Использование космической съемки для мониторинга и сопровождения производственных

Использование космической съемки для мониторинга и сопровождения производственных работ в нефтегазовом секторе Авторы: Мурзакулов Г. Т. - Президент АО «НК «Қазақстан Ғарыш Сапары» Нургужин М. Р. - Первый вице-президент АО «НК «Қазақстан Ғарыш Сапары» Дюсенев С. Т. - Вице-президент по развитию АО «НК «Қазақстан Ғарыш Сапары» Әліпбеки О. А. - Директор ГЦНК АО «НК «Қазақстан Ғарыш Сапары» Докладчик: Кабдулова Г. А. - начальник управления наземного целевого комплекса Главного центра наземных комплексов, к. г. н. , Ph. D. Атырау, апрель 2011

Акционерное общество «Национальная компания «Қазақстан Ғарыш Сапары» (далее - Общество) создано в соответствии с постановлением Правительства Республики Казахстан от 17 марта 2005 года № 242 «О создании акционерного общества «Национальная компания «Казкосмос» со стопроцентным участием государства в уставном капитале и переименовано на основании приказа Национального космического агентства Республики Казахстан от 2 августа 2007 года № 32. Общество учреждено в целях реализации Государственной программы «Развитие космической деятельности в Республике Казахстан на 2005 -2007 годы» , утвержденной указом Президента Республики Казахстан от 25 января 2005 года № 1513. В соответствии с Планом развития АО «НК «Қазақстан Ғарыш Сапары» на 20082010 годы, Общество реализует следующие проекты: • «Создание сборочно-испытательного комплекса КА Специального конструкторско-технологического бюро космической техники» ; • «Создание наземной инфраструктуры системы высокоточной спутниковой навигации» ; • «Создание космической системы дистанционного зондирования Земли Республики Казахстан» . 2

НАШИ ПАРТНЕРЫ EADS «Astrium» - крупнейшая аэрокосмическая компания в Европе и вторая по величине аэрокосмическая компания в мире, стратегический партнер Общества. Spot Infoterra Group – дочернее предприятие компании EADS «Astrium» и мировой дистрибьютор геоинформационных продуктов и услуг, получаемых со спутников дистанционного зондирования Земли. Также компания распространяет оптические и радарные данные различного разрешения, полученные с других спутников. АО «НЦКИТ» - осуществляет научно-исследовательскую, опытноконструкторскую и производственно-хозяйственную деятельности в области космических исследований и технологий. Центр сопровождает и обеспечивает выполнение программ фундаментальных и прикладных исследований. АО «КАЗГЕОКОСМОС» - является одним из лидеров в области применения аэрокосмических методов для решения геологических, инженернотехнических, экологических и других задач в различных отраслях Казахстана. 3

Проект «Создание космической системы дистанционного зондирования земли Республики Казахстан» Цель: Система дистанционного зондирования Земли Республики Казахстан, включающая два спутника ДЗЗ, наземный комплекс управления, наземный целевой комплекс и центр обработки космических данных. Участники: Заказчик - АО «НК «Қазақстан Ғарыш Сапары» Генеральный подрядчик Стратегический партнер компания EADS Astrium Период реализации: 2006 -2014 годы 4

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОСМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Количество КА в системе 1 оптико-электронный КА высокого разрешения 1 оптико-электронный КА среднего разрешения Обслуживаемая территория Приоритетная зона обслуживания – территория РК Общая зона обслуживания – вся поверхность Земли Время доступа к информации Не более 3 -х суток (зависит от уровня обработки) Периодичность наблюдения - детальное, любой точки территории Казахстана - обзорное, всей территории Казахстана Не более 3 суток Не более 30 суток 5

КА С ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРОЙ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ Срок активного существования, не менее, лет 000 7 Производительность, кв. км в сутки Линейное разрешение на местности в панхроматическом режиме, м 1 Возможность стереосъемки Линейное разрешение на местности в мультиспектральном режиме, м 4 Масса, кг 820 Количество мультиспектральных каналов 4 Полоса захвата не менее, км , 20 Синий Зелёный Красный Ближний инфракрасный 485 нм 560 нм 665 нм 825 нм Периодичность съемки 220 есть не более 3 суток КА С ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРОЙ СРЕДНЕГО РАЗРЕШЕНИЯ Срок активного существования, не менее, лет 000 Линейное разрешение на местности в мультиспектральном режиме, м Количество мультиспектральных каналов Синий: 440 – 510 нм Зеленый: 520 – 590 нм Красный: 630 – 685 нм Граница Красного: 690 – 730 нм Ближний ИК: 760 – 850 нм 7 6, 5 5 Производительность, кв. км в сутки Масса, кг Покрытие снимками всей территорий Казахстана, сутки Полоса захвата, не менее, км Возможность стереосъемки 1 000 185 30 77 есть 6

