авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 |

Картографическое обеспечение проектирования магистральных трубопроводов и обустройства месторождений с использованием гис-технологий

-- [ Страница 1 ] --


На правах рукописи

Поздняков Дмитрий Владимирович

КАРТОГРАФИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ И ОБУСТРОЙСТВА МЕСТОРОЖДЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ

Специальность:

25.00.35 – геоинформатика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата географических наук

Ростов-на-Дону – 2007

Работа выполнена в научно-исследовательской лаборатории комплексного картографирования географического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.

Научный руководитель: доктор географических наук

Владимир Сергеевич Тикунов

Официальные оппоненты: доктор географических наук

Алексей Николаевич Чумаченко

кандидат географических наук

Наталья Ивановна Коломоец

Ведущая организация: Иркутский государственный

университет

Защита состоится 23 марта 2007 года в 1230 часов на заседании диссертационного совета К 212.208.10 по географическим наукам при Южном федеральном университете по адресу: 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 160, ИППК при ЮФУ, ауд. 42.

С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке ЮФУ по адресу: 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.

Автореферат разослан 21 февраля 2007 года.

Отзывы на автореферат просьба направлять по адресу: 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 160, к.105, диссертационный совет К 212.208.10.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

к.г.н. Н.В. Гонтарь

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность исследования. В настоящее время нефтегазовая отрасль промышленности является одной из важнейших в экономике России. Для обеспечения растущих потребностей в углеводородном сырье как для внутреннего потребления, так и для экспорта необходимы поиск и разработка новых месторождений. Наиболее перспективным регионом по разведанным запасам нефти является Восточная Сибирь с крупными месторождениями в Красноярском крае, Иркутской области и Якутии. Необходимость разведки и разработки этих месторождений вызвана в первую очередь планами по реализации проекта энергетического коридора «Восточная Сибирь – Находка», который должен обеспечить связь восточных районов страны с нефтегазодобывающими регионами Западной Сибири и внешний транспорт нефти и газа в страны азиатско-тихоокеанского региона.

Крупнейшими подтвержденными запасами нефти в регионе обладает Юрубчено-Тохомское нефтегазоконденсатное месторождение.

Разработка месторождения, строительство трубопровода ведется в соответствии с проведенными проектными и предпроектными изысканиями, в состав которых входят в первую очередь инженерно-геодезические и инженерно-геологические изыскания. На этапах предпроектных изысканий, обоснования инвестиций (ОИ), технико-экономического обоснования (ТЭО) результаты работ представляются в масштабах 1:50 000 – 1:200 000 в соответствии со СНиП.

Картографо-геоинформационное обеспечение работ в рамках предпроектных изысканий является одной из важных и актуальных задач проектирования. Оно включает в себя методы автоматизации привязки, преобразования и визуализации пространственных данных, картосоставление, создание ГИС, издание карт и других видов картографической продукции.

В качестве примера было выбрано Юрубчено-Тохомское нефтегазоконденсатное месторождение, хорошо обеспеченное материалами.

Степень разработанности проблемы. На сегодняшний день хорошо разработаны методики и нормативные требования по созданию проектных отчетных материалов классическим «ручным» методом.

Недостаточно проработаны методические аспекты проектирования с учетом современных компьютерных технологий и геоинформационного картографирования.

В основе формирования общеметодологических подходов картографии и картографического метода исследования лежат труды Салищева К.А., Берлянта А.М.

Общие основы геоинформатики, геоинформационного и математико-картографического моделирования, геоинформационного картографирования представлены в работах Берлянта А.М., Жалковского Е.А., Капралова Е.Г., Карпика А.П., Коноваловой Н.В., Кошкарева А.В., Лурье И.К., Ормелинга Ф. Дж., Сербенюка С.Н., Тикунова В.С., Томлина К.Д.

Опыт практического применения ГИС для проектирования и картографирования описан в трудах Киршенбаума Р.П., Кружинова А.Ю., Михайленко А.Г., Пальянова П.А, Степанова В.В., Харченко О.Л., Черноусова С.В., Чумаченко А.Н., Шашкова А.Л. и др.

При изучении теоретических аспектов проектирования трубопроводных систем автор опирался на труды Бармина В.И., Белецкого Б.Ф., Бородавкина П.П., Ким Б.И., Лурье М.В., Сощенко Е.М.

