Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Семнадцатая Всероссийская Открытая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XVII.B.626

Мониторинг пространственно-временных вариаций тепловых полей при добыче и переработке углеводородов при помощи мультиспектрального ночного дистанционного зондирования Земли

Матвеев А. М. (1), Жижин М. Н. (2,3), Пойда А. А. (4)
(1) РАНХиГС, Москва, Россия
(2) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(3) Университет Колорадо в Боулдере
(4) Национальный исследовательский центр Курчатовский институт, Москва, Россия
В продолжение доклада, представленного в прошлом году и посвящённого оценке объёмов сжигаемого на территории России попутного нефтяного газа (ПНГ) с помощью алгоритма VIIRS Nightfire (VNF) (Elvidge et al., 2013; Elvidge et al., 2016), в данном выступлении рассмотрено применение данных алгоритма в практических условиях.
В рамках уточнения информации, получаемой с помощью VNF, продолжаются теоретические исследования возможностей алгоритма и путей его улучшения (Elvidge et al., 2019), равно как и экспериментальные работы по верификации оценок объёмов сжигаемого ПНГ. В выступлении представлены результаты, полученные при соотнесении оценок энергии излучения (RH, или FRP) с данными, полученными в ходе исследования на факельных установках нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) г. Уфы («Башнефть»).
Другими направлениями исследований стали:
• Исследование изменений в режиме работы факелов, вызванных разной стадией разработки месторождений (разведка / добыча);
• Поиск возможной корреляции объёмов сжигания ПНГ по оценкам VIIRS Nightfire с отчётностью по уровням добычи нефти (подобная работа уже проводилась — см., например, (Casadio et al., 2012; Faruolo et al., 2014; Do et al., 2017));
• Исследована возможность разработки нового алгоритма фиксации высокотемпературных аномалий с опорой на разницу спектральной яркости источника в двух каналах среднего ИК-диапазона сенсора VIIRS (т. н. «метод M12–M13»).
Среди результатов и наблюдений следует отметить:
• Слабую степень корреляции оценок VNF и данных, полученных in situ на НПЗ (возможные причины рассмотрены в ходе выступления). Параллельно была получена ценная информация, как-то:
o На территории НПЗ в качестве источников тепловых аномалий с более низкой температурой выступают установки по переработке углеводородов;
o На газовых факелах НПЗ (как исследуемых, так и других) преимущественно сжигается не метан (основной компонент ПНГ), как на месторождениях, а водород, который обладает иной теплотворной способностью, что влияет на оценку сжигаемого ПНГ;
• По изменению временного ряда энергии излучения (RH) наблюдаемого газового факела возможно выделить этапы разведки и эксплуатации месторождения, а также всплески активности в горении, связанные с аварийными событиями;
• Уровни добычи нефти и оценки объёмов сжигания ПНГ в некоторых случаях обнаруживают сильную корреляцию (R² = 0,8–0,9 за 7 лет наблюдений); однако в других примерах корреляции между этими параметрами не наблюдается;
• В ходе сравнения данных «метода M12–M13» с данными MODIS и VIIRS Active Fire Product (AFP) выявлено, что чувствительность первого выше в 2–4 раза в зависимости от типа источника (особенно в случае оценки мощности горения газовых факелов) при практически полной коррелируемости оценок мощности при детекции пожаров.

Работа выполнялась при финансовой поддержке Минобрнауки России (Государственный контракт 14.607.21.0165, уникальный идентификатор ПНИЭР RFMEFI60716X0165).

Ключевые слова: мультиспектральное ДЗЗ, ДЗ ночной поверхности Земли, ночные огни, газовые факелы сжигания ПНГ, VIIRS Nightfire
Литература:
  1. Жижин М.Н., Элвидж К., Пойда А.А. Мультиспектральное дистанционное зондирование ночной поверхности Земли//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. — 2017. — Т. 14. — №3. — С. 9 – 26. — DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-3-9-26.
  2. Жижин М.Н., Пойда А.А., Матвеев А.М., Трусов А.В., Маруев С.А. Ночные огни и социально-экономические приложения — [В печати]. — С. 130 – 183.
  3. Casadio S., Arino O., Minchella A. Use of ATSR and SAR measurements for the monitoring and characterisation of night-time gas flaring from off-shore platforms: The North Sea test case//Remote Sensing of Environment. — 2012. — Vol. 123. — P. 175 – 186. — DOI: 10.1016/j.rse.2012.03.021.
  4. Do Q.T., Shapiro J.N., Elvidge C.D., Abdel-Jelil M., Ahn D.P., Baugh K., Hansen-Lewis J., Zhizhin M. How Much Oil is the Islamic State Group Producing? Evidence from Remote Sensing. Policy Research working paper; no. WPS 8231. Washington, D.C.: World Bank Group, 2017.
  5. Elvidge C.D., Zhizhin M., Hsu F.C., Baugh K.E. VIIRS Nightfire: Satellite Pyrometry at Night//Remote Sensing of Environment. — 2013. — Vol. 5. — P. 4423 – 4449. — DOI: 10.3390/rs5094423.
  6. Elvidge C.D., Zhizhin M., Baugh K.E., Hsu F.C., Ghosh T. Methods for Global Survey of Natural Gas Flaring from Visible Infrared Imaging Radiometer Suite Data//Energies. — 2016. — Vol. 9. — P. 1 – 15. — DOI: 10.3390/en9010014.
  7. Elvidge C.D., Zhizhin M., Baugh K.E., Hsu F.C., Ghosh T. Extending Nighttime Combustion Source Detection Limits with Short Wavelength VIIRS Data//Remote Sensing of Environment. — 2019. — Vol. 11 (4). — 19 p. — DOI: 10.3390/rs11040395.
  8. Faruolo M., Coviello I., Filizzola C., Lacava R., Pergola N., Tramutoli V. satellite-based analysis of the Val d’AgriOil Center (southern Italy) gas flaring emissions//Natural Hazards and Earth System Sciences. — 2014. — Vol. 14. — P. 2783 – 2793.

Презентация доклада

Технологии и методы использования спутниковых данных в системах мониторинга

108