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ СЕЛЬСКОЕ, ЛЕСНОЕ И ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО ТРАНСПОРТ, КОММУНИКАЦИИ, СВЯЗЬ ТУРИЗМ УСЛУГИ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ПО ОТРАСЛЯМ ЭКОНОМИКИ ПРАВО И СОБЛЮДЕНИЕ ЗАКОННОСТИ МЕСТНЫЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОРГАНЫ НЕФТЕГАЗОВАЯ, АТОМНАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 7

Данные ДЗЗ широко используются на разных стадиях геологоразведочных работ для оценки залежей природных ресурсов и состояния разрабатываемого пласта, при решении различных задач территориального управления нефтегазовым, горнодобывающим комплексами по следующим направлениям: Ø Мониторинг экологического состояния территорий в районах добычи, переработки, транспортировки нефти и газа, выявление территорий, загрязненных нефтепродуктами, мониторинг аварийных разливов нефти; Ø Определение величин просадок земной поверхности на разрабатываемых месторождениях нефти и газа с целью предотвращения аварий; Ø Создание современной топографической основы на базе космических снимков высокого разрешения для проведения поисково-разведочных работ и размещения инфраструктуры нефтегазовой отрасли, для которой в дальнейшем будут решаться задачи экологического контроля и мониторинга; Ø Поиск и прогнозирование месторождений полезных ископаемых (нефть, газ, золото и т. д. ); Ø Оценка угроз тектонического и сейсмологического характера на основе точнейшей оценки подвижек разломов и их динамики (с высокой точностью на основе данных радиолокационной интерферометрии); Ø Поиск и обоснование перспективных площадей под поисковые работы на рудные и нерудные полезные ископаемые; Ø Планирование и контроль развития инфраструктуры добычи, транспортировки и переработки нефти и газа. Ø Инвентаризация месторождений и условий добычи полезных ископаемых; Ø Решение задач геологии, тектоники, поиск разломных нарушений коры и оценка их влияния на инженерностроительные сооружения; Ø Картографирование геологических объектов на морских мелководьях и прибрежных зонах; Ø Мониторинг нефтегазопроводов и других объектов инфраструктуры нефтегазового комплекса, а также объектов добывающей промышленности; Ø Инвентаризация и мониторинг состояния и объема карьеров в районах развития нефтегазовой инфраструктуры и др. Использованы материалы компании ASV-GEO Service (Spot Image), ООО «Компания Совзонд» и др. 8

Предлагаемые услуги по нефти и газу Объединение оптических, радарных и гиперспектральных данных с ЦМР для предварительной оценки, исследований и действий, мониторинга окружающей среды вместе с: Ø Геологической интерпретацией и структурным картографированием Ø Базовым картографированием окружающей среды Ø Планированием трубопроводов и инфраструктуры Ø Мониторингом движения земной коры Ø Мониторинг разливов нефти 1. Оценка 2. Изучение 4. Экологический мониторинг 3. Деятельность и производство 9

Оценка – планирование трубопроводов и инфраструктуры Преимущества мозаики местности и цифровой модели высот Ø Доступно для определенной интересующей области (например, коридор); Ø Более конкурентоспособное предложение: • Однородность вдоль линии • Обзор целого проекта • Определение работ с низкой погрешностью • Оценка числа и местоположения структур с хорошей точностью Ø Снижение затрат времени • Фаза предварительного плана закончена в наиболее короткий период Ø Сбережение финансовых средств • Ограниченная геодезическая работа на поверхности Ø Упрощенная коммуникация (связь) • Благодаря системе 3 D-показа Данные: из Турции в Азербайджан Данные предоставлены компанией ASV-GEO Service (Spot Image) SPOTMaps SPOT DEM 10

Оценка прибрежной и береговой деятельности в нефтегазовом секторе 3. Мониторинг ледового покрова 1. Мониторинг просачивания нефти Оценка риска – для нефтяных трубопроводов и буровых установок Обнаружение естественных выделений нефти – прибрежная разведка 2. Мониторинг нефтяных пятен и загрязнений Незаконное загрязнение судоходством /Искусственные загрязнения • • Определение источника загрязнение Судебное преследование ответственных Мониторинг просачивания нефти Ø Набор радарных данных для прибрежной разведки 11

Оценка прибрежной и береговой деятельности Судоходство, платформы добычи нефти, картографирование мест загрязнений малогабаритные судна Танкер Корабли, буровые установки, полосы загрязнения (разливов) обнаруженные на основе радиолокационных данных Топливный рукав Танкер Передача нефти. Разлив топлива между танкерами Снимки Terra. SAR-X (3 м) Буровая вышка Иллюстрация движений судов и оффшорных платформ, пятен нефти - данные со спутников серии SAR. Брибрежная платформа производства добычи нефти Данные предоставлены компанией ASV-GEO Service (Spot Image) 12

