научная статья по теме АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ МОНИТОРИНГА НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ ТЕРРИТОРИЙ И ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА Космические исследования

Текст научной статьи на тему «АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ МОНИТОРИНГА НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ ТЕРРИТОРИЙ И ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА»

АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ МОНИТОРИНГА НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ ТЕРРИТОРИЙ И ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА

© 2010 г. В. Г. Бондур

ГУ "Научный центр аэрокосмического мониторинга "АЭРОКОСМОС" Минобрнауки РФ и РАН, Москва

E-mail: vgbondur@aerocosmos.info Поступила в редакцию 24.06.2010 г.

В работе обосновывается актуальность и анализируются особенности применения современных аэрокосмических методов и технологий для мониторинга различных объектов нефтегазового комплекса, изучения геологического строения нефтегазоносных территорий, поиска месторождений нефти и газа, в том числе в арктических регионах, контроля нефте-, газо- и продуктопроводов, а также для оценки экологического состояния мест добычи и транспортировки углеводородов на суше и на море. Систематизируются задачи нефтегазовой отрасли, которые могут решаться с использованием аэрокосмической информации. Рассматриваются принципы организации аэрокосмического мониторинга и физические основы методов дистанционного зондирования (ДЗ) для решения различных задач нефтегазового комплекса. Приводятся примеры применения аэрокосмических методов и технологий для мониторинга экологического состояния районов нефтедобычи, мониторинга трубопроводов, обнаружения загрязнений морской среды нефтепродуктами, в том числе после аварии на нефтяной платформе в Мексиканском заливе в 2010 г., а также для контроля ледовой обстановки в нефтегазоносных районах Арктики.

Ключевые слова: аэрокосмический мониторинг, дистанционное зондирование, нефтегазоносные территории, нефтегазовый комплекс, охрана окружающей среды

ВВЕДЕНИЕ

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% (Лаверов, 2006). 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 (Конторович, Коржубаев, 2002). 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 (Мазур, Лобов, 2004). Для 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 необходимо использование инновационных методов и технологий, одними из наиболее эффективных среди которых являются аэрокосмические.

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 (Безопасность..., 2002; Мазур, Иванцов, 2004). 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 диагностики данных объектов. При решении этой проблемы перспективно использование аэрокосмических методов и технологий, что обусловлено как их преимуществами, так и

уникальностью для выявления, прежде всего, таких повреждений трубопроводов, как свищи и трещины, которые не влияют на режим перекачки и не могут быть обнаружены параметрическими методами и внутритрубными мониторинговыми системами.

На предприятиях добычи, хранения, транспортировки, раздачи и переработки нефти, газа и нефтепродуктов обычно имеют место безвозвратные потери, обусловленные утечками, разливами, 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. Для мониторинга экологического состояния территорий суши и морских акваторий, где расположены предприятия нефтегазового комплекса, могут с успехом использоваться современные аэрокосмические методы и средства.

Для рационального использования углеводородных природных ресурсов и обеспечения безопасности на объектах добычи, переработки, хранения, транспортировки и раздачи нефти, нефтепродуктов и газа, повышения эффективности функционирования предприятий нефтегазовой отрасли необходимо использовать последние достижения науки и соответствующее информационное обеспечение. Одним из эффективных способов решения данной проблемы является широкое применение современных аэрокосмических методов и технологий ДЗ, новых методов обработки аэрокосмической информации и геоинформационных технологий.

Рассмотрению этих вопросов и посвящена настоящая работа.

ОСОБЕННОСТИ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И ТЕХНОЛОГИЙ

Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) — один из важнейших и бурно развивающихся видов космической деятельности, который наиболее восприимчив к инновациям. Этот вид деятельности является чрезвычайно перспективной сферой, которая уже сейчас вносит большой вклад в экономику развитых стран. Ее характерной чертой являются высокие темпы развития и

быстрое получение практически значимых результатов. Этот сектор космической деятельности основан на использовании высоких наукоемких технологий и последних достижений фундаментальной и прикладной науки.

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. (Бондур и др., 20096). 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 направлениях человеческой деятельности, в том числе и в интересах нефтегазовой отрасли, будет непрерывно повышаться.

Важнейшими преимуществами космических методов и систем мониторинга являются: большая обзорность; возможность работы в любых труднодоступных районах, получение информации практически в любом масштабе, с различным пространственным и временным разрешением; широкий спектр регистрируемых параметров; высокая достоверность и оперативность получения данных; возможность многократно наблюдать исследуемые районы и работать при частичном или полном отсутствии топографической основы; относительная дешевизна информации (особенно при работе на больших площадях) (Бондур, 2004; Бондур и др., 2009а).

Авиационные средства мониторинга 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 ком-плексирования с космическими средствами.

Актуальность и необходимость применения аэрокосмических методов и технологий в нефтегазовой отрасли России обусловлена следующими обстоятельствами:

— значительными площадями нефтегазоносных территорий;

— большой протяженностью трубопроводных сетей для транспортировки углеводородов;

— труднодоступностью большей части регионов, где производятся добыча и транспортировка углеводородов на суше и в прибрежных акваториях;

— суровыми погодными условиями;

— широкими и непрерывно увеличивающимися возможностями для решения большого числа разнородных задач, стоящих перед нефтегазовой отраслью.

Для аэрокосмического мониторинга объектов нефтегазового комплекса уже в настоящее время используются различные методы ДЗ, в том числе (Савин, Бондур, 2000; Бондур, 1995; 2004; Бондур, Зубков, 2001; Хренов, 2003; Аэрометоды, 1971; Харитонов и др., 2004; Геэкологическое..., 1999; \b1ker й а1., 1996): методы, основанные на регистрации характеристик электромагнитного поля, прежде всего: оптико-электронные сканерные методы; тепло-визионные методы; методы ИК- и СВЧ-радиомет-рии; гиперспектральные методы; лидарные методы; РЛ-методы — радары с синтезированной апертурой (РСА) и радары бокового обзора (РЛСБО); магнитометрические методы; гравиметрические методы; пассивные методы, основанные на регистрации потоков частиц (гамма-спектрометрия).

Перспективы повышения эффективности аэрокосмического мониторинга объектов нефтегазового комплекса связаны с широким использованием новых методов ДЗ, таких, на

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком