Аспарух Красенов Камбуров приложение на метода wartk в съвременните 2d и 3d сеизмични проучвания за търсене на нефт и газ
ГЛАВА 3 - Изследване на възможностите за приложение на метода WARTK в Северна Африка
Изтегляне 0.61 Mb.
|
- Навигация на страницата:
- 3.2. Изследване на приложението на класически ГНСС методи в 2D и 3D сеизмични проучвания за търсене на нефт и газ
- 3.3. Изследване на функционалността на метода WARTK
| ГЛАВА 3 - Изследване на възможностите за приложение на метода WARTK в Северна Африка
3.1. Въведение В трета глава от дисертацията е направен анализ на възможностите за приложение на метода WARTK за геодезическо осигуряване на 2D и 3D сеизмични проучвания в района на Северна Африка. Основната цел на анализа е доказване на предимствата на този нов метод пред класическите ГНСС методи, използвани в момента. Включени са следните три задачи:
3.2. Изследване на приложението на класически ГНСС методи в 2D и 3D сеизмични проучвания за търсене на нефт и газ 3.2.1. Въведение Изследването има за цел извеждане на основните недостатъци, характерни за приложението на класически ГНСС методи в сеизмичните проучвания за търсене на нефт и газ. Изследването е извършено на базата на критериите за независимост, оперативност и точност, постигани по класическите методи. 3.2.2. Метод за провеждане Методът на изследването представлява анализ на геодезическите дейности в четири сеизмични проучвания:
Методите са подредени съгласно реда на тяхното теоретично представяне в Глава 2: първо са тези с използване на единична референтна станция, следвани от мрежовите ГНСС методи. 3.2.2.1. С единична референтна станция 3.2.2.1.1. Статичен относителен метод за създаване на геодезическа основа
Анализирана е технологията на геодезическото производство в извършеното през 2005 г. 2-D сеизмично проучване в района на гр. Монтана, Северна България. Проучването има за цел изясняване на регионалната геология в района на контакта между Мизийската платформа и Предбалканската зона.
За трасиране и измерване на точките от двата сеизмични профила e използван RTK метод от единични референтни станции. Същите са част от новоизградена геодезическа основа (ГО). За нейното създаване и привързване е избран статичния относителен метод, поради наличието на качествена и удобна за района на работа опорна геодезическа мрежа – държавната GPS мрежа на България (в състоянието ѝ към края на 2005 г.).
Анализът на работата в конкретното сеизмично проучване показва следните основни недостатъци:
На избраните за анализ критерии за независимост, оперативност и точност, статичният относителен метод с единична референтна станция отговаря по следния начин:
3.2.2.1.2. Кинематичен метод в реално време (RTK)
Класическият RTK метод с единична референтна станция е основно използваният в геодезическото осигуряване на сеизмични проучвания метод за трасиране и измерване на профили. Тук е изследвана технологията на работа по този метод в три отделни сеизмични проекта, различаващи се по своите мащаби на проучване и избраната схема на наблюдение: 2D сеизмично проучване „Враца-Запад“, 3D сеизмично проучване „Бутан“ и 3D сеизмично проучване „Baguel
По отношение на основните параметри и ред на работа няма съществена разлика между използваните в 2-D и 3-D проучвания RTK методи с единична референтна станция.
По-съществена разлика в организацията и провеждането на геодезическото производство в 2-D и 3-D проучванията произтича от обема на необходимата за извършване геодезическа работа.
Анализът на проведените геодезически работи в трите проучвания позволява да се изведат следните основни недостатъци на RTK метода:
На избраните за анализ критерии за независимост, оперативност и точност, методът RTK с единична референтна станция отговаря по следния начин:
3.2.2.1.3. Кинематичен метод с последваща обработка (PPK)
В определени условия в сеизмичните изследвания се прилага и кинематичния метод с последваща обработка (PPK). В този раздел е описано приложението на PPK в част от 3-D сеизмично проучване “Бутан“.
