Инструменты повышения промышленной безопасности и экономической эффективности для нефтегазовой отрасли от Газпром космические системы
0
1912
Газпром космические системы Москва, 7 сен - ИА Neftegaz.RU. Геоинформационные технологии в нефтегазовой отрасли позволяют решать две ключевые задачи повышение промышленной безопасности и экономической эффективности. Такие сервисы в интересах Газпрома реализует Газпром космические системы, но интерес к ним есть и у других компаний ТЭК.
В последнее годы активно набирают популярность геоинформационные технологии, позволяющие собирать, хранить, обрабатывать и анализировать пространственные данные и связанную с ними информацию о каких-либо объектах. Если в повседневной жизни геоинформационные сервисы, по большей части, обеспечивают удобную навигацию, то в нефтегазовой сфере перед ними стоит гораздо более широкий спектр задач, а требования к ним гораздо выше. Геоинформационные сервисы применяются в геологоразведке, при обустройстве месторождений, проектировании и прокладке трубопроводов, для управления имуществом, для контроля за состоянием объектов транспортировки и хранения углеводородов, а также решения экологических и управленческих задач.
Газпром космические системы (официальный Telegram-канал) предоставляет услуги по геотехническому мониторингу магистральных трубопроводов, подземных хранилищ газа (ПХГ) и других объектов нефтегазового комплекса на основе материалов космической радарной съемки. Оптическая съемка из космоса и с беспилотников применяется для выявления нарушений зон минимальных расстояний и охранных зон, обеспечения безопасной эксплуатации магистральных газопроводов (МГ) и защиты имущественных прав газотранспортных предприятий, а также для экологического контроля территорий. Геоинформационные услуги Газпром космические системы на
базе аэрокосмических технологий также позволяют проводить анализ ледовой обстановки в Арктике, а в перспективе отслеживать выбросы парниковых газов в атмосферу.
В настоящее время в Газпроме внедрены несколько геоинформационных технологий, разработанных Газпром космические системы. Эти сервисы направлены на повышение промышленной безопасности и экономической эффективности. Интерес к этим возможностям проявляют и другие компании российского ТЭК.
Первоначально сервис мониторинга охранных зон и минимальных расстояний был реализован методом вертолетного мониторинга. Впоследствии в Газпроме было выполнено несколько пробных проектов, показавших пользу беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и спутникового мониторинга. В настоящее время для ведения мониторинга одновременно привлекается порядка 60 экипажей БПЛА компаний-контрагентов. Это позволило в два раза сократить расходы на вертолетный транспорт и исключить субъективный фактор наблюдателя. Результаты мониторинга объективно записываются, формализуются, обрабатываются и фиксируются в цифровом виде. Такой подход позволяет выявлять объекты, которые входят в перечень нарушений из специально разработанного классификатора. Т.е. эта технология позволяет получить документальное подтверждение, признанное с точки зрения измерительной базы, для чего имеются соответствующие сертификаты, принимаемые в госорганах, администрациях, судебных инстанциях. Это позволяет вести предметную дискуссию с владельцами спорных объектов и местными администрациями.
В настоящее время под защитой этого сервиса находятся исключительно объекты Газпрома магистральные газопроводы, линейные производственные управления, компрессорные, газораспределительные, газоизмерительные станции. В случае наличия запроса со стороны других компаний, например, энергосетей, подобное наблюдение и оповещение может быть организовано и для их объектов, причем как линейных, так и площадных.
Газпром космические системы внедряет метод радарной интерферометрии, при котором разновременная информация с радарных спутников поступает в центры обработки и сравнивается между собой, что позволяет выяснить, насколько деформировалась поверхность Земли или объект отклонился от своего проектного положения. Далее по определенным критериям устанавливается, является ли выявленное отклонение опасным или неопасным для эксплуатирующей организации.
Возможности технологии спутниковой радарной интерферометрии в 1990-2000-х гг. изучались на трассе газопровода-отвода Березники Соликамск Чусовой в Пермском крае, где есть риск просадок земной поверхности в связи с разработкой калийной руды. В настоящее время технология используется на МГ Сила Сибири, Дзуарикау Цхинвал и на Северо-Ставропольском подземном хранилище газа (ПХГ). На газопроводе Дзуарикау Цхинвал с помощью этой технологии осуществляется контроль оползневых участков. В случае Силы Сибири решается задача определения критического отклонения положения трубопровода от проектного. На Северо-Ставропольском ПХГ технология служит для контроля сезонных отклонений поверхности и объектов при отборе и закачке газа. Газпром рассматривает возможность расширения применения данной технологии, интерес к этому сервису проявляют и другие нефтегазовые и электросетевые компании.
