CC BY
99
УДК 628.143
Ю.В. Жужгов, Е.В. Калач
Воронежский институт - филиал ФГБОУ ВО Ивановской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ МОНИТОРИНГА ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА
Рассмотрена возможность совершенствования методов мониторинга различных объектов нефтегазового комплекса, особенностей применения данных методов и технологий, с целью наиболее точного изучения геологического строения нефтегазоносных территорий, поиска месторождений нефти и газа, в том числе в арктических регионах, контроля нефте-, газо- и продуктопроводов, ликвидации ЧС техногенного характера случающихся на данных объектах, а также для оценки экологического состояния мест добычи, переработки, хранения и транспортировки углеводородов на суше и на море.
Ключевые слова: мониторинг, нефтегазовый комплекс, беспилотный летательный аппарат, космический мониторинг, чрезвычайная ситуация.
Yu. V. Zhuzhgov, Е. V. Kalach
PERFECTION OF MONITORING METHODS OF OBJECTS OF OIL AND GAS COMPLEX
The possibility of improving the monitoring methods of various oil and gas facilities, using technologies and technologies, geological and geophysical research, oil and gas areas, searching for oil and gas fields, including in the Arctic regions, controlling oil, gas and product pipelines, and eliminating man-made emergencies at these sites, as well as to assess the ecological status of the sites of production, processing, storage and transportation of hydrocarbons on land and at sea.
Keywords: monitoring, oil and gas complex, unmanned aerial vehicle, space monitoring, emergency.
Нефть и газ являются важнейшими компонентами мировой энергетики. Они удовлетворяют потребности человечества в источниках энергии более чем на треть. В настоящее время в суммарном потреблении природных энергетических ресурсов в мире доля нефти составляет 40%, газа - 23%. При этом в балансе энергоисточников России доля природного газа составляет 52%, а нефти - 23%.
Наша страна обладает крупнейшими природными ресурсами углеводородов. Поэтому нефтегазовая отрасль является ключевой в экономике современной России. В государственном балансе запасов учтено более 2500 месторождений нефти и природного газа. Они различаются по запасам, стадиям освоения и размещению на территории страны. Основная часть разведанных запасов находится в Западной и Восточной Сибири, на морском шельфе Сахалина, Баренцева и Карского морей. Потенциальные нефтегазоносные провинции занимают огромные площади и резко отличаются по степени геологической изученности и прогнозным ресурсам.
Предприятия нефтегазового комплекса располагают сложной, многоуровневой инфраструктурой добычи, хранения, транспортировки, переработки и раздачи нефти и газа, крайне распределенной на огромных по площади территориях, очень часто имеющих сложные природные и климатические условия. Управление таким хозяйством невозможно без постоянного и всеохватного мониторинга процессов и явлений, происходящих на территории, контроля всех видов хозяйственной деятельности, связанной с недропользованием.
Основными объектами нефтегазового комплекса, для которых необходимо осуществлять мониторинг, являются: районы, перспективные с точки зрения разработки новых месторождений нефти и газа, в том числе в арктических районах; места добычи и транспортировки углеводородов на суше и на море; нефте, газо и продуктопроводы; нефтеперерабатывающие комплексы; хранилища сырья и продуктов; водный и наземный транспорт для перевозки нефти, нефтепродуктов и сжиженного газа и др.
Для проведения мониторинга и получения новой информации о геологическом строении нефтегазоносных территорий, оценки их перспективности с точки зрения наличия нефти и газа, информационного обеспечения процессов поиска и разведки месторождений углеводородов, а также для своевременного устранения экологических проблем при чрезвычайных ситуациях техногенного характера на объектах нефтегазового комплекса могут использоваться: - спутники, оборудованные оптической аппаратурой УФ, видимого и ИК-диапазонов спектра сверхвысокого и высокого разрешения — 0.4-4.0 м; многоспектральной аппаратурой среднего — 5.0- 90 м и низкого разрешения (обзорные) — 100 м — 1 км; - РЛспутники, оборудованные РСА высокого (1.0-8.0 м), среднего (12.5-25 м) и низкого (100- 600 м) разрешения; - спутники для магнитной и гравитационной съемок; -метеорологические спутники; - средства спутниковых навигационных систем; пилотируемые долговременные орбитальные станции; - воздушные средства (самолеты, вертолеты, дельтапланы, беспилотные летательные аппараты (БПЛА) и дирижабли), оборудованные цифровыми оптическими камерами; сканирующими оптикоэлектронными комплексами; гиперспектрометрами; тепловизорами, ИКрадиометрами; лидарами; РСА; микроволновыми радиометрами, аппаратурой гаммасъемки и другими приборами; - средства связи и передачи данных; - наземные ситуационные и информационноаналитические центры; - программные и технические средства для обработки информации, формирования баз данных, представления пространственноорганизованных данных в виде ГИС в интересах решения широкого спектра задач нефтегазовой отрасли.