Работата по метода протича в следния ред:
По точността на резултатите и производителността на работа, които осигурява, методът PPK се доближава до RTK измерванията. Сравнен с него, методът PPK има следните основни недостатъци:
На избраните за анализ критерии за независимост, оперативност и точност, методът PPK с единична референтна станция отговаря по следния начин:
В сравнение с RTK, този метод осигурява значително по-ниска дневна производителност. Въпреки достатъчната точност, която осигурява, приложението му за геодезически работи в сеизмичните проучвания е препоръчително само при липса на алтернативни методи. 3.2.2.2. Методи с използване на мрежова инфраструктура 3.2.2.2.1. Статичен относителен метод с данни от пасивни перманентни станции
През 2008 г. в района на Централен Тунис, в концесионен блок „Baguel“, е извършено 3-D сеизмично проучване с възложител – нефтената компания „PerencoTunisia“ и подизпълнител – геофизичната компания „PGS Onshore“ Ltd.Поради липсата на съществуващи опорни геодезически мрежи в района на работа, изходната геодезическа основа е привързана към пасивните перманентни станции от мрежите на IGS и EUREF, разположени в съседство на проучвания район.
Методът беше приложен при спазване на следния приблизителен ред на работа:
Анализът на проведените геодезически работи в това проучване позволява да се изведат следните основни недостатъци на метода:
На избраните за анализ критерии за независимост, оперативност и точност, мрежовият метод с използване на прецизни ефемериди от пасивни перманентни станции отговаря по следния начин:
Съгласно посочените резултати може да се направи извода, че освен като възможност за допълване на метода на статичните относителни ГНСС измервания в условия на съществуваща опорна геодезическа мрежа, методът на статичните относителни ГНСС измервания с използване на данни от перманентни станции е успешно приложим за изграждане на ГО и при липса на такава. Възможностите и високата точност, които осигурява използването на прецизни данни за спътниковите орбити и часовници, както и независимостта на ГНСС измерванията от наличието на съществуваща опорна мрежа обуславят оптималното приложение на този метод за създаване на ГО в слаборазвити и труднодостъпни пустинни райони. 3.2.2.2.2. RTK с активни перманентни станции (VRS)
Описаните в предишните раздели трасировъчно-снимачни геодезически работи се извършват основно по RTK методи с използване на специално създадени за целта единични станции. Организацията на измерванията никак не е проста и се налага координираното действие на един или повече екипа от специалисти, използването на допълнителен помощен персонал за транспортиране, следене на работата и охрана на референтната станция. Посочените затруднения може да се преодолеят в значителна степен ако се използват ГНСС инфраструктурни мрежи.
За осъществяване на експеримента е избрана площадка, намираща се в най-горната част на района “Слатински редут” в София. На различни места в рамките на площадката са избрани и означени с геодезически пирони 7 точки.За осъществяване на експеримента са приложени кинематични методи за определяне на точки в реално време (RTK) в две разновидности – с единични и мрежа от активни референтни станции. Използвани са две подвижни ГНСС конфигурации:
Измерванията с подвижния приемник Trimble R8 GNSS са извършени само с референтни данни, предоставени от “NAVITEQ”, по три начина с различна продължителност. Измерванията с подвижния приемник TopconHiper са извършени както с потребителски, така и с инфраструктурни референтни данни.
Анализът на резултатитее насочен към намирането на отговори на следните въпроси:
Ако се съпоставят резултатите от измерванията с изходните координати на т. 9225 се вижда, че в почти всички случаи продължителността на измерванията е определяща единствено за точността по височина. Извод: Продължителността на измерванията в реално време не е толкова съществен фактор колкото е геометричната обусловеност на решението. Известно е, че същото твърдение е в сила и при бързите методи, осъществявани с помощта на потребителски референтни станции. Продължителността на RTK определенията с помощта на ГНСС инфраструктура влияе върху качеството на резултатите по начина, типичен за класическия RTK метод, и се определя по същите правила.
Съпоставката с изходните координати на т. 9225 дава известно основание да се търси систематична разлика единствено по положение. При това обаче, разликата е в едни и същи граници както в случаите на използване на потребителска референтна станция, така и при работа с мрежата “NAVITEQ”. Извод: Произходът на референтните данни не води до отклонения извън типичните за метода стойности на грешките. Точността на резултатите, получени с ГНСС инфраструктура в реално време е напълно съпоставима с тази на класическите RTK определения в реално време.
