Мониторинг факельных установок по данным дистанционого зондирования земли на территории Ханты-Мансийского автономного округа – Югры

 

Е.В. Алфимова, В.А. Пуртов, С.А. Алешин (АУ «НАЦ РН им. В.И. Шпильмана»)

Сокращение вредного воздействия на природу в процессе производственной деятельности – одно из приоритетных направлений экологической политики Правительства ХМАО– Югры совместно с нефтегазодобывающими компаниями региона.

Предприятиями выполняются поставленные задачи по снижению уровня негативного воздействия техногенных факторов на окружающую среду и ее компоненты.

Правительством РФ приняты следующие нормативные документы в решении данной проблемы:

1. Постановление Правительства РФ №7 от 08.01.2009 г. «О мерах по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках».

2. Постановление Правительства ХМАО-Югры №396-п от 03.10.2013г. «О государственной программе Ханты-Мансийского автономного округа – Югры «Обеспечение экологической безопасности Ханты-Мансийского автономного округа –Югры на 2014-2020 годы».

3. Постановление Правительства ХМАО– Югры №426-п от 09.10.2013 г. (в редакции от 26.12.2014г. №521-п) о государственной программе Ханты-Мансийского автономного округа – Югры «Развитие жилищно-коммунального комплекса и повышение энергетической эффективности в Ханты-Мансийском автономном округе–Югре на 2014-2020 годы».

4. Распоряжение Президента РФ №51-рп от 14.01.2014 г. «Основы государственной политики в области использования результатов космической деятельности в интересах модернизации экономики Российской Федерации и развития ее регионов на период до 2030 года».

5. Постановление Правительства РФ №306 от 15.04.2014 г. Государственная программа РФ «Космическая деятельность России на 2013-2020 годы».

Увеличение пространственной информации, полученной в результате обработки данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), послужило основанием для создания и проведения постоянного мониторинга факельных установок (ФУ).

Мониторинг факельных установок на территории Ханты-Мансийского автономного округа – Югры проводится в пределах лицензионных участков распределенного фонда недр. Деятельность данного направления преследует основные цели:

1. Уточнение местоположения ФУ и поиск новых объектов.

2. Мониторинг горения ФУ.

3. Мониторинг нарушенных земель в местах сжигания попутного нефтяного газа (ПНГ).

Решение поставленных задач осуществляется в программных комплексах ENVI, MapInfoProfessional с использованием космических снимков различного пространственного разрешения со спутников Alos Prism (разрешение 2.5м), RapidEye (разрешение 5 м), Landsat-8 (разрешение 30 м) на основе методов дешифрирования (распознавания). Выявление и уточнение местоположения ФУ осуществляется по основным дешифровочным признакам: расположение в пределах ДНС, ЦППНГ и характерная округлая или эллипсоидная форма площадок(рис. 1).

Рис. 1. Формы площадок вокруг факельных установок (фрагменты снимков Alos Prism)

Рис. 1. Формы площадок вокруг факельных установок (фрагменты снимков Alos Prism)

Фиксация горения факельных установок выполняется в процессе автоматизированного дешифрирования изображения на уровне отдельных пикселов. Максимально эффективно используется комбинация спектральных каналов (bands) 7-6-4, 7-5-4 и 7-3-1 космосъёмки спутника Landsat-8. Данный синтез воспроизводит изображение, близкое к естественным цветам,ярким жёлто-оранжевым или красным цветомфиксируется горение (рис. 2, 3,4).

Рис. 2. Горение факельной установки на Варьеганском лицензионном участке (синтез каналов 7-6-4 Landsat-8 дата съёмки 29.09.2014г.)

Рис. 2. Горение факельной установки на Варьеганском лицензионном участке (синтез каналов 7-6-4 Landsat-8 дата съёмки 29.09.2014г.)

Рис. 3. Горение факельной установки на Аганском лицензионном участке (синтез каналов 7-3-1 Landsat-8 дата съёмки 27.09.2014г.)

Рис. 3. Горение факельной установки на Аганском лицензионном участке (синтез каналов 7-3-1 Landsat-8 дата съёмки 27.09.2014г.)

Рис. 4. Горение нескольких факельных установок на Варьеганском лицензионном участке (синтез каналов 7-3-4 Landsat-8 дата съёмки 17.01.2015г.)  

Рис. 4. Горение нескольких факельных установок на Варьеганском лицензионном участке (синтез каналов 7-3-4 Landsat-8 дата съёмки 17.01.2015г.)