Изучение особенностей природных территориальных комплексов Красноярского края и прилегающих областей основывалось на работах Гвоздецкого Н.А., Давыдовой М.И., Милькова Ф.Н., Михайлова Н.И., Мячковой Н.А, Ломтадзе В.Д., Раковской Э.М., Рихтера Г.Д. и др.

Целью диссертационного исследования является разработка полного комплекса методик и технологий картографо-геоинформационного обеспечения проектных работ по обустройству месторождения и внешнему транспорту нефти и газа на этапе обоснования инвестиций на примере Юрубчено-Тохомского нефтегазоконденсатного месторождения с использованием ГИС-технологий.

Для достижения поставленной цели были выделены следующие задачи:

  • изучение опыта картографирования и создания геоинформационных систем для проектирования обустройства и эксплуатации нефтегазовых месторождений;
  • выявление и исследование географических особенностей территории Юрубчено-Тохомского месторождения и территории прохождения трассы проектируемых магистральных трубопроводов и особенности планируемой схемы эксплуатации месторождения;
  • разработка структуры ГИС Юрубчено-Тохомского месторождения и территории прохождения трассы магистрального нефтепровода ЮТМ1 – Нижняя Пойма, подготовка слоев ГИС;
  • создание методики построения карт, схем, профилей для проектирования, строительства, эксплуатации месторождения и систем внешнего транспорта нефти и газа на основе созданной ГИС Юрубчено-Тохомского месторождения;
  • формирование комплекса материалов, необходимых для отчетности по проектированию обустройства месторождения и системы внешнего транспорта нефти и газа в рамках обоснования инвестиций в соответствии с существующими нормативными документами.

Объект исследования – природные и социально-экономические комплексы Красноярского края и прилегающих регионов в коридорах следования трасс проектируемых магистральных трубопроводов и территории, охватывающей Юрубчено-Тохомское нефтегазоконденсатное месторождение.

Предметом исследования являются теоретические и прикладные аспекты картографо-геоинформационного обеспечения проектирования, технологии геоинформационного моделирования производственных нефтегазодобывающих комплексов.

Концепция диссертационного исследования состоит в положении, которое утверждает возможность осуществления камеральных предпроектных изысканий на основе геоинформационно-картографического обеспечения проектирования с использованием ГИС-технологий, материалов дистанционного зондирования и фондовых картографических, графических и текстовых материалов.

Методы исследования. Картографическое обеспечение обустройства нефтегазовых месторождений опирается на методику геоинформационного картографирования, на международный опыт автоматизации проектирования, а также собственные камеральные исследования автора.

Основу компьютерного обеспечения составляют лицензионные программные продукты: ArcView GIS компании ESRI, для создания и обработки картографических материалов, профилей, каталогов строительных материалов, создания ГИС месторождения; MicroStation и Descartes компании Bentley и ERDAS Imagine компании LGGI для привязки карт и аэрокосмических изображений и их обработки; 3DS Max фирмы Descreet и AutoCAD фирмы Autodesk для создания трехмерных моделей; Photoshop фирмы Adobe для обработки растровых материалов и предпечатной подготовки; Corel Draw фирмы Corel Corporation для создания схем и работы с векторной графикой.

Фактический материал. В качестве материалов использовались: топографические карты масштаба 1:200 000 на территорию Красноярского края, космические изображения Landsat 7 ETM+, КФА-1000, литературные источники, тематические карты различных масштабов, собственные наработки автора в рамках работ по проектированию обустройства Юрубчено-Тохомского месторождения в фирме ЗАО «Кибер-С», отчетные материалы. Картографические и аэрокосмические материалы предоставлены фирмой ЗАО «Кибер-С».

Научная новизна работы заключается в разработке и апробации следующих методик:

  • поиска месторождений грунтовых строительных материалов в камеральных условиях с использованием данных дистанционного зондирования – изыскания месторождений грунтовых строительных материалов основаны на совместном экспертном анализе данных дешифрирования многозональных космических снимков Landsat 7 ETM+, геологических карт различных масштабов и других фондовых материалов камеральными методами;
  • полуавтоматизированного создания продольных топографических профилей и каталогов месторождений строительных материалов с использованием ГИС-технологий – разработанная методика базируется на трехмерном моделировании местности, база данных выявленных месторождений, включающая набор качественных (тип полезного ископаемого, характеристика поверхности) и количественных (мощность вскрыши, площадь, мощность полезной толщи) характеристик, формируется с помощью набора подпрограмм на языке Avenue в среде ArcView GIS;
  • составления двуслойной карты инженерно-геологических условий – карты в масштабах до 1:50 000 создаются с использованием ГИС-технологий на основе фондовых материалов и данных дистанционного зондирования без проведения дополнительных полевых изысканий.

