонентов в мерзлых и промерзающих породах. В практическом плане работа имеет большое значение для решения экологических и хозяйственнопроизводственных задач, возникающих при загрязнении почв и пород криолитозоны. Нефтяное загрязнение оказывает негативное воздействие на живые организмы и растительный мир, приводит к изменению температурного режима и свойств мерзлых и промерзающих дисперсных пород. Поэтому оценка и прогноз ореолов распространения нефти в мерзлых и промерзающих породах является необходимой задачей при решении этих проблем. Знание закономерностей и механизмов переноса нефти в МП необходимо так же при их использовании как естественных хранилищ углеводородного сырья.
Несмотря на большую научную и практическую актуальность поставленной задачи, она остается слабоизученной до настоящего времени. Полевые и экспериментальные данные малочисленны и разрознены. Поэтому ЦЕЛЬЮ данной работы явилось изучение основных закономерностей и механизмов переноса нефти в мерзлых и промерзающих породах. В соответствии с поставленной целью было необходимо решить следующие задачи:
- разработать методику комплексного экспериментального изучения переноса нефти в мерзлых и промерзающих породах;
рассчитывалось объемное содержание влаги и нефти по высоте образца. По полученным данным производился расчет параметров массопереноса, а именно плотности миграционного потока нефти и суммарного накопления нефти в образце. Плотность миграционных потоков нефти (.!„) рассчитывалась по следующей формуле:
.1П= /т (г/см2*с), (4)
где р() - плотность скелета мерзлого грунта, г/см1, т - время эксперимента, с,
С, - концентрация нефти в 1-слое,
- толщина Его слоя, см.
Сммарное накопление нефти в образце рассчитывалось по формуле:
С„ = (г/см2) (5)
На основе рассчитанных параметров строились графики зависимости интенсивности миграционных потоков нефти или суммарных накоплений нефти от времени проведения опыта, температурных условий, дисперсности или льдистости образцов, и т.д.
После произведенной обработки всех полученных материалов лабораторных исследований проводился анализ массообменных процессов, протекающих при контактировании мерзлых пород с нефтью. На основе проведенного анализа выявлялись закономерности и механизмы переноса нефти в мерзлых породах.
2.3. Методика изучения переноса нефти в промерзающих породах
Методика экспериментальных исследований процессов массопереноса (переноса и накопления нефти) в промерзающих (нефтезагрязненных) породах основана на комплексной методике по изучению физико-химических процессов в промерзающих породах, разработанной на кафедре геокриологии. Методы, которые были взяты за основу при постановке и проведении данной экспериментальной программы разработаны при исследовании влаго- и солепереноса в промерзающих породах (Ершов, Чеверев, 1974). При проведении экспериментов при участии автора методы были дополнены и адаптированы в