АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
ПРОИЗВОДСТВЕННО-
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ
МОНИТОРИНГ
МАГИСТРАЛЬНЫХ
НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ
С. КОРНИЕНКО, П. ВАСИЛЕНКО, К. ЯКУБСОН,
Институт проблем нефти и газа РАН
Темпы развития средств и технологии дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) свидетельствуют о том, что в ближаИшем будущем значительная часть работ, связанных с изучением и мониторингом нефтегазовых природно-техногенных комплексов, будет осуществляться с воздушных носителей и космических аппаратов.
Одна из ключевых проблем нефте-газовоИ отрасли — обеспечение безава-рииного и безотказного функционирования магистральных нефтегазопроводов (МНГ). Результаты исследовании на тестовых участках, проводимых с целью диагностики состояния МНГ и оценки эко-логическои ситуации в раионе их расположения, свидетельствуют о достаточно высокоИ информативности аэрокосмических методов. Учитывая уникальные масштабы системы МНГ РФ, использование аэрокосмическоИ информации (АКИ) для контроля МНГ и оценки состояния окружающеИ среды может дать значительный экономическиИ эффект.
Применение аэрокосмических методов приобретает особую значимость при создании систем экологического мониторинга территориИ КраИнего Севера и, в частности, полуострова Ямал, где в бли-жаИшие десятилетия намечается освоение крупнеИших месторождениИ углеводородов. В этоИ связи уже сеИчас на эти территории необходимо формировать банк данных АКИ и проводить исследования для оценки и прогнозирования изменениИ природноИ среды под влиянием как антропогенных, так и есте-
ственных природных факторов, чтобы в дальнеИшем контролировать и предупреждать развитие негативных процессов.
В Институте проблем нефти и газа РАН разрабатывается «Концепция применения аэрокосмических средств для производственного экологического мониторинга объектов нефтегазового комплекса».
Система аэрокосмического производственного экологического мониторинга (АК ПЭМ) ориентирована в первую очередь на МНГ и является частью системы ПЭМ нефтегазового комплекса (НГК), включающеИ все виды наблюдениИ за состоянием МНГ и природноИ среды в раИонах их расположения.
Магистральные нефтегазопроводы РФ — наиболее уязвимые объекты НГК, поскольку в большинстве случаев расположены в труднодоступных раИонах со сложными геолого-гидрологическими и геокрилогическими условиями и фактически не обеспечены средствами регулярного инструментального контроля. Внут-ритрубная дефектоскопия и наземные наблюдения позволяют существенно снизить авариИность МНГ, однако по экономическим и технологическим причинам они не могут обеспечить регулярныИ контроль состояния всех МНГ. Применение этих методов экономически более эффективно на участках, потенциальная опасность которых предварительно установлена аэрокосмическими методами. В большеИ степени это касается магистральных газопроводов (МГ), поскольку на значительноИ части нефтепроводов при-
меняются методы внутритрубноИ дефектоскопии. Аэрокосмические методы с успехом могут использоваться при оценке экологическоИ и геоэкологическоИ ситуации в полосе землеотвода под МНГ и прилегающих участков, по сути вместе составляющих линеИную природно-тех-ногенную систему.
Для отдельных участков МНГ, где в тоИ или иноИ форме проводился аэрокосмическиИ мониторинг, получен и подтвержден значительныИ
Табл. 1.
Вклад различных факторов в интенсивность аварий на магистральных газопроводах
Обозначение и наименование групп факторов Доля группы, (рО, %
Внешние антропогенные механические воздействия 12
Подземная коррозия 12
Стресс-коррозия 10
Атмосферная коррозия 2
Внутренняя коррозия 3
Производственные факторы 10
Качество строительно-монтажных работ 18
Испытания трубопровода 3
Конструктивно-технологические факторы 7
Природные факторы и воздействия 7
Уровень технической эксплуатации 7
Отказы и аварии, имевшие место в прошлом 9
новые технопогии
Табл. 2.
Задачи и аэрокосмические средства мониторинга МГ
Задачи Пространственное разрешение средств ДЗЗ(м) Периодичность съемки Средства ДЗЗ
Мониторинг технического состояния МГ
Определение пространственного положения наземных и подземных МГ, оценка напряженно-деформированного состояния МГ 1,0-0,1 2 раза в год Аэрофотосъемка, многоспектральные сканеры в видимом и инфракрасном диапазоне, телевизионные (ТВ) системы, радиолокаторы с синтезированной апертурой (РСА), лазерная съемка
Обнаружение и контроль участков обнажения МГ и разрушения обвалования 3,0-0,2 Аэрофотосъемка, многоспектральные сканеры в видимом и инфракрасном диапазоне, ТВ-системы, РСА
Обнаружение участков морозного пучения опор МГ Тепловизоры, аэрофотосъемка, многоспектральные сканеры в видимом и ИК-диапазонах, РСА, лазерная съемка
Обнаружение участков с нарушением катодной защиты МГ (место нарушения изоляции) 5,0-1,0 Магнитометры
Обнаружение мест и количественная оценка масштабов утечки газа из МГ 100,0-0,2 Не менее 2 раз в год, дополнительно по признакам лазерный газоанализатор, спектральный трассовый газоанализатор, тепловизор, ТВ-системы, многоспектральный сканер.