При этом учитывался опыт геоинформационно-картографического обеспечения ранее осуществленных проектов других авторов, производилось обобщение методик геоинформационного картографирования применительно к проектированию.

Практическая значимость работы характеризуется непосредственным использованием всех разработанных материалов и методик для технического отчета по проекту «Обоснования инвестиций в строительство комплекса объектов сбора, подготовки, транспорта нефти и газа и утилизации газа Юрубчено-Тохомского месторождения», созданного ЗАО «Кибер-С» и внедренного ОАО «Востсибнефтегаз».

Методика камеральных изысканий грунтовых строительных материалов и прогнозы, полученные с помощью нее, позволяют получать ценные данные для снижения плотности разведочных скважин и соответственно значительного снижения стоимости полевых изысканий.

Методики полуавтоматизированного создания продольных топографических профилей и каталогов месторождений строительных материалов значительно снижаю сроки и затраты на производство проектных работ для объектов трубопроводного, железнодорожного и автодорожного транспорта, строительства.

Использование двуслойной карты инженерно-геологических условий позволяет одновременно определять типы комплексов пород на всей 10-метровой толще, находящейся в интересах трубопроводного и автодорожного строительства.

Эти методики внедрены в ЗАО «Кибер-С».

Апробация результатов исследования. Положения и выводы диссертации прошли апробацию на международной конференции «ИнтерКарто/ИнтерГИС 12: Устойчивое развитие территорий: теория ГИС и практический опыт», 2006 г., Калининград, Берлин. По теме диссертации опубликованы 5 работ.

Объем и структура работы. Диссертация объемом 125 страниц состоит из введения, трех глав, объединяющих 6 разделов, заключения, списка использованных источников и 9 приложений. Включает 19 рисунков и 2 таблицы. Список библиографических источников насчитывает 118 наименований. Работа выполнена в НИЛ2 Комплексного картографирования МГУ им. М.В. Ломоносова.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ

1) Современные технологии геоинформационного картографирования, автоматизации и трехмерного моделирования значительно оптимизируют процессы картосоставления и издания карт, снижают трудозатраты и производственные издержки.

Новое явление в картографии - компьютерная картография - объединило в себе различные направления: геоинформационное картографирование, цифровое картографирование, трехмерное моделирование, интернет-технологии, компьютерные издательские системы и т.д.

В зависимости от требований заказчика к форматам отчетных материалов могут использоваться различные линейки программных продуктов. В России наибольшим распространением пользуются линейки фирм Autodesk, ESRI, GeoGraph и GeoDraw и Bentley. Форматы Autodesk AutoCAD *.dwg и *.dxf стали практически стандартом для цифровых проектных материалов (чертежей, карт, планов). Возможности экспорта в указанные форматы из программных продуктов ESRI и Bentley, а также их преимущественные возможности именно для картографических работ делают эти линейки привлекательными для проектировщиков и картографов.

Возможность использования материалов космической съемки в свободном доступе, таких как мультиспектральные сканерные изображения системы Landsat 7 ETM+ с разрешением 15-30 м приводят к широкому их использованию в камеральных инженерных и инженерно-геологических изысканиях для масштабов 1:50 000 – 1:200 000. Для более крупных масштабов используются фотоснимки КФА-1000 и др. отечественных камер, сканерные снимки систем IKONOS, IRS, QuickBird и др.

Технологии 3-D моделирования находят широкое распространение в проектировании. Построение ЦМР3 позволяет решать многие задачи. Самое важное направление использования ЦМР – построение профилей трасс линейных объектов (трубопроводов, дорог), разрезов, вычисление объемов. Также построение ЦМР необходимо для последующего создания и визуализации 3D-моделей рельефа, местности.

В процессе составления и подготовки карт и атласов к изданию широко используются компьютерные программные и аппаратные средства, позволяющие значительно повысить качество выпускаемой картографической продукции и снизить ее себестоимость. С внедрением компьютерной технологии объединились процессы картосоставления и оформления.

  1. Реализация планов по строительству магистрального нефтепровода «Восточная Сибирь-Находка» (рис.1) требует разработки новых месторождений нефти в Восточно-Сибирском регионе. Крупнейшим по разведанным запасам нефти на сегодняшний день является Юрубчено-Тохомское нефтегазоконденсатное месторождение.

