вительно, как показывают наблюдения, за разливом нефти, прошедшей в результате аварии танкера "Антонио Грамши", часть нефти, попавшей под поле льда, в течение 2,5 месяцев дрейфовала в море [4]. За этот период физико-химические свойства се существенно изменились: плотность увеличилась на 10 % , вязкость возросла вдвое, что косвенным образом подтверждает наше предположение.
Важным фактором распространения нефти подо льдом является скорость течения. Когда подледное течение превышало определенную пороговую скорость (4 см/с), нефть разносилась под ледяным покровом. Зависимость пороговой скорости перемещения нефтепродуктов подо льдом Vo от скорости течения Vt выражается формулой И:
Vo-0,38- Wl -0,0133.
Рельеф основания ледового покрова в значительной степени определяет объем переноса НУ под ледяным покровом, их накопление в пустотах и "карманах", а в конечном итоге - степень загрязнения всей толщи льда, за счет чего НУ распространяются на значительно меньших площадях, чем при открытой поверхности моря [4].
Исследованиями канадско-американской экспедиции в море Бофорта (1974 г.) и работами ДАНИИ установлена миграция нефтяных включений во льду снизу вверх по ячейкам солевого раствора и другим пустотам. Это явление было названо эффектом "промокательной бумаги" [8]. По наблюдениям В.В. Измайлова, аккумуляция нефтяных соединений ледовым покровом обусловлена тремя процессами:
- захватом НУ из воды при льдообразовании;
- миграцией нефтяных
включений от нижней кромки к поверх
ности
по капиллярам, ячейкам солевых растворов;
- заполнением пустот, образовавшихся при торошении льда.
Вертикальное движение во льду нефти и ее производных с плотностью меньше, чем у воды, вызывается действием гидростатического давления, сил поверхностного натяжения и градиентом температуры в системе вода - лед - атмосфера. Скорость миграции нефтепродуктов зависит от вязкости и плотности нефти, структуры, плотности, толщины и заснеженности льда, а также от количества ячеек и ниш в нем. Таким образом, по В.В. Измайлову [4], под действием силовых полей и температурных градиентов происходит миграция нефтяных включений. Однако предложенный механизм вызывает противоречия, исходя из теории капиллярной пропитки и фазовых проницаемостей.
156
Проведенные нами прямые эксперименты по исследованию перетекания снизу-вверх различных нефтепродуктов (керосин, дизельное топливо, сырая нефть) через перфорированные гидрофильные пластины, расположенные горизонтально в водной среде, показывают, что перемещение углеводородного слоя, образующегося под пластиной, через эту преграду наблюдается только в том случае, когда диаметр перфорированных отверстий в пластине превышает 12-14 мм, т.е. эти размеры превышают характерные диаметры солевых капилляров во льду.
Методика проведенных нами исследований нефтепоглощающих свойств морского льда в условиях присахалинского шельфа заключается в следующем. На морской ледовой поверхности кольцевым буром (DBH =150 мм) производится сквозное бурение ледяного покрова. Полученная скважина обсаживается керамической или металлической трубой, длина которой превышает высоту ледового слоя на 0,2-0,3 м, с прикрепленной к ней металлической трубкой (D = 10 мм) для подачи нефти в подледное пространство. Выбуренный из скважины ледовый керн вставляется в обсадную трубу, фиксируется и производится выдержка установленной системы в течение 3-5 сут для восстановления в керне естественных температурных режимов. Далее через подающую трубку под избыточным давлением 0,015 МПа в подледное пространство, ограниченное обсадной трубой, подается 3 л нефти. По истечении установленного времени наблюдения обсадная труба вместе с керном поднимается, нефтенасыщенный керн из трубы выдавливается. Остатки нефти из скважины-лунки отсасываются в отдельную емкость. Продолжительность процесса нефтепоглощения составляла 12-14 сут.
Полученный ледовый керн через определенные отрезки распиливается. По распилам осуществляется визуальный контроль, зарисовки или фотографии нефтенасыщенности, далее отрезки керна передаются на аналитическое определение содержания нефти по высоте льда. По характеру распределения нефти по высоте оценивается динамика нефтепоглощения. Некоторые результаты экспериментальных работ, проведенных в весенний период (март-апрель), приводятся на рис. 2 и 3. Длина монолитных кусков выносимого при разбуривании ледового покрова составляла в среднем 0,8 м. Под ледовый покров заливалась тяжелая нефть месторождения Оха (плотность и вязкость при 20°С соответственно равны 0,920 г/см3 и 90 сОт, температура за-
157
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.