Роль трансформации нефтяного загрязнения в изменении свойств грунтов слоев сезонного оттаивания и сезонного промерзания

Глава 3. Характеристика объектов экспериментального исследования и использованные лабораторные методики.

Объектом выполненных исследований являлись дисперсные грунты разного гранулометрического состава, отобранные из слоя сезонного промерзания в районе одного из нефтяных месторождений республики Татарстан в местах порывов нефтепроводов и складирования нефтезагрязненного грунта с различной периодичностью после разлива, и аналогичные им искусственно приготовленные из грунтовой массы с того же месторождения и загрязненные той же нефтью. Последние имитировали <свежий разлив>. Подготовка грунтов нарушенного сложения велась по отработанной на кафедре геокриологии методике, позволяющей получить влажные нефтезагрязненные образцы с однородным распределением влажности, плотности и нефтесодержания. Грунты естественного и нарушенного сложения исследовались в диапазоне влажности 21-24% и плотности скелета грунта 1,5-1,6 г/см3. Содержание загрязнителя (z, %) рассчитывалось как отношение массы нефти или нефтепродукта к массе сухого грунта. Диапазон загрязнения - 0-16%.

Определение гранулометрического и микроагрегатного состава грунтов выполнялось на кафедре инженерной геологии пипеточным методом. Подготовка грунтов к гранулометрическому анализу проводилась по методике П.Ф. Мельникова (путем растирания с пирофосфатом натрия), подготовка грунтов к микроагрегатному анализу проводилась согласно ГОСТ 12536-79. Скорость оседания частиц рассчитывалась по формуле Стокса. По классификации Н. А. Качинского исследуемые грунты относятся к супеси, среднему суглинку и легкой глине.

Для проведения исследований использовалась нефть Ромашкинского месторождения. Важным моментом данного исследования является длительный период наблюдения за процессами естественной трансформации нефти. Изменение концентрации нефти и состава продуктов ее трансформации в супеси было рассмотрено для периода инкубации 3 и 5 лет, для суглинка - 3, 5 и более 15 лет.

Количество нефти, содержащееся в образцах грунта естественного сложения и загрязнения, было определено методом холодной экстракции. Качественные изменения продуктов нефтяного загрязнения фиксировались по данным группового состава, определенного методом элюентной хроматографии.

Исследование теплофизических свойств нефтезагрязненных дисперсных пород в талом и мерзлом состоянии проводилось методом регулярного режима I рода (α-калориметра); исследование теплоемкости нефти и дисперсных пород проводилось методом монотонного разогрева на измерителе ИТ-С-400; фазовый состав влаги мерзлых дисперсных пород, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, исследовался контактным и криоскопическим методами.

Измерение удельных электрических сопротивлений (УЭС) осуществлялось на низкочастотном переменном токе четырехэлектродной установкой. Измерения скоростей распространения упругих продольных волн выполнялось путем прозвучивания цилиндрических образцов на приборе УКБ-1М с пьезопреобразователями 60 и 150 кГц.

Во всех исследованиях эксперименты проводились на двух образцах-<близнецах> с двух - трехкратной повторностью. Осреднение для одной точки - 4-6-кратное. Влажность и плотность образцов определялись весовым способом после окончания эксперимента.