Повысить качество сейсморазведки сможет новый комплекс на основе беспилотника от ученых из Казани
11.03.2022
Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий и Института физики Казанского (Приволжского) федерального университета (КФУ) разработали уникальный аппаратно-программный комплекс сбора и обработки геолого-геофизической, геохимической и визуальной информации на основе беспилотных летательных аппаратов. Он предназначен для проведения геофизических работ в условиях сложного рельефа залесенной местности. Новый комплекс позволит существенно повысить качество подготовительных работ по сейсморазведке, а также ускорить и удешевить их. Опытный образец готов к работе. 90% комплектующих, использующихся в работе, — отечественного производства. Все компоненты комплекса запатентованы. Его заказчиком выступила нефтесервисная компания ООО «ТНГ-Групп», которая также принимала участие в разработке.
«Совместно с КФУ мы успешно осуществили ряд проектов в рамках постановления Правительства Российской Федерации №218 «О мерах государственной поддержки развития кооперации российских высших учебных заведений и организаций, реализующих комплексные проекты по созданию высокотехнологичного производства». Когда у нас возникла идея создать геологоразведочный комплекс на основе беспилотника, мы обратились в КФУ. В результате вновь получили грант от правительства на совместные разработки», — рассказывает заместитель генерального директора по маркетингу ООО «ТНГ-Групп» Денис Кислер.
По словам проректора по направлениям нефтегазовых технологий, природопользования и наук о Земле, директора Института геологии и нефтегазовых технологий (ИГиНГТ) КФУ Даниса Нургалиева, сегодня беспилотные системы активно начинают использоваться во всех областях геолого-геофизических исследований.
«Мы разработали геологоразведочный комплекс, состоящий из беспилотников, датчиков и софта, который предназначен для повышения эффективности сейсморазведочных работ, начиная с этапа их проектирования и заканчивая этапом сбора данных с установленных на местности сейсмических приборов и контроля за их работой», — говорит проректор.
Данис Нургалиев также отметил, что зачастую геологоразведочные работы проводятся на местности со сложным рельефом. Новая система сбора и обработки данных на основе беспилотника оснащена лидаром. Используя данные обработки лазерного сканирования, сейсморазведчики проектируют расположение профилей наблюдения таким образом, чтобы максимально увеличить помехоустойчивость и информативность съемки и тем самым повысить качество получаемого полевого материала. А от этого, в свою очередь, зависит качество прогноза наличия в земных недрах ловушек нефти или газа.
Совместная обработка данных лазерного сканирования и фотографирования местности позволяет решить часть экологических проблем. Так, например, в некоторых случаях при проведении сейсморазведочных работ проводится рубка просек для прохождения техники и прокладки кабелей. Имея точный план местности, можно оптимизировать систему профилей с минимальным воздействием на окружающую среду и без потери качества результатов работ. Также возможно получение дополнительной информации о территории, необходимой для интерпретации результатов сейсморазведки. Например, с помощью комплекса можно определять параметры магнитного поля, оценивать радиоактивность верхней части осадочного чехла. Все это позволяет существенно повысить информативность исследований и надежность прогнозирования нефтяных залежей на территории.
В состав комплекса входит беспилотное воздушное судно повышенной грузоподъемности, а также два измерительных блока. Блок геофизических датчиков состоит из магнитометра и гамма-спектрометра. Второй блок, блок оптико-спектральных датчиков, включает лазерный сканер (лидар), фотоаппарат и мультиспектральную камеру, которая может фиксировать поверхность земли в нескольких спектральных диапазонах.
«Нашими основными задачами были компоновка полезной нагрузки и оптимальное ее закрепление на платформе беспилотного воздушного судна, создание системы сбора, обработки и хранения данных, а также обеспечение передачи данных в режиме реального времени на базовую станцию, где происходит предварительная обработка получаемой информации», — рассказал один из разработчиков, старший преподаватель кафедры геофизики и геоинформационных технологий ИГиНГТ Виктор Косарев.
По словам ученого, оптико-спектральный блок предназначен для создания цифровой модели рельефа. Она используется для проектирования оптимальной системы наблюдений — расположения на местности сейсмоприемников и источников упругих колебаний. По цифровым фотографиям можно создать ортофотоплан и цифровую модель местности.
«При помощи мультиспектральной камеры можно построить еще ряд карт, в том числе карту индекса (состояния) растительности. С помощью магнитометра мы можем получить карту магнитного поля, которая необходима геофизикам для прогнозирования разломов осадочного чехла и характера миграции углеводородов на территории при поисках залежей, а также контроля за разработкой нефтяных и газовых месторождений, если такая задача поставлена. Магнитометрия также позволяет картировать различные технические объекты, например, трубопроводы, которые могут создавать помехи при проведении геологоразведочных работ. Гамма-спектрометрия нужна для регистрации естественной гамма-активности, выявления разломов и картирования приповерхностных пород», — пояснил Виктор Косарев.