Применение радарной съемки дает дополнительные возможности при анализе ситуации в море. Разные параметры отраженного от водной поверхности радиолокационного сигнала позволяют определить, чистая ли поверхность воды в рассматриваемом районе или на ней имеется нефтяная пленка. Это позволяет выявлять предположительные разливы нефти и количественно их оценивать. Сейчас возможность реализации такой технологии прорабатывается в Газпром космические системы, подготовлены аналитические материалы о степени проработанности теоретических вопросов, а также подходы к созданию комплексной системы мониторинга разлива нефти, ориентируясь на акваторию Северного морского пути (СМП). Это направление рассматривается в комплексе с еще одной задачей мониторингом ледовой обстановки, что крайне важно для обеспечения безопасного плавания судов в акватории СМП, эффективного выстраивания логистики, повышения скорости прохождения судов, обеспечения круглогодичной навигации в восточной части СМП и других задач.
На сегодняшний день в Газпроме обнаружение утечек решается с помощью вертолетного мониторинга, который также относится к аэрокосмическим технологиям, но он предусматривает пилотируемый полет и достаточно громоздкое оборудование. Вертолетный облет осуществляется несколько раз в год, в связи с чем нельзя говорить о постоянном контроле. Кроме того, это дорогая операция, а результаты сильно подвержены влиянию человеческого фактора. Поэтому задача поиска более экономически целесообразных методов обнаружения утечек метана весьма актуальна.
Важным вопросом мониторинга утечек метана является отделение искусственных промышленных источников метана от естественного фона или объектов, не связанных с нефтегазовым хозяйством, например, болотами или животноводческими фермами. В 2021 году Газпром космические системы провел тестирование технологии с использованием зарубежного спутника, результаты которого показали возможность такого разделения источников выбросов метана и перспективность сервиса.
Для того, чтобы закрыть эту нишу собственными средствами, Газпром космические системы планирует построить спутник ДЗЗ СМОТР-В. Этот спутник будет нести на себе комбинированную полезную нагрузку оптическую аппаратуру сверхвысокого пространственного разрешения (0,5 метра) и чувствительный газоанализатор. Оптика будет работать в основном на контроль действующих газопроводов и новых строек для Газпрома и других заинтересованных компаний и структур, а газоанализатор будет решать задачу фиксации утечек метана.
Спутник СМОТР-В будет создан на сборочном производстве космических аппаратов (СПКА), которое сейчас достраивается вблизи телекоммуникационного центра Газпром космические системы в подмосковном Щёлково. На СПКА планируется производство и других спутников связи и ДЗЗ для Газпрома и страны, в том числе, спутников-радиолокаторов для геотехнического мониторинга в масштабах всей страны опасных производственных объектов и ледовой обстановки.
В последнее годы активно набирают популярность геоинформационные технологии, позволяющие собирать, хранить, обрабатывать и анализировать пространственные данные и связанную с ними информацию о каких-либо объектах. Если в повседневной жизни геоинформационные сервисы, по большей части, обеспечивают удобную навигацию, то в нефтегазовой сфере перед ними стоит гораздо более широкий спектр задач, а требования к ним гораздо выше. Геоинформационные сервисы применяются в геологоразведке, при обустройстве месторождений, проектировании и прокладке трубопроводов, для управления имуществом, для контроля за состоянием объектов транспортировки и хранения углеводородов, а также решения экологических и управленческих задач.
Газпром космические системы (официальный Telegram-канал) предоставляет услуги по геотехническому мониторингу магистральных трубопроводов, подземных хранилищ газа (ПХГ) и других объектов нефтегазового комплекса на основе материалов космической радарной съемки. Оптическая съемка из космоса и с беспилотников применяется для выявления нарушений зон минимальных расстояний и охранных зон, обеспечения безопасной эксплуатации магистральных газопроводов (МГ) и защиты имущественных прав газотранспортных предприятий, а также для экологического контроля территорий. Геоинформационные услуги Газпром космические системы на
базе аэрокосмических технологий также позволяют проводить анализ ледовой обстановки в Арктике, а в перспективе отслеживать выбросы парниковых газов в атмосферу.
В настоящее время в Газпроме внедрены несколько геоинформационных технологий, разработанных Газпром космические системы. Эти сервисы направлены на повышение промышленной безопасности и экономической эффективности. Интерес к этим возможностям проявляют и другие компании российского ТЭК.