По резултатите от съпоставката на координатите на т. 9225, определени по време на експеримента с техните изходни стойности не може еднозначно да се прецени кой от двата вида ГНСС апаратура води до получаването на по-достоверни резултати. Отклоненията са в рамките на типичните за метода грешки. Извод: Разликата между резултатите, получавани с различни видове ГНСС апаратура се абсорбира от грешките на прилаганите методи за определяне на точки. Типът на потребителската апаратура не оказва значим ефект върху точността на получаваните резултати, тъй като на преден план излизат специфичните за метода RTK грешки.
Анализът на резултатите позволяват да се направят следните изводи относно приложението на мрежови и единични RTK методи:
Приложението на ГНСС инфраструктура осигурява точността на съответния метод - статичен или кинематичен, за определяне на положението на точки с помощта на единични референтни станции, а предимствата му се състоят преди всичко в по-високата ефективност и удобство на полевите работи. 3.2.2.2.3. Със станции за мониторинг и геостационарни спътници
В тази точка е показано приложението на диференциалните корекции от системата OmniSTAR за осигуряване на геодезическите работи в реално време в 2-D сеизмично проучване в Камбоджа.
Изборът на метода OmniSTAR е обусловен от факта, че за района на проучването липсват съществуващи изходни опорни точки или инфраструктурна ГНСС мрежа от активни станции, а условията на терена - преобладаващо равнинен, покрит с джунгли и обширни минни полета, не позволяват изграждането на ГО с удобно разположени ГНСС референтни станции (Приложение 5). Използвана е диференциалната услуга OmniSTAR XP, осигуряваща точност по положение до 20 cm.
Прилагането на диференциални корекции от системата OmniSTAR за 2-D проучването в „Блок 12“, Камбоджа, показа следните недостатъци:
Приложението на метода OmniSTAR XP в „Блок 12“, Камбоджа, позволява да се направят следните изводи за неговата функционалност:
3.2.3. Заключение В условията на Северна Африка, където се намират някои от най-богатите залежи на нефт и газ, приложението на описаните дотук геодезически методи е особено затруднено, най-вече поради отдалечеността, липсата на телекомуникационна и друга инфраструктура, както и изостаналото от геодезическа гледна точка развитие на много от районите. Съществен затрудняващ приложението фактор се явяват и обширните пустинни терени и екстремалните атмосферни условия. Високата перспективност на този район, но затрудненото прилагане на съществуващите ГНСС методи в условията там, налага търсене на нови геодезически методи. Методите трябва да осигуряват независимост на ГНСС измерванията (подобно на статичните методи), трябва да бъдат оперативни в реално време (както RTK) и трябва да бъдат високоточни като тях.
3.3.1. Въведение В този раздел еса представени резултати, получени отверификационен експеримент за изследване на алгоритъма за определяне на местоположение по метода WARTK чрез фиксиране на циклични параметри в кинематичен режим за две станции от мрежата EUREF, разположени на разстояние над 100 km една от друга. Целта на експеримента е изследване на функционалността на метода WARTK и верификация на резултатите, получени по време на експеримента BELLKIN,проведен от създателите на метода WARTK през 1999 г. 3.3.2. Фиксиране на циклични параметри в кинематичен режим между референтни станции 3.3.2.1. Изходна постановка Базирайки се на експеримента BELLKIN’99, изследването на докторанта се състои в анализ на възможността за фиксиране на циклични параметри в кинематичен режим между две перманентни ГНСС станции от мрежата EUREF – BELL и EBRE, намиращи се на територията на Испания, с използване на диференциални корекции, създадени чрез йоносферен томографски модел на gAGE/UPC. 3.3.2.1.1. Използвани изходни данни
3.3.2.1.2. Използван софтуер
Обработката на данните и получаването на резултатите с описания софтуер е извършено в среда на Linux, реализация Ubuntu 8.04. Допълнително са използвани някои стандартни функции и команди от програмния език gawk, поддържан от командния ред (терминала) на Ubuntu. Графичните материали са създадени с приложението Gnuplot. 3.3.2.2. Задачи на експеримента
3.3.2.3. Метод за провеждане на експеримента 3.3.2.3.1. Определяне на елементите от матрицата на коефициентите на уравненията на измерванията чрез програмата GCAT Входящи данни - RINEX файлове с наблюденията от станцииBELL и EBRE Резултат - файл с елементите на матрицата на коефициентите.