Исследование – геологический анализ Цифровая модель рельефа и местности для геологического картографирования и анализа Обновленные морфоструктурные карты Координирование разломов SPOT DEM + Ортоизображение + геологическая карта наклонно залегающих слоев, созданная на основе ЦМР SPOT 3 D-визуализация для описания нижних слоев земной поверхности 13 Данные предоставлены компанией ASV-GEO Service (Spot Image)

Мониторинг нефтегазовых месторождений – картографирование движения земной поверхности служит в следующих ситуациях: Ø Технология радарных спутников способна измерить вертикальное движение земли с точностью до первых миллиметров; Ø Результат – контроль повышения или понижения земной поверхности в течение длительного времени; Ø Это предоставляет важную информацию многим отраслям промышленности: • раннее обнаружении изменений, в случае расположения инфраструктуры в критической зоне ØМониторинг нефтегазовых месторождений • Оптимизация использования • Предотвращение опасностей • Моделирование ØПодземные работы • Предотвращение опасностей ØАнализ и управление ЧС • Землетрясения • Оползни • Мониторинг инфраструктуры • Гидроэлектростанции • Набережные дамбы • Железные дороги • Трубопроводы • Дороги 14

Космические снимки и мониторинг месторождений нефти Исходные данные Радарные Оптические Ø Мониторинг разливов нефти; Мониторинг и картографирование Ø Мониторинг движения земной коры; Ø Экологическое картографирование и обнаружение изменений; Ø Мониторинг инфраструктуры; Ø Геологический анализ; Ø Картографирование гео-рисков; Ø Исследование морских морской акватории; Ø Планированию маршрута; Ø Предотвращение ЧП; Ø Планирование и строительство; Ø Оптимизация и производство. 15

Предоставляемые продукты и сервисы Предполагаемый маршрут ПРИМЕРЫ ЦМР L-канал SAR C-канал SAR Оптические Планирование маршрута трубопровода Существующая карта -Карты масштаба от 1: 100 000 до 1: 25 000; - Использование радарных данных в сочетании с оптическими для расчета маршрута трубопровода; - L диапазон имеет возможность проникать до 10 метра в глубину в сухой грунт. Данные предоставлены компанией ASV-GEO Service (Spot Image) 16

Картографирование движения земной коры. Карты движения земной поверхности 2 D дифференциальная интерферометрия Вертикальные смещения Однородные поверхностные смещения Быстрое смещение земной коры Рисунок: Месторождение нефти в Омане и пример Terra. SAR-X полученные вертикальным перемещением за 198 дней Данные предоставлены компанией ASV-GEO Service (Spot Image) 17

Экологический мониторинг Набор данных SPOT для экологического мониторинга Очищенная область Ø Мониторинг трубопроводов • • Воздействие на окружающую среду Распространение разлива Загрязненные области Оценка стоимости очищения • Контроль экологического качества Разлив Очищенный разлив Протяженность 2 км. 18 Данные предоставлены компанией ASV-GEO Service (Spot Image)

Мониторинг инфраструктуры нефтегазового сектора - береговая зона Схема Решение Ø Наблюдение за существующими областями Ø Основные ГИС-слои нефтегазовых месторождений, на береговых • Снимки 2. 5 м. SPOT • 20 м стереопары высокого разрешения ЦМР территориях Казахстана. Проблемы Ø Загрязнение/опасность загрязнения Ø Опасность наводнения Ø Сейсмическая безопасность Ø Картографирование и систематическое обновление карт Ø Экологического контроль, контроль планирования и строительства Мониторинг Каспийского моря • Высокая плотность прибрежных платформ добычи нефти: необходимость в мониторинге ледового покрова • Главные экологические риски: влияние индустриализации и обнаружение разливов нефти (нефтяных пятен) • • Terra. SAR-X Другие оптические снимки • • • Интерпретация земной поверхности Интерпретация инфраструктуры Анализ экологической основы Анализ опасности наводнения Геологический анализ Картографирование гео-опасности Ø Основная интерпретация ГИС-слоев (ежегодное и сезонное изменение) Ø Будущий мониторинг ГИС-слоев • Загрязнение/Картографирование (SPOT/Formosat) • Угроза безопасности (SPOT/Terra. SARX/Formosat) • Картографирование опасности наводнения (Terra. SAR-X) • Картографирование гео-опасности (SPOT/Terra. SAR-X/Formosat) • Контроль изменений (SPOT/Terra. SARX/Formosat) 19

Анализ просачивания нефти. Определение природных выделений нефти Нефтедобываю щая платформа Нефтяные пятна в следствии производства буровых установок Методология Вероятное природное нефтяное месторождение Разливы, разгоняемые океанскими волнами Разлив нефти Ø Нефтяные разливы обнаруживаемы, как темные области на снимке Ø Нефтедобывающие платформы и корабли показываются как светлые объекты Данные предоставлены компанией ASV-GEO Service (Spot Image) Повторение прибрежных разливов Перу 2 - направления известных местоположений разливов нефти сопоставимых со закодированными геоснимками 3 -Определены вероятные полосы разлива и источники 20

