Тема: Мониторинг характеристик факельных установок по сжиганию попутного нефтяного газа на территории Западной Сибири по спутниковым данным в видимом и ближнем ИК-диапазонах в ночное время

Сжигание попутного нефтяного газа приводит к выбросам в атмосферу парниковых газов (СО2, метан), окиси азота, сернистого ангидрида, сажи и других токсичных компонентов, а также к тепловому воздействию на подстилающую поверхность. Эти выбросы оказывают влияние на климат, характеристики окружающей среды и состояние здоровья людей как в глобальном масштабе, так и на региональном уровне. В силу отсутствия регулярных и полных данных по расположению факельных установок и их функционированию для оценки их воздействия на биосферу Земли необходимо проведение мониторинга характеристик этих установок, а также системы «атмосфера - ИИ» в зоне их расположения. Ключевой характеристикой этого мониторинга является объем сжигаемого попутного нефтяного газа. В следствии этого становится актуальным мониторинг характеристик факельных установок по сжиганию попутного нефтяного газа на территории Западной Сибири по спутниковым данным в видимом и ближнем ИК-диапазонах в ночное время. В 2014 году концентрация парниковых газов в атмосфере по данным Всемирной метеорологической организации, достигла рекордно высокого уровня [1]. Крупнейшим источником выбросов является сжигание добываемого топлива, которое необходимо для производства электроэнергии, тепла и работы транспорта, а также сжигание в факеле «связанного газа», который относится к природному газу, и вырывается на поверхность при добыче нефти. [2]
Тысячи газовых факелов горят по всему миру на участках добычи нефти, что составляет объем примерно равный 140 миллиардов кубометров природного газа в год, в результате чего почти 300 миллионов тонн углекислого газа (CO2) будет выброшено в атмосферу. С точки зрения потенциала глобального потепления, метан является в 28-36 раз более опасным, чем CO2. Таким образом, сжигание приводит к меньшему потеплению, чем прямой выброс природного газа в атмосферу. [2]
Правила сжигания газа установлены на национальном уровне, и субнациональном уровне. Существует широкий разброс в отношении допустимости сжигания, условия, при которых сжигание разрешены и предъявляются требования к отчетности. Российский закон требует утилизацию 95% попутного газа [2].
По данным приведенным NACA в 2012 году было выявлено 7467 отдельных очагов термальных аномалий, при этом наибольшее их количество находится на территории России. [2]
В ежедневном режиме на территории Западной Сибири происходит массовая добыча и переработка нефти с сжиганием при этом попутного газа, отчеты по объему, которого на территории Западной Сибири отсутствуют [2]. В следствии этого становится актуальным мониторинг характеристик факельных установок по сжиганию попутного нефтяного газа на территории Западной Сибири по спутниковым данным в видимом и ближнем ИК-диапазонах в ночное время [3].
Процесс утилизации является самым крупным источником сжигания газа, меньшие объемы сжигания происходят на нефтеперерабатывающих заводах [2]. Спутниковые приборы являются оптимальным вариантом для проведения мониторинга газовых факелов, так как за один полет спутника охватывается большая часть территории и мониторинг можно проводить несколько раз в день [4].
С запуском на орбиту 28 октября 2011 года спутника Suomi -NPP [1] открылась возможность приема и обработки данных радиометра VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite), расположенного на борту этого спутника [2].
Для проведения мониторинга используются исследования станции приема спутниковой информации УНИСкан-24 отдела космического мониторинга Алтайского государственного
университета, на которой с декабря 2012 года выполняется прием и обработка в режиме реального времени «сырого потока» данных радиометра VIIRS/Suomi-NPP [5].
Целью данной работы является оценка объема, сжигаемого попутного нефтяного газа в факельных установках на территории Западной Сибири по спутниковым данным в видимом и ближнем ИК - диапазонах в ночное время
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1. Инвентаризация факельных установок по сжиганию попутного нефтяного газа на территории Западной Сибири.
2. Построение модели восстановления характеристик факельных установок по сжиганию попутного нефтяного газа на территории Западной Сибири по спутниковым данным в видимом и ближнем ИК-диапазонах в ночное время;
3. Получение оценки выбрасываемого объема газа региона за 2015г. Структура работы следующая .
В первой главе рассмотрена методика обнаружения высокотемпературных источников и определение их параметров: температуры и площади по данным станции приема спутниковой информации УНИСкан-24 отдела космического мониторинга Алтайского государственного университета за 2015 год [4].
Во второй главе рассмотрен алгоритм оценки объема, сжигаемого попутного нефтяного газа в факельных установках на территории Западной Сибири.

Купить

Работа посвящена мониторингу характеристик факельных установок по сжиганию попутного нефтяного газа на территории Западной Сибири по спутниковым данным в видимом и ближнем ИК- диапазонах в ночное время. В данной работе использовались данные станции приема спутниковой информации УНИСкан-24 отдела космического мониторинга Алтайского государственного
университета за 2015 год и 2017 год.
Полученные в данной работе результаты позволяют сделать следующие выводы.
1. С использованием геоинформационной системы Google Earth, проведена инвентаризация 583 высокотермальных аномалий - 575 из них отнесены к факельным установкам по сжиганию попутного нефтяного газа на территории Западной Сибири.
2. Построена модель восстановления характеристик факельных установок по сжиганию попутного нефтяного газа на территории Западной Сибири по спутниковым данным в видимом и ближнем ИК-диапазонах в ночное время;
3. Получена оценка объема, сжигаемого попутного нефтяного газа в факельных установках на территории Западной Сибири, по спутниковым данным в видимом и ближнем ИК-диапазонах в ночное время, с оценкой наклона в линейном уравнении, при коэффициенте, рассчитанном для российских газовых факелов за 2015и 2017 год.
Полученные результаты показывают, что за период с 2015 по 2019 год объем сжигаемого попутного нефтяного газа увеличился вдвое, хотя количество ФУ увеличилось в 1,5 раз.

Купить