Входящи данни - файла с елементите на матрицата на коефициентите, определен в предишната точка; конфигурационен файл, моделиращ стохастичното поведение на координатите на определяемата точка; Резултат - файлове, съдържащи линейните отклонения по трите оси на търсената точка спрямо предварително известните ѝ координати, както и плаващите циклични параметри за всеки спътник, за всяка отделна епоха.
Входящи данни - файл с двойните фазови разлики по различните линейни комбинации за базов спътник 21 и станциите BELL и EBRE; файл с йоносферните корекции STEC, получени от йоносферен томографски модел на gAGE/UPC; файл с плаващите стойности на Резултат - файл, съдържащ двойните разлики на фиксираните стойности на Крайният резултат от експеримента е графичен сравнителен анализ между резултатите, получени със и без използването на йоносферни STEC корекции, по всяка от трите координатни оси. Графиките показват координатните разлики между получените резултати от Калмановия филтър и предварително известните координати на станция BELL. 3.3.2.5. Изводи Резултатите за фиксираното решение от трите графики са сходни с публикуваните в [10] резултати от експеримента BELLKIN’99. Анализът на графиките показва, че получените резултати са съпоставими като точност с реалните експериментални резултати на gAGE/UPC. Съпоставката обхваща еднакъв период от време. Както се вижда от получените графики, времето за инициализация под 10 cm и по трите оси, необходимо на Калмановия филтър, е приблизително 13 min. За сравнение, времето за инициализация в експеримента BELLKIN e значително по-кратко, което може да се обясни с опростения софтуер, използван от докторанта. Независимо от това резултатите показват успешно фиксиране на циклични параметри на големи разстояния (над 100 km) с използване на йоносферни корекции в реално време. 3.3.3. Заключение Проведеното изследване с йоносферни STEC корекции потвърди качествените показатели на метода WARTK, получени в рамките на експеримента BELLKIN’99. Каталог: docs -> N Juri N Juri -> Конкурс за академична длъжност "Доцент" по професионално направление 8 „Проучване, добив и обработка на полезните изкопаеми", специалност „Обогатяване на полезни изкопаеми" N Juri -> Конкурс за професор по Професионално направление Науки за земята N Juri -> Конкурс за професор по научно направление 8 „проучване, добив и обработка на полезни изкопаеми" специалност „минно строителство" N Juri -> И. Паздеров І. Дисертация и публикации, които са части от дисертационния труд N Juri -> 19. Резюмета на трудовете, с които кандидатът участва 7а. Научни публикации до получаване на онс „Доктор“ (научна степен „Кандидат на техническите науки“), 1978-1988 г N Juri -> Конкурса за получаване на научното звание "професор" по Професионално направление „Проучване, добив и обработка на полезни изкопаеми" N Juri -> Конкурс за академичната длъжност „професор" по професионално направление Проучване, добив и обработка на полезни изкопаеми, специалност "Техника и технология на взривните работи" за нуждите на катедра Подземно строителство N Juri -> С п и с ъ к на научните и научно-приложните трудове на доц д-р Венелин Желев Желев N Juri -> Конкурс за академичната длъжност „професор" по професионално направление Икономика, специалност „Икономика и управление по отрасли" N Juri -> Моделиране показатели на находища на подземни богатства и свързани с тях обекти чрез компютърни системи Изтегляне 0.61 Mb. Сподели с приятели:
|
чрез програмата kalman
, получени от обработката с Калмановия филтър
. Тези стойности се въвеждат обратно във файла с уравненията на измерванията за получаване на коригираните стойности на елементите на базисния вектор и атмосферните закъснения.Файлът с коригираните стойност се въвежда отново в Калмановия филтъри се обработва по алгоритъма за кодови измервания (т.е. плаващият цикличен параметър в уравненията на измерванията се изпуска), в резултат на което се получават крайните координатни разлики между известните и изчислените координати на определяемата точка.