Мониторинг охранных зон и минимальных расстояний
Общая протяженность трасс МГ Газпрома составляет порядка 90 тыс. км, и каждый месяц Газпром космические системы осуществляет наблюдение за ними. Мониторинг охранных зон и минимальных расстояний МГ и других сооружений нефтегазовой инфраструктуры позволяет определить попадают ли в эти зоны посторонние постройки, дороги, свалки, а также другие объекты, которые требуют выяснения природы их незаконного происхождения. С развитием жилищного и промышленного строительства происходят различного рода коллизии, которые желательно предвосхитить или разрешить на самой ранней стадии. Причем не все они являются прямыми нарушениями, некоторые происходят из-за недопонимания, неполного прохождения информации между инстанциями, неверно выявленных границ объектов и т.п., но в любом случае, каждый такой объект нуждается в разбирательстве. Также мониторинг позволяет сопоставлять юридически зафиксированные охранные зоны и зоны минимальных расстояний с планами развития территорий, кадастровыми планами и планами застройки, предотвращая возникновение потенциальных нарушений. Мониторинг охранных зон
Первоначально сервис мониторинга охранных зон и минимальных расстояний был реализован методом вертолетного мониторинга. Впоследствии в Газпроме было выполнено несколько пробных проектов, показавших пользу беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и спутникового мониторинга. В настоящее время для ведения мониторинга одновременно привлекается порядка 60 экипажей БПЛА компаний-контрагентов. Это позволило в два раза сократить расходы на вертолетный транспорт и исключить субъективный фактор наблюдателя. Результаты мониторинга объективно записываются, формализуются, обрабатываются и фиксируются в цифровом виде. Такой подход позволяет выявлять объекты, которые входят в перечень нарушений из специально разработанного классификатора. Т.е. эта технология позволяет получить документальное подтверждение, признанное с точки зрения измерительной базы, для чего имеются соответствующие сертификаты, принимаемые в госорганах, администрациях, судебных инстанциях. Это позволяет вести предметную дискуссию с владельцами спорных объектов и местными администрациями.
Секретарь Научно-технического совета Газпром космические системы Владимир Александрович Лазутин: По результатам беспилотной съемки мы фиксируем уже не результаты визуального наблюдения, а делаем метрические продукты, ортофотопланы плоские изображение Земли, положенные на систему координат, где каждый пиксель имеет географическую привязку. Следующий продукт 3D-модели с рельефом земной поверхности. Сравнение таких моделей, сделанных в разные моменты времени, позволяет оценить изменения рельефа за период наблюдения. Выходным продуктом являются карточки нарушений, на которых отражаются не просто сами факты нарушений, а дается точное их позиционирование и детальное описание с учетом действующей нормативной базы.
Мониторинг пожароопасной обстановки
Вторая геоинформационная технология на службе Газпрома мониторинг пожароопасной обстановки вблизи объектов газотранспортной системы. Перечень подконтрольных объектов строго определен, Газпром космические системы получает спутниковые снимки в инфракрасном диапазоне, на основании которых выявляет пожары, оценивает степень их опасности для конкретных объектов и, в случае подтверждения опасности, оповещает конкретных должностных лиц в дочерних компаниях Газпрома по согласованному каналу коммуникации. Получив оповещение, соответствующие службы в дочернем обществе мобилизуются и выезжают на оценку угрозы и устранение пожара.В настоящее время под защитой этого сервиса находятся исключительно объекты Газпрома магистральные газопроводы, линейные производственные управления, компрессорные, газораспределительные, газоизмерительные станции. В случае наличия запроса со стороны других компаний, например, энергосетей, подобное наблюдение и оповещение может быть организовано и для их объектов, причем как линейных, так и площадных.
Первый заместитель генерального директора Газпром космические системы Петр Владимирович Корвяков: Наша задача чтобы Газпром был информационно вооружен для борьбы с пожарами. У нас такие оповещения получают 29 дочерних обществ Газпрома транспортники, добычники, переработчики. С помощью нашей системы в прошлом году было предотвращено 10, в позапрошлом 16 достаточно серьезных неприятностей.
Геотехнический мониторинг
Еще один перспективный и потенциально востребованный российским ТЭК сервис геотехнический мониторинг. Эта технология позволяет анализировать поведение объекта с точки зрения изменения его положения на поверхности Земли, что важно для регионов с неустойчивым грунтом. Геотехнический мониторинг необходим для отслеживания положения объектов на вечной мерзлоте и недопущения ущерба окружающей среде из-за их возможного разрушения. Также такой контроль важен для сейсмо- и оползнеопасных районов. Для реализации геотехнического мониторинга используются различные методы, в том числе, космические.Газпром космические системы внедряет метод радарной интерферометрии, при котором разновременная информация с радарных спутников поступает в центры обработки и сравнивается между собой, что позволяет выяснить, насколько деформировалась поверхность Земли или объект отклонился от своего проектного положения. Далее по определенным критериям устанавливается, является ли выявленное отклонение опасным или неопасным для эксплуатирующей организации.