Важную роль в деятельности нефтегазового комплекса России играют транспортные системы (нефте, газо и продуктопроводы, танкеры для перевозки нефти, нефтепродуктов и сжиженного газа). В настоящее время на территории нашей страны эксплуатируется более 1 млн. км. магистральных, промысловых и распределительных нефте, газо и продуктопроводов. Трубопроводная система покрывает 35% огромной территории страны, на которой проживает почти 60% ее населения. Только на магистральных трубопроводах ежегодно происходит в среднем около 55 аварий. В связи с этим и с возрастающими требованиями к контролю и обеспечению безопасности трубопроводов исключительное значение приобретают разработка и внедрение в практику новых методов и средств мониторинга данных объектов. При решении таких проблем, как повреждения трубопроводов, свищи и трещины, которые не влияют на режим перекачки и не могут быть обнаружены параметрическими методами и внутритрубными мониторинговыми системами, необходимо совершенствование методов мониторинга этих объектов.
На предприятиях добычи, хранения, транспортировки, раздачи и переработки нефти, газа и нефтепродуктов обычно имеют место безвозвратные потери, обусловленные утечками, разлива, прорывами и авариями, а также другими источниками, что приводит к загрязнению окружающей среды. При этом нефть и нефтепродукты являются одними из наиболее опасных видов загрязнения. Это связано с тем, что они представляют собой смесь органических соединений, содержащих большое количество химически активных веществ, которые изменяют состав объектов окружающей среды, преобразуя естественные компоненты в токсичные формы. Имеется множество случаев аварий в местах добычи и транспортировки нефти и газа. Одним из последних «громких» примеров является авария на нефтяной платформе компании British Petroleum в Мексиканском заливе, произошедшая в апреле 2010 г.
В связи с возрастающими требованиями к обеспечению промышленной и экологической безопасности на объектах нефтегазового комплекса, наиболее эффективным
способом, все более широко внедряемым в нефтяных компаниях и контролирующих государственных организациях, для информационного обеспечения в области мониторинга краткосрочных и долгосрочных изменений на территории лицензионных участков, является мониторинг с использованием данных дистанционного зондирования Земли, новых методов обработки аэрокосмической информации и геоинформационных технологий.
Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) — один из важнейших и бурно развивающихся видов космической деятельности, который наиболее восприимчив к инновациям. Космическая информация используется во многих областях, прежде всего, для предупреждения и ликвидации последствий природных катастроф и техногенных аварий, исследования и рационального использования природных ресурсов, охраны окружающей среды, в интересах энергетики, градостроительства, транспортного комплекса, метеорологии и климатологии, лесного и сельского хозяйства, картографии и др. Естественно, что она должна широко использоваться и в интересах нефтегазовой отрасли.
С учетом основных мировых тенденций развития космических систем ДЗЗ, связанных с увеличением числа спутников высокого и сверхвысокого разрешения (меньше 0.4-1 м), в том числе всепогодных радиолокационных (РЛ) космических средств, все более широким использованием кластеров малых спутников, созданием комплексных многоспутниковых систем космического мониторинга, отказом от неоперативных фотографических космических средств, а также широким международным сотрудничеством в области ДЗЗ, эффективность использования космических методов и технологий в различных на правлениях человеческой деятельности, в том числе и в интересах нефтегазовой отрасли, будет непрерывно повышаться.
