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

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).