Наши предложения по сотрудничеству • АО «НК «Қазақстан Ғарыш Сапары» совместно с французкой компанией Spot. Image реализует прикладной проект создания виртуальной станции приема данных ДЗЗ со спутника Formosat-2. • Новый подход к получению данных ДЗЗ (виртуальный прием) делает космический мониторинг особенно перспективным в качестве информационно -аналитической основы ситуационных центров различного уровня. • Также имеется возможность предоставлять потребителю дополнительные оптические и радарные данные различного разрешения, полученные с других спутников. Спутники, используемые компанией Spot Infoterra Group: Spot 2, 4, 5 (Франция), Formosat-2 (Тайвань), Kompsat-2 (Корея), Terra. SAR-X (Германия), Tan. DEM-X (Германия) и Pleiades-1, 2 (2010, 2012 г. г. ), Spot-6, 7 (2012 г. ) (Франция). • Период реализации проекта «My. Formosat» : май-июнь 2011 года; • Условия – бесплатное предоставление снимков в период с мая по июнь 2011 г 21

Formosat-2 Основными преимуществами спутника являются маневренность (спутник может выполнять съемку с отклонением 45° от надира), возможность ежедневной съемки, а также более раннее прохождение над любой точкой Земли (9 ч 30 мин утра по местному времени, тогда как у большинства спутников – 10 ч 30 мин), что увеличивает возможность безоблачной съемки. Расчетный срок пребывания на орбите составляет не менее 5 лет. Области применения данных дистанционного зондирования, полученных со спутника Formosat-2 • Создание и обновление топографических и специальных карт вплоть до масштаба 1: 25 000. • Текущий контроль строительства объектов инфраструктуры транспортировки и добычи нефти и газа и оперативный мониторинг их состояния. • Постоянный мониторинг экологического состояния территорий в районах добычи, переработки, транспортировки нефти и газа, других полезных ископаемых. • Обновление топографической подосновы для разработки проектов схем территориального планирования муниципальных районов и субъектов федерации. • Инвентаризация лесов, выполнение лесоустроительных работ. Текущий контроль лесопользования и оперативный мониторинг состояния лесов. • Мониторинг состояния посевов, оценка засоренности, выявление вредителей и болезней сельхозкультур, прогнозирование урожайности. • Текущий мониторинг развития эрозионных, карстовых процессов, заболачивания и опустынивания, засоления, лесных и степных пожаров, половодий, паводков и т. п. • Мониторинг природных и антропогенно-спровоцированных катастроф. 22

Основные технические характеристики Дата запуска: 21 мая. Режимы: Панхроматический Спектральный диапазон (мкм): 0, 45 -0, 90 Мультиспектральный голубой: 0, 45 -0, 52 зеленый: 0, 52 -0, 60 красный: 0, 63 -0, 69 ближний ИК: 0, 76 -0, 90 Пространственное разрешение в 2 м 8 м надире: Максимальное отклонение от 45° надира: Ширина полосы охвата: 24 км Скорость передачи данных на 120 Мбит/сек наземный сегмент: Радиометрическое разрешение: 8 бит на пиксел Формат файлов: Geo. TIFF Обработка: Радиометрическая, сенсорная и геометрическая коррекция Приведение к картографической проекции Периодичность съемки: ежедневно Возможность получения стереопары: Нет Минимальная площадь заказа: 24 х (1 сцена) для архивных данных 24 х (1 сцена) для съемки на заказ 23

Портал Formosat-2 и схема покрытия: 24

GEO-Information Services – Дистрибьюторская работа Formosat-2 (Тайвань) Spot-5 (Франция) Terra. Sar-X (Германия) Tan. DEM-X (Германия) ALOS (Япония) ASTER (Япония) Dubai. Sat-1 (ОАЭ) Государственные организации Частный сектор Исследовательские институты планируется в ближайшем будущем 25

КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Главный центр наземных комплексов Кабдулова Гульжиян Аюповна – Начальник управления НЦК, к. г. н. , Ph. D. Email: g. kabdulova@gharysh. kz р. т. : 8 (7172) 74 -94 -72 Рахимжанов Берик Кумарович – И. о. начальника отдела обработки данных, Ph. D. Email: b. rakhimzhanov@gharysh. kz р. т. : 8 (7172) 74 -94 -72 Чопоров Максим Валериевич – главный специалист информационноаналитического отдела, Ph. D. Email: m. choporov@gharysh. kz р. т. : 8 (7172) 74 -94 -67 26

Благодарим за внимание! www. gharysh. kz 27