Разграничение циклов работы ФУ (активное или невыраженное горение, отсутствие выброса газа) проводится с помощью настройки гистограммы для каждого многозонального изображения. Это позволило в 2014 году на территории Югры дешифрировать 701 факельную установку с разной стадией функционирования:

– 256 ФУ с постоянным горением;

– 106 ФУ с периодическим горением;

– на 232 ФУ горение отсутствует;

– на 107 ФУ нет возможности определить состояние работы по метеоусловиям (высокий процент облачности космосъёмки).

По территориальному расположению ФУ хотелось бы отметить, что наибольшее количество установок расположено в Сургутском,Нижневартовском и Нефтеюганском районах,в Березовском районе факельные установки отсутствуют (рис. 5).

Рис. 5. Количество факельных установок в разрезе территориальных районов ХМАО – Югры (по данным дистанционного зондирования Земли)

Рис. 5. Количество факельных установок в разрезе территориальных районов ХМАО – Югры (по данным дистанционного зондирования Земли)

Мониторинг горения факельных установок по вертикально интегрированным нефтяным компаниям (ВИНК) показал следующее(табл. 1):

– в ОАО «Сургутнефтегаз» горение не зафиксировано на 145-ти ФУ, в том числе на 44-х по метеоусловиям, что составляет 53,1% от общего количества ФУ компании, постоянное горение отмечается на 25-ти ФУ (13,1% от общего количества ФУ компании), периодическое – на 20-ти ФУ (10,5% от общего количества ФУ компании);

– в ОАО НК «Роснефть» горение не зафиксировано на 97-ми ФУ, в том числе на 32-х по метеоусловиям, что составляет 33,1% от общего количества ФУ компании, постоянное горение отмечается на 67-ми ФУ (34,1% от общего количества ФУ компании), периодическое горение на 32-х ФУ (16,3% от общего количества ФУ);

– в ОАО «Газпром» горение не зафиксировано на 10-ти ФУ, в том числе на 1-м по метеоусловиям, что составляет 32,2% от общего количества ФУ компании, постоянное горение отмечается на 18-ти ФУ (58% от общего количества ФУ компании),периодическое горение на 3-х ФУ (9,6% от общего количества ФУ компании);

– в ОАО НК «ЛУКойл» горение не зафиксировано на 45-ти ФУ, в том числе на 14-ти по метеоусловиям, что составляет 21,9% от общего количества ФУ компании, постоянное горение отмечается на 65-ти ФУ (46% от общего количества ФУ компании),периодическое горение отмечается на 31-м ФУ (21,9% от общего количества ФУ компании);

– в ОАО НГК «Славнефть» горение не зафиксировано на 9-ти ФУ, в том числе на 4-х по метеоусловиям, что составляет 20% от общего количества ФУ компании, постоянное горение отмечается на 27-ми ФУ (60% от общего количества ФУ компании), периодическое горение отмечается на 9-ти ФУ (20% от общего количества ФУ компании);

– в самостоятельных компаниях горение не зафиксировано на 10 ФУ, в том числе на 4-х по метеоусловиям, что составляет 43,4% от общего количества ФУ компании, постоянное горение отмечается на 11-ти ФУ (47,8% от общего количества ФУ компании), периодическое го-рение на 2-х ФУ (8,6% от общего количества ФУ компании);

– в ОАО НК «Русснефть» горение не зафиксировано на 9-ти ФУ, в том числе на 4-х по метеоусловиям, что составляет 26,4%от общего количества ФУ компании, постоянное горение отмечается на 20-ти ФУ (58,9% от общего количества ФУ компании), периодическое горение отмечается на 5-ти ФУ (14,7% от общего количества ФУ);

– в ОАО АНК «Башнефть» горение не зафиксировано на 4-х ФУ, в том числе на 1-м по метеоусловиям, что составляет 100%от общего количества ФУ компании;

– в совместном предприятии ВИНКов горение не зафиксировано на 10 ФУ, в том числе на 3-х по метеоусловиям, что составляет 27% от общего количества ФУкомпании, постоянное горение фиксируется на23 ФУ (62,1% от общего количества ФУ компании), периодическое горение фиксируется на 4-хФУ (10,8% от общего количества ФУ компании).

Результаты мониторинга факельных установок по ВИНК за период 2013, 2014 гг. (количество ФУ)

Параллельно с наблюдениями за горением факельных установок ведется и мониторинг нарушенных участков земли.