Юрубчено-Тохомское нефтегазоконденсатное месторождение расположено в юго-западной части Средне-Сибирского плоскогорья – между реками Ангара и Подкаменная Тунгуска, в малонаселенной местности в 500 км к северу от поселка Нижняя Пойма и трассы магистрального нефтепровода «Западная Сибирь – Ангарск» АК «Транснефть» (Рис. 1). Ближайшими населёнными пунктами в районе месторождения являются посёлки Байкит и Куюмба.

Разрабатываемый комплекс обеспечит добычу нефти и газа в промышленных масштабах с поставкой углеводородного сырья до потребителей и магистральных трубопроводов.

Технологическая схема разработки месторождения предусматривает 3 этапа освоения. На первом этапе предполагается обеспечить годовую добычу и транспорт нефти в объеме до 2,35 млн. тонн в год (2010 г.), на втором этапе – до 8 млн. тонн нефти в год и до 6 млрд. м3 газа (2013 г.).Добыча нефти при полном развитии месторождения (2016 г.) запланирована на уровне 15 млн. тонн в год, газа – 12,6 млрд. м3 в год.

" width="900" >

  1. Использование ГИС-технологий значительно ускоряет оперативное создание карт и схем, облегчает преобразование проекций, дешифрирование аэрокосмических изображений, согласование слоев карт и унификацию легенд и систем условных знаков.

Все пространственно-координированные данные, используемые для работы над отчетными материалами, вводились в единую ГИС Юрубчено-Тохомского месторождения.

Назначение ГИС – оперативное создание картографических материалов (карт, схем, профилей) различной тематики на территорию месторождения и трасс магистральных трубопроводов.

Структура данных ГИС:

  • растровые слои
    • 1)топографические карты
    • 2) тематические карты
    • 3) космические изображения
  • векторные тематические слои:
  • 1) трубопроводы
  • 2) транспортные пути (автодороги, железные дороги и пр.)
  • 3) объекты строительства (базы, площадки хранения и т.д.)
  • 4) объекты эксплуатации месторождения и трубопроводов (запорная арматура, вертолетные площадки и т.д.)
  • 5) инженерно-геологические условия
  • 6) опасные процессы
  • 7) прогнозные месторождения грунтовых строительных материалов
  • 8) антропогенные нарушения земель (гари, вырубки, просеки)
  • 9) распространение островной многолетней мерзлоты
  • 10) границы (месторождений, лицензионных участков, административные)
  • Таблицы
  • Характеристики месторождений строительных материалов (мощность вскрыши, положение в рельефе и т.д.)
  • Прочая атрибутивная информация
  • Прочие графические материалы (рисунки, фотографии, графики).

Структура ГИС:

  • программный комплекс ввода, хранения и обработки информации:
    • Arc View GIS – общая среда ввода, хранения, обработки и вывода информации
    • Bentley Microstation Descartes или ERDAS Imagine – среда ввода и обработки растровой информации
    • Adobe Photoshop – среда вывода информации
  • Комплекс подпрограмм обработки данных на языке Avenue.

Этапы создания ГИС:

1) выбор необходимого программного обеспечения, исходя из требований доступности для проектной организации, квалификации специалистов, возможности решения задач картографического обеспечения проектирования.

2) ввод данных в ГИС, формирование тематических слоев (сканирование бумажных носителей, векторизация по растровой подложке, ввод атрибутивной информации, таблиц)

3) создание подпрограмм-скриптов для различных задач обработки данных

4) выбор обменных форматов для перемещения данных между различными программными продуктами внутри ГИС на различных этапах обработки информации (преимущественно на этапе ввода растровых данных и на этапе вывода печатной картографической продукции).

4) Камеральные изыскания грунтовых строительных материалов с помощью совмещенного анализа результатов дешифрирования космических снимков, геологических карт и других фондовых материалов обеспечивают точность прогноза запасов минерального сырья до 85-90%.

Выявление месторождений грунтовых строительных материалов производилось на основе дешифрирования космических снимков и сопряженного анализа фондовых геологических материалов и топографических карт масштабов 1:25 000 и 1:200 000.

Из фондовых геологических материалов использовались отчеты о геолого-съемочных работах масштаба 1:200 000, произведенных на заданной площади (текст, геологические карты, разрезы).



Pages:   || 2 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.