Возможности технологии спутниковой радарной интерферометрии в 1990-2000-х гг. изучались на трассе газопровода-отвода Березники Соликамск Чусовой в Пермском крае, где есть риск просадок земной поверхности в связи с разработкой калийной руды. В настоящее время технология используется на МГ Сила Сибири, Дзуарикау Цхинвал и на Северо-Ставропольском подземном хранилище газа (ПХГ). На газопроводе Дзуарикау Цхинвал с помощью этой технологии осуществляется контроль оползневых участков. В случае Силы Сибири решается задача определения критического отклонения положения трубопровода от проектного. На Северо-Ставропольском ПХГ технология служит для контроля сезонных отклонений поверхности и объектов при отборе и закачке газа. Газпром рассматривает возможность расширения применения данной технологии, интерес к этому сервису проявляют и другие нефтегазовые и электросетевые компании.
Применение радарной съемки дает дополнительные возможности при анализе ситуации в море. Разные параметры отраженного от водной поверхности радиолокационного сигнала позволяют определить, чистая ли поверхность воды в рассматриваемом районе или на ней имеется нефтяная пленка. Это позволяет выявлять предположительные разливы нефти и количественно их оценивать. Сейчас возможность реализации такой технологии прорабатывается в Газпром космические системы, подготовлены аналитические материалы о степени проработанности теоретических вопросов, а также подходы к созданию комплексной системы мониторинга разлива нефти, ориентируясь на акваторию Северного морского пути (СМП). Это направление рассматривается в комплексе с еще одной задачей мониторингом ледовой обстановки, что крайне важно для обеспечения безопасного плавания судов в акватории СМП, эффективного выстраивания логистики, повышения скорости прохождения судов, обеспечения круглогодичной навигации в восточной части СМП и других задач.
Поиск утечек метана
Поиск и оценка утечек метана из космоса ещё одна важная перспективная технология, которая будет работать на более эффективное решение задачи обеспечения промышленной безопасности.На сегодняшний день в Газпроме обнаружение утечек решается с помощью вертолетного мониторинга, который также относится к аэрокосмическим технологиям, но он предусматривает пилотируемый полет и достаточно громоздкое оборудование. Вертолетный облет осуществляется несколько раз в год, в связи с чем нельзя говорить о постоянном контроле. Кроме того, это дорогая операция, а результаты сильно подвержены влиянию человеческого фактора. Поэтому задача поиска более экономически целесообразных методов обнаружения утечек метана весьма актуальна.
Первый заместитель генерального директора Газпром космические системы Петр Владимирович Корвяков: Ищутся способы повысить эффективность обнаружения тех мест, которые потенциально являются источниками выбросов газа. Во-первых, это задача промышленной безопасности, а во-вторых, снижения затрат, что в конечном счете решает вопрос как снизить себестоимость кубика газа для наших российских, и не только российских, потребителей.
Важным вопросом мониторинга утечек метана является отделение искусственных промышленных источников метана от естественного фона или объектов, не связанных с нефтегазовым хозяйством, например, болотами или животноводческими фермами. В 2021 году Газпром космические системы провел тестирование технологии с использованием зарубежного спутника, результаты которого показали возможность такого разделения источников выбросов метана и перспективность сервиса.
Заместитель генерального директора по развитию бизнеса Газпром космические системы Игорь Владимирович Кот: Экологическая повестка сейчас очень актуальна во всём мире, и её значимость растёт, но одновременно обостряются вопросы, связанные с так называемым углеродным следом. Эта тема часто становится предметом спекуляций, подоплёка которых - недобросовестная конкуренция. Для сокращения рисков высоких трансграничных налогов нашей стране надо иметь возможность получать суверенные данные для достоверной оценки углеродного следа и способности его поглощения различными экосистемами. Да и для самих нефтегазовых компаний эта информация крайне нужна как инструмент повышения промышленной безопасности. Вовремя засечь какую-либо утечку зачастую предотвратить серьезную аварию.
Свое ДЗЗ и не только
Сложность в том, что ситуация с российской группировкой спутников дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) такова, что для своих геоинформационных сервисов ГКС вынужден использовать данные с зарубежных спутников, а в текущей внешней обстановке с их получением возникают сложности.Для того, чтобы закрыть эту нишу собственными средствами, Газпром космические системы планирует построить спутник ДЗЗ СМОТР-В. Этот спутник будет нести на себе комбинированную полезную нагрузку оптическую аппаратуру сверхвысокого пространственного разрешения (0,5 метра) и чувствительный газоанализатор. Оптика будет работать в основном на контроль действующих газопроводов и новых строек для Газпрома и других заинтересованных компаний и структур, а газоанализатор будет решать задачу фиксации утечек метана.
Спутник СМОТР
Спутник СМОТР-В будет создан на сборочном производстве космических аппаратов (СПКА), которое сейчас достраивается вблизи телекоммуникационного центра Газпром космические системы в подмосковном Щёлково. На СПКА планируется производство и других спутников связи и ДЗЗ для Газпрома и страны, в том числе, спутников-радиолокаторов для геотехнического мониторинга в масштабах всей страны опасных производственных объектов и ледовой обстановки.