Для аэрокосмического мониторинга объектов нефтегазового комплекса уже в настоящее время используются различные методы ДЗ, в том числе: методы, основанные на регистрации характеристик электромагнитного поля, прежде всего: оптикоэлектронные сканерные методы; тепловизионные методы; методы ИКи СВЧрадиометрии; гиперспектральные методы; лидарные методы; РЛметоды — радары с синтезированной апертурой (РСА) и радары бокового обзора (РЛСБО); магнитометрические методы; гравиметрические методы; пассивные методы, основанные на регистрации потоков частиц (гаммаспектрометрия).
Перспективы повышения эффективности аэрокосмического мониторинга объектов нефтеазового комплекса связаны с широким использованием новых методов ДЗ, таких, например, как: дистанционная пространственночастотная спектрометрия; многочастотные радиотомография и СВЧрадиометрия; многочастотная радиоволнография; радиоинтерферометрия; бистатическая радиолокация, Фурьеспектрометрия; лазерное флуоровидение; методы спутниковой навигации, спутниковая альтиметрия, активные методы, основанные на регистрации потоков элементарных частиц и др., а также с комплексным использованием разнородной аэрокосмической и подспутниковой (в том числе геофизической) информации. Эти перспективы связаны также с развитием методов и технологий обработки и хранения разнородной аэрокосмической информации, современного геоинформационного обеспечения.
Авиационные средства мониторинга, а также беспилотные летательные аппараты (БПЛА), занимают свою нишу при решении задач мониторинга объектов нефтегазовой отрасли, связанную с получением более детальной информации и в более локальном масштабе. Эффективность их применения существенно повышается в случае комплексирования с космическими средствами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бондур В.Г., Замшин В.В. Космический радиолокационный мониторинг морских акваторий в районах добычи и транспортировки углеводородов. В настоящей книге. 2012. - С. 255-271.
2. Воробьев В.Е., Бондур В.Г. Методы обработки аэрокосмических изображений, полученных при мониторинге объектов нефтегазовой отрасли. В настоящей книге. 2012. - С. 395-409.
УДК 628.143
Ю. II Жужгов, Е.В. Калач
Воронежский институт - филиал ФГБОУ ВО Ивановской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БПЛА, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗДУШНОГО МОНИТОРИНГА ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА
Даны характеристики беспилотных летательных аппаратов, позволяющих в режиме реального времени получать достоверную информацию при мониторинге местности.
Ключевые слова: беспилотное воздушное судно (БПЛА), нефтегазовых комплекс, мониторинг, экология, разлив нефти.
Yu. V. Zhuzhgov, Е. V. Kalach
BRIEF DESCRIPTION OF UNCLEANED AIRCRAFT USED FOR AIR MONITORING OF OIL AND GAS COMPLEX AREA
Given the characteristics of unmanned aerial vehicles, allowing in real time to obtain reliable information when monitoring the terrain.
Keywords: unmanned aircraft (UAV), oil and gas complex, monitoring, ecology, oil spill.
На сегодняшний день наиболее эффективным и экономически выгодным методом мониторинга нефте- и газотрубопроводов является применение беспилотных летательных аппаратов. При воздушном мониторинге нефти и газа БПЛА в режиме реального времени получают качественные изображения, позволяющие обнаруживать нефтяные разливы, выявлять акты несанкционированной деятельности (свалки, врезки и т.д.). Аэрофотоснимки, полученные с борта беспилотника, позволяют анализировать и оценивать техническое состояние трубопроводов и околотрубного пространства, а впоследствии служат основой для создания цифровых карт местности. При мониторинге на значительном удалении (до 70км) наиболее эффективно применять БПЛА самолетного типа - ZALA 421-16Е или ZALA 421-16ЕМ; на удалении до 15км - ZALA 421-08М; небольших объектов на удалении до 5 км применяются БПЛА вертолетного типа с возможностью зависания над отдельным объектом и осуществления съемки вблизи него - ZALA 421-21 либо ZALA 421-22.
Беспилотное воздушное судно ZALA 421-16Е2_
Оперативно-тактический комплекс авиационного мониторинга лесных пожаров ZALA421-16E2 Беспилотное ! воздушное судно ZALA 421-16Е2 - одна из новейших
разработок в области беспилотной авиационной техники. Данный комплекс позволяет решать широкий спектр задач: мониторинг местности, обеспечение безопасности объектов, корректировка деятельности наземных групп
Беспилотное воздушное судно ZALA 421-16Е_