Инженерно-геологический, геодинамический и охранный мониторинг полосы отвода МГ и прилегающей территории
Обнаружение и мониторинг зон обводнения, подтопления и заболачивания в полосе отвода МГ 10,0-1,0 2 раза в год Аэрофотосъемка, многоспектральные сканеры в видимом и инфракрасном диапазоне, ТВ-системы, тепловизоры, СВЧ-радиометры, РСА
Определение оптимальных трасс прокладки МГ, Контроль изменений состояния овражной сети 10,0-1,0 1,0-0,1 Однократно, 2 раза в год Аэрофотосъемка, многоспектральные сканеры в видимом и инфракрасном диапазоне, ТВ-системы, тепловизоры, СВЧ-радиометры, РСА, лазерная съемка
Обнаружение и мониторинг зон растепления и промерзания грунтов в полосе отвода МГ 10,0-1,0 2 раза в год Тепловизоры, многоспектральные сканеры в видимом и инфракрасном диапазоне, РСА, лазерная съемка
Картирование и мониторинг зон тектонической и современной геодинамической активности в районах прохождения трасс МГ 1000-0,1 1 раз в год Тепловое зондирование, аэрофотосъемка, РСА, космическая геодезия (ГЛОНАСС, GPS); ТВ-системы, аэрофотогеодезическая съемка, аэрокосмофотосъемка,
Контроль переходов МГ через русла рек и ручьев 1,0-0,1 В период паводков ТВ-системы, тепловизоры
Обнаружение несанкционированных нарушений охранных зон и минимальных (безопасных) расстояний от оси трубопровода 3,0-0,1 1 раз в неделю ТВ-системы
Экологический мониторинг в районах расположения МГ
Определение изменений состояния ландшафта(изменения рельефа, количества озер, болот, состояния почв, лесного и растительного покрова) 1000-0,1 1-2 раза в год Аэрокосмофотосъемка, многоспектральные сканеры в видимом и ближнем ИК-диапазоне, ТВ-системы, гиперспектрометры, тепловизоры, СВЧ-радиометры, РСА
Оценка состояния территории русел рек и ручьев на трассах МГ 10,0-0,1 ТВ-системы, аэрокосмофотосъемка, тепловое зондирование
Определение концентрации вредных газов (N0, N02,) воздушного бассейна вблизи КС 100,0-10,0 1 раз в неделю лазерный газоанализатор, спектральный трассовый газоанализатор
экономический эффект. Целесообразность применения АКИ для контроля МНГ достаточно очевидна, однако реальные возможности применения аэрокосмических методов и объемы необходимой АКИ для решения задачи в масштабах всей отрасли в настоящее время не определены.
Протяженность трасс многониточных магистральных газопроводов только для северных территорий составляет порядка 18 тыс. км. Мировых аналогов системы АК ПЭМ, обеспечивающей регулярный контроль подобных трасс, не существует. Тем не менее, разработку системы АК ПЭМ следует воспринимать не как создание чего-то принципиально нового и весьма доро-
гостоящего, а скорее как поэтапную работу по реорганизации существующего в отрасли потенциала и кооперацию с другими ведомствами, использующими средства ДЗЗ для своих целей в тех же регионах.
Для МГ перечень задач АК ПЭМ, а также используемые средства ДЗЗ и ориентировочные технические требования к пространственному разрешению и периодичности съемок приведены в табл. 2. В табл. 1 показан процентный вклад основных факторов, влияющих на интенсивность аварий МГ.
К числу основных проблемных направлений использования АКИ в интересах предприятий нефтегазовой отрасли могут быть отнесены:
■ технико-экономическое обоснование применения АКИ для решения задач ПЭМ;
■ разработка нормативно-правовой базы, регулирующей отношения с поставщиками и потребителями АКИ;
■ научно-методическое обеспечение работ по созданию новых средств ДЗЗ, технологий обработки и интерпретации АКИ с учетом специфики задач нефтегазовой отрасли;
■ создание учебно-методических центров и разработка программ обучения и подготовки специалистов по тематической обработке и интерпретации АКИ;
■ создание банков данных и информационного обеспечения для обработки и интерпретации АКИ.
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.