Опытный образец геологоразведочного беспилотного комплекса испытан и готов к работе. По словам Дениса Кислера, «ТНГ-Групп» начнет полномасштабное использование комплекса для подготовки к новому полевому сезону, как только сойдет снежный покров.
«Совместно с КФУ мы успешно осуществили ряд проектов в рамках постановления Правительства Российской Федерации №218 «О мерах государственной поддержки развития кооперации российских высших учебных заведений и организаций, реализующих комплексные проекты по созданию высокотехнологичного производства». Когда у нас возникла идея создать геологоразведочный комплекс на основе беспилотника, мы обратились в КФУ. В результате вновь получили грант от правительства на совместные разработки», — рассказывает заместитель генерального директора по маркетингу ООО «ТНГ-Групп» Денис Кислер.
По словам проректора по направлениям нефтегазовых технологий, природопользования и наук о Земле, директора Института геологии и нефтегазовых технологий (ИГиНГТ) КФУ Даниса Нургалиева, сегодня беспилотные системы активно начинают использоваться во всех областях геолого-геофизических исследований.
«Мы разработали геологоразведочный комплекс, состоящий из беспилотников, датчиков и софта, который предназначен для повышения эффективности сейсморазведочных работ, начиная с этапа их проектирования и заканчивая этапом сбора данных с установленных на местности сейсмических приборов и контроля за их работой», — говорит проректор.
Данис Нургалиев также отметил, что зачастую геологоразведочные работы проводятся на местности со сложным рельефом. Новая система сбора и обработки данных на основе беспилотника оснащена лидаром. Используя данные обработки лазерного сканирования, сейсморазведчики проектируют расположение профилей наблюдения таким образом, чтобы максимально увеличить помехоустойчивость и информативность съемки и тем самым повысить качество получаемого полевого материала. А от этого, в свою очередь, зависит качество прогноза наличия в земных недрах ловушек нефти или газа.
Совместная обработка данных лазерного сканирования и фотографирования местности позволяет решить часть экологических проблем. Так, например, в некоторых случаях при проведении сейсморазведочных работ проводится рубка просек для прохождения техники и прокладки кабелей. Имея точный план местности, можно оптимизировать систему профилей с минимальным воздействием на окружающую среду и без потери качества результатов работ. Также возможно получение дополнительной информации о территории, необходимой для интерпретации результатов сейсморазведки. Например, с помощью комплекса можно определять параметры магнитного поля, оценивать радиоактивность верхней части осадочного чехла. Все это позволяет существенно повысить информативность исследований и надежность прогнозирования нефтяных залежей на территории.
В состав комплекса входит беспилотное воздушное судно повышенной грузоподъемности, а также два измерительных блока. Блок геофизических датчиков состоит из магнитометра и гамма-спектрометра. Второй блок, блок оптико-спектральных датчиков, включает лазерный сканер (лидар), фотоаппарат и мультиспектральную камеру, которая может фиксировать поверхность земли в нескольких спектральных диапазонах.
«Нашими основными задачами были компоновка полезной нагрузки и оптимальное ее закрепление на платформе беспилотного воздушного судна, создание системы сбора, обработки и хранения данных, а также обеспечение передачи данных в режиме реального времени на базовую станцию, где происходит предварительная обработка получаемой информации», — рассказал один из разработчиков, старший преподаватель кафедры геофизики и геоинформационных технологий ИГиНГТ Виктор Косарев.
По словам ученого, оптико-спектральный блок предназначен для создания цифровой модели рельефа. Она используется для проектирования оптимальной системы наблюдений — расположения на местности сейсмоприемников и источников упругих колебаний. По цифровым фотографиям можно создать ортофотоплан и цифровую модель местности.
«При помощи мультиспектральной камеры можно построить еще ряд карт, в том числе карту индекса (состояния) растительности. С помощью магнитометра мы можем получить карту магнитного поля, которая необходима геофизикам для прогнозирования разломов осадочного чехла и характера миграции углеводородов на территории при поисках залежей, а также контроля за разработкой нефтяных и газовых месторождений, если такая задача поставлена. Магнитометрия также позволяет картировать различные технические объекты, например, трубопроводы, которые могут создавать помехи при проведении геологоразведочных работ. Гамма-спектрометрия нужна для регистрации естественной гамма-активности, выявления разломов и картирования приповерхностных пород», — пояснил Виктор Косарев.
Опытный образец геологоразведочного беспилотного комплекса испытан и готов к работе. По словам Дениса Кислера, «ТНГ-Групп» начнет полномасштабное использование комплекса для подготовки к новому полевому сезону, как только сойдет снежный покров.