Мониторинг нарушенных участков земли в местах сжигания ПНГ проводится в ходе комплексного анализа полученных данных о наличии ФУ с привлечением дополнительной информации с дальнейшим переводом изображений обнаруженных объектов в векторный формат ГИС.

Свойства прямых дешифровочных признаков (цвет, уровень яркости, тень, размер ит.д.) нарушенных участков близ источников горения различны. Встречаются почти чёрные площадки, что связано с выжиганием растительности, почвенного покрова на достаточно большом расстоянии, а также с отложением сажи на земной поверхности. В то же время дешифрируются и практически белые площадки– вновь построенные или отсыпанные песком возле старых факельных установок (рис. 6).

Рис. 6. Дешифрирование нарушенных земель в местах сжигания ПНГ на Лянторском лицензионном участке (фрагменты снимка Alos Prism)

Рис. 6. Дешифрирование нарушенных земель в местах сжигания ПНГ на Лянторском лицензионном участке (фрагменты снимка Alos Prism)

На стадии обустройства углеводородных месторождений активно происходит изъятие земельных ресурсов, перемещение огромных масс почвенного грунта ведёт к изменению ландшафтов в целом (уничтожению растительности, деградации почвенного покрова и др.).

По данным дешифрирования космических снимков на территории округа на 01.12.2014года выявлено 655 га нарушенных земель в местах сжигания ПНГ, из них наибольшие площади находятся в пределах Приобского, Приобского Южного, Самотлорского, Талинского,Фёдоровского и Лянторского лицензионных участков распределённого фонда недр. В разрезе территориально-административных единиц эти площади сосредоточены в Сургутском и Нижневартовском районах (рис. 7).

Рис. 7. Карта-схема нарушенных земель в местах сжигания ПНГ на территории лицензионных участков распределенного фонда недр

Рис. 7. Карта-схема нарушенных земель в местах сжигания ПНГ на территории лицензионных участков распределенного фонда недр

Так, в Сургутском районе на Лянторском,Федоровском и Тянском лицензионных участках ОАО «Сургутнефтегаз» общие площади нарушенных земель составляют 46.3 га, 32.4 га и 14.8 га соответственно.

В Нижневартовском районе на Самотлорском лицензионном участке ОАО НК «Роснефть» общая площадь нарушенных земель составляет 68.6 га.

Обработка данных дистанционного зондирования Земли и анализ результатов космического мониторинга факельных установок и нарушенных земель в местах сжигания ПНГ на территории ХМАО – Югры позволили выявить следующее:

1. На территории округа дешифрирована 701 факельная установка, из них 256 ФУ отмечаются с постоянным горением, 106 – с периодическим, на 232 ФУ горение не зафиксировано, у 107 ФУ невозможно определить состояние работы по метеорологическому фактору.

2. Наибольшее количество ФУ дешифрировано в Сургутском районе – 286, из них на 172 ФУ горение не зафиксировано, на 75 ФУ и 32 ФУ отмечается горение и периодическое горение. Большое количество ФУ дешифрировано в Нижневартовском районе – 213, из них на 78 ФУ горение не зафиксировано, на 93 ФУ и 42 ФУ отмечается горение и периодическое горение. Минимальное количество ФУ дешифрировано в Белоярском районе – 3, из них на 2 ФУ горение не зафиксировано, на 1 ФУ отмечается периодическое горение. В Березовском районе ФУ отсутствуют.

3. Прослеживается снижение постоянного и периодического горения попутного нефтяного газа на факельных установках вертикальноинтегрированных нефтяных компаний: в ОАО«Сургутнефтегаз» – на 10%, в ОАО НК «Лукойл» – на 5%, в НК «Русснефть» – на 2%.

4. На территории округа на 2014 год в реестре нарушенных земель в местах сжигания ПНГ числится 528 полигонов общей площадью 655 га.

5. Отмечено увеличение доли нарушенных земель на территории Сургутского района с 37 до 37,5% и Нефтеюганского района с 7 до 11,9%. Данные изменения связаны с развитием лицензионных участков РФН в границах муниципальных образований.

6. Выявлено снижение доли нарушенных земель на территории Нижневартовского района с 34 до 30,6%. Уменьшилось негативное воздействие на окружающую среду в результате выполнения мероприятий по рекультивации земельных ресурсов.